Kako izračunati rezonantne frekvencije u prostoriji. Pogledajte punu verziju
Zvuk koji čujemo u slušaonici ili prostoriji kućnog kina formiran je radom opreme za reprodukciju zvuka i akustičnim svojstvima prostora oko nas. Tonski balans i tembar zvuka mogu značajno varirati u zavisnosti od lokacije slušatelja, zvučnika i geometrije prostorije. Štoviše, vlastite akustične rezonancije prostorije (koje se nazivaju i stajaći valovi ili modovi prostorije) mogu imati takav utjecaj da će čak i prevladati nad zvukom originalnog fonograma.
Postavljanje zvučnika u prostoriju za slušanje
i modifikacije soba
Zvuk koji čujemo u slušaonici ili prostoriji kućnog kina formiran je radom opreme za reprodukciju zvuka i akustičnim svojstvima prostora oko nas. Tonski balans i tembar zvuka mogu značajno varirati u zavisnosti od lokacije slušatelja, zvučnika i geometrije prostorije. Štoviše, vlastite akustične rezonancije prostorije (koje se nazivaju i stajaći valovi ili modovi prostorije) mogu imati takav utjecaj da će čak i prevladati nad zvukom originalnog fonograma.
Stojeći talasi stvaraju niz "vrhova" i "dolina" u prostoriji, a u određenim oblastima nivoi jačine zvuka mogu biti ili veći ili niži od onih koje proizvodi izvor.
Zvučni pritisak koji stvaraju modovi ima više visoki nivoi u blizini zidova, čak je i veći u zonama diedarskih uglova (zid/plafon, zid/pod, spojevi zid/zid), a najviši nivoi se primećuju u zonama triedarskih uglova (zid/zid/plafon ili spojevi zid/zid/pod) .
Proporcije prostorije, tj. omjeri dužine, širine i visine određuju lokaciju sobnih modova u frekvencijskom spektru, kao i gustinu njihove distribucije. Dimenzije kao takve određuju frekvencije na kojima se javljaju rezonancije, tj. zatim da li će pojedinačne frekvencije koje su od velike važnosti za muziku koja se reprodukuje biti pojačane ili potisnute. U pravokutnim prostorijama sa glatkim i reflektirajućim površinama (zidovi, podovi i stropovi), ove se rezonancije lako mogu izračunati korištenjem sljedeće poznate formule:
f = (c /2)·(√(n x /Lx) 2 +( n y / L y) 2 +( n z / Lz) 2)
gdje su n x , n y i n z cijeli brojevi, a L x , L y i L z - ovo je dužina, širina i visina prostorije, respektivno.
Za izračunavanje svih modova potrebno je nabrojati sve moguće kombinacije tri cijela broja Nx, Ny, Nz. U praksi je dovoljno izračunati samo niskofrekventne modove, tj. biti ograničen na maksimalnu vrijednost N = 4.
Postoje tri vrste rezonantnih modova - aksijalni, tangencijalni i kosi.
Aksijalni modovi se javljaju između para suprotnih zidova duž jedne od dimenzija prostorije, zidova duž jedne od dimenzija prostorije.
Kosi (ili kosi) načini se javljaju uz učešće svih šest unutrašnjih površina prostorije.
Aksijalni modovi su, po pravilu, najintenzivniji od svih, a pod određenim pretpostavkama za procjenu raspodjele prostornih rezonancija, utjecaj tangencijalnih i kosih modova se može zanemariti. Aksijalni režimi prostorije mogu se izračunati ručno ili pomoću jednostavnog akustičkog kalkulatora na mreži (http://www.acoustic.ua/forms/calculator7_1.html).
U malim prostorijama, uticaj sobnih režima produžava vreme opadanja zvuka i povećava neujednačenost amplitudno-frekventnog odziva. Glavni problemi nastaju na niskim frekvencijama zbog relativno male gustine rezonantnih modova u opsegu od 40-300 Hz.
Prisutnost rezonantnih modova u prostoriji dovodi do nepoželjnog obojenja zvuka i pojave izraženih nedostataka u tonskoj ravnoteži. Fonogram dobija karakterističan zvuk u obliku kutije.
Dizajneri studija za snimanje i muzičkih soba pokušavaju da reše ovaj problem korišćenjem prostorija odgovarajućih proporcija, postavljajući slušaoce i zvučnike u na pravim mestima, kao i korištenjem posebnih niskofrekventnih apsorbera.
Odabirom "ispravnih" proporcija prostorije može se značajno smanjiti utjecaj sobnih rezonancija i oslabiti zvučni utjecaj modova.
Proteklih decenija je predloženo veliki broj pristupi pronalaženju optimalnih omjera veličina prostorija. Većina ovih tehnika pokušava izbjeći slučajeve u kojima se ponavljajući modovi nalaze u uskom frekvencijskom opsegu.
Tangencijalni modovi nastaju kada se zvučni talas ponavljareflektuje se od četiri površine, čiji su parovi međusobno paralelni.
Mnogi poznati akustičari su se bavili ovim problemom. Kao rezultat toga, u praksi arhitektonske akustike ustanovljeno je nekoliko najuspješnijih omjera veličina prostorija.
1996. godine, nakon niza studija koje je sproveo Inženjerski odsjek Vazduhoplovstva(Inženjerski odjel istraživačkog odjela BBC), Robert Walker(Robert Walker) razvio kriterijum za kvalitet muzičke sobe, zasnovan na izračunavanju srednje kvadratne udaljenosti između modalnih frekvencija. Ova metodaomogućava vam da dobijete niz praktičnih i skoro optimalne veličine sobe. 1998. godine, formula koju je predložio Volcker usvojena je kao standard od strane Evropske radiodifuzne unije.(European Broadcasting Union, TR R 22, 1998) i Međunarodne unije za telekomunikacije(Međunarodna unija za telekomunikacije ITU - R BS .1116-1, 1998) i preporučuje se za upotrebu u izgradnji studijskih prostora i muzičkih slušaonica.
Omjer izgleda ovako:
1.1w/h<= l / h <= 4.5 w / h - 4, l / h < 3, w / h < 3 Gdje l - dužina, š - širina, v - visina prostorije. Osim toga, cjelobrojni omjeri dužine i širine prostorije prema njenoj visini moraju biti isključeni unutar +/- 5%.
Ovdje je dostupan interaktivni kalkulator za izračunavanje optimalne veličine slušaonicehttp:// www. acoustic. ua/ forme/ kalkulator 7_1. html.
Opisana formula omogućava da se izračunaju ne idealni, ali sasvim prihvatljivi omjeri linearnih dimenzija studijskih soba, kontrolnih soba i prostorija za slušanje muzike sa stanovišta smanjenja utjecaja niskofrekventnih rezonancija.
Međutim, vrlo često morate imati posla sa prostorijom čiji se oblik ne može promijeniti. U ovom slučaju, važan alat za smanjenje uticaja prostornih rezonancija je ispravan relativni položaj akustičkih sistema jedan u odnosu na drugi, ogradne strukture i prostor za slušanje.
U praksi kritičkog slušanja postoji nekoliko pristupa postavljanju akustičkih sistema u prostoriji. Jedan od njih razvio je George Cardas na osnovu primjene principa „zlatnog omjera“. Ova tehnika je primenljiva na sve akustične sisteme ormana, ako su postavljeni u bilo koju pravougaonu simetričnu prostoriju uporedivih dimenzija. Ispravnost ovog pristupa može se lako provjeriti direktnim slušanjem bez upotrebe posebne opreme.
Instalacija akustičkih sistema u zatvorenoj prostoriji dovodi ne samo do pobuđivanja sobnih modova, već i do pojave interferencijskih izobličenja uzrokovanih interakcijom direktnog zvuka zvučnika sa refleksijama zvučnih talasa od ograđenih konstrukcija (tzv. SBIR). efekat (Speaker Boundary Interference Response). Štaviše, od signala koji stigne do gledaoca, korisne informacije nestaju u čitavom nizu frekvencijskih opsega značajnih za informaciju, što u velikoj meri narušava tonski balans originalnog fonograma. Frekvencije na kojima dolazi do neželjene akustične interakcije su proporcionalne su udaljenosti od zvučnika do zidova prostorije i uglavnom su u rasponu od 50-250 Hz.
Na zvuk stereo sistema najviše utiče izobličenje izazvano interakcijom (po redosledu važnosti):
Zvučnik sa najbližim bočnim zidom;
Zvučnik sa prednjim zidom;
Zvučnik sa udaljene strane.
Razmotrimo mogućnosti postavljanja akustičnih sistema u prostorije različitih oblika i metode rješavanja neželjenih akustičkih nedostataka.
Longitudinalna soba za slušanje
Korištenje principa „zlatnog omjera“ omogućava vam da postavite zvučnike u muzičkoj prostoriji na način da ne poklapate frekvencije na kojima se pojavljuju akustični defekti, kao i da eliminišete ili značajno smanjite unison štetnih rezonancija. Da biste akustične sisteme ormara postavili u pravokutnu simetričnu prostoriju u skladu s principom "zlatnog omjera", morate zapamtiti dvije jednostavne formule:
Udaljenost od centra subwoofera do bočnog zida:
Širina prostorije RW, (m) x 0,276
Udaljenost od sredine subwoofera do prednjeg zida:
Širina prostorije RW, (m) x 0,447
Nakon što su zvučnici u prostoriji raspoređeni po principu „zlatnog omjera“, potrebno je odabrati poziciju slušanja u bliskom zvučnom polju. Lokacija slušatelja određena je samo razmakom između središta zvučnika i nije povezana s veličinom same prostorije.
Općenito, i zvučnici i glava slušatelja trebaju biti smješteni na vrhovima jednakostraničnog trougla. Dužina stranice trokuta treba da bude jednaka udaljenosti između zvučnika. Važnost simetričnog postavljanja zvučnika u maloj prostoriji ne može se precijeniti. Kada su zvučnici postavljeni po principu „zlatnog preseka“, potrebno ih je lagano okrenuti prema slušaocu. To se može učiniti oslanjanjem na sluh. Obično je dovoljno okretanje zvučnika za 5-6 stepeni. Box zvučnici obično zahtijevaju nešto veći ugao okretanja od panel zvučnika.
Položaj slušanja u bliskom polju pruža odličnu stereo panoramu. Ova tehnika se obično koristi u studijima za snimanje. Međutim, ovo nije jedinstveni recept za sobe za slušanje muzike. Vrlo često je pomicanje tačke slušanja dalje od ravni sistema zvučnika poželjno da bi se stvorila realistična zvučna pozornica. Optimalna udaljenost “c” može se kretati od 0,88 do 1,33 u odnosu na udaljenost između prednjih zvučnika.
Slušaonica u obliku „zlatnog kocka“
Sala za slušanje u obliku „zlatnog kocka“ ima dimenzije:
h x 1,62 h x 2,62 h, gdje je v - ovo je visina sobe. Odnosi između linearnih dimenzija takve prostorije odgovaraju principu „zlatnog preseka“ ili iracionalnog niza Fibonačijevih brojeva. Sa akustičke tačke gledišta, prostorija u obliku „zlatnog kocka“ ima jedno izuzetno svojstvo. Pošto se glavne rezonantne frekvencije prostorije razlikuju jedna od druge u odnosu „zlatnog preseka“ (proporcionalno veličini prostorije), interakcija stajaćih talasa (svih vrsta!!!) se ne povećava, već, naprotiv, djelimično kompenzuje neujednačenost zvučnog polja. To dovodi do prirodnije percepcije zvuka u malim prostorijama (manje od 100 m3) na niskim frekvencijama.
Da biste izračunali lokaciju zvučnika u muzičkoj sobi u obliku „zlatnog kocka“, možete koristiti metodu omjera ili Fibonačijeve brojeve. Obje metode izračunavanja vode do istog rezultata.
Poprečna slušaonica
Ako se sistemi zvučnika u pravougaonoj prostoriji za slušanje nalaze duž dugačkog zida, pravokutnici moraju biti nacrtani u proporcijama „zlatnog omjera“ u prednjim uglovima prostorije.
Kvadratna soba za slušanje
Ako nemate sreće i imate četvrtastu slušaonicu, baš kao i u prethodnom slučaju, trebate nacrtati "zlatne" pravokutnike u prednjim uglovima sobe i povući dijagonalne linije kroz njih. Zvučnici moraju biti postavljeni duž ovih linija.
Slijedeći ove jednostavne preporuke, zasnovane na primjeni harmonijskog principa „zlatnog preseka“, možete značajno poboljšati zvuk opreme za reprodukciju zvuka u bilo kojoj simetričnoj pravokutnoj prostoriji bez ikakvih troškova. Ipak, treba napomenuti da gore navedene preporuke nisu lijek za sve akustičke nedaće, već se tiču samo ispravljanja nedostataka uzrokovanih prvenstveno utjecajem neželjenih prostornih rezonancija. Ali ovo je osnova na kojoj možete izgraditi stereo sistem odličnog zvuka koji svom vlasniku pruža radost i zadovoljstvo.
Kandidat tehničkih nauka D. MERKULOV. Na osnovu materijala iz strane štampe.
Visokokvalitetna reprodukcija muzičkih djela može se postići korištenjem moćnog pojačala sa trakom koja pokriva cijeli audio opseg i zvučnika sa ujednačenim amplitudno-frekventnim odzivom. Ali kod kuće to nije dovoljno. Percepcija zvuka, posebno na niskim frekvencijama, ovisi o veličini i obliku prostorije, budući da se pojave poput akustične rezonancije i odjeka ili, jednostavno, eha, manifestiraju prilično primjetno. OVA STRASNA REZONANCA
Što se tiče kvaliteta zvuka, kućno muzičko pozorište je gotovo jednako dobro kao i opersko pozorište.
Prizvuci daju zvuku posebnu boju i određuju njegov tembar. Kao primjer, prikazani su valni oblici koji sadrže prvi i drugi harmonik (gore) i prvi i treći harmonik (dolje).
Nauka i život // Ilustracije
Distribucija prirodnih frekvencija prostorija dimenzija 5,7x4,2x3 m (gore) i 4,2x3,6x3 m (dole) omogućava nam da uporedimo njihove akustičke karakteristike (radi jednostavnosti, amplitude svih harmonika se pretpostavljaju da su iste).
Nauka i život // Ilustracije
Nauka i život // Ilustracije
Zvučnici kućnog muzičkog bioskopa mogu se instalirati na različite načine.
Nauka i život // Ilustracije
U maloj prostoriji preporučljivo je postaviti DMT opremu u ugao (gore), au velikoj prostoriji - duž dugačkog zida (ispod).
U školskim časovima fizike, kada proučavaju fenomen rezonancije, često navode primjer uništenja u januaru 1905. godine 47-metarskog egipatskog lančanog mosta preko rijeke Fontanke u Sankt Peterburgu. Potom je u korak krenuo jedan odred vojnika. Obično rade 120 koraka u minuti, a ova frekvencija (2 Hz) se poklopila sa prirodnom frekvencijom strukture. Sa svakim korakom raspon vibracija raspona se povećavao, i konačno most to nije mogao izdržati. Ovaj događaj je ostavio i snažan utisak jer se, prema riječima očevidaca, prije urušavanja mosta, Maria Ilyinichna Ratner, koja je tamo živjela, čula se kako viče sa prozora susjedne zgrade, koja je bila umorna od buke vojnih jedinica koje se stalno kreću. prošlost: "Neka svi propadnete!" Naravno, ovo je bila čista slučajnost. Ipak, kasnije je vojsci zabranjeno da hoda duž mostova u korak; Postojala je čak i posebna komanda: "Korak nasumično!" Međutim, priroda je više puta testirala građevinske inženjere na njihovo poznavanje zakona fizike. Godine 1940. u SAD-u je pod ritmičnim naletima vjetra odjeknuo i srušio se viseći most Tacoma od 854 metra, a 12. juna 2001., dva dana nakon što je pušten u rad, zatvoren je 325-metarski London Millennium Bridge. 9,5 mjeseci - morao je biti redizajniran kako bi se neutralizirale vibracije koje su proizašle iz stepenica nasumičnih grupa pješaka.
DA ZVUČI MUZIKA
Zvuk je vibracija zraka koja se širi u obliku područja kompresije i razrjeđivanja. A rezonanca u akustici ne igra manje važnu ulogu nego u izgradnji mostova. Gudački i žičani instrumenti zvučat će lijepo samo ako materijal, veličina i oblik zvučne ploče stvaraju uslove za rezonanciju. Princip zvuka duvačkih i trščanih instrumenata zasniva se na rezonanciji. Inače, rezonancija u muzici ponekad uzrokuje smrt predmeta. Čuli smo priče od očevidaca koji su posmatrali kako kristalne čaše pucaju i lome se tokom pevanja Fjodora Ivanoviča Šaljapina ili italijanskog tenora Frančeska Tamanja.
Akustična svojstva sala takođe značajno utiču na percepciju muzičkih dela. Arhitekte antike i srednjeg veka bili su poznati po svojoj umetnosti izgradnje prostorija sa odličnom akustikom – pogledajte samo takozvanu galeriju šapata u londonskoj katedrali Svetog Pavla, u kojoj se čuje glas sagovornika, ma gde se nalazio. galerija, može se čuti kao da ti govori na uvo.
Danas se muzika ne sluša samo u posebno izgrađenim salama. Muzički centri (MC) i kućna muzička pozorišta (HMT) nalaze se u gotovo svakom stanu, a važno je znati u koju prostoriju i kako smestiti opremu da bi se postigao najbolji rezultat (vidi „Nauka i život“ br. , , 2001; br.).
PROVJERA HARMONIJE ALGEBRE
Proteklih decenija u SAD i nekim evropskim zemljama razvijene su relativno jednostavne metode za određivanje akustičkih parametara malih sala i DMT-a, koje omogućavaju pouzdanu procenu kvaliteta prostorija namenjenih slušanju muzičkih dela. Čak i osoba bez posebne obuke može koristiti preporuke.
U akustici postoji dobro poznati princip prema kojem se donja granica frekvencije ( f), jasno čujno u određenoj prostoriji, zavisi od njene jačine ( V): što je veći, to je niža granična frekvencija. Mnogi stručnjaci još uvijek koriste odavno poznatu formulu za procjenu ove učestalosti
f = v/ 3 C V,
Gdje v= 340 m/s - brzina zvuka.
Na primjer, prostorija duga 5,7 m, široka 4,2 m i visoka 3 m ima zapreminu od 72 m 3, a zatim frekvenciju f= 82 Hz. Ova formula vrijedi ne samo za pravokutne prostorije, već i za okrugle, ovalne itd.
No, osim donje granične frekvencije, na percepciju zvučnog signala utječu i prirodne frekvencije prostorije, a lakše ih je izračunati za pravokutnu prostoriju, pogotovo jer su, u pravilu, kućna radio oprema i zvučnici ugrađuju se u takve prostorije. Rezonancija izobličuje zvuk, jer se na rezonantnoj frekvenciji zvuk čini glasnijim, a u amplitudno-frekvencijskom odzivu se pojavljuje vrhunac u ovom području. Da bi se pojavila rezonanca, dovoljno je da udaljenost L između suprotnih ravnina prostorije bio je višekratnik polovine talasne dužine zvuka l/2. Što je jedan zid udaljeniji od drugog, a pod od plafona, to je shodno tome niža rezonantna frekvencija F min. Drugim riječima, najniža rezonantna frekvencija u pravokutnoj prostoriji f min = 340/(2 L max), gdje L max - najveća dimenzija prostorije (obično njena dužina).
U našem primjeru L max =5,7 m i niža rezonantna frekvencija f min =340/(2x5.7)=29.8 Hz. Ostale dimenzije (širina i visina) odgovaraju rezonantnim frekvencijama od 40,5 i 56,7 Hz.
Međutim, muzički signal ne karakteriše samo frekvencija osnovnog tona. Uostalom, ne možete zbuniti jedno drugo čak i ako zvuče na istoj toni, recimo, violina i oboa ili gitara i klavir. Svaki instrument, uključujući i ljudski glas, ima jedinstveni tembar. Činjenica je da je muzički zvuk složen, sadrži frekvencije koje su višestruke od osnovne frekvencije. Ove dodatne komponente nazivaju se prizvuci ili viši harmonici. Broj i amplituda prizvuka određuju tembar, odnosno daju zvuku njegovu individualnu boju. Što je više prizvuka, to je zvuk bogatiji. Viši harmonici u prostoriji će takođe odjeknuti. Frekvencije nekih od prvih deset harmonika date su u tabeli (vidi sliku 1).
Iznad 300 Hz, rezonantne frekvencije su toliko blizu jedna drugoj da uho više nije u stanju da detektuje rezonantne vrhove. U idealnom slučaju, rezonantne frekvencije za svaki harmonik treba da budu pomerene jedna u odnosu na drugu za iste vrednosti. Tada, kada se preklapaju, neće stvoriti oštre vrhove i izobličiti amplitudno-frekvencijski odziv. Istina, to je izuzetno teško postići u praksi.
Sa ove tačke gledišta, najnepovoljnija je kvadratna soba (još gora je soba u kojoj su sve dimenzije iste, odnosno kubične). Ovdje ima manje rezonancija, ali su izraženije. Isto vrijedi i za prostorije čije se mjere pokažu višestrukim, na primjer, njegova visina (2,5 m) je polovina širine (5 m) ili tri puta veća (7,5 m).
Ako postoje prostorije s takvim proporcijama veličina koje ne dozvoljavaju postizanje dobrog zvuka, onda zdrav razum nalaže da je moguća i suprotna opcija, odnosno prostorije optimalnih proporcija koje osiguravaju ravnomjernu raspodjelu rezonantnih frekvencija.
Prije 40-ak godina Amerikanac M. Lowden otkrio je u kojim slučajevima se može postići visokokvalitetna reprodukcija muzičkih djela u zatvorenom prostoru. Dobivene rezultate je sažeo u tabelu. U njemu su širina i dužina prostorije naznačene u odnosu na visinu koja se uzima kao jedinica. Neujednačenost amplitudno-frekventnih karakteristika prostorije povećava se sa brojem reda tabele (vidi sliku 2).
Ako postavimo određene vrijednosti za mjere prostorija, recimo da visina bude 3 m, onda za opciju u 1. redu dobijamo dimenzije prostorije 3x4,2x5,7 m, koju smo već koristili kao primjer. Prema Loudenovim riječima, u takvoj prostoriji će kvalitet reprodukcije biti najviši. Za poređenje, razmotrite opciju sobe iz 10. reda Louden stola (vidi sliku 3).
Radi jasnoće koristićemo grafičke slike frekvencijskih spektra. Na prvi pogled, prostorija dimenzija 3x3,2x4,6 m izgleda poželjnija u smislu raspodjele rezonantnih frekvencija: frekvencije izgledaju uređenije. Međutim, primjetno je da u našem prvom primjeru ima više harmonika u području do 300 Hz, a niža frekvencija od 19,8 Hz je bliža pragu sluha (18-20 Hz).
JEKA NE JE SAMO U PLANINAMA
Na subjektivnu percepciju muzičkog djela također utiče fenomen kao što je odjek. Međutim, naša fiziologija je takva da uho ne opaža kašnjenje zvučnih valova reflektiranih od zidova u odnosu na direktan talas od približno 30 ms. To znači da se eho efekat javlja samo ako reflektirani val putuje 10 m dalje od direktnog vala. U stambenim prostorima to je moguće samo uz višestruke refleksije signala sa zidova - svi smo primijetili grmljavi zvuk karakterističan za praznu prostoriju iz koje je uklonjen namještaj. Prilikom reprodukcije nižih frekvencija zbog reverberacije, bas ili "mumlja" ili, naprotiv, nestaje, ovisno o rezultujućoj fazi razlike. U tom slučaju trebate povećati apsorpciju zvuka zidova: stavite tepihe na pod i objesite ih na zidove, navucite zavjese na prozorima, stavite dodatni namještaj (sofe, fotelje), cvijeće u saksije. Inače, ljubitelji kvalitetnog zvuka, spremni da žrtvuju udobnost zarad kvalitetnog zvuka, oblagali su zidove „muzičke“ sobe kartonskim kartonima za jaja.
MALI trikovi za ljubitelje muzike
Neparalelni zidovi i kosi stropovi igraju određenu ulogu u povećanju broja prirodnih frekvencija i njihovoj boljoj distribuciji po spektru. Takođe treba uzeti u obzir da goli zidovi pojačavaju ne samo odjek, već i rezonanciju. Stoga mjere za povećanje apsorpcije zvuka imaju dvostruki učinak. Poželjno je da prostorija za audiovizuelno razonodu ima toliku jačinu da njena niža frekvencija bude niža od one koja je navedena u tehničkim podacima za pojačalo i zvučnike.
Prilikom postavljanja zvučnika u prostoriju kućnog muzičkog bioskopa, trebali biste slijediti jednostavna pravila koja uzimaju u obzir povećanu "ranjivost" basa. Zvučnici sfernog oblika ili sa uskim prednjim panelom imaju široki polarni uzorak (vidi "Nauka i život" br.). Stoga geometrija prostorije i njihova udaljenost od zidova praktički ne utječu na zvuk. Podni ili samostalni akustični emiteri koji nemaju zadnji fazni investitor mogu se ugraditi na udaljenosti od 30-40 cm od zida. Za zvučnike sa faznim investitorom ovo rastojanje bi trebalo da bude veće, do 50-70 cm.
Prilikom slušanja popularne ili klasične muzike, amateri posebnu pažnju obraćaju na lokalizaciju pojedinih glasova. U ovom slučaju su vam potrebni zvučnici sa širokim prednjim panelom. Da bi se postigao stereofonski efekat, zvučnici treba da budu udaljeni 1,2-2 m, a udaljenost od njih do slušaoca treba da bude 20-30% veća.
Preporučljivo je DMT zvučne zvučnike pomjeriti 0,1-0,3 m prema slušaocu u odnosu na ravan televizijskog ekrana, a prije početka slušanja treba zatvoriti vrata i prozore, osiguravajući uslove “zatvorene kutije”.
Oni koji su zainteresovani za reprodukciju zvuka i planiraju da naprave prostoriju za DMT verovatno bi bili zainteresovani da ga analiziraju Louden metodom. Koristeći kompjuter, možete pronaći isplativa rješenja u tabeli, a zatim ih preporučiti čitaocima časopisa “Nauka i život” slanjem opisa vaših DMT-ova uredniku prije 1. maja 2006.
Bilo koji soba ima svoja akustička svojstva. Zvučni valovi koji se u njemu šire nailaze na razne prepreke na svom putu. U zavisnosti od strukture, oblika i površinskog materijala, zvučni talasi se mogu reflektovati, apsorbovati i raspršiti. Većina prepreka reflektuje zvuk, stvarajući efekat odjek— višestruke refleksije zvučnih talasa u prostoriji sa njihovim naknadnim slabljenjem. Svojstva apsorpcije i disperzije koriste se za korekciju akustike, ali u ovom članku ćemo se samo dotaknuti teorije akustike prostorija i njegove osnovne koncepte.
Budući da se većina akustičkih problema u profesionalnim studijima za snimanje, kontrolnim sobama i mastering studijima rješava u fazi projektovanja i izgradnje, ovaj članak će se dotaknuti i problema vezanih za akustiku običnih stambenih prostorija prenamijenjenih u kućni studiji.
Rane refleksije i rep odjeka. Vrijeme odjeka.
Kada slušate muziku u zatvorenom prostoru, lako je primijetiti da zvuk u jednoj tački prostora može biti veoma različit od zvuka u drugoj tački. Kako akustika prostorije utiče na slušanje, biće reči kasnije, ali za sada hajde da pričamo malo o položaju izvora zvuka i tačke slušanja, kao i fenomenima koji su s njima povezani.
Pogledajte ilustraciju ispod:
Slika pokazuje izvor zvuka i slušalac unutra tačka slušanja. Zvučnik emituje zvuk u svim smjerovima istovremeno, poput talasa na vodi. Zelena strelica je direktni signal, odnosno onaj koji ide do tačke slušanja najkraćim putem.
Sive strelice su putanje tzv prva razmišljanja do tačke slušanja. Prve refleksije dolaze u točku slušanja ne samo sa bočnih zidova, već i sa drugih obližnjih površina - prednjih i stražnjih zidova, poda, stropa i obližnjih objekata. Zvuk koji se odbija od dvije površine naziva se druga refleksija, od tri - treće i tako dalje. Zovu se reflektovane oscilacije 1-4 puta ranih refleksija, ostatak brzo izblijedi i formira se reverb tail.
Rane refleksije zadržavaju značajan dio zvučne energije i ovu činjenicu je vrlo važno uzeti u obzir prilikom korekcije akustike prostorije, jer interakcija direktnog signala i ranih refleksija značajno mijenja signal. O ovome ćemo malo kasnije.
Još jedna bitna karakteristika prostorne akustike, na koju ćemo se dalje osvrnuti, je vrijeme. odjek, označen kao RT60(RT - Vrijeme odjeka). Ovo je vrijeme tokom kojeg odjekuje slabi za 60 dB.
Sobne rezonancije (režimovi prostorije)
Kao što je poznato, za opisivanje zvučnih talasa koristimo se frekvencija(njegov inverzni parametar je period) I talasna dužina(zavisi od frekvencije i brzine zvuka). Ako pola dužine zvučni talas će biti jednak bilo kojoj od dimenzija pravougaone prostorije ( dužina, širina ili visina), dolazi do njegovog višestrukog intenziviranja - rezonancija, koji se takođe pojavljuje na višestruki frekvencije. Ove rezonantne frekvencije se nazivaju mods i numerisan po rastućem redoslijedu množitelja - prvi način, drugi način, treći mod, itd.
Da biste bolje razumjeli suštinu fenomena rezonancije, predlažem da pogledate donju ilustraciju.
L- ovo je dužina sobe. Linije u boji— rezonantne frekvencije. Radi praktičnosti, negativni poluval sinusnog vala je obrnut. Označeno plavom bojom prva mod(rezonanca) sa talasnom dužinom 2L. Zelena boja - II režim (L), crvena - III režim (L/3), ljubičasta - IV režim (L/4), itd.
Imajte na umu da zvučni talasi imaju područja u kojima je amplituda signala nula. Prilikom odabira optimalne tačke slušanja, ovu činjenicu treba uzeti u obzir. O tome ćemo govoriti u publikaciji posvećenoj pravilnom postavljanju monitora i odabiru mjesta za slušanje.
Pogledajmo sada sljedeći primjer. Pretpostavimo dužinu sobe L = 5 m. Talasna dužina prvog moda prostorije (rezonance) bit će jednaka dužini prostorije pomnoženoj sa 2: l = 10 m. Izračunajmo koristeći formulu frekvencija prvi mod:
f = 344/10 = 34,4 Hz
344 m/sec je brzina zvuka, a 10 m je dvostruka dužina prostorije.
Tako smo naučili da kad god se u prostoriji pušta zvuk sa frekvencijom 34,4 Hz (f) ili višestruki - 69 Hz (2f), 103 Hz (3f), 138 Hz (4f)- soba će odgovoriti na njih - rezonirati.
Prisustvo akustičnih rezonancija u prostoriji svakako povećava ukupnu vrijeme odjeka, iako se veličina ovog parametra razlikuje na različitim frekvencijama. Rezonantne frekvencije najduže „zvuče“ u prostoriji. Ovo je jasno vidljivo naVodopad grafikon:
Rebraste izbočine na grafikonu su rezonancije prostorije u području niske frekvencije - modovi. Kao što vidite, vrijeme reverberacije na rezonantnim frekvencijama može se značajno razlikovati od vremena reverberacije na drugim frekvencijama.
Vrste rezonancija koje smo razmatrali koje se javljaju između dvije suprotne površine (između dva zida, poda i stropa) nazivaju se aksijalni. Postoje i druge vrste modova, ali upravo aksijalni imaju najveći utjecaj na akustiku i frekvencijski odziv na mjestima reprodukcije i slušanja.
"Filtriranje češljaka" i SBIR efekat
Ovdje dolazimo do pitanja akustički problemi. Jedan od ključnih akustičkih fenomena protiv kojeg se žestoko bori pri projektovanju studija je efekat "češljana filtracija" ili SBIR- Odgovor na smetnje na granici zvučnika. Treba napomenuti da se koncept “češljastog filtriranja” koristi u akustici i drugim granama fizike, a SBIR se primjenjuje samo na akustiku studijskih kontrolnih soba.
Dakle, iz svog školskog kursa fizike treba da znate o tzv smetnje, manifestuje se dodavanjem raznih vibracija - mehaničkih, zvučnih, svetlosnih itd. Nastavnici su pričali krugovi na vodi, “grbe” i “udubine”, koje nastaju interakcijom dva ili više takvih krugova. Na mjestima gdje se ukrštaju "grbe" dolazi do povećanja amplitude, a gdje se "udubljenja" ukrštaju, one će postati još dublje.
Ponašaju se na sličan način zvučni talasi. Odražavajući se od obližnjih površina - bočnih zidova, prednjih i stražnjih zidova, poda i stropa - vraćaju se sa zakašnjenjem do točke slušanja, uzrokujući seriju vrhovi I neuspjesi V frekvencijski spektar, slično comb. Ako faza vibracije se poklapaju, nastaje vrhunac. Ako se faze razlikuju 180°, - dolazi do njihovog međusobnog isključivanja i a "neuspjeh". Ovo je suština efekta "češljana filtracija".
Ovaj efekat se u velikoj meri menja frekvencijski odziv u zoni za slušanje. Da bi ovo bilo jasnije, uzeli smo dva identična fajla sa snimcima belog šuma, pomerili jedan od njih u vremenu za 2 ms i napravio snimak ekrana spektra na izlazu zvučne kartice.
Bez kašnjenja, bijeli šum ima glatki grafikon u cijelom svom spektru. Kao što vidite, sada sadrži niz dubokih "dolina" kao rezultat interakcije direktnog i odgođenog signala.
Po čemu se SBIR razlikuje od efekta filtriranja češlja? Kada govorimo o SBIR-u, mislimo da se zvuk emituje kontrolne monitore ili AC(sistem zvučnika) usmjeren prema slušaocu. SBIR se uočava samo u tom području niske frekvencije. Na višim frekvencijama 300-400 Hz zvuk skoro putuje u pravoj liniji. Međutim, ispod ove granice frekvencije, zvuk se emituje u svim smjerovima istovremeno. Odbijene od obližnjih zidova i površina, niskofrekventne vibracije se vraćaju u točku slušanja i ometaju direktan signal, stvarajući vrhove i padove u LF opseg.
Učestalost na kojoj će se uočiti "blokada" izračunava se pomoću sljedeće formule:
f = 344 * (2 *(l2 - l1))
344 m/sec - brzina zvuka. l2 - l1 je razlika u dužini putanje direktnog i reflektovanog signala do tačke slušanja. Na primjer, ako je udaljenost do točke slušanja 1 m, a putanja koju putuje val koji se odbija od bočnog zida iznosi 1,4 m, tada će međusobno isključiva frekvencija biti
344 * (2 * (1,4-1)) = 275 Hz.
Zbog zbrajanja ranih refleksija sa različitih površina na mjestu slušanja, može postojati nekoliko takvih „blokada“ u spektru. Evo, na primjer, frekventni odziv jedne od prostorija, koji jasno pokazuje 4 problematična područja:
SBIR efekat je pogoršan prisustvom niskofrekventnih rezonancija u prostoriji, kao što je gore opisano. Ako se tačka slušanja nalazi duž "nulte" zone, još više "blokada" će se uočiti u spektru na određenim frekvencijama.
Problemi sa akustikom u kućnom studiju
Kao što smo već pisali na početku publikacije, većinu opisanih akustičkih problema rješavaju inženjeri akustike već u fazi projektiranja muzičkog studija. Kućni studiji, pak, nastaju na bazi prostorija koje nisu predviđene za snimanje, miksovanje zvuka i (ne daj Bože) mastering! U nastavku ćemo ukazati na glavne karakteristike dizajna kućnih studija i probleme koje oni uzrokuju. Kućni studiji- To su stambene ili pomoćne prostorije pravokutnog oblika. Mala površina i shodno tome, volumen uzrokuje niz nepovoljnih akustičkih pojava.
Prvo, unutra moda— prostorne rezonancije. Nemojte me pogrešno shvatiti - i profesionalni studijski prostori imaju rezonancije, ali zbog velikih linearnih dimenzija kontrolne i prostorija za snimanje, većina rezonancija se nalazi izvan dometa ljudskog uha- na području infrazvuk. Ovo frekvencijsko područje ne sadrži koristan muzički materijal, pa stoga ni na koji način neće uticati na zvuk u trenutku snimanja ili slušanja. T Rezonancije tipične za kućni studio je izuzetno teško ukloniti. Potrebna je upotreba masivnih vlaknastih apsorbera koji jedu korisni prostor prostorije. Modovi se značajno povećavaju vrijeme odjeka RT60, čime se ograničava kontrola tonskog inženjera nad najsitnijim detaljima muzičkog dela.
Drugo, male linearne dimenzije kućnih studija uzrokuju izraženije SBIR efekat na mestu slušanja. Budući da su zidovi blizu tačke reprodukcije i slušanja, zvučne vibracije putuju na kratku udaljenost i praktično ne gube energiju prilikom prvih refleksija. Dovoljno jake rane refleksije uzrokuju još veće izobličenje frekvencijskog odziva.
Treće, prisutnost paralelnih reflektirajućih površina - zidova, poda i stropa, uzrokuje prisustvo "lepršajućeg eha" - serije brzih ponavljanja zvučnog signala. Ovaj efekat možete jasno čuti pljeskanjem rukama u maloj praznoj prostoriji.
Profesionalni studiji pokušavaju izbjeći takve greške. Prostorije su znatno veće površine, više plafona, a izbjegava se paralelnost zidova, poda i stropa. Međutim, nemojte očajavati. U ovom članku smo se dotakli osnova akustike kako biste bolje razumjeli suštinu radnji usmjerenih na njenu korekciju, pravilno postavljanje kontrolnih monitora i odabir optimalne tačke slušanja u kućnim studijima. Upravo tome će uskoro biti posvećene naše sljedeće publikacije. Zato ostanite sa nama!
Stanovi za sistem
Često mislim da smo srećni što smo rođeni sa dva uha – kako bismo inače mogli da uživamo u stereo zvuku? Naravno, svaka prednost ima i lošu stranu – ovaj poklon nekima truje živote, tjerajući ih da provode mnogo vremena petljajući po svakojakim dijelovima i kablovima u stalnoj potrazi za još većim audio zadovoljstvima.
Sposobnost da se čuje razlika u zvuku komponenti, promeni topologija kola, primeni nova postolja, i na kraju, sve to održava strast hi-fi fanova. Neki stručnjaci smatraju da treba voditi računa o tehničkim karakteristikama komponenti, drugi nas pozivaju na zamjenu dijelova u serijskoj opremi, treći zagovaraju sistemski pristup...
Uz toliko pažnje posvećene hardveru, lako je zaboraviti na prostorije u kojima ga slušamo. U međuvremenu, kvaliteta zvuka ovisi o akustici prostorije ne manje nego o kvaliteti opreme. Da biste se u to uvjerili, izađite s prijateljem napolje i razgovarajte s njim na udaljenosti od dva do tri metra. Onda se vrati u svoju sobu, uradi isto - videćeš na šta mislim.
Vjerujte svojim ušima
Iako mnogi mogu zamisliti kako tok vode stvara električnu energiju, to uopće nije dovoljno za razumijevanje energije akustičnih valova. Čak i za specijaliste, akustika je složena nauka koja uključuje složene proračune zajedno sa intuitivnim nagađanjima.
U ovom članku pokušaću da pojednostavim temu govoreći o njoj terminima koje obrazovani laik može razumjeti. Prije svega, morate vjerovati vlastitim ušima i zapamtiti da je u ovoj oblasti sve relativno. Samo pažljivo slušajte svoj sistem. Kako to zvuči? Volumetrijski? Stan? Suvo? Odakle dolazi zvuk?
Akustički problemi u prostoriji za slušanje najvjerovatnije su uzrokovani kombinacijom faktora, kao što su refleksije, rezonancija i, što je najvažnije, proporcije prostorije. Pogledajmo sve ovo redom.
Raspjevani zidovi
Svi znaju da se zvuk odbija od zida. Ali kako se to događa? Kada zvučni val udari u prepreku, dio se odbija, a dio se apsorbira ili prolazi kroz prepreku. Što je zid tvrđi i gušći, to će više akustične energije reflektovati - oni od vas koji vole da izvode operske arije u kupatilu sa pločicama znaju na šta mislim.
Zvučni valovi se reflektiraju na visoko usmjereni način, pa se kao rezultat toga pojavljuju dodatne “slike” na zidu, odnosno daleko od samog zvučnika. Oni mogu narušiti jasnoću zvučne slike. Sada zamislite šta se dešava kada se zvuk iz dva zvučnika odbija od šest površina u prostoriji (ne zaboravite na plafon i pod), i shvatićete da to nije tako jednostavno.
Izlaz u disperziji
Najbolji način za rješavanje refleksije je raspršivanje, gdje se zvučni valovi nasumično raspršuju neravnim površinama. Kada je rezultat dobar, slušaoci se osjećaju kao da zvuk dolazi jednakom snagom iz svih smjerova.
Vjerojatno je najlakši način da napravite takve površine kod kuće uz pomoć polica za knjige i drugih visećih unutrašnjih dijelova. Ili možete jednostavno koristiti "rešetku" za jaja, pričvršćujući ih za zidove.
Pravilno postavljanje površina za raspršivanje je veoma važno. Idealno bi trebalo da budu simetrične. Obavezno ih postavite iza mjesta slušanja kako biste smanjili velike refleksije sa stražnjeg zida. Difuzne površine na bočnim zidovima treba da se nalaze tamo gde je slika zvučnika „vidljiva“ sa pozicije slušanja. Ogledalo i prijatelj će vam pomoći u potrazi, iako to obično radim sam, znajući da je ugao refleksije zvučnog talasa jednak uglu njegovog upada.
Kuće i bašte
Ne zaboravite na refleksije kada opremate svoju sobu. Prosječan zvučnik je sposoban proizvesti zvučne talase u rasponu od manje od 2,5 cm dužine do više od 10 m dužine. Duži talasi (niske frekvencije ili bas) lako će proći kroz komade namještaja. Ali isto se ne može reći za visoke frekvencije; one se odražavaju na takvim preprekama. Jasno je da stavljanje ormara ispred zvučnika nije dobra ideja.
Zapamtite također da je važno ne brkati disperziju zvuka s apsorpcijom, koja je svojstvena zavjesama. Iako akustičari često koriste transparente ili zavjese za podešavanje vremena odjeka u koncertnim dvoranama, malo je vjerovatno da će vaša dnevna soba biti tako velika prostorija, pa će problemi biti drugačiji. Zavjese velike površine jednostavno „usisavaju“ svu energiju srednjih i visokih frekvencija iz zvuka, ostavljajući vam beživotnu muziku. Pokušajte umjesto toga koristiti rolete, koje će osigurati difuziju zvuka, ali ne i apsorpciju zvuka.
Isto važi i za tepihe. Ako je pod prostorije u potpunosti prekriven debelim tepihom, a prozori prekriveni debelim zavjesama, zvuk će biti još dosadniji i sivlji. Kao i sa roletnama, eksperimentirajte s tankim, malim tepisima ili prostirkama ako je moguće da raspršite zvuk umjesto da ga apsorbirate.
Želeo bih da istaknem da refleksije mogu biti od pomoći i neki slušaoci (poput mene) više vole da soba bude malo "živa". Naravno, ovo je stvar ličnog ukusa, pa ćete, kao i uvijek, morati eksperimentirati da biste postigli željeni rezultat.
Dimenzije prostorije u rezonanciji
Proporcije prosečne dnevne sobe su srazmerne talasnim dužinama zvuka na donjem kraju čujnog spektra (između 70 i 140 Hz). Ove frekvencije su u najproblematičnijem opsegu. Ako se pušta muzika koja sadrži zvukove koji imaju valnu dužinu koja je dvostruko veća od sobe ili višestruka od ove, tada se formiraju sobne rezonancije (modovi) - najneugodniji od svih akustičkih problema povezanih s običnim prostorijama.
Zvučni talasi u vazduhu putuju brzinom od oko 330 m u sekundi, tako da čisti ton (jedna frekvencija) od recimo 31,5 Hz ima talasnu dužinu od 330/31,5 - oko 10 m. Ako se ovaj ton generiše u prostoriji, dužina koja je polovina 5 m, tada će se takav zvučni val reflektirati od stražnjeg zida (osim što će se apsorbirati) i stići na drugu stranu prostorije tačno u trenutku kada se generira drugi ton, pojačavajući ga i stvaranje rezonancije.
Rezonancije (talasna dužina/veličina prostorije) se također javljaju na frekvencijama koje su višestruke od ove prve rezonantne frekvencije. Isti efekat se istovremeno javlja u dva druga „smjera“ prostorije - širini i visini. Kada se rezonancije poklope u dvije ili više dimenzija prostorije, pojavljuje se neugodna buka.
Provjerite svoju sobu
Vjerovatno najznačajniji faktor koji utiče na rezonanciju su relativne proporcije prostorije. Možete ih izračunati pomoću jednostavnog kalkulatora i mjerne trake. Nepotrebno je reći da će pravi audiofil koji traži novi dom to sigurno učiniti!
Ako je soba pravokutnog oblika, izmjerite sve njene glavne dimenzije - visinu, širinu i dubinu. Zatim napravite sopstvenu tabelu tako što ćete podeliti 330 sa dvostrukim dimenzijama vaše sobe - dobićete prve vrednosti rezonancije (režima). Dobit ćete vrijednosti druge rezonancije množenjem ovih vrijednosti sa dva, treće sa tri i tako dalje. Nema smisla računati rezonancije iznad četvrte, jer ste nakon nje već izvan „opasne zone“.
Kao primjer, uzeo sam tipičan dnevni boravak dužine 4,5 m, širine 3,5 i visine 2,3 m. Tabela 1 prikazuje rezultate. Očigledno, ako se rezonancije poklapaju u različitim smjerovima bilo kojim redoslijedom, dobit ćete neujednačen frekvencijski odziv u basovima i neugodan "bum". U našem slučaju, oko 71 Hz, a zatim -141 Hz. Ne zaboravite da je za “mrmljanje” kriva soba, a ne sistem. Ne pokušavajte da prilagodite svoju opremu!
Tabela 1
Soba 4,8 m x 3,6 m x 2,4 m.
Dimenzije sobe
1. razlog. frekvencija
2nd reason. frekvencija
106,5 HZ
3rd reason. frekvencija
4th reason. frekvencija
Iz ove tabele možemo ispravno zaključiti da će kvadratna soba istovremeno rezonirati u dva smjera i, shodno tome, još više pogoršati zvuk. Samo prostorija u obliku kocke će je nadmašiti po lošoj akustici. Srećom, nema toliko kubičnih prostorija.
Isto tako, mehaničke rezonancije koje proizvodi postolje zvučnika koje se oslanja na šiljke na drvenom podu mogu uzrokovati probleme. Potonji je u određenoj mjeri rezonantna ploča, koja pojačava rezonanciju kabineta zvučnika. Vlasnici ovih podova i zvučnika mogu percipirati čujno povećanje basa kao poboljšanje, ali u stvarnosti je zvuk lošiji. Mnogo manje problema sa betonskim podom - nadam se da je to ono što imate.
Kako poboljšati akustiku prostorija.
Na osnovu zaključaka iz prethodnog poglavlja, najlakši način da poboljšate akustiku prostorije je da odaberete pravu lokaciju za ugradnju zvučnika. Ovo je veoma važno jer se rezonancije (modovi) više pobuđuju kada su zvučnici blizu zidova, a još više kada se nalaze u uglu. U ovom slučaju, uglovi sobe postaju nekontrolisani rogovi. Budući da tipični zvučnici sa uskim prednjim panelima zvuče bolje kada su postavljeni što dalje od uglova, postavljanje uz dugi zid prostorije može pomoći u ublažavanju ovog problema.
Iako prostorija može izgledati simetrično, sa akustičke tačke gledišta teško da je tako. Stoga se promjena zvuka može postići pomicanjem zvučnika na suprotni zid. Još drastičnije rješenje je premještanje audio sistema u drugu prostoriju. Naravno, ne zaboravite provjeriti ima li rezonancija prije nego što to učinite!
Eksperimentiranjem sam otkrio da je najbolje montirati zvučnike sa stražnjeg zida oko četvrtine dužine prostorije, pri čemu je razmak između svakog zvučnika i bočnih zidova otprilike četvrtina širine prostorije. Zatim se slušalac treba postaviti od prednjeg zida na udaljenosti koja je jednaka četvrtini dužine prostorije.
Podovi i plafoni.
Ako su vaši zvučnici postavljeni na drveni pod i patite od neželjenih rezonancija, zvuk možete poboljšati postavljanjem tanke, fleksibilne filcane prostirke, kao što je mramorna ploča, na vrh zvučnika prije nego što instalirate zvučnik sa šiljcima.
Visina prostorije za slušanje često je najveći krivac za pogoršanje zvuka, jer tipična visina plafona od približno 2,4 m odgovara polovini talasne dužine od 71,5 Hz, što može izazvati dosadno "bumpanje". Naravno, malo je vjerovatno da ćete moći ugraditi police za knjige na strop, ali tamo možete pričvrstiti uske drvene letvice različite debljine, koje će djelovati kao difuzori. Usput, ovo je prilično originalan ukras interijera.
Šuplje ljepote.
U SAD-u je među audiofilima postalo moderno instalirati takozvane trap cijevi u prostorije za slušanje kako bi se suzbile rezonancije i odjek. Trap cijevi su cilindrični uređaji izrađeni od cijevi od stakloplastike promjera oko 28 cm, čija je polovina obima prekrivena perforiranom metalnom pločom, a zakrivljena metalna površina usmjerena je prema van u prostoriju. Teoretski, takva zamka djeluje dijelom kao cijevni, a dijelom kao komorni rezonator.
Prema proizvođačima, ovi uređaji su prozirni za zvuk niske frekvencije, pa se akustična energija ispod 440 Hz apsorbuje, ali trap umjereno reflektuje više frekvencije, a zatim djeluje kao disipirajuća površina. Jedan od proizvođača trap cijevi u Sjedinjenim Državama je ASC. Za sve koji žele da saznaju više o ovim uređajima dajemo njegovu internet adresu -
Frekvencija voli čistoću.
Studiji za snimanje koriste specijalne rezonatore koji rade na sličnom principu kao i trap cevi, selektivno apsorbujući neželjene frekvencije ili prilagođavajući njihov nivo. Obično su to ravne ploče, perforirane ili čvrste, postavljene sa zračnim razmakom na zidu i ponekad djelomično ispunjene umjetnim materijalom poput stakloplastike.
Način na koji ovi uređaji funkcionišu je da vazduh deluje kao opruga, apsorbujući zvučnu energiju, slično kao kada duvate preko grla boce i proizvodite notu. U ovom slučaju, vrat boce je tijelo, a zrak djeluje kao opruga. Izrada takvog rezonantnog uređaja je relativno jednostavna i jeftina. Drvene letvice trebate pričvrstiti na zid i objesiti ploče na njih, tada će između njih i zida biti zračni razmak. Ali pravilno postavljanje ovih panela je mnogo teže, pa ako se odlučite za ovaj put, bolje je kontaktirati stručnjaka za akustiku koji će analizirati proporcije vaše sobe i savjetovati vas kako najbolje postaviti panele. To vas može koštati samo djelić novca koji biste inače potrošili na nadogradnju vašeg sistema.
Usput, hoćeš li ideju? Ja lično nisam pokušao da ostavim gomilu praznih pivskih flaša u uglu sobe, ali pravi audiofil treba da pokuša sve da postigne najbolji zvuk!
Držite se zlatnog omjera.
Spominjanje piva je podsjetilo na najbolju verziju sobe. Međutim, moram upozoriti da ova metoda nije za one sa slabim srcem jer ćete vjerovatno morati preurediti ili produžiti svoj dom! Jedne večeri, dok sam računao na velikoj šolji na osnovu proporcija moje sobe, pomislio sam šta bi se dogodilo da njene dimenzije odgovaraju dobro poznatom zlatnom omjeru.
Zlatni odnos se zasniva na Fibonačijevom nizu -1, 2, 3, 5, 8,13, 21, 34, 55, itd. U njemu je svaki sledeći član jednak zbiru prethodna dva. Ako idete više prema ovoj seriji, količnik bilo kojeg broja podijeljenog prethodnim će biti vrlo blizu zlatnom omjeru, čija je vrijednost 1,6180339887.
Otkrio sam da za sobu s proporcijama zasnovanim na zlatnom omjeru, rezonantne frekvencije za visinu, dužinu i širinu neće biti višestruke i tako se poništavaju jedna drugu. Tabela 2 prikazuje rezultat.
tabela 2
Soba 6,3m x 3,9m x 2,4m
Dimenzije sobe
1. razlog. frekvencija
2nd reason. frekvencija
3rd reason. frekvencija
4th reason. frekvencija
Štaviše, pošto sam planirao da izgradim proširenje svoje kuće, odlučio sam da iskoristim priliku da napravim prostoriju ovih proporcija. A šta ti misliš? Upalilo je! Evo mog savjeta. Prije nego što potrošite novac na “nadogradnju” opreme, uzmite mjernu traku i provjerite svoju sobu. Možda će to biti gubljenje vremena, a možda će vam uštedjeti mnogo novca i živaca.
Usput, konačno sam zamijenio kondenzatore!
David Lewis Radio je kao arhitekta 27 godina i ima iskustvo u izgradnji umjetničkih salona, radio studija i studija za snimanje. Trenutno je uključen u dizajn prostora za probe za jedan od vodećih londonskih orkestara.
Akustična svojstva prostorije daju određeni doprinos kvaliteti zvučne panorame koju slušalac percipira. Nemaju svi posebne prostorije dizajnirane isključivo za ugradnju vrhunske audio opreme. Ali za one koji slušaju muziku u običnoj dnevnoj sobi, postoji mnogo savjeta i napomena, slijedeći koje možete optimizirati zvuk svoje postojeće audio opreme. Ali o tome ćemo malo kasnije. Najprije izložimo početne podatke za rješavanje našeg problema. Posebno konstruisane, akustički optimizovane sale, po pravilu, imaju oblik nepravilnog paralelepipeda, sa bočnim zidovima koji nisu međusobno paralelni, a plafoni su, kao u pozorišnim i koncertnim salama, izvedeni u obliku kosine. Standardna soba ima klasičan pravougaoni oblik, koji omogućava da se zračeni i reflektovani zvučni talasi međusobno preklapaju. Ovisno o materijalima koji se koriste u izgradnji i dekoraciji, akustička svojstva prostorija istog volumena i oblika mogu se jako razlikovati. Ako vaše okruženje za slušanje koristi čvrste betonske zidne i podne konstrukcije, one će vam pomoći da reflektirate zvuk koji se zrače. Ploče od gipsanih ploča ili drvene obloge će apsorbirati većinu zvučne energije. Imajući to na umu i koristeći sljedeće savjete, možete poboljšati kvalitetu zvuka.
Prije nego što počnete, toplo se preporučuje da proučite neku dobru referentnu knjigu o akustici. Početnicima može biti prilično teško razumjeti teoriju širenja zvučnih valova. Ali stečeno znanje će vam se dobro isplatiti i pomoći će vam da kompetentnije opremite prostoriju, dobijete optimalan zvučni prostor za slušanje iz svoje sobe i bolje shvatite karakteristike distribucije zvučnog polja. Dakle, ako niste školovani akustičar, potražite dobru knjigu koja je dostupna vašem nivou razumijevanja kako biste proširili svoje znanje s puno korisnih, zanimljivih informacija za varenje.
Jedan od najvećih problema koji uviđam u komunikaciji sa prijateljima i poznanicima je pretjerana pažnja na akustiku prostorije. Naravno, akustika prostorije je važna, ali ona bi trebao biti posljednji element na koji ćete obratiti pažnju nakon što uredite svoje audio sisteme i odaberete optimalnu poziciju za slušanje. Pravilno postavljanje zvučnika u prostoriji imat će mnogo veći učinak od otklanjanja akustičnih nedostataka u prostoriji. Odvojite vrijeme da uredite svoje audio zvučnike i pronađete idealno mjesto za slušanje. Kada učinite sve što je moguće da muzika zvuči "kako treba", smatrajte da ste obavili 90% posla i sada je vrijeme da stvorite povoljne akustične uslove. Razmotrite akustičnu pripremu prostorije kao šlag na torti. Opet, u našim uslovima ovo će biti najjednostavnija korekcija akustike prostorija. Oni koji su zainteresovani za dublje razumevanje uticaja prostornih karakteristika na zvuk trebalo bi da se obrate ozbiljnim izvorima o akustičnim temama.
Prema akustičnim svojstvima, sve prostorije se mogu podijeliti u tri glavna tipa: zvonaste; dosadne i neutralne sobe. Po pravilu želimo da imamo prostoriju neutralnih akustičkih karakteristika, koja malo teži ka zvonastom tipu. Prostorija za zvonjenje ima dugo vrijeme odjeka. Reverberacija je proces slabljenja intenziteta zvuka zbog njegovih višestrukih refleksija. Svako od nas se u jednom ili drugom trenutku našao u bučnoj prostoriji. Zamislite veliku trpezariju ili predsoblje gde odjeci lutaju i zvuci kao da zvone. Akustična energija ne napušta takvu dvoranu, već se reflektuje od zidova i plafona i stiže do mesta slušanja, gde deo nje hvataju naše uši. Ako imate prostoriju uređenu od tvrdog drveta, sa popločanim podovima i praktično bez mekih materijala u dekoraciji, shvatite šta je zvonka soba. Stanite na sredinu sobe, pljesnite rukama i slušajte. Zvuk pljeskanja pretvara se u eho i traje neko vrijeme nakon pljeskanja. Ovo je reverberacija i efekat slabljenja akustične energije. Takva prostorija zahtijevat će završni materijali da apsorbiraju refleksije na srednjim i visokim frekvencijama kako bi ukrotili višak akustične energije.
Tiha soba je sušta suprotnost glasnoj sobi. Zvukovi će uglavnom biti prigušeni i ako uradite isti test s pljeskanjem rukama, primijetit ćete da zvuk blijedi čak i prije nego što prestanete da pljeskate. Zatvorene sobe su obično prekrivene tepisima, debelo zastrte i nemaju reflektirajuće površine. Prostorija za slušanje muzike ne bi trebalo da bude ni gluva ni glasna. Treba nam nešto između, prostorija koja je generalno neutralna po akustičnim parametrima, a koja je ipak bliža tipu zvona.
Razlog zašto želimo akustički neutralnu sobu je taj što je stvarni svijet kombinacija upijajućih i akustički rezonantnih površina. Potrebno je postići takvu akustiku u prostoriji da zvuk ne bude pretjerano apsorbiran od strane elemenata interijera, a da nam pritom ne bude potpuno odbijen.
Ako je vaša soba previše mračna, da biste postigli prirodniji zvuk, potražite mogućnosti da zamijenite dijelove platnenih draperija ili tepiha koji upijaju akustičnu energiju s drugačijom završnom obradom. Ako je prostorija preglasna, tada je, u pravilu, mnogo lakše odrediti točke refleksije kako bi se suzbio efekat reverberacije.
Pretpostavimo da imate sobu standardne veličine u stanu ili zasebnoj kući. Ako je moguće koristiti ga posebno za kućni bioskop, možete se obratiti stručnjacima za akustičnu završnu obradu prostora kako bi vam pomogli da što bolje prilagodite njegove akustične karakteristike.
Definiranje reflektivnih tačaka
Na sreću, ispravljanje akustičkih svojstava prostorije na srednjim i visokim frekvencijama je prilično jednostavno i relativno jeftino. U zavisnosti od njegove veličine, za 200 - 500 dolara možete sami prilagoditi akustične karakteristike svoje sobe. Prvo, morat ćete odrediti točke refleksije prije kupovine završnih materijala za obradu takvih područja.
Sve što vam treba je malo ogledalo (barem 30 x 30 cm), pomoć prijatelja ili rođaka i ljepljiva traka ili olovka (ako vam ne smeta da označite zidove). Opet, ovo bi trebalo učiniti tek nakon optimalnog i konačnog postavljanja audio zvučnika.
Neka vaš asistent drži ogledalo u visini ušiju i pomiče ga duž ravni zida dok vi sjedite na mjestu za slušanje. Na bočnim zidovima sobe s vaše lijeve i desne strane nalazit će se primarna i sekundarna reflektirajuća točka u odnosu na vašu poziciju, po dvije sa svake strane. Morate sjediti i pratiti ogledalo koje pomiče pomoćnik duž lijevog zida sve dok u ogledalu ne vidite visokotonac audio zvučnika lijevog kanala. Ovo će biti prva tačka refleksije. Neka pomoćnik označi lokaciju na zidu olovkom ili trakom za označavanje. Sada bi ogledalo trebalo da klizi dalje uz levi zid dok ne vidite visokotonac desnog audio zvučnika, označite i ovo mesto. Isto tako, uradite isto za desni zid. Sada imate dvije tačke refleksije na desnom i lijevom zidu sobe.
Iste tačke refleksije su na plafonu i podu. Danas mnogi ljudi imaju tvrde reflektirajuće podove sa tepihom ili zasebnim tepihom. U tom slučaju, točke refleksije na podu mogu se potpuno zanemariti. Ako imate tvrdi pod bez tepiha, možete postaviti tepih ispred audio zvučnika kako biste spriječili refleksiju s poda. Nemaju svi spuštene ili spuštene plafone u svojim sobama. Neki ljudi možda više vole klasičnu sobu sa kamenim stropom. U tom slučaju, morat ćete na vrhu označiti dva mjesta za akustički tretman. Zamolite svog asistenta, koji stoji na stepenicama ili stolici, (molimo Vas da preduzmete sve sigurnosne mjere!) dok držite ogledalo, pomjerite ga duž ravnine stropa dok u njemu ne vidite visokotonac lijevog kanala, označite ovo mjesto i uradite isto za pravi kanal. Još ne morate da brinete o zadnjem ili prednjem zidu sobe.
Sada imate označene tačke refleksije koje se lako mogu tretirati materijalom koji apsorbuje zvuk (srednje i visoke frekvencije). Zapamtite, akustični paneli ne apsorbuju frekvencije ispod 300 Hz (obično, iako postoje izuzeci), tako da vam tačke refleksije omogućavaju kontrolu jasnoće, zvona i odjeka.
Umjereno koristite prskani akustični premaz, pogotovo jer je prilično skup. Dodajte sloj po sloj malo po malo dok ne postignete željeno akustičko stanje prostorije. Ne želite pretjerati i stvoriti dosadnu sobu koja će isisati svježinu i energiju iz vašeg audio sistema. Ako u početku imate mračnu sobu, morat ćete ukloniti debele zavjese, tepihe i druge elemente interijera dok ne postignete proziran zvuk. Posebni paneli i razna improvizirana sredstva, čak i ambalaža za jaja, također se koriste kao materijali koji apsorbiraju zvuk. Uvijek će postojati odgovarajući materijali, samo je pitanje narušavanja estetike prostorije.
Određivanje prostornih akustičkih rezonancija
Svaka soba ima akustične rezonancije ili, kako još kažu, modove prostorije (English Mode). Proporcije prostorije, tj. Omjeri dužine, širine i visine određuju lokaciju rezonancija u frekvencijskom spektru. Dakle, geometrijske dimenzije prostorije određuju frekvencije na kojima će se javljati rezonancije pri slušanju muzike, tj. pojedinačne frekvencije koje su od velike važnosti za muziku koja se reprodukuje biće ili previše pojačane ili potisnute na određenim mestima u prostoriji.
Najbolji način za određivanje akustičnih rezonancija i stajaćih valova (niske frekvencije imaju tendenciju širenja, reflektiranja i preklapanja) u prostoriji je korištenje posebnog softvera. Profesionalni softver je prilično skup i zahtijeva ugradnju mikrofona i naknadnu analizu akustičkih karakteristika prostorije. Ako imate takav program za izračunavanje akustičkih parametara, svakako biste ga trebali koristiti. Ali ako samo želite da dobijete opštu predstavu o tome kako vaša soba interaguje sa sistemom, možete koristiti jednostavnije programe, takođe poznate kao akustični kalkulatori. Originalni članak predlaže korištenje http://amroc.andymel.eu.
Jedna od pojednostavljenih verzija na ruskom jeziku (Axial Mode Calculator) može se naći na http://www.acoustic.ua/forms/calculator8.html, pruža pojednostavljenu analizu uzdužnih akustičkih rezonancija (aksijalnih modova) u prostoriji. Akustični kalkulator vam omogućava da konstruišete grafike rezonancije na osnovu veličine vaše sobe dok se zvučni talasi šire duž, poprečno i duž visine sobe. Ako se nekoliko sobnih rezonancija poklapa u frekvenciji (interval između njih je nula), tada se takvi modovi (rezonancije) nazivaju degeneriranim. U ovom slučaju, u amplitudno-frekvencijskom odzivu obično se opaža izraženi vrh. Problematične frekvencije će biti označene crvenom bojom u programskom interfejsu.
Ako su dvije rezonancije (moda) razdvojene intervalom od 20 Hz ili više, tada se takvi modovi nazivaju izolirani. U ovom slučaju, u frekvencijskom odzivu prostorije obično se opaža izraženi "kvar". Problematični intervali će biti označeni narandžastom bojom.
Ovi vrhovi sa padom frekvencijskog odziva daju neželjenu boju zvuku vokala i muzike. Posebno su uočljivi u frekvencijskom opsegu 95-175 Hz. Statični vrhovi zvuka se javljaju na različitim mjestima u prostoriji, ovisno o položaju zvučnika, veličini prostorije i frekvenciji zvuka. Takve vrhove možete prepoznati krećući se po prostoriji i slušajući zvuk niske frekvencije. Čim uđete u zonu stojećeg talasa, ima dosta basa, ali na drugim mjestima ga gotovo da nema, gubi se lokalizacija i jasnoća basa prelazi u običan “tup”.
Na frekvencijama iznad 300 Hz, uticaj prostornih rezonancija na tonski balans se već može zanemariti. Pretpostavlja se da je na osnovu grafika u uzdužnoj ravni i visine prostorije moguće odabrati optimalno mjesto kako za postavljanje akustičnih emitera tako i mjesto za slušaoca. Osim toga, na osnovu dobivenih podataka o vrhovima i padovima, prilagođavaju se i akustičke karakteristike prostorije, što je mnogo složenije od postavljanja premaza za apsorpciju zvuka na reflektirajućim mjestima kako bi se ispravio ostatak zvučnog opsega. Ovaj skup mjera može uključivati i jednostavne mjere, kao što je pričvršćivanje jastuka u uglovima prostorije, i ugradnju posebnih „zamki za bas“ (kao što je Helmholtz rezonator) za nivelisanje donjeg dijela frekvencijskog odziva prostorije. Nažalost, neke od ovih metoda zahtijevaju puno prostora i nisu primjenjive u maloj prostoriji zbog nedostatka prostora za njih. U idealnom slučaju, trebali biste imati slušaonicu s zapreminom većom od 40 kubnih metara, tada će biti mnogo lakše prilagoditi akustiku prostorije.
Postoji mnogo sjajnih rješenja, od kojih su mnoga zapravo jeftinija od izrade vlastitih uređaja. Ali ako želite sami napraviti akustično uređenje prostorije, temeljito razumjeti njegove karakteristike i mogućnosti, onda je ovo tema zasebnog članka, i to više od jednog.