Акустика - основни понятия

Ако в еластична среда, който е въздух, всеки орган колебае, след това започва да се отклонява от него алтернативни слоеве на уплътняване и разреждане. Те се наричат ​​звукови вълни и вибрации са надлъжните средни частици, т.е. частиците осцилира в посоката на разпространение на вълната.

Повърхностно вълна (вълна отпред) - е мястото на точки на средата вариращи в еднакви фази.
Sound светлина - е линията на всяка точка съвпада с посоката на разпространение на вълната. В хомогенна изотропна среда, звуковия лъч е права линия, перпендикулярна на повърхността на вълната.
Скоростта на звукова вълна размножаване V - разстоянието за единица време, който преминава всяка точка на повърхността на вълната. Скоростта на разпространение на звукови вълни в газ е пряко пропорционална на корен квадратен от абсолютната температура на газа.
дължина на вълната # 955; Това е разстоянието между двете най-близките точки на средата, въртящи се с изместване на фазата # 916; # 966 = 2π.
T период на трептене - времето, през което източникът прави едно пълно трептене.
Честота на трептене е е броят на пълни трептения направени за единица време.

Важна характеристика е звука спектър, в резултат от разлагането на звука в прост хармонична движение. Спектърът е непрекъсната, когато енергията на звукови вибрации непрекъснато разпределена в повече или по-малко широк диапазон от честоти и ред, когато има множество отделни честотни компоненти.

Слоевете на редуващи се натиск и разреждане на средата, промяната на налягането от атмосферното (статично) налягане. В моменти на промяна компресия настъпва в посока на увеличаване на налягането във вакуумни моменти - надолу.

Звуково налягане е стойността приблизително равна на (в хармоничен осцилатор) 70% от максималната разлика между статичното налягане и налягането, упражнявано от звукови вибрации. На звуково налягане се измерва в N / m2 (или, еквивалентно, в Ра).

Акустичното налягане в даден момент намалява пропорционално на разстоянието от точката на източника.

Ако EPAD - звукова енергия инцидент на тази бариера, и Hom - отразена звукова енергия, отражението # 946 = Hom / EPAD

Ако ЕТР - звукова енергия, преминаваща през преградата (от пространството стайна 1: 2), коефициентът на звук проводимост # 947 = ЕТР / EPAD

Тъй като енергията загуби в стаята 1, отражението от стената се състои от енергията, абсорбирана от материал и стената Epogl енергия, преминаваща през стената, коефициент на поглъщане # 945 = (+ Epogl ЕТР) / EPAD

От горното е ясно, че # 945 + # 946 = 1.

При отражение от вдлъбнатата повърхност могат да възникнат фокусиране отразените лъчи да образуват една въображаема източник на звук в точка S ", което повишава плътността на звукова енергия. Изпъкнали повърхности допринасят за разсейването на отразения звук енергия, който често води до това изслушване да се осигури еднакво във всички точки на помещението. На вдлъбнати повърхности са допустими само с много малък (40 cm) или много големи (повече от 4 пъти с дължина, превишаваща стая) радиус на кривина. Ако звукът се отразява от плоска повърхност се оформя като един въображаем източник, но по-слаба.

порести материали
В порести материали агент запълва една малка част от общия обем. По-голямата част направи множество пори, канали и кухини, които се отварят навън и са свързани помежду си. Такива материали се усещат, памук и вълна фибростъкло килими, специален акустичен мазилка и т. П.

звук теория усвояване на порести материали е разработена за първи път преди повече от 100 години, Джордж. W. Стрът (лорд Рейли). Тя се основава на предпоставката, че порьозните материали съществуват вискозни сили възпрепятстващи въздушния поток през порите, при което средството избира част от кинетичната енергия на колебания въздушните частици, го трансформира в топлинна енергия. Според тази теория, на абсорбционните качества на порести материали зависи от вискозитета и плътността на въздуха, радиус, и броя на пори на единица площ, и когато се използва като материал за покритие в твърда стена - на дебелината, или по-скоро на разстоянието между нея и твърдо вещество стената. Колкото по-малък радиус на порите и колкото повече от тях най-добре високите честоти се абсорбират. Един абсорбер от този тип е ефективна само при тези честоти, при които на звукови вълни, осцилиращ въздушни частици проникват порестия материал. Директно от твърдата стена вибрационна скорост на въздушните частици е равна на нула, така че дебелината на абсорбер (или разстоянието между него и стената) е избран да бъде най-малко една четвърт от дължината на вълната на абсорбира звука.

коефициентите на поглъщане на най-често използваните материали за развитие на архитектурната акустика

трептене ехо
В повечето случаи, в стаята има формата на правоъгълен паралелепипед. По отношение на акустика, но не е далеч от идеалното. Ако има две успоредни отразяващи повърхности (и в акустично необработена не ехо стая такива двойки повърхности на три - противоположни стени и пода до тавана), а след това на външния вид на аудио звуков сигнал, отразена от една повърхност, обратно към друга, се отразява от него, и започва да се втурне как да прелитат между тях, постепенно замира. Следователно, това се нарича ехо развяващи или трептене ехо. Ако слушателя е на еднакво разстояние от двете отразяващи повърхности, ехо сигнали се повтаря на интервали от време за добро движение между двете повърхности (2 пъти 1/2 от време на изпълнение). Ако слушателят се намира в близост до една от повърхностите, периодът повторение на ехо сигнал ще бъде равна на два пъти времето за пътуване.

Човешкото ухо е изключително чувствителен към всички повтаряне на всички повтарящи се процеси. Ако периодът повторение на ехо сигнал е малък и е по-малко от 20 MS (на честота на повторение от 50 Hz и по-горе), възприема звука придобива терена характер. В такива случаи и да кажем за звука ", като излезе от цевта" при ниска честота на повторение, и отраженията на "метъл звучене" най-висока честота. Такъв звук оцветяване се наблюдава не само в краткосрочен план, но също така и от продължителността на сигналите (вокално изпълнение, дългосрочно бележки и т.н.).

Стоящи вълни в стаята
Други въздействие успоредно на стената на акустиката на помещението е, че правоъгълна стая е триизмерен резонатор.

Като едномерна резонатор да си представите един тесен тръба, която е затворена от двете страни. Ако в близост до една от страните да се постави източник на синусоидална вибрация по тръба с скоростта на звука ще се премести синусоидална звукова вълна се отразява от стените на закрито

Поставете в близост до другата стена на микрофона на тръбата. Чрез промяна на честотата на генератора, ще забележите, че когато се променя честотата на амплитудата на звука, прикрепени с помощта на микрофон, след което се увеличава, а след това намалява почти до нула. Това означава, че тръбата показва амплитуда честота характеристика на по външен вид прилича на гребен, всеки зъб е неговата акустичен резонанс.

Резонанс образува ако дължината на тръбата е кратно на половината от дължината на вълната на възбудените трептения. Този феномен е известен като гребен филтриране.

Очевидно е, че за да се справят с много факта на настъпване на резонанси закрит твърди, и често не е необходимо - ако резонансите се намират в предварително определена честотна лента близо един до друг и равномерно, форма на вълната в тази радиочестотна лента се предава по същество без изкривяване.

Теоретична физика Philip Morse получени формула за изчисляване на броя на резонансни честоти в предварително определен честотен диапазон, в зависимост от размера и линейните размери на помещението, което показва, че размерът на стая резонанси, съответстващи на една и съща честотна лента, честота надолу значително намалена.

Morse също се изчислява като в околната среда трябва да бъде предварително определен честотен диапазон резонанс, за да се извърши без забележими изкривявания форма на звук с продължителност от около 0.1. Резултатът от изчислението му е както следва: в диапазона # 916; е = 10 Hz трябва да бъде най-малко 10 резонанси.

Както вече бе посочено, резонансите над долния ограничаване честотата на пространството за звук графиката са безопасни, ако те са разположени равномерно. Но проблемът е, че в повечето области, това условие не е изпълнено, а честотите на резонансни са неравномерно разпределени, и дори по-лошо, дори и едни и същи и "сливат". Като прост пример, с формата на куб пространство, което да съответства на естествените честоти в трите аксиални посоки. Честота отговор на стаята (ако не е включен) е напълно неприемливи върхове и спадове. Подобни проблеми възникват във всички области с множество линейни размери. Най-добрият резултат се постига, ако съотношението на линейните размери на помещението да съответства на "златното сечение".

Борбата с вредни резонанси и прекомерно ехо стайна е главно чрез порьозни материали радиомълчание за стаята.

Поставянето на високоговорителите и слушателя в залата за слушане.
Поставянето на високоговорителите и слушателя в залата за слушане е прав, когато
- в близост до главата на слушателя не е отражение, забавено в сравнение с прекия звук започне по-малко от 3 мс;
- неравномерно общата честота отговор стерео двойка високоговорители, поради тяхното взаимодействие една с друга и с помещението, е минимална.

Радиация от две звукови източници едновременно изход същия сигнал,
Поставянето на високоговорителите и слушателя в залата за слушане

Изслушване могат не само да се комбинират различни сигнали към едно, но също така и да споделят "необходими" и "ненужни" елементи.

В този случай е, че ушите може ефективно да отделят сигнал от звукозаписа него се добавят по време на възпроизвеждане на ехото. Но това може да се случи само, ако разликата между времето на пристигане на преките и отразените сигнали, не е по-малко от 3 мс. Ако тази стойност е по-малка от тази, на пряка и отразена звучи заедно образуват нов очевидно източник на звук, който, естествено, ще се наруши стерео замислена създатели пистата.

Ето защо, от високоговорителите да бъдат инсталирани в стаята за слушане, така че звук дължина на пътя от всеки високоговорител за главата на слушателя е най-малко 1 m по-малка от звук пътя, включваща една отражение от всяка стена, под или таван.

Взаимодействие на два звукови източници, които произвеждат един и същ сигнал в една и съща фаза, се разглежда в нейната работа Д. Skuchik американски acoustician. Той показа, че акустична мощност, излъчвана от един от източниците зависи от разстоянието между тях и излъчваната дължина на вълната.

Очевидно е, че по същия начин се държи AFC сигнал, излъчван от високоговорителя. Графиката показва две основни нарушения "гърбица" в областта на KD
изкривяване стерео

За адекватно възприемане на стерео образа, вграден в аудиозаписа, слушателят трябва да бъде на еднакво разстояние от стерео говорителите, на ъгъла между тях (с върха на главата му) трябва да бъде от 50 до 700. Чрез преместването на слушателя, например, на левия сигнал от десния високоговорител е задържани и стерео изображението се измества към най-близкия високоговорител.

За да се получи неповлияно сигнал главата AFC слушател трябва да бъде на ниво пищялки високоговорител (това ниво обикновено е избран ред на 90 см от пода, което съответства на разстоянието от пода до главата на седящия слушател).

Понякога също така съветва слушателя в зона балансира амплитудите на странни и дори надлъжни стоящи вълни. Изчисляване на позицията на зоната и не може да се търси по време на изслушването.