Răspândirea sunetului în spațiu liber
Dacă sursa sunetului este omnidirecțională. cu alte cuvinte, energia sonoră se răspândește uniform în toate direcțiile, cum ar fi sunetul dintr-un avion în spațiul aerian, apoi distribuția presiunii acustice depinde doar de distanța și scade cu 6 dB, fiecare dublând distanța de la sursa sonoră.
Dacă sursa sunetului este direcționată. ca, de exemplu, un corn, nivelul presiunii acustice depinde atât de distanța cât și de unghiul de percepție în raport cu axa radiației sonore.
Interacțiunea sunetului cu un obstacol
Undele sonore, care întâmpină în calea lor un obstacol, sunt parțial absorbite de ea, parțial reflectate din ea, adică sunt reajate de un obstacol înapoi în cameră și trec parțial prin ea și prin ea.
Trebuie remarcat imediat faptul că raportul procentual al acestor procese va fi diferit pentru undele de sunet de diferite lungimi care se datorează particularităților comportamentului undelor HF, MF și LF. În plus, caracteristicile obstacolului însuși, cum ar fi grosimea acestuia, densitatea materialului din care este fabricat, și proprietățile suprafeței (netedă / ușoară, densă / liberă) joacă un rol important.
Propagarea sunetului în spațiu închis
Propagarea sunetului într-un spațiu închis (într-o cameră) este fundamental diferită de condițiile de propagare în spațiu liber, ca un val de sunet întâlnește în calea sa o mulțime de obstacole (pereți, tavan, podea, mobilier, mobilier pentru casă, etc.).
Rezultând din multiple reflecții ale principalelor interacționează sunet, ambele cu sunetul directe care provin de la difuzor și direct ajunge la urechile ascultătorului calea cea mai scurtă, adică, într-o linie dreaptă, și unul cu celălalt. Schematic această diferență este ilustrată de următoarea diagramă:
1) Deschideți spațiul. sunet direct;
2) Spațiu închis. sunet direct + reflecții timpurii + reverb.
Toată lumea știe că sunetul este reflectat de pereți, podea și tavan, dar cum se întâmplă?
După cum sa discutat deja mai sus, un val sonor, care lovește o barieră, este parțial reflectat din ea, parțial absorbit și trece parțial printr-un obstacol.
Firește, cu cât zidul este mai dur și mai dens, cea mai mare parte a energiei acustice se va reflecta înapoi în spațiul interior al camerei.
Undele sonore sunt reflectate de obstacole Gun, astfel încât în locurile de reflecțiile lor de la pereți, tavan și podea, care este, departe de sursa de sunet principal să apară mai multe „imagini“ (, surse de sunet secundare „imaginare“, sau așa-numitele „fantomelor“. În unele surse străine de informații se mai numesc "zone fierbinți").
Reflecțiile, care interacționează unul cu celălalt și cu un sunet direct, îl distorsionează și înrăutățește distinctivitatea imaginii sunetului. Acum, imaginați-vă ce se întâmplă atunci când multi-frecvență de sunet direct de la două sau mai multe difuzoare se reflectă direct din cele șase suprafețe ale camerei (patru pereți, tavan și podea) și veți înțelege ce o influență extraordinară acusticii camerei pe calitatea sunetului este jucat în ea .
Deci, într-un spațiu închis (într-o încăpere), sunt menționate trei surse de sunet:
1. Direct sunetul - sunetul care vine direct de la boxele boxe (difuzor) și ajunge la urechile ascultătorului cel mai scurt drum - într-o linie dreaptă, adică, fără a fi reflectate de pe suprafețele pereților, podeaua și tavanul din camera (condiționat posibil să se ia în considerare sunetul original înregistrat pe mediul muzical).
2. reflecții timpurii (reflecții timpurii) - o reflectare a sunetului principal de pereții, podeaua și tavanul camerei, precum și interior, sunt în ea, ajungând la urechile ascultătorului cu rutele cele mai scurte, adică, trece printr-o reflecție unică, astfel încât acestea să păstreze amplitudine suficient de mare și forma în zonele de reflecție pe suprafețele pereților, podeaua și tavanul din camera „imagini“ (,, „imaginare“ surse „virtuale“ fantome secundare) ale sunetului direct. Acesta este motivul pentru prima reflecție sunt cele mai importante în structura de ansamblu a reflecții și, în consecință, au o influență majoră asupra calității sunetului și formarea imaginii stereo.
3. Reflecții de reverberație (reflecții târzii, reverberații, ecouri). Spre deosebire de reflecțiile precoce, ele sunt rezultatul multiplelor reflexii ale sunetului principal de pe suprafețele pereților, podelei și tavanului camerei. Ele ajung la urechile ascultătorilor în moduri complexe și lungi și, prin urmare, au o amplitudine scăzută.
Sub sunetul de bază se înțelege un sunet care vine direct de la difuzor, dar, spre deosebire de un sunet direct, are o directivitate circulară.
Care este diferența dintre reflecțiile timpurii și târzii?
Pentru a răspunde la această întrebare, este necesar să ne cunoaștem câteva trăsături subiective ale perceperii sunetului umane asociate cu caracteristica timpului sunetului.
Acesta este așa-numitul efect Haas. esența căreia dacă sunetul provine din mai multe surse diferite, atunci sistemul nostru ureche / creier recunoaște (percepe) doar sunetul care a apărut înainte.
În cazul în care diferența de timp de sosire a mai multor semnale audio este de până la 50 ms, atunci sunetul anterior ajunge mai târziu, chiar dacă ultimul este cu 10 dB mai tare (de exemplu, mai tare de 3 ori).
Astfel, toate reflecțiile care ajung la urechile ascultătorului pentru primele 50 de ms după sunetul direct sunt percepute de urechea umană în legătură cu semnalul direct, adică ca un semnal comun.
Pe de o parte, acest lucru duce la o îmbunătățire a percepției vorbirii și creșterea subiectivă a volumului, cu toate acestea, în cazul în care reproducerea audio este afectează în mod considerabil calitatea sa din cauza distorsionarea informațiilor muzică originală care fuzionează cu semnalele sonore reflectate.
Dacă reflexiile sosesc cu o întârziere mai mare de 50 ms și au un nivel comparabil cu un semnal direct, urechea umană le percepe ca o repetare a unui semnal direct, adică sub formă de semnale audio separate. În astfel de cazuri, aceste reflecții se numesc "ecouri" (reverberări). Echo-ul agravează în mod semnificativ inteligibilitatea vorbirii și percepția informațiilor muzicale.
1) Reflecțiile timpurii (primele reflecții) au o importanță practică deosebită. Ele ajung la urechea ascultătorului într-un interval de timp de până la 20 ms. după un semnal direct.
După cum am menționat deja, ei păstrează o amplitudine mare și sunt percepuți de urechea umană în legătură cu un semnal direct și, prin urmare, distorsionează structura sa inițială. Astfel, primele reflecții sunt unul dintre dușmanii principali ai sunetului de calitate.
Caracteristicile geometrice ale reflecțiilor timpurii depind în mod direct de forma camerei, de locația sursei de sunet (în cazul nostru vorbitorul) și de ascultător în ea, fiind unic pentru fiecare punct al camerei respective.
Caracteristicile de amplitudine ale primelor reflexii depind de:
- distanța dintre sursa sonoră și suprafața de reflexie;
- distanța de la urechile ascultătorului la suprafața de reflexie;
- din proprietățile acustice ale suprafeței de reflexie.
Astfel, caracteristica acustică a fiecărui punct al spațiului interior al unei încăperi este în principal determinată de combinarea caracteristicilor sunetului direct și a reflexiilor timpurii care ajung la un anumit punct.
Undele de frecvență medie și înaltă (valuri de lungime scurtă)
După cum sa menționat deja, comportamentul undelor sonore HF în termeni generali se supune legilor propagării luminii. Aceasta se referă direct la valurile benzii HF și este mai mult sau mai puțin valabilă în ceea ce privește sub-banda HF.
Prima caracteristică a undelor sonore din această gamă este direcționalitatea lor pronunțată. adică o modificare (amplificare sau slăbire) a percepției nivelului RF chiar și cu o mică deviere de la axa radiației. Pur și simplu, frecvențele înalte se propagă în direcția ascultătorului ca un fascicul de lumină.
Directivitatea crește cu frecvența semnalului, atingând un maxim la frecvențele cele mai înalte. Direcția determină importanța principală a undelor RF în formarea stereotipurilor.
A doua trăsătură caracteristică a HF, este abilitatea de a reflexiilor multiple de la suprafețe dure, cum ar fi piscina rekoshetyaschey sau biliard cu bile, care, la rândul său, le provoacă o ușoară rasseivaimost (difuzie).
A treia caracteristică este absorbția ușoară chiar și pe suprafețe moi subțiri, cum ar fi, de exemplu, perdele.
Se datorează directivității și capacității de a reflecta HF, așa cum sa menționat mai sus, participă activ la formarea modelului de reverberație.
Undele de frecvență joasă sau joasă (valuri de lungime mare)
Deci, comportamentul scăzut într-un spațiu închis arată ca un proces pur val, care se bazează pe interferența, adică procesul de adăugare (amestecare) a undelor sonore care vin complet din toate sursele LF în cameră, precum și o multitudine de reflecții de joasă frecvență de la pereți , podea și tavan din această cameră.
Acest lucru se datorează faptului că, spre deosebire de undele MF și HF, care sunt direcționate, undele de bass se propagă uniform în toate direcțiile, ca sfere divergente de centrul radiant. Astfel, undele de sunet LF sunt omnidirecționale. prin urmare, cu ochii inchisi este imposibil sa se determine locatia woofer-ului.
Această proprietate a undelor de joasă frecvență explică incapacitatea de a participa la formarea stereotipurilor.
În plus, datorită lungimii de undă mare și de energie înaltă, valuri de joasă frecvență nu numai că sunt în măsură să se aplece în jurul unui obstacol, dar, de asemenea, reflectat parțial, „trece“ prin și prin, chiar și prin pereți din beton (acesta este cazul, atunci când vecinii la distanță „bloc-turn“ auzi de joasă frecvență „Buzz“, în timp ce ascultați muzica).
Astfel, spre deosebire de RF, care este ușor reflectată de pe suprafețe dure, undele de bas sunt reflectate mult mai rău, parțial absorbit și parțial care trece prin bariera, și cu scăderea frecvenței, își pierd din ce în ce capacitatea lor de a respinge și preferă să „meargă mai departe.“
Și încă valurile LF "pot" să "curgă" dintr-o premisă prin ferestrele deschise și deschiderile ușii și, de asemenea, ușor să treacă prin sticlă ca și când în general nu ar fi prezente.
Luând în considerare toate punctele de mai sus, precum și ținând cont de faptul că lungimea undelor de joasă frecvență sunt comparabile cu dimensiunile liniare ale camerei (lungime, lățime și înălțime), devine clar de ce comportamentul undelor de bas este influențată în primul rând de parametrii camerei.
În cazul în care lungimea de undă a semnalului audio este de două ori una dintre dimensiunile liniare ale camerei, apoi frecvența între o anumită pereche de pereți există fenomenul acustic cel mai formidabil și trudnopodavlyaemoe, literalmente, pentru a „ucide“ sunetul - rezonanta a volumului de aer.
În mod subiectiv, acest lucru se exprimă prin amplificarea semnalului acestei frecvențe particulare în ceea ce privește nivelul frecvențelor rămase și apariția unui sunet în plină expansiune.
Rezonanțele cu frecvență joasă și undele în picioare apar între două suprafețe paralele (de exemplu, între pereții din față și din spate sau între pereții laterali sau între podea și tavan) atunci când o undă sonoră cu frecvența adecvată este excitată într-o cameră dată.
Și nu contează deloc ceea ce va provoca acest val: reproducerea muzicii, jocul unui instrument muzical, timbrul unei voci în timpul unei conversații, sunetele de comunicare sau trecerea traficului, munca aparatelor electrice etc.).
Undele de sunet de înaltă frecvență se propagă omnidirecțional ("nu putem localiza bass-uri sub 80 Hz" - Anthony Grimani) și au o energie extraordinară. Cel mai mic dintre acestea - frecvențele de bas, aproape fără a reflecta, pot trece prin orice obstacole.
Pe măsură ce crește frecvența, capacitatea lor de a reflecta creșteri, iar puterea de penetrare scade.
"Se crede că sunetul se propagă rectiliniu, ca orice val. Dar acest lucru este valabil doar pentru un spațiu larg, fără obstacole. În realitate, mișcarea undelor sonore este incomensurabil mai complexă. Ei se confruntă cu obstacole și unul cu celălalt, uneori răspândindu-se, formând vortexuri de-a lungul traiectoriilor de nedescris.
În opinia mea, cei care se angajează în tehnologia audio trebuie să aibă imaginație spațială pentru a vizualiza în mod clar imaginile vizuale ale undelor sonore și ale comportamentului lor, care nu pot fi explicate doar pe teoria electricității.
Se pare că, până în prezent, un număr mare de factori care afectează reproducerea sunetului, rămân neexplorați, provocând toate cunoștințele acumulate și experiența inginerilor de sunet. Cu cât mă gândesc mai mult la asta, cu atât mai mult înțeleg că lumea sunetului este mult mai profundă decât ne putem imagina. "
"Reflecțiile mele pe Hi-Fi" de H. Condo.
- știri
- Bazele propagării sunetului în spații libere și închise
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: