«

»

Курсы для звукоинженеров (часть 2): фронт звуковой волны и «угловые отражения»

В этой интересной статье вы познакомитесь с очень важными понятиями для звукоинженера — «фронт звуковой волны», «плоский фронт» и не менее важным разбором «углового отражения» в комнатах. Мы можем, примерно, представить, как отражается звуковая волна, прямонаправленная в стену или в угол, но как быть с фронтами, идущими под разными углами? Какие ошибки допускают при дизайне звукозаписывающих студий и почему важно также покрывать углы акустическим поролоном.

Фронт звуковой волны определен как линия точек в среде, которая является так же частью цикла вибрационных процессов (синфазных) о которых мы говорили в первой части статьи. Это определение означает, что все точки на звуковом фронте равноудалены от  источника. У волн, испускаемых из точечного источника, есть сферические звуковые фронты, как показано на 1-6A Рис. На относительно большом расстоянии от источника район сферического звукового фронта внешне начинает быть похожим на поверхность плоскости (1-6B Рис.). Плоскость и сферические звуковые фронты представляют главный интерес и беспокойство в акустике, несмотря на то, что при определенных обстоятельствах могут образоваться и другие фронты.

рис 1-6

Луч звука —  это направление по пути, которого «движутся» элемента фронта звуковой волны и, если нет ни каких препятствий, то он всегда перпендикулярен этому фронту, как на Рис. 1-6. Мы можем уподобить звуковой фронт линии идущих людей. Каждый человек идет радиально далеко от источника в сферическом звуковом фронте, но в звуковом фронте плоскости люди прогуливаются в одном направлении.

рис 1-7

Если длина волны звука, маленькая по сравнению с размерами гладкой или твердой поверхности, отражение имеет место. Подобно свету, угол падения звука на поверхность плоскости равняется углу отражения, как проиллюстрировано на 1-7A Рис. Выпуклая поверхность, и подобные ей (как 1-7B Рис.), рассеивает лучи звука. Хороший пример этого — так называемый “полицилиндрический диффузор”, иногда используемый в акустической дизайне студий.

Полицилиндрический диффузор

Вогнутая поверхность 1-7C Рис. имеет тенденцию сосредотачивать звук. Параболическая поверхность сосредотачивает звук очень точно. Вогнутые архитектурные формы в аудиториях могут создать серьезные акустические проблемы. По этому, при проектировки студий не в коем случае нельзя допускать таких конструкций. Тем более нельзя заканчивать тему отражений  при записи звука, если не уделить вниманию “угловым отражениям” в прямоугольных комнатах. Нормальный (прямой угол) отражения от плоских стен почти каждый может интуитивно представить; но вот “угловые отражения” (отражения под разными углами от двух перпендикулярных поверхностей) менее понятны. Взгляните на длинные пунктирные линий Рис. 1-7D, представляющие собой луч звука — замечено, что любой пущенный звуковой луч передаются обратно к источнику, если отражающая поверхность сформирована в угол в 90 °. Другими словами, в любой точке комнаты это отражение вернется к источнику, как проиллюстрировано ломаными линиями 1-7D Рис. Мало того, что это истина для источников отражения с двумя стенами, — это, также, истина для углов, сформированных между стенами — потолком и стенами – полом. К счастью, все эти угловые отражения включают два или больше поверхностных отражений,  у которых от этого сокращается амплитуда громкости. С другой стороны, задевание углов звуковой волной приводит к их эффективному отражению: если у вас, например, стена покрыта акустическим поролоном, но ее углы нет — то это приведет, к тому, что звук все равно вернется почти не тронутым к источнику.

Если изобразить человека в центральной части звукозаписывающей студии, то мы должны предугадать о появлении шестнадцати отражений: четырех эха «slapback» от четырех стен, четыре от углов на уровне  микрофона, четыре от верхних углов, и четыре от  нижних углов.

Преломления или изгиб звуковой волны при прохождении  из одной среды в другую, не произойдет, если скорость звука будет одинакова в обеих средах. Однако, движение звукового луча из среды одной плотности в среду большей или меньшей плотности, подвергнется искривлению.

рис 1-8

На Рис. 1-8A звук перемещается из среды 1 с плотностью d в среду 2 с более низкой плотностью и затем в среду 3, у которого плотность такая же, как у первой. Тщательное изучение того, что происходит в данном случае, дает нам примерное понятие о том, как будет изогнут луч. Часть плоской волны слева от 1-8A Рис. разделена прямыми линиями, расстояние между которыми равно длине самой волны. Линия AC имеет начало уже в среде 2 в точке A. В то время как часть луча  перемещается от C до D в среде 1, в это же время другая часть перемещается от А до В в среде 2. В среде более низкой плотности 2, звук перемещается медленнее, потому что звуковая скорость – пропорциональная к плотности. Длина волны звука также короче, потому что длина волны прямо пропорциональна к скорости, Eq. 1-7, которая заставляет плоскость волны уходить в новом направлении в среде 2. Поскольку звуковой луч со временем покидает среду 2 и начинает входить в среду типа 3, мы видим, что в течение времени, волновое перемещение между пунктами G и H и пунктами E и F, вернется к оригинальному направлению. Взгляните на график движения звуковых волн при разной температуре воздуха. Разная температура создает разную плотность воздушной среды, а значит и разную скорость звука.

Продолжение следует…

я в твитере я в фейсбуке я в контакте я в ютубе

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Вы можете использовать эти теги HTML: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>