Режимы комнаты

Режимы комнаты — это совокупность резонансов , которые существуют в комнате, когда комната возбуждается акустическим источником, например громкоговорителем. Большинство комнат имеют свои основные резонансы в диапазоне от 20 Гц до 200 Гц, причем каждая частота связана с одним или несколькими размерами комнаты или их делителем. Эти резонансы влияют на низкочастотную характеристику звуковой системы в помещении и являются одним из самых больших препятствий для точного воспроизведения звука.

Механизм комнатных резонансов

Поступление акустической энергии в помещение на модальных частотах и кратных им вызывает стоячие волны. Узлы приводят к тому , и пучности этих стоячих волн что громкость определенной резонансной частоты различна в разных местах комнаты. Эти стоячие волны можно рассматривать как временное хранилище акустической энергии, поскольку для их образования требуется конечное время, а для их рассеивания после удаления источника звуковой энергии требуется конечное время.

Минимизация эффекта резонансов помещения

Комната с твердыми поверхностями будет демонстрировать высокодобротные и четко настроенные резонансы. В комнату можно добавить абсорбирующий материал, чтобы погасить такие резонансы, которые быстрее рассеивают накопленную акустическую энергию.

Чтобы быть эффективным, слой пористого поглощающего материала должен иметь толщину порядка четверти длины волны, если его разместить на стене, что на низких частотах с их длинными волнами требует очень толстых поглотителей. Поглощение происходит за счет трения движения воздуха об отдельные волокна, при этом кинетическая энергия преобразуется в тепло, поэтому материал должен иметь правильную «плотность» с точки зрения упаковки волокон. Если слишком свободно, звук пройдет, если слишком твердо, произойдет отражение. Технически это вопрос согласования импеданса между движением воздуха и отдельными волокнами. Стекловолокно, используемое для теплоизоляции , очень эффективно, но оно должно быть очень толстым (возможно, от четырех до шести дюймов), чтобы в результате комната не звучала неестественно «мертво» на высоких частотах, но оставалась «гудящей» на высоких частотах. более низкие частоты, так что он обеспечивает поглощение в широком диапазоне частот. Шторы и ковры эффективны только на высоких частотах (скажем, 5 кГц и выше).

Как правило, звук распространяется со скоростью один фут в миллисекунду (344 м/с), поэтому длина волны нот при частоте 1 кГц составляет около фута (344 мм), а при 10 кГц — около дюйма (34 мм). Даже шесть дюймов стекловолокна мало влияют на частоту 100 Гц, где четверть длины волны составляет более 2 футов (860 мм), и поэтому добавление поглощающего материала практически не оказывает никакого эффекта в области нижних басов в диапазоне 20–50 Гц, хотя и может привести к значительному улучшению верхних басов выше 100 Гц.

Открытые проемы, дисперсионные цилиндры (большого диаметра и обычно высоты стены), тщательно подобранные и размещенные панели, а также комнаты неправильной формы — это еще один способ поглощения энергии или разрушения резонансных мод. При поглощении, как и в случае с большими клиньями пены, наблюдаемыми в безэховых камерах , потери происходят в конечном итоге из-за турбулентности, поскольку сталкивающиеся молекулы воздуха преобразуют часть своей кинетической энергии в тепло. Демпфирующие панели, обычно состоящие из листов оргалита между рейками из стекловолокна, использовались для поглощения басов, позволяя перемещать поверхность панели и поглощать энергию за счет трения о рейки из волокна.

Если строится помещение, то можно выбрать такие размеры помещения, при которых его резонансы будут менее слышны. ^{[ 1 ]} Это достигается за счет того, что резонансы нескольких комнат не имеют одинаковых частот. Например, кубическая комната будет иметь три резонанса на одной и той же частоте.

Эквализация звуковой системы для компенсации неравномерности частотной характеристики, вызванной резонансами помещения, имеет очень ограниченное применение, поскольку эквализация работает только для одной конкретной позиции прослушивания и фактически приводит к ухудшению отклика в других позициях прослушивания. Кроме того, сильное усиление низких частот с помощью эквалайзера звуковой системы может серьезно уменьшить запас мощности в самой звуковой системе. Некоторые поставщики в настоящее время предоставляют сложное оборудование для настройки помещения, которое требует прецизионных микрофонов, обширного сбора данных и использует компьютеризированную электронную фильтрацию для реализации необходимой компенсации режимов помещения. Существуют некоторые разногласия относительно относительной ценности улучшения обычных помещений, учитывая очень высокую стоимость этих систем. ^{[ нужна ссылка ]}

Концертные залы

Очень большие помещения, такие как концертные залы или большие телестудии, имеют фундаментальные резонансы, частота которых намного ниже, чем в небольших помещениях. Это означает, что близко расположенные гармонические резонансы, скорее всего, будут лежать в области низких частот, и, таким образом, отклик будет более однородным.

См. также

Измерение громкоговорителя

Ссылки

^ Кокс, Т.Дж., Д'Антонио, П. и Авис, М.Р. 2004, « Размер помещения и оптимизация на низких частотах », Журнал Общества аудиоинженеров, 52 (6), стр. 640–651.

Внешние ссылки

[1] Кокс, Т.Дж., Д'Антонио, П. и Авис, М.Р. 2004, « Размер помещения и оптимизация на низких частотах », Журнал Общества аудиоинженеров, 52 (6), стр. 640–651.

[ 1 ]