• Реклама
  • Реклама
Тема закрыта 
Акустический НЧ резонанс
Dr.Sound Не на форуме
Акустический НЧ резонанс / 04-12-2013, 13:32 (Отредактировано 04-12-2013 в 13:51 , пользователем Dr.Sound.)
Сообщение: #1
Любая система обладает собственными резонансными частотами. В спокойном состоянии, то есть, в состоянии равновесия системы, они никак не проявляются. Но, стоит только вывести систему из состояния равновесия, например, просто возбудив внутри помещения сложный звуковой сигнал, например, музыкальный, как эта система сразу же проявит свои собственные резонансные частоты.
Акустический резонанс – это эффект резкого возрастания результирующей амплитуды звукового сигнала при приближении частоты возбуждающего сигнала к собственной частоте системы.
Сущность данного эффекта состоит в том, что НЧ звуковые волны, прежде, чем окончательно затухнуть, проделывают многократные колебательные движения «вперёд-назад» между двумя параллельными отражающими поверхностями, подобно колышущейся воде в корыте. В результате этого на некоторых частотах отражённые звуковые волны совпадают по фазе и, соответственно, начинают усиливать друг друга, что, в свою очередь, выражается в увеличении их суммарной амплитуды.
Иными словами, для возникновения акустического резонанса необходимо, что бы звуковая волна, «начавшись» у одной стены, прошла через всю комнату по прямой к противоположной параллельной стене и, отразившись от неё, снова вернуться к началу своего пути в тот момент, когда начинает возбуждаться вторая точно такая же волна. И так далее по замкнутому циклу. При этом, в результате взаимоусиления прямой и отражённой звуковых волн, происходит неестественное увеличение амплитуды суммарного звукового сигнала, что субъективно выражается в акцентировании его по отношению к остальным частотам и обуславливает гулкость звучания на данной частоте.
Однако происходит это не на всех частотах, а только тогда, когда значение расстояние между параллельными отражающими поверхностями кратно значению половины длины звуковой волны.
Таким образом.
Первым обязательным условием для формирования акустического резонанса является наличие двух условно параллельных массивных рефлексивных поверхностей. "Условно параллельных" потому, что непараллельность между этой парой отражающих поверхностей примерно до 15 градусов, в силу большой длины НЧ звуковых волн особого значения не имеет.
Вторым обязательным условием для формирования акустического резонанса является следующее: рассматриваемый линейный размер комнаты без остатка должен вмещать целое количество полу-волн.
Возьмём, например, линейный размер комнаты 5 м. Поскольку звуковая волна, формирующая основной (базовый) резонансный режим в данном случае, "бьётся" между параллельными стенами (фронтальной и тыловой), ограничивающими этот линейный размер, "туда-сюда" или, вернее, "1/2 волны туда - 1/2 волны сюда", то, следовательно, полная длина этой резонансной звуковой волны будет составлять 5 х 2 = 10 м. Частоту этой волны можно рассчитать, разделив 340 (скорость звука в м./с.) на длину волны (в м.), то есть, 340 : 10 = 34 Гц.
Таким образом, линейному размеру 5 м. соответствует основной резонанс на частоте 34 Гц. с длиной волны 10 м.
Однако, как уже говорилось выше, резонансный режим возникает только в том случае, если расстояние между двумя параллельными массивными рефлексивными поверхностями без остатка вмещает целое количество полуволн (1,2,3,4,5...).
Следовательно, резонанс возникает не только на основной резонансной частоте соответствующего линейного размера, но также и на кратных ей частотах, то есть, на частотах гармоник основного резонанса. Каждая последующая гармоника представляет собой значение, полученное путём умножения значения частоты основного резонанса на число, соответствующее порядковому номеру конкретной гармоники. То есть, для рассматриваемого случая:
- частота основного резонанса (она же является частотой первой гармоники) соответствует 34 Гц.;
- частота второй гармоники, соответственно, 68 Гц. (34 х 2 = 68 Гц.). В данном случае тот же линейный размер вмещает уже не одну, а две полу-волны;
- частота третьей гармоники - 102 Гц. (34 х 3 = 102 Гц.). Тот же линейный размер вмещает уже три полу-волны;
- частота четвёртой - 136 Гц. (34 х 4 = 136 Гц.). В том же самом линейном размере - четыре полуволны.
На практике гармоники выше четвёртого порядка уже не рассматриваются, поскольку не считаются проблемными.
Звуковая волна, подобно синусоиде, состоит из амплитудных пиков (без разницы - направленных вверх или вниз), в которых значения звукового давления максимальны, и точек пересечения с изолинией (нулевой линией), в которых значения амплитуды равны нулю. Соответственно, в пиках синусоиды значения SPL максимальны, а в "0" точках амплитуды синусоиды - минимальны
Непосредственно у отражающих поверхностей (в рассматриваемом случае - поверхностей фронтальной и тыловой стен) значения амплитуды всегда максимальны!
На основной резонансной частоте точка с минимальным значением звукового давления располагается посередине расстояния между двумя пиками, расположенными у поверхности параллельных стен, то есть, по центру комнаты.
А поскольку основная резонансная частота, по сути, является и первой гармоникой, то можно сделать вывод о том, что на основной резонансной частоте и на частотах всех нечётных гармоник (3,5, и т.д.) по центру соответствующего линейного размера комнаты значение звукового давления всегда будет иметь "0" значение.
А вот на частотах чётных гармоник (2,4 и т. д.) по центру соответствующего линейного размера звуковое давление всегда будет иметь максимальное значение.
Понятно что, чем выше порядок гармоники, тем выше её частота. Поэтому в соответствующем линейном размере будет сосредоточено уже большее, чем 2 области с максимумами звукового давления и более, чем 1 область с минимумами звукового давления, поскольку в данном размере уже вмещается не 1/2 длины звуковой волны, а 2,3,4 и т.д. половин длин звуковых волн.
В практическом аспекте важно понимать, что смещаясь, например, от области максимума SPL к области минимума на этой частоте, мы легко можем оказаться в области максимума другой моды этого же линейного размера... Но ведь, на самом деле, помимо этого там же одновременно присутствуют ещё и моды, установившиеся в поперечном (между боковыми стенами) и вертикальном (между полом и потолком) линейных размерах комнаты... Mind.

"Ребята, не бойтесь замахиваться на "БОЛЬШОЕ", но перед этим - не забывайте сходить "ПО МАЛЕНЬКОМУ"! (Rodney Dangerfield).
Вебсайт
Тема закрыта 


Переход:


Пользователи, просматривающие эту тему: 1 Гость(ей)


///end footer