Shanghai Sifang Refractory material Co.Ltd.

Shanghai Sifang Refractory material Co.Ltd.

Niezbędna znajomość podstaw projektowania akustycznego

2025 07/10

Długość fali
Odległość, jaką fala dźwiękowa przebywa w jednym cyklu wibracji, można obliczyć, dzieląc prędkość fali dźwiękowej przez jej częstotliwość. Daje to długość fali fali dźwiękowej. Zakres długości fali wynosi od 17 metrów do 1,7 centymetra. W akustyce wnętrz obliczenie długości fali ma ogromne znaczenie dla analizy pola akustycznego. Należy w pełni podkreślić rolę długości fali. Na przykład tylko wtedy, gdy przeszkoda ma rozmiar większy niż jedna długość fali dźwiękowej, fala dźwiękowa będzie odbijać się normalnie. W przeciwnym razie zjawiska takie jak dyfrakcja i rozpraszanie nasilą się, obszar cienia zmniejszy się, a charakterystyka akustyczna będzie zupełnie inna. Innym przykładem jest to, że pole dźwiękowe większe niż dwukrotność długości fali nazywane jest polem dalekim, a pole dźwiękowe mniejsze niż dwukrotność długości fali nazywane jest polem bliskim. Prawa dystrybucji i propagacji pola dźwiękowego w polu dalekim i bliskim są bardzo różne. Co więcej, w pomieszczeniach o mniejszych rozmiarach (w porównaniu z długością fali) dźwięki o niskiej częstotliwości nie mogą być dobrze odtwarzane ze względu na ich większą długość fali. Dlatego w gospodarstwach domowych, jeśli objętość pomieszczenia odsłuchowego nie jest wystarczająco duża, efekt niskich częstotliwości jest trudny do osiągnięcia w stanie idealnym.
Wielu inżynierów dźwięku na żywo nie wzięło pod uwagę związku między dźwiękiem a długością fali. W rzeczywistości jest to bardzo ważne: dźwięk i długość fali są bezpośrednio powiązane z prędkością dźwięku. Pod ciśnieniem powietrza na wysokości i w temperaturze 21 stopni Celsjusza prędkość dźwięku wynosi 344 m/s, natomiast prędkość dźwięku, z którą spotkałem się wśród krajowych realizatorów dźwięku, wynosi 340 m/s. Jest to prędkość dźwięku w temperaturze 15 stopni Celsjusza, ale większość ludzi pamięta przede wszystkim, że prędkość dźwięku zmienia się wraz z temperaturą i ciśnieniem powietrza. Im niższa temperatura, tym większa gęstość cząsteczek w powietrzu, więc prędkość dźwięku będzie spadać. A jeśli dźwięk na żywo jest wykonywany na dużej wysokości, gdzie ciśnienie powietrza jest obniżone, cząsteczki w powietrzu stają się bardziej rozproszone, a prędkość dźwięku wzrasta. Zależność między dźwiękiem a długością fali i dźwiękiem jest następująca: długość fali = prędkość dźwięku/częstotliwość; λ = v / f. Jeśli założymy, że prędkość dźwięku wynosi 344 m/s, długość fali dźwięku 100 Hz wynosi 3,44 m, długość fali 1000 Hz (tj. 1 kHz) wynosi 34,4 cm, a długość fali dźwięku 20 kHz wynosi 1,7 cm.
Zakres dynamiczny
Różnica między maksymalnym i minimalnym poziomem ciśnienia akustycznego sprzętu audio. Maksymalny poziom ciśnienia akustycznego urządzenia jest ograniczony przez takie czynniki, jak zniekształcenie sygnału, przegrzanie lub uszkodzenie, dlatego jest to maksymalny dźwięk pozbawiony zniekształceń, jaki system może wytworzyć. Dolna granica poziomu ciśnienia akustycznego zależy od warunków tła, takich jak hałas otoczenia, hałas termiczny i szum elektryczny, dlatego jest to najmniejszy dźwięk, jaki można usłyszeć. Im większy zakres dynamiki, tym mniej zniekształceń spowodowanych przeciążeniem wystąpi w przypadku silnych sygnałów dźwiękowych, dzięki czemu mocne dźwięki będą miały wystarczający wpływ i będą bardziej realistyczne podczas wyrażania dźwięków z dużymi i intensywnymi zmianami, takimi jak grzmoty i błyskawice. Jednocześnie słabe dźwięki sygnału nie zostaną zagłuszone różnymi szumami, a delikatne szczegóły zostaną wyrażone bardziej żywo. Ogólnie rzecz biorąc, zakres dynamiki systemu audio o wysokiej wierności powinien być większy niż 90 decybeli. Jeśli jest za mały, reprodukcja efektu siły muzycznej jest słaba, a atrakcyjność jest niewystarczająca. W procesie regulacji profesjonalnych systemów audio inżynierowie dźwięku powinni zwrócić uwagę na dwie następujące kwestie podczas regulacji dźwięku: Po pierwsze, wzmocnienie wejściowe miksera nie powinno być ustawione zbyt nisko, w przeciwnym razie słabe dźwięki zostaną zagłuszone przez hałas sprzętu mikserskiego. Po drugie, próg i stopień kompresji ogranicznika należy regulować z dużą ostrożnością. Zbyt mały próg i zbyt duży stopień kompresji spowodują silną kompresję dynamiczną dźwięku, dlatego należy maksymalnie ograniczyć utratę dynamiczną dźwięku, zapewniając jednocześnie efekt. Ponadto istnieje również zakres dynamiki w obwodach wzmacniających i źródłach dźwięku. W tym momencie można określić różnicę pomiędzy najmniejszym rozpoznawalnym sygnałem a maksymalnym sygnałem pozbawionym zniekształceń.
Inwersja
Sytuacja, w której dwa identyczne sygnały dźwiękowe mają różnicę fazową wynoszącą 180 stopni. Kiedy inicjowany jest ten sam dźwięk, kierunki drgań głośnika lub mikrofonu między nimi są przeciwne, co również należy do inwersji. W systemie audio występują cztery typy odwrócenia fazy: odwrócenie fazy lewego i prawego kanału, odwrócenie fazy rzeczywistej (tj. faza między sygnałem wejściowym a sygnałem wyjściowym), odwrócenie fazy mikrofonu i odwrócenie fazy niektórych głośników w układzie wielu głośników. Odwrócenie fazy może powodować zjawiska takie jak zwarcie dźwięku (gdzie dźwięki znoszą się nawzajem i zmniejsza się głośność), utrata umiejscowienia dźwięku i zmętnienie basu, które może spowodować uszkodzenie reprodukcji dźwięku.
Decybel
Jednostka miary wzmocnienia mocy elektrycznej i natężenia dźwięku, nazwana na cześć jednej dziesiątej jednostki bel. Przy każdym podwojeniu mocy zysk wynosi 3 decybele, a przy każdym 10-krotnym wzroście mocy zysk wynosi 10 decybeli.
Efekt Hassa
Efekt systemu dwuźródłowego. Kiedy czas opóźnienia jednego z dwóch źródeł dźwięku mieści się w zakresie od 5 do 35 milisekund, słuchacz postrzega dźwięk jako pochodzący z pierwszego źródła, podczas gdy drugie źródło wydaje się nie istnieć. Jeśli opóźnienie wynosi od 5 do 50 milisekund, dźwięk stopniowo przesuwa się w stronę pierwszego mówcy; jeśli opóźnienie wynosi od 30 do 50 milisekund, można wyczuć istnienie opóźnionego źródła dźwięku. Głośnik Haier, nazwany na cześć doktora Haiera ze Stanów Zjednoczonych, to głośnik ze składaną membraną. Został wprowadzony na rynek w 1973 roku i ma specjalną konstrukcję głośnika elektrycznego, używanego głównie do wysokich częstotliwości.
Efekt Laury
Pseudo (fałszywy) efekt stereo. Opóźniając sygnał i nakładając go w odwrotnej kolejności na bezpośredni sygnał dźwiękowy, natychmiast powstaje wyraźne wrażenie przestrzenne, a dźwięk wydaje się dochodzić ze wszystkich stron. Słuchacz ma poczucie bycia w zespole.
Zniekształcenia intermodulacyjne
Rodzaj zniekształcenia sygnału, w którym pojedynczy sygnał audio o amplitudach w określonym stosunku (zwykle 4:1) jest mieszany i za pośrednictwem sprzętu odtwarzającego generuje nowe składowe częstotliwości. Jest to zniekształcenie nieliniowe, a nowe składowe częstotliwości obejmują harmoniczne dwóch pojedynczych sygnałów audio oraz różne kombinacje podtekstów i podtonów.