בעיות אקוסטיות בחדר ודרכים להקטנתן או פתרונן

רקע

בעקבות איזשהו ויכוח עם אדמין בקבוצת פייסבוק על בעיות אקוסטיות בחדר, התיישבתי וכתבתי (באנגלית) הסבר כללי על הנושא. תרגמתי אותו לעברית עבור מי שזה מעניין אותו. אין פה כוונה לחדש משהו, אלא רק להכיר את הנושא למי שלא מכיר, ו"לעשות סדר בראש" למי שקלטו פה ושם משהו מכל הוויכוחים והדיונים האינסופיים בנושא.

בעיות אקוסטיות בחדר

לבעיות אקוסטיות בחדר יכולות להיות השפעות מזיקות על הצליל הנתפס של מערכת סאונד, לרבות סטיות עצומות מתגובה שטוחה, של יותר מ‑10dB למעלה ו/או מטה, באס מרוח, מוגזם, חסר, בומי ו/או מתמשך, צלילות ופירוט מופחתים, במה גרועה, צליל חי מדי או מת מדי, עייפות שמיעה וכו'. פתרון או הקטנת אלה אינם משפרים את המערכת, הם רק מאפשרים למערכת להישמע קרוב ככל האפשר לצליל שהיא מפיקה בפועל, על ידי מזעור ההתערבות בחדר. אקוסטיקה גרועה יכולה לגרום למערכת מעולה להישמע רע, אבל אקוסטיקה מעולה לא יכולה לגרום למערכת רעה להישמע טוב.

כמעט בכל חדר יש בעיות אקוסטיות, הנובעות מהחזרים (וספיגה) על ידי הקירות, התקרה, הרצפה וחפצים אחרים בחדר ("משטחים מחזירים") כולל השפעת פתחים, כמו חלונות ודלתות.

בנוסף לאקוסטיקה של החדר עצמו, התגובה לרמקולים בחדר כפי שהיא נשמעת מעמדת ההאזנה הראשית תלויה במיקום הרמקולים והמאזין בחדר, ובדפוסי הפיזור של הרמקולים – האופן שבו הם מקרינים צליל ישירות ("על הציר") ולצדדים / למעלה / למטה ("מחוץ לציר"), כולל הדמיון בין ההקרנה על ומחוץ לציר.

הבעיות האקוסטיות כוללות התאבכויות הורסות (המכונות גם ביטולים, צמתים, nulls) הגורמות ל‑dips בתגובת התדר (Frequency‑Response=FR), והתאבכויות בונות (המכונות גם אנטי‑צמתים, antinodes) וגלים עומדים, הגורמות ל‑peaks ב‑FR. ישנן גם בעיות תזמון ופאזה, הנגרמות מהבדל בזמן ההגעה של צלילים ישירים (המגיעים ישירות מהרמקולים לאוזניים, על הציר) וצלילים מוחזרים (צלילים מחוץ לציר המגיעים למאזין לאחר שהוחזרו פעם אחת או יותר על ידי המשטחים המשקפים).

מיקומי הצמתים והאנטי‑צמתים בחדר מעניינים בעיקר לאיתור המיקומים האופטימליים של הרמקולים (במיוחד סאב/ים) ועמדות ההאזנה, אך אלו מושפעים גם משיקולים אחרים, כגון הבמה והטונאליות הנתפסים, ועל ידי שיקולים מעשיים / אסתטיים (לא נדון בהם כאן).

מה שבטוח, הנושא החשוב ביותר הוא התגובה לרמקולים שמשמיעים צלילים כפי שהם נשמעים בעמדת/ות ההאזנה ‑ בדרך כלל "נקודה מתוקה" ("sweet spot") אחת, אולי עם מאזין אחד נוסף בכל צד שלה. למעט חדרים / אולמות שבהם יש הרבה מאזינים בו זמנית, אין טעם להתעסק בעמדות אחרות בחדר, שכן כאשר המאזין נע בתוך החדר, זה בדרך כלל לא במהלך האזנה קריטית, ובכל מקרה לא ניתן לייעל את התגובה בחדר כולו, זה קשה מספיק אפילו עבור נקודה אחת בלבד.

ניתן לחזות ולחשב את התדרים והמיקומים של חלק מהבעיות בחדר לפי צורתו וממדיו, במיוחד עבור חדרים מלבניים, אבל קשה לחזות את האמפליטודות היחסיות שלהם. חלקם פחות צפויים. הדרך הטובה ביותר להעריך את הבעיות האקוסטיות היא על ידי מדידת התגובה לאותות בדיקה ספציפיים בעמדת/ות ההאזנה באמצעות מיקרופון מכויל, כגון umik‑1 ($79+משלוח) ושימוש בתוכנה ייעודית כגון REW החינמית.

לוקח זמן להכיר את REW, המדידות שלו ומשמעותן, אבל ברגע שאתה יודע את העובדות על הבעיות האקוסטיות בחדר שלך, אתה יכול להחליט אם לטפל בחלקן או בכולן, או להישאר במצב כפי שהוא. אם יש ספק, אולי כדאי להתייעץ עם איש מקצוע, או לפחות חובבן בעל ידע רב.

כיצד ניתן לטפל בבעיות אקוסטיות?

ישנן שתי דרכים בסיסיות לטפל בבעיות אקוסטיות, פסיבית ואקטיבית. טיפול פסיבי כולל שימוש באלמנטים סופגים או מפזרים, החל בשטיחים, כריות ווילונות ועד לפנלים מפזרים או סופגים, ואיקוולייזרים ומלכודות באס פסיביים. טיפול אקטיבי יכול לכלול איקוולייזרים ומלכודות באס אקטיביים, ותוכנה ו/או חומרה ל"תיקון חדר" (Room Correction=RC). התוצאות הטובות ביותר מתקבלות בדרך כלל על ידי שילובים של השניים.

הטיפול הטריוויאלי והנפוץ ביותר בחדר ‑ המיושם בדרך כלל מבלי לטרוח אפילו לאמת אם הוא נדרש בחדר הספציפי ‑‑ והוא אכן נדרש בדרך כלל ‑‑ כולל:

• שטיח/ים גדול/ים ועבה/ים, המכסה/ים לפחות את אזורי הרצפה מהם מוחזר הצליל מכל רמקול פעם אחת בדרך לאוזני המאזין. לאיתור האזור עבור רמקול נתון, כדאי להציב מראה על הרצפה, ולהזיז אותה עד שרואים אותו (או לפחות את הטוויטר שלו) כאשר יושבים בעמדת ההאזנה. עושים זאת עבור כל רמקול בנפרד (כולל רמקולים רב‑ערוציים), והשטיח צריך לכסות שטח גדול מסביב לכל הנקודות הללו.

• עושים את אותו הדבר עם פנלים מפזרים/סופגים בקירות הצד, הקדמי והאחורי ובתקרה, כולל שימוש במראה לצורך מיקומם. תקליטים, דיסקים ו/או ספרים יכולים לשמש כתחליף לפאנלים כאלה.

• ממקמים משולשים מחומר מפזר או סופג בפינות המפגשים בין כל שני קירות לרצפה ולתקרה.

• מכסים חלונות בווילונות עבים.

לא ארחיב על אפשרויות פסיביות נוספות ועל מלכודות באס, פסיביות או אקטיביות, המוסברות מעל ומעבר באינטרנט. אוסיף רק כמה פרטים על האפשרות האקטיבית המתקדמת ביותר, "תיקון חדר" (RC).

בניגוד לשמו, RC לא מתקן את החדר, הוא מתאים את הסאונד כך שיבטל את מה שהחדר עושה לצליל. לדוגמה:

1. כאשר יש פיק של x דיבי (dB) סביב תדר f, ה‑RC מחליש את הסאונד סביב תדר f ב‑x דיבי. שימו לב שקשה להשיג תיקון מדוייק כזה באמצעות טיפול פסיבי, במיוחד מבלי להשפיע על תדרים אחרים, והוא נעשה קשה יותר כאשר התדרים נמוכים יותר.

2. במקרים מסוימים של דיפ (dip) של x דיבי סביב תדר f, זה מגביר את הסאונד סביב תדר f ב‑x דיבי, אבל זה לא תמיד אפשרי, שכן כאשר הדיפ נגרם בגלל התאבכות הורסת, אפילו צליל מוגבר יתבטל באותה מידה. מכיוון שזה קורה בדרך כלל בתדרים נמוכים, ניתן לטפל בכך על ידי הוספת סאבוופר, אותו ניתן להתאים "למלא את החור".

3. אם הצליל מהרמקולים / סאבים השונים (כולל רב‑ערוציים) לא מגיע לעמדת ההאזנה בו‑זמנית (עקב הבדלי מרחק, או זמן עיבוד ברמקולים / סאבים מוגברים), ה‑RC מעכב כל רמקול מהיר יותר לפי ההבדל בתזמון, כך שכולם מגיעים באותו זמן.

4. בעיות תזמון אחרות יכולות לגרום לבעיות ב‑impulse response, וגם אלה מטופלות.

שימו לב שהפונקציונליות של RC חורגת מזו של איקוולייזר פרמטרי, ושה‑EQs מבוצעים ע"י ה‑RC בדומיין הדיגיטלי, ללא העיוותים ובעיות הפאזה שיש באיקוולייזרים אנלוגיים.

פונקציונליות ה‑RC יכולה להתבצע על ידי:

1. רכיב נפרד שמחובר בין המקור/ות לקדם מגבר / משולב / רסיבר

2. רכיב המשמש גם כ‑RC וגם כקדם מגבר, בדרך כלל גם עם DAC

3. תוכנה שפועלת על המחשב שמזרימה אותות לקדם מגבר / משולב / רסיבר, לא בטוח באיזו מידה זה נתמך ב‑DSP של Roon

פונקציונליות ה‑RC מתבצעת רק ב‑PCM, כלומר:

1. יש להמיר פלט של phono stage ל‑PCM.

2. יש להמיר את סיגנל ה‑DSD של SACD ל‑PCM.

3. נתונים אנלוגיים מנגני CD/DVD/SACD/Blu‑ray שאין להם יציאות דיגיטליות כלל, או שיש להם יציאות דיגיטליות שאינן בממשקים המקובלים על ידי ה‑RC (למשל, שיש להם יציאת USB, אך ה‑RC מקבל רק S/PDIF ו‑HDMI), יש להמיר מחדש לדיגיטל.

הבעלים של מכשירים כאלה בדרך כלל שונאים את הרעיון, אבל הנזק שנגרם לאות על ידי ההמרות הוא בדרך כלל שבריר מ‑dB, בעוד שהיתרונות של RC מגיעים לרוב למספר dBs.

היה לי קדם מגבר מעולה (Audio Research Reference 5 SE), והשוויתי את התוצאות של השמעת הדברים הבאים שהתקבלו, ונוגנו דרך הקדם מגבר הזה למונובלוקים, ללא RC:

התוצאה של ההשוואות האלה הייתה שמכרתי את הקדם מגבר. היתרונות של השימוש ב‑RC עלו עבורי בבירור על היתרונות של נגינה במסלולי pure analog ו‑pure DSD.

וטו נוסף נגד RC הוא מהמחנה "shortest signal path", שאינם יכולים להאמין ש‑DSP ב‑signal path יכול להיות משהו אחר מאשר אסון מוחלט. גם אני חשבתי כך, עד שחבר טוב עם RC טוב הוכיח לי שאני טועה לחלוטין.

לחלק מה‑RCs יש פונקציות נוספות שאינן קשורות ישירות לפונקציונליות תיקון החדר.

פונקציונליות אחת כזו היא היא "עקומת יעד" (target curve). ה‑RC מאפשר להחיל עקומות EQ על גבי תוצאות "תיקון החדר", לצורך כוונון עדין של התוצאה ולהתאמות לטעם המשתמש. RCs מתקדמים, כמו של Trinnov, מאפשרים למשתמש לצייר עקומות כאלה בעצמו, וכמה אחרים תומכים רק בעקומות מוגדרות מראש.

פונקציונליות נוספת כזו היא "ניהול באס" (bass management), הכולל את היכולת לפצל את הסיגנל של כל ערוץ כך שהתדרים העליונים והתדרים האמצעיים מועברים לרמקול המתאים, ותדרים נמוכים (שאינם כיווניים) מנותבים לסאב/ים. יש לזה את היתרונות הבאים:

1. בעיקרון, סאב טוב מפיק באס טוב יותר מרמקולים טובים בטווח מלא, ועם RC טוב, ניתן להתאים אותם בצורה מושלמת לרמקולים הראשיים, כך שהמעבר ההדרגתי ביניהם לא יורגש בכלל.

2. ניתן למקם סאב/ים במקומות המתאימים ביותר לבאס, בעוד שמיקום רמקולים אחרים חייב לקחת בחשבון פרמטרים אחרים, כגון טונאליות ובמה.

3. הגברה מובנית של סאבים יכולה להגיע לאלפי וואט, הרבה יותר מהגברה רגילה לרמקולים full range.

4. לסאב יכולה להיות תצורת push‑pull ו/או מנגנון servo, שמאפשרים פחות עיוותים ושליטה טובה בהרבה מהמנגנון הפאסיבי של דמפינג פאקטור.

5. הרמקולים הראשיים יכולים לפעול ב"אזור הנוחות" שלהם.

6. טוב להיות מסוגל להרגיש את ההשפעה של תוף באס ועוגב כנסייה ענק, גם אם אתה מאזין רק למוזיקה קלאסית / אקוסטית, מבלי להגזים בבאס בכלל באף תדר.

7. סאב/ים יכולים לעזור "למלא את החורים" במקרים של נפילות בתגובת התדר.

לקבלת התוצאות הטובות ביותר, בדרך כלל יותר מסאב אחד יכול לעזור.


באופן אישי, אני משתמש בקדם מגבר Trinnov Altitude 16 Room Correction, ובשני סאבים Perlisten R212s.

להלן הגרף של frequency response ללא ועם "תיקון החדר" אצלי, כפי שהם מוצגים ע"י ה-RC של טרינוב. הרמקול הקדמי השמאלי בירוק והסאב השמאלי בצהוב:

שימו לב לכך שבתחום בין 30 ל-40 הרץ ברמקול השמאלי רואים דיפ רציני שהוא תוצאה של cancellation, כך שאי אפשר לפתור אותו ע"י הגברה נוספת, ולכן ה‑RC לא תיקן אותו. עם זאת, התחום הזה מכוסה יפה מאוד ע"י הסאב. השימוש ב-bass management לחיתוך ב-70 הרץ, של הרמקול מלמטה ושל הסאב מלמעלה, מאפשר לשילוב ביניהם להיות קרוב מאוד לקו ישר, כך שאין שום בעייה עם כך שאי אפשר לתקן את הדיפ עצמו. אין בטרינוב גרף שמראה את השילוב, ולא שמרתי את מדידות REW שמראות את התוצאה, אבל היא משביעת רצון בהחלט מבחינתי. למרות שאני אוהב באס, אני לא מרגיש צורך להוסיף target curve להדגשתו. הבאס מעולה גם ללא הדגשה.


להלן הגרף של impulse response של הרמקול השמאלי ללא ועם "תיקון החדר" אצלי:

דיסקליימר: אני לא מומחה אודיו ולא מדען, רק חובבן, כך שהטקסט לעיל אינו שלם ועלול להכיל שגיאות.

כל הקרדיט על הידע, על היוזמה לרכישת ה-RC והסאבים, על היישום והכיולים בפועל מגיע ל- @RanMoyal ול- @Dan-Cinemart.
בלעדיהם לא הייתי מגיע לשום דבר מכל זה.

הכתבה נכתבה במקור בפורום dtown, לקריאת השרשור ולכתיבת תגובה - לחצו כאן