Dom » Montaža » Kako izračunati rezonantne frekvencije u prostoriji. Zaštita od buke i vibracija

Kako izračunati rezonantne frekvencije u prostoriji. Zaštita od buke i vibracija

Dok akustične refleksije mogu uzrokovati probleme u jasnoći miksa, rješenja koja nudi Mike Senior su isplativa i realna za implementaciju, tako da vam problem "efekta filtera češlja" ne pada na pamet kada kreirate zapis na komercijalnom nivou. Nije iznenađujuće da su vlasnici vrhunskih studija krenuli u istom pravcu. Međutim, postoji još jedan aspekt akustičkog dizajna koji se gotovo često i namjerno zanemaruje zbog složenosti problema i visoke cijene - to je rezonancija prostorije.

Mike Senior:“Da biste razumjeli kako radi sobna rezonancija, morate razumjeti kako žice gitare rezoniraju. Na svojoj najnižoj rezonantnoj frekvenciji (prvi nivo ili kako se kaže "fundamentalna"), žica je nepokretna na krajevima i vibrira uglavnom u sredini. Međutim, žica ima drugi rezonantni ključ (drugi nivo ili prizvuk) - dvostruko je veći od prve frekvencije, kao da je žica podijeljena na dva jednaka vibrirajuća dijela. Treći rezonantni ton (treći nivo ili drugi prizvuk) već ima podjelu žica na tri jednaka dijela, četvrti na četiri itd. gore po spektru.

Zašto nam je trebao primjer sa žicom, ali da biste mentalno shvatili da zračni prostor prostorije između njenih paralelnih granica (na primjer: između suprotnih zidova ili poda i stropa) ima isti niz rezonantnih frekvencija. Jednostavan, ali ne baš precizan način za pronalaženje prve rezonantne frekvencije prostorije je podijeliti broj 172 s razmakom između dvije paralelne granice same sobe (u metrima). Naredne vrijednosti prizvuka će biti višestruke, kao u primjeru niza. Na primjer, ako je strop vašeg studija 2,42 m od poda, tada će prva rezonantna frekvencija prostorije (u ravni "pod-plafon") biti unutar 71 Hz, druga na 142 Hz, treća na 213 Hz. Hz i tako dalje.

Svaki nivo rezonantnih frekvencija prostorije na svoj način dijeli udaljenost između svojih granica, stvarajući svoje jednake intervale. A ako vaša tačka slušanja padne između ovih intervala, tada ćete u zvučnom spektru prostorije čuti smanjenje nivoa na ovoj rezonantnoj frekvenciji, a ako tačka slušanja padne u sredinu intervala, to će dovesti do njenog povećanja . Budući da će svaki par paralelnih površina donijeti svoju seriju rezonantnih frekvencija (a većina prostorija je „pravokutnog“ oblika, što znači tri para), prostor studija je izdašno posut intervalima različitih frekvencija u tri ravni.

Slika: Dijagram koji pokazuje efekat sobne rezonancije na frekvencijski odziv monitorskog sistema. Slika prikazuje nivoe rezonantne frekvencije prostorije dužine 4,3 metra od prednjeg do zadnjeg zida. Rezonancija će se pojaviti na 40Hz, 80Hz, 120Hz i 160Hz. Slovo N označava granice intervala, a slovo A označava sredinu intervala. Mora se shvatiti da su oni prikazani odvojeno na slici radi jasnoće razumijevanja, ali u stvarnosti su u potpunosti postavljeni jedan na drugi. Dva dijela pokazuju koliko se frekventni odziv mijenja kada se pozicija slušanja pomjeri za 75 cm.

Pa šta sve ovo znači u praksi? A to znači da će čak i prvi nivo rezonantnih frekvencija prostorije lako podići spektar u rezonantnom području za 20 dB. Samo leteća svinja će vjerovatno moći pronaći mjesto u studiju koje daje ispravan spektralni balans ako postoji više istovremenih rezonancija. Osim toga, ako se krećete po studiju, frekvencijski odziv sistema monitora će se "previjati" kao da je u tiganju. Promjene u frekvencijskom odzivu pokušao sam ilustrirati na slici. Ali da budemo precizni, nivoi rezonantne frekvencije prvo utječu na donji kraj spektra, jer se visokofrekventne rezonancije lakše prigušuju odgovarajućim ambijentom prostorije, ali preostale zone uzbune ispod 1 kHz će zaista pokvariti vaše miksanje.

Pošto je svaka soba drugačija, uradite ovaj eksperiment da dobijete stvarnu sliku efekta rezonancije prostorije na vaš sistem za praćenje: pustite datoteku LFSineTones dok sjedite na mjestu slušanja ispred monitora i uporedite relativnu glasnoću čistih sinusnih tonova. Oni će se svirati rastućim redoslijedom u rasponu od tri oktave. Ako je vaš studio kao one male, neprofesionalne kontrolne sobe, primijetit ćete da su neki prizvuci gotovo nečujni, dok su drugi jasno glasni. Tabela 1 pokazuje koji se polutonovi, kao i njihove frekvencije, reprodukuju tokom vremena u datoteci LFSineTones. Stoga, zgrabite olovku i zabilježite one svojeglave frekvencije koje su istaknute nivoom. Sada se pomaknite sa svoje pozicije za slušanje nekoliko desetina centimetara u bilo kojem smjeru i primijetit ćete da su one frekvencije koje su bile preaktivne sada tihe, a one koje su prije bile tihe preaktivne.

Sada je prilično razumno reći da sinusni talasi nemaju mnogo veze sa pravom muzikom, tako da se morate fokusirati na to kako sobna rezonancija zaista utiče na bas deo profesionalnih komercijalnih numera (kao što znate, oni nemaju problema u ovoj temi). Predlažem kao referencu pjesmu “All Four Seasons”, nju je izmislio i miksovao Hugh Padgham (Hugh Padgham) za album sa gudačima Mercury Falling. Opseg basova na ovoj numeri je prilično širok, ali izuzetno konzistentan, tako da će bas note koje se sviraju na bilo kom monitorskom sistemu u ovoj pesmi biti prilično ravne. Ako se prilikom slušanja ispostavi da su neujednačeni, onda biste trebali ozbiljno razmisliti o tome kako pravilno miješati u ovoj situaciji.

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 zvučni 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, jer se pojave poput akustične rezonancije i odjeka ili, jednostavno, odjeka, dosta primjetno otkrivaju. OVA STRASNA REZONANCA

Što se tiče kvaliteta zvuka, kućno muzičko pozorište praktički nije inferiorno od operskog.

Prizvuci daju zvuku posebnu boju i određuju njegov tembar. Na primjer, prikazani su valni oblici koji sadrže prvi i drugi harmonik (gore) i prvi i treći harmonik (dolje).

Nauka i život // Ilustracije

Raspodjela prirodnih frekvencija u prostorijama dimenzija 5,7x4,2x3 m (gore) i 4,2x3,6x3 m (dolje) omogućava upoređivanje njihovih akustičkih karakteristika (radi jednostavnosti, pretpostavlja se da su amplitude svih harmonika iste ).

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 (iznad), a u velikoj - duž dugačkog zida (ispod).

Na školskim časovima fizike, prilikom proučavanja fenomena rezonancije, često daju primjer uništenja u januaru 1905. godine 47-metarskog egipatskog lančanog mosta preko rijeke Fontanke u Sankt Peterburgu. Zatim je jedan odred vojnika u korak krenuo duž njega. Obično rade 120 koraka u minuti, a ova frekvencija (2 Hz) se poklopila sa prirodnom frekvencijom strukture. Sa svakim korakom, zamah zamaha raspona se povećavao i, konačno, most nije mogao izdržati. Ovaj događaj ostavio je snažan utisak i zbog toga što se, prema rečima očevidaca, pre rušenja mosta, sa prozora susedne zgrade, čuo plač Marije Iljinične Ratner, koja je tamo živela, umorna od buke vojnih jedinica. neprestano prolazi: „Neka svi propadnete!“. Naravno, ovo je bila čista slučajnost. Ipak, kasnije je vojsci zabranjeno da hoda po mostovima u korak; postojala je čak i posebna komanda: "Hodaj nasumično!". Međutim, priroda je više puta testirala građevinske inženjere na poznavanje zakona fizike. Godine 1940. u SAD-u, pod ritmičnim naletima vjetra, viseći Tacoma most od 854 metra ušao je u rezonanciju i srušio se, a 12. juna 2001., dva dana nakon puštanja u rad, 325-metarski London Millennium Bridge zatvoren je na 9,5 mjeseci. - morao je biti redizajniran kako bi se neutralizirale vibracije koje su proizašle iz stepenica nasumičnih grupa pješaka.

ZVUČANJE MUZIKE

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 stvore uslove za rezonanciju. Princip zvuka duvačkih instrumenata sa trskom zasnovan je na rezonanciji. Inače, rezonancija u muzici ponekad uzrokuje smrt predmeta. Čuli smo priče očevidaca koji su gledali kako kristalne čaše pucaju i lome se dok pjevaju Fedora Ivanoviča Šaljapina ili italijanskog tenora Frančeska Tamanja.

Akustična svojstva sala takođe značajno utiču na percepciju muzičkih dela. Čak su i arhitekte antike i srednjeg veka bili poznati po umeću gradnje prostorija sa odličnom akustikom – šta vredi takozvana galerija šapata u londonskoj katedrali Sv. Pavla, u kojoj glas sagovornika, ma gde on stoji na galeriji, čuje se kao da ti govori na uvo.

Sada se muzika sluša ne samo u salama koje su posebno izgrađene za ovu svrhu. 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.).

PROVERA HARMONIJE ALGEBRE

Proteklih decenija u Sjedinjenim Američkim Državama 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 za slušanje muzičkih dela. Čak i osoba koja nema posebnu obuku može koristiti preporuke.

U akustici je poznat 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 dobro poznatu formulu za procjenu ove učestalosti

f = v/ 3 C V,

gdje v\u003d 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.

Ali pored niže granične frekvencije, prirodne frekvencije prostorije utječu na percepciju zvučnog signala, a lakše ih je izračunati za pravokutnu prostoriju, pogotovo jer se, u pravilu, kućna radio oprema i zvučnici instaliraju samo u takvim prostorijama. Rezonancija izobličuje zvuk, jer se na rezonantnoj frekvenciji zvuk čini glasnijim, a u amplitudno-frekvencijskoj karakteristici u ovom području se pojavljuje vrhunac. Da bi se pojavila rezonanca, dovoljno je da udaljenost L između suprotnih ravnina prostorije bio je višekratnik polovine dužine zvučnog talasa l/2. Što je jedan zid udaljeniji od drugog, a pod od plafona, to je rezonantna frekvencija niža. 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 \u003d 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 osnovna frekvencija. Na kraju krajeva, ne možete miješati jedno s drugim čak ni zvučanje na istoj toni, recimo, violina i oboa ili gitara i klavir. Svaki instrument, uključujući i ljudski glas, ima svoj tembar. Činjenica je da je muzički zvuk složen, da ima frekvencije koje su višestruke od frekvencije osnovnog tona. Ove dodatne komponente nazivaju se prizvuci ili viši harmonici. Broj i amplituda prizvuka određuju tembar, odnosno daju zvuku individualnu boju. Što je više prizvuka, to je zvuk bogatiji. Viši harmonici u prostoriji će takođe rezonirati. Frekvencije nekih od prvih deset harmonika prikazane su u tabeli (vidi sliku 1).

Iznad 300 Hz, rezonantne frekvencije su toliko blizu jedna drugoj da uho više nije u stanju da uhvati rezonantne vrhove. U idealnom slučaju, rezonantne frekvencije za svaki harmonik treba da budu pomerene jedna u odnosu na drugu za iste vrednosti. Zatim, kada se superponiraju, neće stvoriti oštre vrhove i izobličiti amplitudno-frekvencijsku karakteristiku. Međutim, to je izuzetno teško postići u praksi.

S ove tačke gledišta, kvadratna soba se pokazuje kao najnepovoljnija (još gora je soba u kojoj su sve dimenzije iste, odnosno kubične). Ovdje ima manje rezonancija, ali su izraženije. Isto se odnosi i na prostorije čije se mjere pokažu višestrukim, na primjer, njegova visina (2,5 m) je dva puta manja od širine (5 m) ili tri puta manja od dužine (7,5 m).

Ako postoje prostorije s takvim proporcijama veličina koje ne dozvoljavaju postizanje dobrog zvuka, onda zdrav razum sugerira da je moguće i suprotno, odnosno prostorije s optimalnim proporcijama koje osiguravaju ravnomjernu raspodjelu rezonantnih frekvencija.

Prije otprilike 40 godina Amerikanac M. Lowden je otkrio u kojim slučajevima je moguće postići kvalitetnu reprodukciju muzičkih djela u zatvorenom prostoru. Rezultate je sažeo u tabelu. U njemu su širina i dužina prostorije naznačene u odnosu na visinu koja se uzima kao jedinica. Neujednačenost amplitudno-frekventne karakteristike prostorije raste sa porastom broja reda tabele (vidi sliku 2).

Ako navedemo određene vrijednosti za dimenzije prostorije, recimo, uzmemo visinu jednaku 3 m, tada za opciju u 1. redu dobijamo dimenzije sobe 3x4,2x5,7 m, koje već imamo koristi se kao primjer. Prema Lowdenu, u takvoj prostoriji kvaliteta reprodukcije će biti najveća. Za poređenje, razmotrite varijantu sobe iz 10. reda Lowdenove tablice (vidi sliku 3).

Radi jasnoće koristimo grafičke slike spektra frekvencija. 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 čujnosti (18-20 Hz).

JEKA SE NE DEŠAVA SAMO U PLANINAMA

Na subjektivnu percepciju muzičkog dela utiče i fenomen kao što je odjek. Međutim, naša fiziologija je takva da se kašnjenje zvučnih talasa reflektovanih od zidova u odnosu na direktni talas za oko 30 ms ne percipira uhu. To znači da se eho efekat javlja samo ako reflektovani talas putuje 10 m više od direktnog talasa. U stambenim prostorijama to je moguće samo uz višestruke refleksije signala sa zidova - svi smo primijetili grmljavi zvuk karakterističan za praznu prostoriju iz koje je iznošen namještaj. Prilikom sviranja niskih frekvencija zbog reverberacije, bas ili "mumlja" ili, naprotiv, nestaje, ovisno o razlici faza koja se javlja. 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, koji su spremni da žrtvuju udobnost zarad kvalitetnog zvuka, zidove "muzičke" sobe su tapacirali kartonskim kartonima za jaja.

MALI trikovi za ljubitelje muzike

Određenu ulogu u povećanju broja prirodnih frekvencija i njihovoj boljoj distribuciji po spektru imaju neparalelni zidovi i kosi stropovi. 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 audiovizuelnu zabavu bude tolike jačine da njena niža frekvencija bude niža od one koja je navedena u tehničkim podacima za pojačalo i zvučnike.

Kada postavljate zvučne zvučnike u prostoriju kućnog muzičkog kina, trebali biste se voditi jednostavnim pravilima koja uzimaju u obzir povećanu "ranjivost" basa. Zvučnici sferičnog oblika ili sa uskim prednjim panelom imaju široki dijagram zračenja (vidi "Nauka i život" br.). Stoga geometrija prostorije i njihova udaljenost od zidova praktički ne utječu na zvuk. Podni ili rack akustični radijatori koji nemaju stražnji 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 potrebni zvučnici sa širokim prednjim panelom. Za postizanje stereo efekta, zvučnike treba razmaknuti 1,2-2 m, a udaljenost od njih do slušaoca treba biti 20-30% veća.

Preporučljivo je pomeriti zvučnike DMT zvuka 0,1-0,3 m do slušaoca u odnosu na ravan televizijskog ekrana, a pre početka slušanja treba zatvoriti vrata i prozore, obezbeđujući uslove "zatvorene kutije".

Za one koji su zainteresovani za reprodukciju zvuka i planiraju da urede prostoriju za DMT, verovatno bi bilo zanimljivo analizirati po Lowden metodi. Koristeći kompjuter, mogu se pronaći isplativa rješenja u tabeli, a zatim ih preporučiti čitaocima časopisa "Nauka i život", šaljući opise svojih DMT-a uredniku prije 1. maja 2006. godine.

Optimiziranje smještaja zvučnika u pravokutnoj prostoriji

Da bi se postigla kvalitetna reprodukcija zvuka, akustičke karakteristike prostorije za slušanje moraju se približiti određenim optimalnim vrijednostima. To se postiže formiranjem "akustički ispravne" geometrije prostorije, kao i uz pomoć posebne akustične završne obrade unutrašnjih površina zidova i stropa.

Ali vrlo često morate imati posla sa prostorijom čiji oblik više nije moguće promijeniti. U isto vrijeme, vlastite rezonancije prostorije mogu imati izuzetno negativan utjecaj na kvalitet zvuka opreme. Važan alat za smanjenje uticaja prostornih rezonancija je optimizacija međusobnog rasporeda akustičkih sistema jedan u odnosu na drugi, ogradnih struktura i prostora za slušanje.

Predloženi kalkulatori su dizajnirani za proračune u pravokutnim simetričnim prostorijama sa niskim fondom apsorpcije zvuka.

Praktična primjena rezultata ovih proračuna smanjit će učinak sobnih modova, poboljšati tonski balans i izjednačiti frekvencijski odziv AC-room sistema na niskim frekvencijama.
Treba napomenuti da rezultati proračuna ne dovode nužno do stvaranja "idealne" zvučne pozornice, već se tiču samo korekcije akustičkih defekata uzrokovanih prvenstveno uticajem neželjenih prostornih rezonancija.
Ali rezultati proračuna mogu biti dobra polazna tačka za dalje traženje optimalne lokacije zvučnika u smislu individualnih preferencija slušatelja.

Određivanje mjesta prvih refleksija

Slušalac u muzičkoj sobi ne opaža samo direktan zvuk koji emituju zvučnici, već i refleksije sa zidova, poda i plafona. Intenzivne refleksije sa nekih područja unutrašnjih površina prostorije (područja prvih refleksija) stupaju u interakciju s direktnim zvukom zvučnika, što dovodi do promjene frekvencijskog odziva zvuka koji slušatelj percipira. Istovremeno se na nekim frekvencijama zvuk pojačava, a na nekima znatno slabi. Ovaj akustični defekt, nazvan "filtriranje češlja", rezultira neželjenim "bojenjem" zvuka.

Kontrolisanjem intenziteta ranih refleksija poboljšava se kvalitet zvučne scene, čineći da zvučnici zvuče jasnije i detaljnije. Najvažnije rane refleksije su iz oblasti koje se nalaze na bočnim zidovima i plafonu između oblasti za slušanje i zvučnika. Osim toga, refleksije sa stražnjeg zida mogu imati veliki utjecaj na kvalitet zvuka ako mu je područje slušanja preblizu.

Preporučljivo je postaviti materijale koji apsorbiraju zvuk ili strukture za difuziju zvuka (akustični difuzori) u područjima gdje se nalaze mjesta rane refleksije. Akustični završetak područja rane refleksije treba da bude adekvatan opsegu frekvencija u kojem se akustična izobličenja najviše primećuju (efekat češljastog filtriranja).

Linearne dimenzije nanesenih akustičnih premaza trebaju biti 500-600 mm veće od dimenzija površina prvih refleksija. Preporučljivo je uskladiti parametre potrebne akustične završne obrade u svakom konkretnom slučaju sa inženjerom akustike.

Kalkulacija
Helmholtz rezonator

Helmholtz rezonator je oscilirajući sistem sa jednim stepenom slobode, stoga ima sposobnost da odgovori na jednu specifičnu frekvenciju koja odgovara njegovoj sopstvenoj frekvenciji.

Karakteristična karakteristika Helmholtzovog rezonatora je njegova sposobnost da izvodi niskofrekventne prirodne oscilacije, čija je valna dužina mnogo veća od dimenzija samog rezonatora.

Ovo svojstvo Helmholtz rezonatora koristi se u arhitektonskoj akustici za stvaranje takozvanih utornih rezonantnih apsorbera zvuka (Slot Resonator). U zavisnosti od dizajna, Helmholtz rezonatori dobro upijaju zvuk na srednjim i niskim frekvencijama.

Općenito, dizajn apsorbera je drveni okvir postavljen na površinu zida ili stropa. Na okvir je pričvršćen set drvenih dasaka, između kojih su ostavljene praznine. Unutrašnji prostor okvira ispunjen je materijalom koji upija zvuk. Frekvencija rezonantne apsorpcije zavisi od poprečnog preseka drvenih dasaka, dubine okvira i efikasnosti apsorpcije zvuka izolacionog materijala.

fo = (c/(2*PI))*sqrt(r/((d*1.2*D)*(r+w))), gdje

w- širina drvene daske,

r- širina zazora,

d- debljina drvene daske,

D- dubina okvira

sa je brzina zvuka u vazduhu.

Ako se u jednom dizajnu koriste trake različitih širina i fiksiraju sa nejednakim prazninama, kao i okvir sa promjenjivom dubinom, moguće je konstruirati apsorber koji efikasno radi u širokom frekventnom opsegu.

Dizajn Helmholtz rezonatora je prilično jednostavan i može se sastaviti od jeftinih i dostupnih materijala direktno u muzičkoj sobi ili u studiju tokom građevinskih radova.

Proračun panelnog niskofrekventnog apsorbera vrsta konverzije (NCKP)

Panel apsorber tipa konverzije je prilično popularno sredstvo za akustičnu obradu muzičkih prostorija zbog svog jednostavnog dizajna i prilično visoke efikasnosti apsorpcije u području niskih frekvencija. Panel apsorber je kruti okvir-rezonator sa zatvorenom zapreminom vazduha, hermetički zatvoren fleksibilnom i masivnom pločom (membranom). Kao membranski materijal obično se koriste listovi šperploče ili MDF-a. U unutrašnjost okvira postavljen je efikasan materijal koji apsorbira zvuk.

Zvučne vibracije pokreću membranu (panel) i priključenu zapreminu vazduha. U ovom slučaju kinetička energija membrane se pretvara u toplinsku energiju zbog unutrašnjih gubitaka u materijalu membrane, a kinetička energija molekula zraka pretvara se u toplinsku energiju zbog viskoznog trenja u sloju apsorbera zvuka. Stoga ovu vrstu apsorbera nazivamo konverzionim apsorberom.

Apsorber je sistem mase-opruge, tako da ima rezonantnu frekvenciju na kojoj je njegov rad najefikasniji. Apsorber se može podesiti na željeni frekvencijski opseg promjenom njegovog oblika, volumena i parametara membrane. Tačan proračun rezonantne frekvencije panela apsorbera je složen matematički problem, a rezultat ovisi o velikom broju početnih parametara: načinu pričvršćivanja membrane, njenim geometrijskim dimenzijama, dizajnu kućišta, karakteristikama membrane. apsorber zvuka itd.

Međutim, korištenje nekih pretpostavki i pojednostavljenja omogućava nam postizanje prihvatljivog praktičnog rezultata.

U ovom slučaju, rezonantna frekvencija fo može se opisati sljedećom formulom evaluacije:

fo=600/sqrt(m*d), gdje

m je površinska gustina membrane, kg/m2

d- dubina okvira cm

Ova formula vrijedi za slučaj kada je unutrašnji prostor apsorbera ispunjen zrakom. Ako se unutra stavi porozni materijal koji apsorbira zvuk, tada na frekvencijama ispod 500 Hz procesi u sistemu prestaju biti adijabatski i formula se pretvara u drugi omjer, koji se koristi u online kalkulatoru "Proračun apsorbera panela":

fo=500/sqrt(m*d)

Ispunjavanje unutrašnjeg volumena konstrukcije poroznim materijalom koji apsorbira zvuk smanjuje faktor kvalitete (Q) apsorbera, što dovodi do proširenja njegovog radnog raspona i povećanja efikasnosti apsorpcije na niskim frekvencijama. Sloj apsorbera zvuka ne smije dodirivati unutrašnju površinu membrane, također je poželjno ostaviti zračni razmak između apsorbera zvuka i stražnjeg zida uređaja.
Teoretski opseg radne frekvencije panela apsorbera je unutar +/- jedne oktave u odnosu na izračunatu rezonantnu frekvenciju.

Treba napomenuti da je u većini slučajeva opisani pojednostavljeni pristup sasvim dovoljan. Ali ponekad rješenje kritičnog akustičkog problema zahtijeva preciznije određivanje rezonantnih karakteristika apsorbera panela, uzimajući u obzir složeni mehanizam deformacija savijanja membrane. To zahtijeva preciznije i prilično glomazne akustičke proračune.

Proračun dimenzija garsonijera u skladu sa preporukama EBU / ITU, 1998.

Zasnovan na metodologiji koju je 1993. godine razvio Robert Walker nakon niza studija sprovedenih u Inžinjerskom odjelu Istraživačkog odjela Ratnog zrakoplovstva. Kao rezultat toga, predložena je formula koja regulira omjer linearnih dimenzija prostorije u prilično širokom rasponu.

Ovu formulu su 1998. godine usvojile kao standard Evropska radiodifuzna unija (Evropska radiodifuzna unija, Tehnička preporuka R22-1998) i Međunarodna telekomunikacijska unija (Preporuka Međunarodne unije za telekomunikacije ITU-R BS.1116-1, 1998) i preporučena za koristiti pri izgradnji studijskih prostorija i muzičkih slušaonica.
Omjer izgleda ovako:

1.1w/h<= l/h <= 4.5w/h - 4,

l/h< 3, w/h < 3

gdje je l dužina, w širina, a h visina prostorije.

Osim toga, moraju se isključiti cjelobrojni omjeri dužine i širine prostorije prema njenoj visini unutar +/- 5%.

Sve dimenzije moraju odgovarati udaljenostima između glavnih ogradnih konstrukcija prostorije.

Proračun Schroederovog difuzora

Izvođenje proračuna u predloženom kalkulatoru uključuje unos podataka u interaktivnom načinu rada, a zatim prikaz rezultata na ekranu u obliku dijagrama. Izračunavanje vremena reverberacije vrši se prema metodi opisanoj u SNiP 23-03-2003 "Zaštita od buke" u oktavnim frekvencijskim opsezima prema Eyringovoj formuli (Carl F. Eyring):

T (sek) = 0,163*V / (−ln(1−α)*S + 4*µ*V)

V - zapremina hale, m3
S - ukupna površina svih ograđenih površina hale, m2
α - prosječni koeficijent apsorpcije zvuka u prostoriji
µ - koeficijent koji uzima u obzir apsorpciju zvuka u zraku

Rezultirajuće izračunato vrijeme reverberacije se grafički upoređuje sa preporučenom (optimalnom) vrijednošću. Optimalno vrijeme odjeka je ono pri kojem će zvuk muzičkog materijala u datoj prostoriji biti najbolji ili pri kojem će razumljivost govora biti najveća.

Optimalne vrijednosti vremena reverberacije su normalizirane relevantnim međunarodnim standardima:

DIN 18041 Akustički kvalitet u malim i srednjim prostorijama, 2004
EBU Tech. 3276 - Uslovi slušanja zvučnog programa, 2004
IEC 60268-13 (2. izdanje) Oprema za zvučni sistem - 13. dio, 1998.

Počnimo od samog zvuka. Svako od vas iz škole zna da je brzina zvučnog talasa 330 metara u sekundi. Zvučni talas ima rezonantnu frekvenciju, koja se meri u hercima (Hz). Jedan herc je jednak jednom otkucaju u sekundi. Pokušajmo dati primjer gdje u životu možete naići na rezonantnu frekvenciju. Stavite kristalnu čašu na sto i udarite je kašikom. Čućete karakterističnu zvonjavu. Dakle, ovo zvonjenje se zove rezonantna frekvencija. A ako sipate vodu u ovu čašu, onda će zvoniti nižim tonovima - u našem slučaju, frekvencijama. Iz ovih jednostavnih eksperimenata može se izvući još jedan zaključak: što je rezonantna frekvencija niža, to je duži zvučni talas koji emituje objekat.

Na osnovu činjenice da zvuk ima brzinu i da se može reflektovati od stvari, izračunavamo dužinu zvučnog talasa tako što podelimo brzinu zvuka od 330 metara u sekundi sa frekvencijom od, na primer, 20 herca. Dobijamo talasnu dužinu od 16,5 metara. Inače, 20 herca je rezonantna frekvencija kineskog bubnja. Tako da mislim da sada imate razliku između frekvencija i njihovih dužina.

Zašto je sve ovo rečeno, sada ću objasniti. Zamislite da ste kupili kuću i odlučili da napravite kućni bioskop u jednoj od njenih prostorija. Prošetali ste prostorijom i našli odgovarajuću prostoriju veličine recimo 4 metra sa 7 metara i 3 metra - visine plafona. Na osnovu činjenice da zvučni val ima rezonantnu frekvenciju i dužinu, možemo izračunati problematične rezonancije u vašoj prostoriji. Da vas podsjetim da nastaju kao rezultat ponovnog reflektiranja zvučnog vala sa zidova i stropa, a čujemo ih kao mumljanje ili brujanje.

Dakle, smatramo. Podijelite brzinu zvuka od 330 m/s sa dužinom vaše sobe od 7 metara i dobijete zaokruženih 47 Hz. Broj 47 je rezonancija (u hercima, respektivno) u vašoj sobi, koja ozbiljno kvari zvuk vašeg audio sistema. Ali to nije sve - imamo i širinu i visinu, što znači još dvije rezonancije. Koristeći istu metodu proračuna, dobijamo sljedeće: rezonancija od stropa do poda je 110 herca, a od bočnih zidova - 82 herca. Kao rezultat, dobijamo tri rezonancije na frekvencijama od 47, 110 i 82 herca.

A sada malo o tome kako se ove rezonancije ponašaju. Kao što je već spomenuto, rerefleksije stvaraju rezonanciju, koja, shodno tome, povećava nivo zvučnog pritiska na ovoj frekvenciji. Sam zvučni pritisak se meri u decibelima. Iz toga slijedi da što je vaš sistem moćniji, to više ove rezonancije utječu na zvuk. Ponekad dostignu toliku jačinu da se jasno čuju. Na primjer, to možete primijetiti pljeskanjem rukama u kupatilu s pločicama. Ako se preselite u veliku prostoriju s puno tapaciranog namještaja i tepiha, ovaj će pamuk zvučati prigušenije. Otprilike na ovaj način se manifestiraju rezonantni vrhovi, koji se mogu grafički prikazati.

Štoviše, ovdje je vrijedno napomenuti da osim rezonantnih vrhova, postoje i padovi u frekvencijskom odzivu. Za uho, padovi se manifestuju kao smanjenje nivoa zvučnog pritiska. Odnosno, kada čujemo, na primjer, zujanje muhe na audio snimku u pozadini, onda s padom frekvencijskog odziva čujemo i ovo zujanje, ali već tiše.

Padovi uopće nisu uzrokovani refleksijama, već područjima u vašoj prostoriji gdje se nalaze predmeti koji upijaju zvuk kao što su debeli tepih, mekana sofa ili zavjese koje prigušuju zvučni pritisak na određenoj frekvenciji. Za uho su takvi padovi manje uočljivi od rezonantnih pikova i ne utiču ozbiljno na zvuk vašeg audio sistema.

Da vas podsjetim da se čak i mali rezonantni udarac od 3 decibela već dobro čuje. Pa šta da se priča o rezonantnim pikovima od oko 12-18 decibela, koji daju pogubnu boju zvuku. Iako pad frekvencijskog odziva od 3 decibela vjerovatno nećete čuti.

U muzici, na primjer, takve rezonancije se mogu manifestirati kao neprijatan eho kada se čuje samo vokal. Naravno, u početku nema odjeka na snimku. Sada zamislite šta će se dogoditi ako instrumenti sviraju uz vokal. Generalno, zvuk sistema se menja na gore, a od originalne muzike ostaje malo.

Dakle, sa zvukom i rezonancijama, malo smo to shvatili. Sada možemo preći na ono najvažnije - boriti se protiv ovih najzvučnijih grbina i vrhova.

Prvo što treba reći je o samoj prostoriji. Što manje paralelnih zidova ima, to bolje. Općenito, sferna soba bi bila idealna, u kojoj bi postojala samo jedna rezonanca. Ali s obzirom na to da su naše sobe u većini slučajeva pravougaone, o tome se neće ni govoriti. Iako postoje primjeri kada su u fazi izgradnje privatne kuće vlasnici naručivali okrugle sobe sa kosim krovom kako bi postigli najbolji zvuk. Ako vaša kuća ima izbor između kvadratnih i pravokutnih prostorija, slobodno dajte prednost potonjem, jer će u kvadratu mrmljanje na jednoj frekvenciji biti dvostruko jače, zbog činjenice da se rezonancije na jednoj frekvenciji zbrajaju zvukom pritisak.

Ako imate finansijska sredstva i želju da napravite prostoriju isključivo za bioskop, onda razmislite o njenoj veličini i obliku, jer od njih zavisi zvuk vašeg budućeg sistema. S tim u vezi, bolje je kontaktirati firmu koja je specijalizovana za izgradnju i zvučnu izolaciju prostorija za buduće bioskope ili studije. Ako se ipak odlučite sami na ovo, onda ćete imati prilično dug proces, koji ću vam sada pomoći da shvatite.

Do danas postoje dvije metode rješavanja ovih pojava. Prvi od njih je prigušivanje rezonancija akustičnim prigušivanjem prostorije, odnosno zvučna izolacija, koja se sastoji u oblaganju zidova i plafona materijalima koji apsorbuju zvuk. Drugi način je jednostavniji - kupovina seta opreme za određivanje i kalibraciju frekvencijskog odziva, koji uključuje mjerni mikrofon i test disk. Princip rada je sljedeći. Postavite mikrofon spojen na procesor na mjesto gdje namjeravate da slušate u visini očiju, a na svom audio sistemu pokrenite priključeni disk na koji se snima cijeli frekvencijski opseg. Uhu se reprodukovani zvukovi percipiraju kao obični šumovi, samo različitog tonaliteta. Nakon toga spojite procesor između linijskog izlaza vašeg plejera i pojačala. I neće biti potrebni nikakvi popravci i završni radovi, jer ovaj uređaj uvodi elektronsku korekciju signala, čime se ispravljaju nedostaci akustike prostorije.

Postoje različite vrste opreme: nezavisni merni instrumenti i oni povezani sa računarom. U okviru ovog članka neću opisivati cijeli princip mjerenja, jer su svi uređaji različiti, a svaki od njih dolazi s uputama koje nije teško proučiti.

Vjerovatno vam se druga opcija svidjela više od prve zbog činjenice da ne zahtijeva nikakav rad s prostorom. Zapravo, u ovoj situaciji jednostavnije ne znači bolje. Zašto? ja odgovaram. Gotovo svaki elektronički uređaj povezan preko dionice linijskog izlaza utječe na zvuk i ponekad ozbiljnije od akustike prostorije. Takav uređaj unosi razne vrste izobličenja signala, što u konačnici uzrokuje loš zvuk.

Vratimo se na prvu metodu - zvučnu izolaciju prostorije. Pretpostavimo da imate sobu bez unutrašnjeg uređenja i bez podova. Prvo što treba da uradite je oblaganje zidova i plafona, kako bi se između letvica mogle pričvrstiti posebne višeslojne zvučno izolacione ploče. Postoje određena pravila koja se moraju poštovati. Količina i debljina materijala koji se postavlja treba izračunati na osnovu veličine vaše prostorije. Ove dimenzije i debljine određene su shemom prostorije.

Specifičnosti materijala su sljedeće. Za prigušivanje rezonancija na najnižim frekvencijama koriste se materijali na teškim osnovama, ako nema niskih rezonancija, oni su na bazi mineralne vune: polietilenska pjena ili pjenasta plastika. Navedeni materijali se mogu kupiti od kompanija specijalizovanih za izgradnju i uređenje prostorija za studije za snimanje ili bioskope.

Nakon izvršenih radova na zvučnoj izolaciji potrebno je uneti nameštaj i izvršiti merenja. Mjerenja se vrše sa namještajem, jer to utiče i na zvuk. Također je vrijedno reći da je prije mjerenja bolje ne tapetirati zidove i ne proizvoditi nikakvu završnu obradu. To je zbog činjenice da se nakon mjerenja još uvijek mogu otkriti male rezonancije i morat ćete kupiti dodatne ploče za zvučnu izolaciju, nakon pričvršćivanja kojih će već biti moguće napraviti završnu dekoraciju zidova. Kao alternativno sredstvo za rješavanje rezonancija, možete koristiti ukrasne zidne ili stropne ploče za prigušivanje rezonancija.

Ukrasne ploče ne treba odmah fiksirati, jer još nisu poznata mjesta na kojima se nalaze rezonancije. Preuređivanjem i akustičnim mjerenjima pronalazimo njihov optimalan položaj i konačno ih fiksiramo. Na displeju mernog aparata biće moguće videti kako će ove rezonancije nestati nakon pomeranja panela.

U zaključku, treba napomenuti da su izvedeni radovi na zvučnoj izolaciji u potpunosti opravdani, jer se zvuk audio sistema značajno poboljšava, rezonantni stubovi i artefakti nestaju. Čak i ako nemate poseban komplet za mjerenje, toplo preporučujem da izvršite barem minimalnu pripremu za zvučnu izolaciju. To se može učiniti postavljanjem raznih gustih tkanina po obodu prostorije, na primjer, sintetičke zimnice ili baršuna. Također je vrijedno zapamtiti da je previše prigušena (veoma prigušena) soba uvijek bolja od neprigušene sobe koja ima rezonancije.

15.03.2007, 16:02

Ima akustike (mali samostojeci zvucnici), a postoji i fenomenalna rezonancija na 55 herca (prostorija je 3,25 m široka, 5,62 m duga, zvucnici su uz dug zid, oko 60 cm od zida, mjesto za slusanje je skoro uza zid - nema opcija). Od namještaja - sofa, fotelja, TV i mali stalak. Tepih na podu.

Premještanje - odmicanjem akustike od zida, utapanjem faznog pretvarača, nemoguće je postići mnogo poboljšanja.

Da li bi sredstvo za čišćenje basova pomoglo? Kako to izračunati - možda postoje neki programi? Ili probati neke druge načine?

Hvala unapred svima koji su se odazvali mom zahtevu. Mislim da se ovaj problem često nalazi u našim malim sobama :-)

15.03.2007, 16:52

Molim vas recite mi relativno jednostavne i jeftine načine da minimiziram rezonancije prostorije (ako ih ima) .. Ne!
Međutim, prazne kartonske kutije možete presavijati do plafona u uglovima sobe :)

Da li bi sredstvo za čišćenje basova pomoglo? Kako to izračunati - možda postoje neki programi? Ili pokušajte na neki drugi način? Njegove dimenzije od četvrtine prostorije će vas uznemiriti.

Hvala unapred svima koji su se odazvali mom zahtevu. Mislim da se ovaj problem često nalazi u našim malim sobama :-) Ništa - na 18m - malo, ljudi na 12-14m pokušavaju da instaliraju podne stojeće zvučnike - ispostavilo se.
Družite se: http://www.acoustic.ua/Article_225.html (http://www.acoustic.ua/Article_225.html)

15.03.2007, 17:23

Postoji akustika (mali podni držači), a postoji i sjajna rezonancija na 55 herca... Reci mi - kakvi podni držači?
Kako se postavljaju na pod (trnje, ploča, itd.)?
Koji je pod u prostoriji (strukturalno)?
Kako si to odredio na 55 Hz?
I šta to znači - super?

16.03.2007, 17:06

Švejk, hvala na linku. Svakako ću pogledati. Što se tiče postavljanja uz kratki zid - jer. prostorija se ne koristi samo za audio, takvo postavljanje još nije moguće. Rado bih probao, ali sam ogranicen u mogucnostima... Viktoru - Monitor Audio Silver RS 5 podni zvucnici Postavljeni na 9 kg ploce (pločnik 30x30) + izvorni šiljci, pokušao sam da stavim bez ploča. Pod je betonski (uobicajena panelna zgrada od 5 spratova)+debeo linoleum.Utvrdio sam tih 55 herca na probnom disku od "Salona AV"(postoji staza sa secanjem od 20 do 150herca).tise ali na 55herca pritiska na uši.

16.03.2007, 17:44

Sjajno - ovo je kada su 40 Hz i 60 Hz puno tiše, a na 55 pritiska na uši. Čudno je... .
Vjeruje se da Monitor Audio Silver RS 5 odozdo normalno počinje raditi od ~70-80 Hz.
Ali ... ako je činjenica -
Od jeftinih metoda, možete dodati i celularne kutije za jaja u prazne Švejkove kutije, ali ... nije estetski ugodan :-).
Brendirani nisu jeftini.
Ne znam nijedan jednostavan program za izračunavanje akustike prostorija.
Po potrebi koristimo CARA programe (http://www.cara.de/). Ista kompanija, inače, proizvodi i audio apsorbere za različite frekvencije (ali po cijeni...).
Možete pomoći u postavljanju još namještaja - mekih stolica, polica s knjigama.

26.03.2007, 05:39

Može vam pomoći i parametarski ekvilajzer, samo dobar je skup, ali ako niste neki poseban esteta... odjednom.

Također možete "smanjiti niske" grafičkim. Možda će smanjenjem za par decibela problem biti riješen, a možda svih 12 neće pomoći. To se dešava na različite načine, ovdje samo trebate eksperimentirati .

26.03.2007, 11:28

Vi ne tražite rješenje problema, dragi moji!
Sve je vrlo jednostavno.
Ne biste trebali pokušavati razumjeti fenomen rezonancije, a još više regulirati frekvencijski odziv.
Važniji u vašem slučaju je fenomen ECHO (ponekad se naziva reverberacija). Minimizira ga jednostavna draperija zidova tkaninom sastavljenom u "harmoniku". Sjećate se plisiranih suknji? Zatim nacrtajte simbol grčkog alfabeta "omega" na papiru i poravnajte ga od vrha do dna, gotovo do ravnog izgleda. Upravo u ovom obliku tkanina mora biti pričvršćena na cijelu visinu prostorije. Heftalica za papir na drvenom sanduku od letvica debljine 30-50 mm. Između tkanine i zida treba postojati razmak - zrak u zatvorenom prostoru je također prigušivač. Bilo koja tkanina, ne sintetička.
Višestruki odsjaji zvuka (zid je mekan i nije ravan) će biti isključeni, bas neće grmljati, viši harmonici će biti potisnuti. Zvuk će biti jasan.
Što se tiče efikasnosti supresije, platnena draperija je nešto inferiornija od jajnih ćelija. Ali ljepše.

Ali da li je potrebno biti tako sofisticiran u vlastitom stanu?
To rade u prostorijama za probe orkestara, da se jasnije čuju loša intonacija i nesposobni aranžmani.

Možda je lakše slušati na nižem nivou jačine zvuka?

26.03.2007, 16:31

Molim vas, recite mi relativno jednostavne i jeftine načine da minimiziram rezonancije prostorije (ako ih ima).
:-)

Rezonancije sam izrezao parametarskim ekvilajzerom.

18.04.2007, 02:09

Postoji samo jedno rješenje - pomaknite vanjske zvučnike dalje od zida. Najmanje 1,5 m. I pokušajte zatvoriti fazne pretvarače, ako ih ima.
Smatram da u REDOVNOM dnevnom boravku NE TREBA preduzimati posebne akustičke mjere. Pametno je, naravno, ako je moguće, izdvojiti posebnu prostoriju za ovo, kao što sam ja učinio. Ali ovdje je posebna tema.

18.04.2007, 02:14

Usput, o podnim lampama.
Koliko god da ne volim jeftine podne stojeće zvučnike, nedavno sam bio prijatno iznenađen zvukom nove francuske planinske akustike. Klasika, džez - PREKRASNO! Rock je užasan.
Preporučujem slušanje. ;)

18.04.2007, 17:13

i postoji strašna rezonanca na 55 herca Oprostite prostodušni amater, ali zar tih 55 herca ne može biti samo uticaj mreže napajanja?

25.04.2007, 22:45

Efikasno promijeniti akustičko okruženje u prostoriji za 50 herca je nerealno. Pokušajte začepiti rupu faznog pretvarača, prvo sa labavim poliesterom, postepeno povećavajući gustinu čepa.

Musatov Konstantin

28.04.2007, 21:01

Rezonancija od 55 Hz je glavna rezonancija i nije tretirana nikakvim ćelijama ili draperijama. Iako je potrebno ukupno prigušivanje prostorije, ali to je druga stvar. Najbolji način za rješavanje glavne rezonancije je postavljanje zvučnika. Uz veliku vjerovatnoću, trebali biste pokušati postaviti zvučnike što bliže zidu. Ako se pozadi nalazi fazni port, onda u njega umetnite lagani paralon. Zatim morate odabrati udaljenost između zvučnika kako bi vršna frekvencija od 55 Hz bila minimalna. Teško je suditi o podešavanju na osnovu diskretnih frekvencija sa testnog diska, pošto se druge frekvencije mogu pobuđivati. Bolje nađite ton.

15.09.2007, 14:08

Imam sličan problem, samo je frekvencija niža - 41Hz.
Ono sto samo nisam uradio - "plutajuci pod", akustic plafon, lazni zid od 2 sloja gipsanih ploca 12mm i mineralne vune i šipki, u dva ugla prostorije sam napravio police za CD-ove od gips kartona, mineralne vune i barovi.
Promenio sam opremu, vukao sam zvučnike "Jamo C809" po prostoriji u potrazi za najmanjom niskofrekventnom rezonancom.
Umoran......
Nabraću snage i raditi nešto drugo, možda ću kupiti veliku sofu.
Čuo sam za niskofrekventne difuzore, ali ne znam kako da ih izračunam i od čega da ih napravim.
Ako neko zna neka mi kaže.

Podijeli: