Кандидат технических наук Д. Меркулов.
Кое-что о дифракции в домашней акустике
Какой бы современной ни была электронная система записи и воспроизведения звука, сколько бы форматов записи она ни обслуживала, объединенная в одном агрегате, в конце ее, на выходе будет "динамик" - так называли его раньше. И был он сначала один, ну два - для воспроизведения высоких и низких звуковых частот в одной коробке-ящике. С появлением в 1950-х годах стереофонических грампластинок ящиков стало два - отдельно для правого и левого звукового канала. Система записи звука совершенствовалась, и теперь для звукового сопровождения видеокартины и воспроизведения звука высокого качества оказалось мало и пяти звуковых колонок. Менялись конструкция, форма, расположение звуковых колонок в зале.
Инженеры-электронщики кооперировались с физиками - знатоками законов распространения звука. Дифракция, реверберация, интерференция - термины из теории волновых процессов - вошли в инженерную практику конструкторов звуковых систем.
В подавляющем большинстве современные звуковые колонки (ЗК) представляют собой набор из двух-трех электродинамических громкоговорителей, помещенных внутрь корпуса прямоугольной формы шириной 20-30 см. Рассчитаны они суммарно на воспроизведение звуковых колебаний в диапазоне от 18 до 20 000 Гц, с длинами волн λ соответственно от 1833 до 1,65 см. Длины волн определены здесь по известной из начального курса физики формуле
где 33 000 - скорость распространения звуковых колебаний в воздушной среде в см/с; F - частота колебаний в Гц. По этой же формуле определяется и частота колебаний, если известна длина волны:
Легко подсчитать, что популярной ныне ширине 20-30 см передней панели бокса акустической колонки, излучающей звуковое колебание аналогичной длины волны, соответствует значение частоты F, равное 1650 - 1100 Гц. Дифракция проявляет себя на частотах исходящих звуковых колебаний меньших 1650-1100 Гц. На более высоких частотах и соответственно длинах волн меньше 20-30 см имеет место отражение звуковых волн от передней панели излучателя (см. рис.). Важным параметром, характеризующим ЗК, является диаграмма направленности. При узкой диаграмме непосредственно в сторону слушателя направляется больше звуковых сигналов акустического излучателя и звуковые образы проявляются более отчетливо. Дифракция не способствует улучшению диаграммы направленности. Чем больше дифракция, тем хуже диаграмма и качество звука. Дифракция влияет на качество звуковой картины. Так, слушатель, сидящий за колонной в концертном зале, возможно, будет хорошо слышать лишь контрабас и барабан.
Уменьшить дифракцию можно, правильно расположив в помещении напольные акустические излучатели: чем ближе к стене, тем меньше дифракция. Звуки высокой частоты направляются прямо к слушателю, а низкие тона еще и отражаются от стены. При установке полноразмерных колонок вплотную к стенам дифракция заметно нейтрализуется, слышимость низких тонов - наиболее впечатляюща. Дифракция невелика и у малоформатных полочных и миниатюрных стереоколонок, обычно устанавливаемых вблизи стен или развешиваемых на них. Полное отсутствие дифракции наблюдается при монтаже наборов динамических головок в углублениях стен (см. "Наука и жизнь" № 12, 2003 г.).
В конце 1960-х годов монополия на колонки с широкой передней панелью была нарушена появлением кассетных магнитол и музыкальных центров. Несколько позже, всего 25 лет назад, появился "вокмэн" (по англ. Walkman) - персональный стереофонический плеер. Как и магнитолы, новый плеер пришелся по душе любителям слушания музыки "на ходу". Благодаря достижениям микроэлектроники и "цифровизации" аппаратуры современные "вокмэны" по качеству воспроизведения звука популярной музыки вполне удовлетворяют миллионы любителей.
В свое время много лет подряд кино называли "великим немым". Звукозапись по аналогии можно было бы назвать "великим слепым". "Прозрение" ее наступило в 1970-х годах с появлением кассетного видеомагнитофона, а затем и DVD-проигрывателя. Повсеместно начали распространяться акустические системы домашнего кинотеатра (ДКТ). По прошествии непродолжительного времени эмпирически было установлено, что зрителя в ДКТ в меньшей степени интересует локализация звуковых образов, в большей - акустические эффекты. Выяснилось также, что круговая дислокация группы обычных колонок из пяти штук недостаточно справляется с организацией звукового поля, включающего разговор персонажей, музыку и шумовые эффекты. Совокупность обстоятельств позволила разработчикам пойти по пути уменьшения определенности в звуковой картине ДКТ. Звуковые колонки превратились в узкие прямостоящие (высотой 1,2-1,5 м) стойки с громкоговорителями малого диаметра наверху, а "ящики" отказались от отражательной доски (передней панели) в ряде моделей (см. "Наука и жизнь" № 12, 2003 г.). Указанные приемы модернизации окружающего звукового поля в ДКТ позволили расширить частотный диапазон дифракции, подвинуть ее в область верхних частот. Для качественного воспроизведения низких частот выделили из общей группы сабвуфер. В последние годы, в связи с заметным увеличением спроса, большинство зарубежных фирм и компаний - производителей акустики специализируются в основном на серийном выпуске аппаратуры "киношного" направления.
Статистика свидетельствует: новое поколение слушает музыку "в пути" или "в кино". При всем этом приверженцев Hi-Fi музыкального театра на дому осталось еще достаточно много. За неимением иных в этом театре для музыкальных программ могут быть применены колонки ДКТ с дифракционно "выпяченным" полем низких частот, но для ДМТ более подходят апробированные десятилетиями стереофонические пары звуковых колонок прямоугольной формы с дифракцией, не выходящей за границы частот 800-1500 Гц.
Как и в реальном концертном зале, в домашних условиях исполнителям произведений искусства положено находиться перед слушателем. Этому условию вполне удовлетворяют две звуковые колонки (левая и правая), установленные на определенном расстоянии от слушателя и одна от другой, и центральный громкоговоритель. Особенно при использовании DVD-Video и приеме телевизионных программ со стереозвуком. При этом приобретать дополнительную электродинамическую головку совсем не обязательно. Ее может заменить всегда находящийся под рукой громкоговоритель телевизора, как раз и располагающийся посередине между основными (левой и правой) звуковыми колонками.
Если для театра выбраны малогабаритные полочные звуковые колонки, то для компенсации недостаточности их в области низких частот надо применить сабвуфер (желательно без фазоинвертора) с регулируемым уровнем громкости. Сабвуфера достаточно одного, и размещать его можно произвольно, поскольку ухо не локализует источники звукового излучения на его рабочих частотах (и даже на более высоких в диапазоне до 200-250 Гц), но правильнее будет поставить его поближе к слушателю.
Другие работы по теме:
Что нужно делать, что бы улучшить экологию нашей планеты
В первую очередь надо в общественных местах соблюдать чистоту и поставить мусорные урны. В своём доме при накопление мусора его необходимо выкидывать в отделённые для этого места, или просто сжечь. На заводах и фабриках на трубы, через которые выходят в атмосферу ядовитые газы, ставить специальные решётки для фильтрации выходящего воздуха
"Законы" экологии Коммонера
Четыре закона Коммонера - "Все связано со всем", "Все должно куда-то деваться", "Природа знает лучше", "Ничто не дается даром" и их разъяснение.
Озеленение или возвращение к природе
ожете ли Вы представить себе матушку природу без такого уютного и с детства всем родного зеленого цвета? Думаю, что нет. Стоит лишь окинуть взором любой участок земли, который не успел изменить человек, и вы поймете о чем я говорю. Буквально каждый квадратный метр почвы заполнен разнообразными видами растений, которые оказывают благоприятное воздействие на качество жизни людей.
Занятия физкультурой для беременных женщин и рожениц, страдающих избыточной массой тела
К сожалению, не все люди могут полноценно заниматься физкультурой. Кому-то не позволяет здоровье, а кто-то на время лишен этой радости. Ко второй категории, безусловно, можно отнести и беременных женщин. Но, если беременность протекает без осложнений, то заниматься физкультурой можно, а если начать заниматься физкультурой еще до зачатия, то у беременной появляется больше шансов избежать таких неприятных явлений как токсикоз, повышение артериального давления, избыточная масса тела.
Дефо д. - Жизнь на острове2
Даниель Дефо написал за свою жизнь свыше 500 произведений, в том числе семь романов. Но мировую известность принес ему один из них - «Жизнь и необычайные приключения Робинзона Крузо, моряка из Йорка, прожившего двадцать восемь лет в полном одиночестве на необитаемом острове у берегов Америки, близ устья реки Ориноко, куда он был выброшен кораблекрушением, во время которого погиб весь экипаж, исключая его одного, с изложением его неожиданного освобождения пиратами.
День защитников Отчизны
Отчизну и мать не избирают. Возможно, именно поэтому эти два слова часто употребляются рядом. Ведь Отчизну мы тоже называем матерью. Каждый из нас под словом Отчизна представляет родные лица родителей, друзей, родных. И, защищая Отчизну, каждый защищает дороже всего.
Картины природы в поэме Лермонтова Мцыри и их значение
Картины природы в поэме М. Ю. Лермонтова «Мцыри» имеют важное значение. Мир, в котором живет герой, – это монастырь, душные кельи, тюрьма, как считает юноша. Природа Кавказа – это тот мир, куда он стремится, необыкновенно яркий и прекрасный.
Общественный транспорт
Сочинение-описание с элементами рассуждения На мой взгляд, лучший способ путешествовать по городу - это ходить пешком. Когда вы ходите пешком, вы не зависите ни от какого вида транспорта. Вы можете любоваться красотой зданий и пейзажей. А идя вдоль улиц, вы можете пойти, куда вам нравится. Это все преимущества.
Ася 2
Автор: Тургенев И.С. Повесть «Ася» писалась около пяти месяцев. Замысел ее возник случайно во время катания на лодке. Воспитание Аси имеет корни в русских традициях. Она мечтает пойти «куда-нибудь далеко, на молитву, на трудный подвиг».Образ Аси очень поэтичен.
Тема труда в рассказе А.П.Платонова Корова
Тема труда в рассказе А.П.Платонова "Корова" Автор: Платонов А.П. «Труд – первое основное условие всей человеческой жизни. Надо поставить свою жизнь в такие условия, чтобы труд был необходим. Без труда не может быть чистой и радостной жизни».
История отношений Базарова с Одинцовой по роману Тургенева Отцы и дети
Автор: Тургенев И.С. Базаров узнаёт о существовании Анны Одинцовой от Кукшиной, знакомой его друга Ситникова. Первый раз он видит её на балу у губернатора, куда приехал вместе с Аркадием. «Это что за фигура? – проговорил он. – На остальных баб не похожа». Там же он с ней и знакомится. Она приглашает их с Аркадием к себе.
Красная Шапочка
Автор: Перро Шарль. В деревне живет маленькая девочка, любимая мамой и бабушкой, которая сшила ей красную шапку. Однажды Красная Шапочка несла бабушке гостинцы (пироги, горшочек свежего масла) и встретила волка. Узнав, куда направляется девочка, он первым добежал до бабушки, сьел старушку, переоделся в ее одежду и улегся в кровать.
Дельвиг А.А.
Русский поэт, барон. Родился 6 августа (17 н.с.) в Москве в семье обрусевших лифляндских баронов, из старинного обедневшего рода. Учился в частном пансионе, затем в 1811 поступил в только что открытый Царскосельский лицей.
Цитатная характеристика Скалозуба и Фамусова
Автор: Грибоедов А.С. СКАЛОЗУБ «Куда как мил! И весело мне страх Выслушивать о фрунте и рядах; Он слова умного не выговорил сроду, - Мне все равно, что за него, что в воду» Софья
Зачем же жить
Автор: Горький М. Прочла произведение Максима Горького «Ма-аленькая», и осталась под глубоким впечатлением. Пыталась ответить себе на вопрос «Зачем же жить?» И я думаю, что жить нужно для того, чтобы понимать - кому-то ты, хоть и ненадолго, даришь кусочек счастья. Жить надо затем, чтобы хоть что-то хорошее в этом мире осталось именно после тебя! А кто это делает? Да практически никто! Все живут ради себя, собственные проблемы кажутся огромными и нерешимыми! Вы не думайте, я не критикую всех без разбору, самое обидное - что я такая же! Иногда чувствуешь себя так паршиво, осознавая, что ты вот ноешь – а есть же те, чьи беды куда хуже.
Беглец
Автор: Чехов Антон. Семилетнего Пашку, страдающего от больного сустава, мать привела в больницу. Доктор оставил мальчика на стационаре, пообещав сводить на ярмарку и показать лисицу. Пашка сначала в восторге от больницы: новая одежда, суп с мясом, хлеб, жаркое с картофелем. Но доктор не спешит показывать лисицу, да и проявляется реальная сторона лечебного заведения: тяжело больные, одиночество, скука, тоска по дому… Когда из палаты ночью выносят умершего соседа, Пашка с криками «мама!» бежит куда глаза глядят.
Толстой Филипок
Лев Николаевич Толстой Филипок Лев Николаевич Толстой Филипок (Быль) Был мальчик, звали его Филипп. Пошли раз все ребята в школу. Филипп взял шапку и хотел тоже идти. Но мать сказала ему: куда ты, Филипок, собрался? – В школу. – Ты еще мал, не ходи, – и мать оставила его дома. Ребята ушли в школу. Отец еще с утра уехал в лес, мать ушла на поденную работу.
Классические русские квасы
Особенности приготовления и рецептура классических солодовых русских напитков - квасов. Квасы хлебные - белый (пшеничный), красный (ржаной). Квас отличный и столовый отличный. Простой столовый квас. Квас суточный из кусков ржаного хлеба. Кислые щи.
Аркадий Тимофеевич Аверченко. Слепцы
Королевский сад в эту пору дня был открыт, и молодой писатель Ave вошел туда, побродил по дорожкам и присел на скамью, на которой уже сидел пожилой господин с приветливым лицом. Он обернулся к Ave и приветливо спросил, кто он такой.
Воздухоплавание
В июне 1783 г. французы — братья Жозеф и Этьен Монгольфье соорудили воздушный шар — аэростат.
Архангельск-Астрахань линия
Архангельск—Астрахань (нем. AA-Linie) — предполагаемая восточная граница Третьего Рейха, которая должна бы установиться в случае победы вермахта над Красной Армией. К востоку от этой линии должны были находится территории ослабленного СССР[1], куда предполагалось выселить «излишки» советских граждан с оккупированных территорий.
Преданная революция книга
Преданная революция Преданная революция: Что такое СССР и куда он идет? ) — книга, написанная Л. Д. Троцким, в которой дается анализ политического режима в СССР и его перспектив.
Вульдетрада
Вульдетра́да (Вальдра́да) (лангобард. Waldrada, франкск. Wuldethrada) — младшая дочь короля лангобардов Вахо и Остроготы. В 552 или 554 году была выдана королём Аудоином замуж за короля Австразии Теодебальда. Брак Вульдетрады должен был укрепить союз между лангобардами и франками, что в свете военных действий, в это время вёдшихся франками против византийцев в Италии, могло поставить под сомнение статус лангобардов как союзников императора Юстиниана I.
Восковая табличка
Введение 1 Применение 2 Сохранившиеся образцы 3 Время существования Список литературы Введение Воскова́я табли́чка (воскова́я доще́чка, воще́чка, це́ра) — дощечка из твёрдого материала (самшит, бук, кость) с выдолбленным углублением, куда заливался тёмный воск.
Новгородское восстание
1650 года — одно из городских восстаний на Руси в середине XVII века, произошедшее в Новгороде. Поводом послужившим для начала Новгородского восстания был рост цен на хлеб, из-за осуществлявшихся в то время крупных закупок зерна для исполнения обязательством правительства поставить Швеции зерно в счёт компенсации за перебежчиков с захваченных шведами территорий.
Свалка истории
- фигура речи, обозначающее место, куда перемещаются люди, события, идеологии и т.п. будучи преданные забвению в истории. Считается, что первым употребил это выражение Лев Троцкий в обращении к меньшевикам, покинувшим Второй Съезд Советов 25 октября 1917 года.
Архитектура ЭВМ 2 4
Отчет по практике по дисциплине Архитектура ЭВМ Введение На этой практике мы разбирали системный блок, клавиатуру ( расширенную и стандартную), мышь ( оптическую и с шариком). Сравнивали их. Тестировали нашу операционную систему в программе Sisoftware. Тестировали и настраивали монитор через программу Nokia monitor.
Размещение растений в комнате
Соответственно тому, насколько освещена комната, куда выходят её окна, какова в ней температура, следует подбирать светолюбивые или теневыносливые растения, теплолюбивые или растения, подходящие для прохладных помещений.
Правила перевозки оружия на воздушном транспорте
Пассажир, желающий перевезти оружие, должен поставить в известность об этом перевозчика заблаговременно — при бронировании билета. Если маршрут следования самолета пролегает через государственную границу, вопрос о провозе оружия на борту должен быть заранее отрегулирован соответствующими полномочными органами заинтересованных государств с целью соблюдения законов и правил, действующих в этих государствах.