ZVUK I AKUSTIKA
Zvuk je vibracija, tj. periodične mehaničke perturbacije u elastičnim medijima - gasovitim, tečnim i čvrstim. Takva perturbacija, koja je neka fizička promjena u mediju (na primjer, promjena gustine ili pritiska, pomicanje čestica), širi se u njemu u obliku zvučni talas. Oblast fizike koja se bavi nastankom, širenjem, prijemom i obradom zvučnih talasa naziva se akustika. Zvuk može biti nečujan ako je njegova frekvencija izvan osjetljivosti ljudskog uha, ili ako se širi u mediju poput čvrste tvari koja ne može imati direktan kontakt s uhom, ili ako se njegova energija brzo raspršuje u mediju. Dakle, uobičajeni proces percepcije zvuka za nas je samo jedna strana akustike.
ZVUČNI TALASI
Zamislite dugačku cijev ispunjenu zrakom. Sa lijevog kraja u njega je umetnut klip čvrsto pričvršćen za zidove (sl. 1). Ako se klip naglo pomeri udesno i zaustavi, tada će se vazduh u njegovoj neposrednoj blizini na trenutak stisnuti (slika 1, a). Tada će se komprimirani zrak širiti, gurajući zrak koji se nalazi uz njega s desne strane, a područje kompresije, koje se u početku pojavilo blizu klipa, kretat će se kroz cijev konstantnom brzinom (slika 1b). Ovaj kompresijski val je zvučni val u plinu.

Zvučni talas u gasu karakteriše višak pritiska, viška gustine, pomeranja čestica i njihove brzine. Za zvučne valove, ova odstupanja od ravnotežnih vrijednosti su uvijek mala. Dakle, višak pritiska povezan sa talasom je mnogo manji od statičkog pritiska gasa. U suprotnom, imamo posla sa još jednom pojavom – udarnim talasom. U zvučnom talasu koji odgovara običnom govoru, višak pritiska je samo oko milioniti deo atmosferski pritisak. Važno je da supstancu ne odnese zvučni talas. Talas je samo privremena perturbacija koja prolazi kroz zrak, nakon čega se zrak vraća u ravnotežno stanje. Kretanje valova, naravno, nije jedinstveno za zvuk: svjetlosni i radio signali putuju u obliku valova, a svima su poznati valovi na površini vode. Sve vrste talasa su matematički opisane takozvanom talasnom jednačinom.
harmonijski talasi. Talas u cijevi na sl. 1 se naziva zvučni puls. Veoma važan tip talasa nastaje kada klip vibrira napred-nazad poput utega okačenog na oprugu. Takve oscilacije nazivaju se jednostavnim harmonijskim ili sinusoidnim, a val koji se u ovom slučaju pobuđuje naziva se harmonijskim. Uz jednostavne harmonijske vibracije, pokret se periodično ponavlja. Vremenski interval između dva identična stanja kretanja naziva se periodom oscilovanja, a broj kompletnih perioda u sekundi naziva se frekvencija oscilovanja. Označimo period sa T, a frekvenciju sa f; tada možemo napisati da je f = 1/T. Ako je, na primjer, frekvencija 50 perioda u sekundi (50 Hz), tada je period 1/50 sekunde. Matematički jednostavne harmonijske oscilacije opisuju se jednostavnom funkcijom. Pomak klipa za vrijeme jednostavnih harmonijskih oscilacija za bilo koje vrijeme t može se zapisati kao

Ovdje je d pomak klipa iz ravnotežnog položaja, a D je konstantni faktor, koji je jednak maksimalnoj vrijednosti vrijednosti d i naziva se amplituda pomaka. Pretpostavimo da klip oscilira prema formuli harmonijskog oscilovanja. Zatim, kada se pomeri udesno, dolazi do kompresije, kao i ranije, a kada se pomeri ulevo, pritisak i gustina će se smanjiti u odnosu na njihove ravnotežne vrednosti. Ne postoji kompresija, već razrjeđivanje plina. U ovom slučaju, desno će se širiti, kao što je prikazano na sl. 2, val naizmjeničnih kompresija i razrjeđivanja. U svakom trenutku, kriva raspodjele pritiska duž dužine cijevi imat će oblik sinusoide, a ova sinusoida će se kretati udesno brzinom zvuka v. Udaljenost duž cijevi između istih valnih faza (na primjer, između susjednih maksimuma) naziva se valna dužina. Obično se označava grčkim slovom l (lambda). Talasna dužina l je udaljenost koju je prešao val u vremenu T. Prema tome, l = Tv, ili v = lf.

Uzdužni i poprečni talasi. Ako čestice osciliraju paralelno sa smjerom širenja vala, tada se val naziva longitudinalnim. Ako osciliraju okomito na smjer širenja, tada se val naziva poprečnim. Zvučni talasi u gasovima i tečnostima su uzdužni. U čvrstim tijelima postoje valovi oba tipa. Poprečni val u čvrstom tijelu moguć je zbog njegove krutosti (otpor na promjenu oblika). Najznačajnija razlika između ova dva tipa talasa je u tome što transverzalni talas ima svojstvo polarizacije (oscilacije se javljaju u određenoj ravni), dok longitudinalni talas nema. Kod nekih pojava, kao što su refleksija i prenos zvuka kroz kristale, mnogo zavisi od smera pomeranja čestica, baš kao i u slučaju svetlosnih talasa.
Brzina zvučnih talasa. Brzina zvuka je karakteristika sredine u kojoj se talas širi. Određuju ga dva faktora: elastičnost i gustoća materijala. Elastična svojstva čvrstih tijela zavise od vrste deformacije. Dakle, elastična svojstva metalne šipke nisu ista tokom torzije, kompresije i savijanja. A odgovarajuće talasne oscilacije se šire različitim brzinama. Elastični medij je onaj u kojem je deformacija, bilo da je to torzija, kompresija ili savijanje, proporcionalna sili koja uzrokuje deformaciju. Takvi materijali poštuju Hookeov zakon: Naprezanje = C * Relativna deformacija, gdje je C modul elastičnosti, ovisno o materijalu i vrsti deformacije. Brzina zvuka v za datu vrstu elastične deformacije je data sa

Gdje je r gustina materijala (masa po jedinici volumena). Brzina zvuka u čvrstom štapu. Dugačka šipka se može rastegnuti ili stisnuti silom primijenjenom na kraj. Neka je dužina šipke L, primijenjena vlačna sila F, a povećanje dužine DL. Vrijednost DL/L će se zvati relativna deformacija, a sila po jedinici površine poprečnog presjeka štapa zvati će se naprezanje. Dakle, napon je jednak F / A, gdje je A površina poprečnog presjeka šipke. U primjeni na takav štap, Hookeov zakon ima oblik

Gdje je Y Youngov modul, tj. modul elastičnosti štapa za zatezanje ili kompresiju, koji karakteriše materijal štapa. Youngov modul je nizak za lako rastezljive materijale kao što je guma i visok za krute materijale kao što je čelik. Ako se sada, udarcem čekićem o kraj štapa, u njemu pobuđuje kompresijski val, tada će se širiti brzinom gdje je r, kao i prije, gustoća materijala od kojeg je štap napravljen. Vrijednosti talasnih brzina za neke tipične materijale date su u tabeli. jedan.
Razmatrani val u štapu je kompresijski val. Ali ne može se smatrati strogo uzdužnim, jer je kretanje bočne površine štapa povezano sa kompresijom (slika 3a).

U štapu su moguća i druga dva tipa talasa - talas savijanja (slika 3b) i torzioni talas (slika 3c). Deformacije savijanja odgovaraju valu koji nije ni čisto uzdužni ni čisto poprečni. Torzione deformacije, tj. rotacija oko ose štapa, daju čisto poprečni val. Brzina talasa savijanja u štapu zavisi od talasne dužine. Takav talas se naziva "disperzivan". Torzioni talasi u štapu su čisto poprečni i nedisperzivni. Njihova brzina je data formulom

gdje je m modul smicanja koji karakterizira elastična svojstva materijala u odnosu na smicanje. Neke tipične brzine posmičnog talasa date su u tabeli 1. 1. Brzina u produženim čvrstim medijima. U čvrstim medijima velikog volumena, gdje se utjecaj granica može zanemariti, moguće su dvije vrste elastičnih valova: uzdužni i poprečni. Deformacija u uzdužnom talasu je ravna deformacija, tj. jednodimenzionalna kompresija (ili razrjeđivanje) u smjeru širenja valova. Deformacija koja odgovara poprečnom valu je posmični pomak okomit na smjer širenja vala. Brzina longitudinalni talasi u čvrstim materijalima je dat od

gdje je CL modul elastičnosti za jednostavnu ravnu deformaciju. Odnosi se na modul zapremine B (koji je definiran u nastavku) i modul smicanja m materijala kao CL = B + 4/3m. U tabeli. 1 prikazane su vrijednosti brzina uzdužnih valova za različite čvrste materijale. Brzina posmičnih valova u produženom čvrstom mediju jednaka je brzini torzijskih valova u štapu od istog materijala. Dakle, to je dato izrazom. Njegove vrijednosti za konvencionalne čvrste materijale date su u tabeli. jedan.
brzina u gasovima. U plinovima je moguća samo jedna vrsta deformacije: kompresija - razrjeđivanje. Odgovarajući modul elastičnosti B naziva se modul zapremine. Određuje se relacijom -DP = B(DV/V). Ovde je DP promena pritiska, DV/V je relativna promena zapremine. Znak minus označava da kako pritisak raste, volumen se smanjuje. Vrijednost B zavisi od toga da li se temperatura gasa menja tokom kompresije. U slučaju zvučnog talasa, može se pokazati da se pritisak menja veoma brzo i da toplota koja se oslobađa tokom kompresije nema vremena da napusti sistem. Dakle, promena pritiska u zvučnom talasu se dešava bez razmene toplote sa okolnim česticama. Takva promjena se naziva adijabatskom. Utvrđeno je da brzina zvuka u gasu zavisi samo od temperature. Na datoj temperaturi, brzina zvuka je približno ista za sve plinove. Na temperaturi od 21,1°C, brzina zvuka u suhom zraku je 344,4 m/s i raste s porastom temperature.
Brzina u tečnostima. Zvučni valovi u tekućinama su valovi kompresije - razrjeđivanja, kao u plinovima. Brzina je data istom formulom. Međutim, tečnost je mnogo manje kompresibilna od gasa, pa je za nju vrednost B višestruko veća, a gustina r je takođe veća. Brzina zvuka u tečnostima je bliža brzini u čvrstim materijama nego u gasovima. Mnogo je manji nego u gasovima i zavisi od temperature. Na primjer, brzina u slatkoj vodi je 1460 m/s na 15,6°C. morska voda normalni salinitet na istoj temperaturi je 1504 m/s. Brzina zvuka raste s povećanjem temperature vode i koncentracije soli.
stajaći talasi. Kada se harmonijski talas pobuđuje u skučenom prostoru tako da se odbija od granica, nastaju takozvani stojeći talasi. Stajni val je rezultat superpozicije dvaju valova koji putuju jedan u pravoj liniji, a drugi u a obrnuti smjer. Postoji obrazac oscilacija koji se ne kreće u prostoru, sa naizmjeničnim antičvorovima i čvorovima. Na antičvorovima su odstupanja oscilirajućih čestica od njihovih ravnotežnih položaja maksimalna, a u čvorovima jednaka nuli.
Stojeći talasi u nizu. U rastegnutoj struni nastaju poprečni valovi, a struna se pomjera u odnosu na svoj prvobitni, pravolinijski položaj. Prilikom fotografisanja talasa u nizu jasno su vidljivi čvorovi i antičvorovi osnovnog tona i prizvuka. Slika stajaćih talasa uvelike olakšava analizu oscilatornih kretanja žice određene dužine. Neka postoji niz dužine L fiksiran na krajevima. Bilo koja vrsta vibracije takve strune može se predstaviti kao kombinacija stajaćih valova. Budući da su krajevi strune fiksirani, mogući su samo takvi stajaći valovi koji imaju čvorove na graničnim tačkama. Najniža frekvencija vibracije žice odgovara maksimalnoj mogućoj talasnoj dužini. Pošto je rastojanje između čvorova l/2, frekvencija je na svom minimumu kada je dužina žice polovina talasne dužine, tj. za l = 2L. Ovo je takozvani osnovni način vibracije strune. Njegova odgovarajuća frekvencija, nazvana osnovna frekvencija ili osnovni ton, data je gdje je v brzina vala duž žice. Postoji čitav niz oscilacija viših frekvencija koje odgovaraju stajaćim talasima sa velikim brojem čvorova. Sljedeća viša frekvencija, koja se naziva drugi harmonik ili prvi prizvuk, data je sa f = v/L. Niz harmonika izražava se formulom f = nv/2L, gdje je n = 1, 2, 3, itd. Ovo je tzv. sopstvene frekvencije vibracija strune. Oni se povećavaju proporcionalno prirodnim brojevima: viši harmonici u 2, 3, 4...itd. puta osnovnu frekvenciju. Takav niz zvukova naziva se prirodna ili harmonijska ljestvica. Sve je to od velike važnosti u muzičkoj akustici, o čemu će se detaljnije govoriti u nastavku. Za sada napominjemo da zvuk koji proizvodi žica sadrži sve prirodne frekvencije. Relativni doprinos svakog od njih zavisi od tačke u kojoj su vibracije strune pobuđene. Ako se, na primjer, struna počupa u sredini, tada će osnovna frekvencija biti najviše uzbuđena, jer ova tačka odgovara antičvoru. Drugi harmonik će biti odsutan, jer se njegov čvor nalazi u centru. Isto se može reći i za druge harmonike (pogledajte ispod Muzička akustika). Brzina talasa u struni je

gdje je T sila zatezanja žice, a rL masa po jedinici dužine žice. Stoga je prirodni frekventni spektar strune dat sa

Dakle, povećanje napetosti strune dovodi do povećanja frekvencija vibracija. Da bi se snizile frekvencije oscilovanja za dati T, može se uzeti teža struna (veliki rL) ili povećati njenu dužinu.
Stojeći talasi u cevima organa. Teorija iznesena u vezi sa strunom može se primijeniti i na vibracije zraka u cijevi organskog tipa. Cijev za orgulje se pojednostavljeno može posmatrati kao ravna cijev u kojoj se pobuđuju stojeći valovi. Cijev može imati zatvorene i otvorene krajeve. Na otvorenom kraju javlja se antičvor stojećeg vala, a na zatvorenom kraju čvor. Stoga, cijev s dva otvorena kraja ima osnovnu frekvenciju na kojoj polovina valne dužine odgovara dužini cijevi. Cijev, u kojoj je jedan kraj otvoren, a drugi zatvoren, ima osnovnu frekvenciju na kojoj se četvrtina valne dužine uklapa duž dužine cijevi. Dakle, osnovna frekvencija za cijev otvorenu na oba kraja je f = v/2L, a za cijev otvorenu na jednom kraju, f = v/4L (gdje je L dužina cijevi). U prvom slučaju, rezultat je isti kao i kod niza: prizvuci su dvostruki, trostruki i tako dalje. vrijednost osnovne frekvencije. Međutim, za cijev otvorenu na jednom kraju, prizvuci će biti veći od osnovne frekvencije za 3, 5, 7, itd. jednom. Na sl. Na slikama 4 i 5 su shematski prikazani stojeći valovi osnovne frekvencije i prvi prizvuk za cijevi dva razmatrana tipa. Radi pogodnosti, pomaci su ovdje prikazani kao poprečni, ali su u stvari uzdužni.

rezonantne oscilacije. Stojeći talasi su usko povezani sa fenomenom rezonancije. Prirodne frekvencije o kojima smo gore govorili su i rezonantne frekvencije žice ili cijevi za orgulje. Pretpostavimo da je zvučnik postavljen blizu otvorenog kraja cijevi za orgulje, koji emituje signal jedne određene frekvencije, koja se može mijenjati po želji. Zatim, ako se frekvencija signala zvučnika poklopi s glavnom frekvencijom cijevi ili s jednim od njenih prizvuka, cijev će zvučati vrlo glasno. To je zato što zvučnik pobuđuje vibracije vazdušnog stuba sa značajnom amplitudom. Kaže se da truba odjekuje pod ovim uslovima.
Fourierova analiza i frekvencijski spektar zvuka. U praksi su retki zvučni talasi jedne frekvencije. Ali složeni zvučni valovi mogu se razložiti na harmonike. Ova metoda se zove Fourierova analiza po francuskom matematičaru J. Fourieru (1768-1830), koji ju je prvi primijenio (u teoriji topline). Grafikon relativne energije zvučnih vibracija u odnosu na frekvenciju naziva se frekvencijski spektar zvuka. Postoje dvije glavne vrste takvih spektra: diskretni i kontinuirani. Diskretni spektar se sastoji od odvojenih linija za frekvencije razdvojene praznim prostorima. Sve frekvencije su prisutne u kontinuiranom spektru unutar njegovog opsega. Periodične zvučne vibracije. Zvučne vibracije su periodične ako se oscilatorni proces, ma koliko složen bio, ponavlja nakon određenog vremenskog intervala. Njegov spektar je uvijek diskretan i sastoji se od harmonika određene frekvencije. Otuda i termin "harmonska analiza". Primjer su pravokutne oscilacije (slika 6, a) sa promjenom amplitude od +A do -A i periodom T = 1/f. Još jedan jednostavan primjer je trokutasta oscilacija u obliku zubaca prikazana na Sl. 6b. Primjer periodičnih fluktuacija preko složenog oblika sa odgovarajućim harmonijskim komponentama prikazano je na sl. 7.

Muzički zvuci su periodične vibracije i stoga sadrže harmonike (prizvuke). Već smo vidjeli da se u nizu, uz oscilacije osnovne frekvencije, u jednom ili drugom stepenu pobuđuju i drugi harmonici. Relativni doprinos svakog prizvuka zavisi od načina na koji je žica pobuđena. Skup prizvuka u velikoj mjeri određuje tembar muzičkog zvuka. Ova pitanja su detaljnije razmotrena u nastavku u odeljku o muzičkoj akustici.
Spektar zvučnog pulsa. Uobičajena vrsta zvuka je zvuk kratkog trajanja: pljeskanje rukama, kucanje na vratima, zvuk pada predmeta na pod, kukavica koja kuka. Takvi zvuci nisu ni periodični ni muzički. Ali oni se također mogu razložiti u frekvencijski spektar. U ovom slučaju, spektar će biti kontinuiran: za opisivanje zvuka potrebne su sve frekvencije unutar određenog opsega, koji može biti prilično širok. Poznavanje takvog frekventnog spektra neophodno je da se takvi zvukovi reprodukuju bez izobličenja, budući da odgovarajući elektronski sistem mora podjednako dobro „proći” sve ove frekvencije. Glavne karakteristike zvučnog pulsa mogu se razjasniti razmatranjem pulsa jednostavnog oblika. Pretpostavimo da je zvuk oscilacija trajanja Dt, pri kojoj je promjena tlaka kao što je prikazano na sl. 8, a. Približan frekvencijski spektar za ovaj slučaj prikazan je na Sl. 8b. Centralna frekvencija odgovara vibracijama koje bismo imali da se isti signal produžava unedogled.

Nazovimo dužinu frekvencijskog spektra propusnim opsegom Df (slika 8b). Širina pojasa je približan raspon frekvencija potrebnih za reprodukciju originalnog impulsa bez pretjeranog izobličenja. Postoji vrlo jednostavna fundamentalna relacija između Df i Dt, naime DfDt ZVUK I AKUSTIKA 1. Ova relacija vrijedi za sve zvučne impulse. Njegovo značenje je da što je puls kraći, sadrži više frekvencija. Pretpostavimo da se sonar koristi za detekciju podmornice koja emituje ultrazvuk u obliku impulsa u trajanju od 0,0005 s i frekvencijom signala od 30 kHz. Širina pojasa je 1/0,0005 = 2 kHz, a frekvencije koje se zapravo nalaze u spektru impulsa lokatora leže u opsegu od 29 do 31 kHz.
Buka. Buka se odnosi na bilo koji zvuk koji proizvodi više, nekoordiniranih izvora. Primjer je zvuk lišća drveća koje vjetar njiše. Buka mlaznog motora nastaje zbog turbulencije izduvnog toka velike brzine.
Intenzitet zvuka. Jačina zvuka može varirati. Lako je uočiti da je to zbog energije koju nosi zvučni val. Za kvantitativna poređenja glasnoće potrebno je uvesti pojam intenziteta zvuka. Intenzitet zvučnog vala definira se kao prosječan protok energije kroz jedinicu površine valnog fronta u jedinici vremena. Drugim riječima, ako uzmemo jednu površinu (na primjer, 1 cm2), koja bi potpuno apsorbirala zvuk, i postavimo je okomito na smjer širenja vala, tada je intenzitet zvuka jednak akustičkoj energiji koja se apsorbira u jednoj sekundi. Intenzitet se obično izražava u W/cm2 (ili W/m2). Vrijednost ove vrijednosti dajemo za neke poznate zvukove. Amplituda nadpritiska koji se javlja tokom normalnog razgovora je otprilike milioniti dio atmosferskog tlaka, što odgovara akustičkom intenzitetu zvuka reda veličine 10-9 W/cm2. Ukupna snaga zvuka koji se emituje tokom normalnog razgovora je reda veličine samo 0,00001 vati. Sposobnost ljudskog uha da percipira tako male energije svedoči o njegovoj neverovatnoj osetljivosti. Raspon intenziteta zvuka koje naše uho percipira veoma je širok. Intenzitet najglasnijeg zvuka koji uho može podnijeti je oko 1014 puta najniži zvuk koji može čuti. Puna snaga izvora zvuka pokriva jednako širok raspon. Dakle, snaga koja se emituje tokom veoma tihog šapata može biti reda veličine 10-9 W, dok se emitovana snaga mlazni motor, dostiže 105 vati. Opet, intenziteti se razlikuju za faktor 10 14.
Decibel. Budući da se zvuci toliko razlikuju po intenzitetu, zgodnije je o njemu razmišljati kao o logaritamskoj vrijednosti i mjeriti je u decibelima. Logaritamska vrijednost intenziteta je logaritam odnosa razmatrane vrijednosti količine i njene vrijednosti, uzete kao original. Nivo intenziteta J u odnosu na neki uslovno odabrani intenzitet J0 je nivo intenziteta zvuka = ​​10 lg (J/J0) dB. Dakle, jedan zvuk koji je 20 dB intenzivniji od drugog je 100 puta intenzivniji. U praksi akustičkih mjerenja uobičajeno je da se intenzitet zvuka izražava kroz odgovarajuću amplitudu nadpritiska Pe. Kada se pritisak izmeri u decibelima u odnosu na neki konvencionalno odabrani pritisak P0, dobija se takozvani nivo zvučnog pritiska. Pošto je intenzitet zvuka proporcionalan Pe2 i lg(Pe2) = 2lgPe, nivo zvučnog pritiska je definisan na sledeći način: Nivo zvučnog pritiska = 20 lg (Pe/P0) dB. Uslovni pritisak R0 = 2*10-5 Pa odgovara standardnom pragu sluha za zvuk frekvencije od 1 kHz. U tabeli. 2 prikazuje nivoe zvučnog pritiska za neke uobičajene izvore zvuka. Ovo su integralne vrijednosti dobivene usrednjavanjem u cijelom opsegu čujnih frekvencija. Tabela 2.
TIPIČNI NIVOI ZVUČNOG PRITISKA
Izvor zvuka Nivo zvučnog pritiska, dB (rel. 2*10-5 Pa)

Pečaćenje __________________________125
Strojarnica na brodu ________________115
Predionica i tkalačka radnja _______________________105
U vagonu metroa _______________________________95
U automobilu tokom vožnje u saobraćaju 85
Daktilografski biro __________________________78
Računovodstvo __________________________________63
Kancelarija ______________________________________________50
Stambeni prostor ________________________________43
Teritorija stambenog naselja noću _______________35
Radiodifuzni studio ________________________________25

Volume. Nivo zvučnog pritiska nije povezan sa jednostavnim odnosom sa psihološkom percepcijom glasnoće. Prvi od ovih faktora je objektivan, a drugi subjektivan. Eksperimenti pokazuju da percepcija glasnoće ne zavisi samo od intenziteta zvuka, već i od njegove frekvencije i eksperimentalnih uslova. Jačine zvukova koje nisu vezane za uslove poređenja ne mogu se porediti. Ipak, interesantno je poređenje čistih tonova. Da biste to učinili, odredite nivo zvučnog pritiska na kojem se dati ton percipira jednako glasnim kao i standardni ton frekvencije od 1000 Hz. Na sl. 9 prikazuje jednake krivulje glasnoće dobijene u eksperimentima Fletchera i Mansona. Za svaku krivu je naznačen odgovarajući nivo zvučnog pritiska standardnog tona od 1000 Hz. Na primjer, pri frekvenciji tona od 200 Hz, potreban je nivo zvuka od 60 dB da bi se smatrao jednakim tonu od 1000 Hz sa nivoom zvučnog pritiska od 50 dB.

Ove krive se koriste za definiranje zujanja, jedinice glasnoće koja se također mjeri u decibelima. Pozadina je nivo jačine zvuka za koji je nivo zvučnog pritiska jednako glasnog standardnog čistog tona (1000 Hz) 1 dB. Dakle, zvuk frekvencije od 200 Hz na nivou od 60 dB ima nivo jačine od 50 fona. Donja kriva na sl. 9 je kriva praga sluha dobrog uha. Opseg zvučnih frekvencija se proteže od oko 20 do 20.000 Hz (vidi i SLUH).
Širenje zvučnih talasa. Poput talasa kamenčića bačenog u mirnu vodu, zvučni talasi se šire u svim pravcima. Pogodno je okarakterisati takav proces širenja kao talasni front. Valna fronta je površina u prostoru, u svim tačkama koje se oscilacije javljaju u jednoj fazi. Frontovi talasa od kamenčića koji je pao u vodu su krugovi.
Ravni talasi. Valni front najjednostavnijeg oblika je ravan. Ravni val se širi samo u jednom smjeru i idealizacija je koja se samo približno ostvaruje u praksi. Zvučni val u cijevi može se smatrati približno ravnim, baš kao i sferni val na velikoj udaljenosti od izvora.
sferni talasi. Jednostavni tipovi talasa uključuju talas sa sfernim frontom, koji izlazi iz tačke i širi se u svim pravcima. Takav val može se pobuditi pomoću male pulsirajuće sfere. Izvor koji pobuđuje sferni talas naziva se tačkasti izvor. Intenzitet takvog talasa opada kako se širi, jer se energija raspoređuje na sferu sve većeg radijusa. Ako tačkasti izvor koji proizvodi sferni talas emituje snagu od 4pQ, onda pošto je površina sfere poluprečnika r 4pr2, intenzitet zvuka u sfernom talasu je J = Q/r2, gde je r udaljenost od izvor. Dakle, intenzitet sfernog vala opada obrnuto s kvadratom udaljenosti od izvora. Intenzitet bilo kojeg zvučnog talasa tokom njegovog širenja opada zbog apsorpcije zvuka. O ovom fenomenu će biti reči u nastavku.
Hajgensov princip. Hajgensov princip važi za širenje talasnog fronta. Da bismo to razjasnili, razmotrimo oblik fronta talasa koji nam je poznat u nekom trenutku. Može se naći i nakon vremena Dt, ako se svaka tačka početnog talasnog fronta smatra izvorom elementarnog sfernog talasa koji se širi kroz ovaj interval do udaljenosti vDt. Omotač svih ovih elementarnih sfernih talasnih frontova biće front novog talasa. Hajgensov princip omogućava određivanje oblika talasnog fronta tokom procesa propagacije. To takođe implicira da talasi, i ravni i sferni, zadržavaju svoju geometriju tokom širenja, pod uslovom da je medij homogen.
difrakcija zvuka. Difrakcija je talas koji se savija oko prepreke. Difrakcija se analizira korištenjem Huygensovog principa. Stepen ovog savijanja zavisi od odnosa između talasne dužine i veličine prepreke ili rupe. Budući da je talasna dužina zvučnog talasa mnogo puta veća od talasne dužine svetlosti, difrakcija zvučnih talasa nas manje iznenađuje od difrakcije svetlosti. Dakle, možete razgovarati sa nekim ko stoji iza ugla zgrade, iako se ne vidi. Zvučni val se lako savija iza ugla, dok svjetlost, zbog male valne dužine, stvara oštre sjene. Razmotrimo difrakciju ravnog zvučnog talasa koji upada na čvrsti ravan ekran sa rupom. Da biste odredili oblik valnog fronta na drugoj strani ekrana, morate znati omjer između valne dužine l i promjera rupe D. Ako su ove vrijednosti približno iste ili je l mnogo veći od D, tada dovršite Dobije se difrakcija: talasna fronta odlazećeg talasa će biti sferna, a talas će doseći sve tačke izvan ekrana. Ako je l nešto manje od D, tada će se izlazni val širiti pretežno u smjeru naprijed. I konačno, ako je l mnogo manji od D, tada će se sva njegova energija širiti pravolinijski. Ovi slučajevi su prikazani na sl. deset.

Difrakcija se također opaža kada postoji prepreka na putu zvuka. Ako su dimenzije prepreke mnogo veće od valne dužine, tada se zvuk reflektuje, a iza prepreke se formira zona akustične sjene. Kada je veličina prepreke uporediva sa talasnom dužinom ili manja od nje, zvuk se u izvesnoj meri difraktira u svim pravcima. Ovo se uzima u obzir u arhitektonskoj akustici. Tako su, na primjer, ponekad zidovi zgrade prekriveni izbočinama s dimenzijama reda valne dužine zvuka. (Na frekvenciji od 100 Hz, talasna dužina u vazduhu je oko 3,5 m.) U ovom slučaju, zvuk, koji pada na zidove, se raspršuje u svim pravcima. U arhitektonskoj akustici ovaj se fenomen naziva difuzija zvuka.
Refleksija i prijenos zvuka. Kada zvučni val koji putuje u jednom mediju padne na sučelje s drugim medijem, mogu se istovremeno dogoditi tri procesa. Talas se može reflektovati od međufaza, može prijeći u drugi medij bez promjene smjera, ili može promijeniti smjer na granici, tj. prelamati. Na sl. 11 prikazano najjednostavniji slučaj kada ravan val pada pod pravim uglom na ravnu površinu koja razdvaja dva razne supstance. Ako je koeficijent refleksije intenziteta, koji određuje udio reflektirane energije, jednak R, tada će koeficijent prijenosa biti jednak T = 1 - R.

Za zvučni val, omjer viška tlaka i vibracione volumetrijske brzine naziva se akustična impedancija. Koeficijenti refleksije i transmisije zavise od omjera valnih impedancija dva medija, valne impedanse su, zauzvrat, proporcionalne akustičnim impedansama. Talasni otpor plinova je mnogo manji od otpora tekućina i čvrstih tvari. Dakle, ako val u zraku udari u debeli čvrsti predmet ili površinu duboke vode, zvuk se gotovo potpuno reflektira. Na primjer, za granicu zraka i vode, omjer valnih otpora je 0,0003. Shodno tome, energija zvuka koji prelazi iz vazduha u vodu jednaka je samo 0,12% upadne energije. Koeficijenti refleksije i transmisije su reverzibilni: koeficijent refleksije je koeficijent prijenosa u suprotnom smjeru. Dakle, zvuk praktički ne prodire ni iz zraka u vodeni bazen, ni iz ispod vode prema van, što je dobro poznato svima koji su plivali pod vodom. U gore razmatranom slučaju refleksije, pretpostavljeno je da je debljina druge sredine u pravcu širenja talasa velika. Ali koeficijent prijenosa bit će znatno veći ako je drugi medij zid koji razdvaja dva identična medija, kao što je čvrsta pregrada između prostorija. Činjenica je da je debljina zida obično manja od valne dužine zvuka ili je uporediva s njom. Ako je debljina zida višestruka od polovine talasne dužine zvuka u zidu, tada je koeficijent prenosa talasa pri okomitom upadu veoma veliki. Pregrada bi bila apsolutno transparentna za zvuk ove frekvencije da nije apsorpcije, koju ovdje zanemarujemo. Ako je debljina zida mnogo manja od talasne dužine zvuka u njemu, onda je refleksija uvek mala, a transmisija velika, osim ako se ne preduzmu posebne mere za povećanje apsorpcije zvuka.
prelamanje zvuka. Kada ravan zvučni talas pada pod uglom na interfejs, ugao njegove refleksije jednak je upadnom uglu. Preneseni val odstupa od smjera upadnog vala ako je upadni ugao različit od 90°. Ova promjena smjera vala naziva se refrakcija. Geometrija prelamanja na ravnoj granici prikazana je na Sl. 12. Uglovi između smjera valova i normale na površinu označeni su sa q1 za upadni val i q2 za prelomljeni propušteni. Odnos između ova dva ugla uključuje samo omjer brzina zvuka za dva medija. Kao iu slučaju svjetlosnih valova, ovi uglovi su međusobno povezani Snellovim (Snellovim) zakonom:

Dakle, ako je brzina zvuka u drugom mediju manja nego u prvom, tada će ugao prelamanja biti manji od upadnog ugla; ako je brzina u drugom mediju veća, tada će ugao prelamanja biti veći nego upadni ugao. Refrakcija zbog gradijenta temperature. Ako se brzina zvuka u nehomogenom mediju kontinuirano mijenja od tačke do tačke, tada se mijenja i refrakcija. Budući da brzina zvuka u zraku i vodi ovisi o temperaturi, u prisustvu temperaturnog gradijenta, zvučni valovi mogu promijeniti smjer kretanja. U atmosferi i okeanu, zbog horizontalne stratifikacije, obično se primjećuju vertikalni temperaturni gradijenti. Stoga, zbog promjena u brzini zvuka duž vertikale, zbog temperaturnih gradijenata, zvučni val se može skrenuti gore ili dolje. Razmotrimo slučaj kada je zrak topliji na nekom mjestu blizu površine Zemlje nego u višim slojevima. Zatim, kako se visina povećava, temperatura zraka ovdje opada, a s tim se smanjuje i brzina zvuka. Zvuk koji emituje izvor blizu površine Zemlje će se povećati zbog refrakcije. Ovo je prikazano na sl. 13, koja prikazuje zvučne "zrake".

Otklon zvučnih zraka prikazan na sl. 13 se općenito opisuje Snellovim zakonom. Ako q, kao i ranije, označava ugao između vertikale i pravca zračenja, onda generalizovani Snellov zakon ima oblik jednakosti sinq/v = const, koji se odnosi na bilo koju tačku snopa. Dakle, ako snop prijeđe u područje gdje se brzina v smanjuje, tada se ugao q također mora smanjiti. Zbog toga se zvučni snopovi uvijek odbijaju u smjeru smanjenja brzine zvuka. Od sl. 13 može se vidjeti da postoji područje koje se nalazi na određenoj udaljenosti od izvora, gdje zvučni zraci uopće ne prodiru. Ovo je takozvana zona tišine. Sasvim je moguće da negdje na visini većoj od one prikazane na sl. 13, zbog gradijenta temperature, brzina zvuka raste s visinom. U tom slučaju, inicijalno odstupajući uzlazni zvučni val će skrenuti ovdje do površine Zemlje na veliku udaljenost. To se događa kada se u atmosferi formira sloj temperaturne inverzije, zbog čega postaje moguće primati zvučne signale ultra dugog dometa. Istovremeno, kvalitet prijema na udaljenim tačkama je čak bolji nego u blizini. U istoriji je bilo mnogo primera prijema ultra dugog dometa. Na primjer, tokom Prvog svjetskog rata, kada su atmosferski uslovi pogodovali odgovarajućem prelamanju zvuka, u Engleskoj su se mogle čuti kanonade na francuskom frontu.
Refrakcija zvuka pod vodom. Refrakcija zvuka zbog vertikalnih promjena temperature također se opaža u okeanu. Ako se temperatura, a samim tim i brzina zvuka, smanjuje sa dubinom, zvučni zraci se odbijaju prema dolje, što rezultira zonom tišine sličnoj onoj prikazanoj na Sl. 13 za atmosferu. Za okean će se ispostaviti odgovarajuća slika ako se ova slika jednostavno okrene
(vidi i SONAR). Prisustvo zona tišine otežava otkrivanje podmornica sonarom, a refrakcija, koja odbija zvučne valove prema dolje, značajno ograničava njihov raspon širenja blizu površine. Međutim, primjećuje se i otklon prema gore. Može stvoriti povoljnije uslove za sonar.
Interferencija zvučnih talasa. superpozicija dva ili više talasi se nazivaju interferencijom talasa. Stojeći talasi kao rezultat interferencije. Gore navedeni stajaći talasi - poseban slučaj smetnje. Stojeći talasi nastaju kao rezultat superpozicije dva talasa iste amplitude, faze i frekvencije, koji se šire u suprotnim smerovima.
Amplituda na antinodama stojećeg talasa
jednaka je dvostrukoj amplitudi svakog od talasa. Pošto je intenzitet talasa proporcionalan kvadratu njegove amplitude, to znači da je intenzitet na antičvorovima 4 puta veći od intenziteta svakog od talasa, odnosno 2 puta veći od ukupnog intenziteta dva talasa. Ovdje nema kršenja zakona održanja energije, jer je intenzitet u čvorovima nula.
otkucaji. Moguća je i interferencija harmonijskih talasa različitih frekvencija. Kada se dvije frekvencije malo razlikuju, javljaju se takozvani otkucaji. Otkucaji su promjene amplitude zvuka koje se javljaju na frekvenciji koja je jednaka razlici izvornih frekvencija. Na sl. 14 prikazuje talasni oblik otkucaja.

Treba imati na umu da je frekvencija otkucaja frekvencija amplitudske modulacije zvuka. Takođe, otkucaje ne treba mešati sa frekvencijom razlike koja je rezultat izobličenja harmonijskog signala. Otkucaji se često koriste pri usklađivanju dva tona. Frekvencija se podešava sve dok se otkucaji više ne čuju. Čak i ako je frekvencija otkucaja vrlo niska, ljudsko uho može uhvatiti periodični porast i pad jačine zvuka. Stoga su ritmovi vrlo osjetljiva metoda podešavanja u audio opsegu. Ako postavka nije tačna, tada se razlika u frekvenciji može odrediti na uho brojeći broj otkucaja u jednoj sekundi. U muzici se taktovi viših harmonijskih komponenti percipiraju i sluhom, što se koristi pri ugađanju klavira.
(vidi i DOPPLER EFEKAT). Apsorpcija zvučnih talasa. Intenzitet zvučnih valova u procesu njihovog širenja uvijek opada zbog činjenice da se određeni dio akustične energije raspršuje. Zbog procesa prijenosa topline, međumolekularne interakcije i unutrašnjeg trenja, zvučni valovi se apsorbiraju u bilo kojem mediju. Intenzitet apsorpcije zavisi od frekvencije zvučnog talasa i od drugih faktora kao što su pritisak i temperatura medija. Apsorpcija vala u mediju kvantitativno je okarakterisana koeficijentom apsorpcije a. Pokazuje koliko brzo se višak tlaka smanjuje ovisno o udaljenosti koju pređe talas koji se širi. Smanjenje amplitude natpritiska -DPe pri prelasku udaljenosti Dx proporcionalno je amplitudi početnog nadpritiska Pe i udaljenosti Dx. Dakle -DPe = aPeDx. Na primjer, kada kažemo da je apsorpcijski gubitak 1 dB/m, to znači da se na udaljenosti od 50 m nivo zvučnog pritiska smanjuje za 50 dB. Apsorpcija zbog unutrašnjeg trenja i provođenja toplote. Tokom kretanja čestica koje je povezano sa širenjem zvučnog talasa, trenje između različitih čestica medija je neizbežno. U tečnostima i gasovima ovo trenje se naziva viskozitet. Viskoznost, koja određuje ireverzibilnu konverziju energije akustičnog talasa u toplotu, je glavni razlog apsorpcija zvuka u gasovima i tečnostima. Pored toga, apsorpcija u gasovima i tečnostima je posledica gubitka toplote tokom kompresije u talasu. Već smo rekli da se tokom prolaska talasa gas u fazi kompresije zagreva. U ovom procesu koji brzo teče, toplota obično nema vremena da se prenese na druge delove gasa ili na zidove posude. Ali u stvarnosti, ovaj proces nije idealan i dio oslobođene toplinske energije napušta sistem. S tim je povezana i apsorpcija zvuka zbog provođenja topline. Takva apsorpcija se događa u valovima kompresije u plinovima, tekućinama i čvrstim tvarima. Apsorpcija zvuka, zbog viskoznosti i toplotne provodljivosti, generalno raste sa kvadratom frekvencije. Stoga se visokofrekventni zvuci apsorbiraju mnogo jače od zvukova niske frekvencije. Na primjer, pri normalnom pritisku i temperaturi, koeficijent apsorpcije (zbog oba mehanizma) na frekvenciji od 5 kHz u zraku je oko 3 dB/km. Pošto je apsorpcija proporcionalna kvadratu frekvencije, koeficijent apsorpcije na 50 kHz je 300 dB/km.
Apsorpcija u čvrstim materijama. Mehanizam apsorpcije zvuka zbog toplotne provodljivosti i viskoznosti, koji se odvija u gasovima i tečnostima, očuvan je iu čvrstim materijama. Međutim, ovdje su mu dodani novi mehanizmi apsorpcije. Oni su povezani sa defektima u strukturi čvrstih materija. Poenta je da se polikristalni čvrsti materijali sastoje od malih kristalita; kada zvuk prolazi kroz njih, dolazi do deformacija koje dovode do apsorpcije zvučne energije. Zvuk se također raspršuje na granicama kristalita. Osim toga, čak i pojedinačni kristali sadrže defekte tipa dislokacije koji doprinose apsorpciji zvuka. Dislokacije su kršenja koordinacije atomskih ravnina. Kada zvučni val uzrokuje vibriranje atoma, dislokacije se pomiču i zatim se vraćaju u prvobitni položaj, rasipajući energiju zbog unutrašnjeg trenja. Apsorpcija zbog dislokacija posebno objašnjava zašto olovno zvono ne zvoni. Olovo je mekan metal, koji ima dosta dislokacija, pa se zvučne vibracije u njemu izuzetno brzo raspadaju. Ali će dobro zvoniti ako se hladi tečnim vazduhom. Na niskim temperaturama, dislokacije su "zamrznute" u fiksnom položaju, te se stoga ne pomiču i ne transformiraju zvučna energija u toplinu.
MUZIČKA AKUSTIKA
Muzički zvuci. Muzička akustika proučava karakteristike muzičkih zvukova, njihove karakteristike koje se odnose na to kako ih percipiramo i mehanizme zvuka muzičkih instrumenata. Muzički zvuk ili ton je periodični zvuk, tj. fluktuacije koje se ponavljaju iznova i iznova nakon određenog perioda. Gore je rečeno da se periodični zvuk može predstaviti kao zbir oscilacija sa frekvencijama koje su višekratne osnovne frekvencije f: 2f, 3f, 4f, itd. Takođe je primećeno da vibrirajuće žice i stubovi vazduha emituju muzičke zvukove. Muzički zvukovi se razlikuju po tri karakteristike: glasnoći, visini i tembru. Svi ovi pokazatelji su subjektivni, ali se mogu povezati sa izmjerenim vrijednostima. Jačina se uglavnom odnosi na intenzitet zvuka; visina zvuka, koja karakteriše njegovu poziciju u muzičkom sistemu, određena je frekvencijom tona; tembar, po kojem se jedan instrument ili glas razlikuje od drugog, karakterizira distribucija energije preko harmonika i promjena ove distribucije tokom vremena.
Visina zvuka. Visina muzičkog zvuka je usko povezana sa frekvencijom, ali nije identična njoj, jer je procjena visine tona subjektivna. Tako je, na primjer, utvrđeno da procjena visine jednofrekventnog zvuka donekle ovisi o nivou njegove glasnoće. Sa značajnim povećanjem jačine, recimo 40 dB, prividna frekvencija se može smanjiti za 10%. U praksi, ova zavisnost od glasnoće nije bitna, jer su muzički zvuci mnogo složeniji od jednofrekventnog zvuka. Što se tiče odnosa između visine i frekvencije, nešto drugo je značajnije: ako su muzički zvuci sastavljeni od harmonika, s kojom je frekvencijom povezana percipirana visina? Ispostavilo se da to možda nije frekvencija koja odgovara maksimalnoj energiji, a ne najnižoj frekvenciji u spektru. Tako se, na primjer, muzički zvuk koji se sastoji od skupa frekvencija od 200, 300, 400 i 500 Hz percipira kao zvuk visine 100 Hz. To jest, visina je povezana s osnovnom frekvencijom harmonijskog niza, čak i ako nije u spektru zvuka. Istina, najčešće je osnovna frekvencija u određenoj mjeri prisutna u spektru. Govoreći o odnosu između tona i njegove frekvencije, ne treba zaboraviti na karakteristike ljudskog slušnog organa. Ovo je poseban akustični prijemnik koji unosi vlastita izobličenja (da ne spominjemo činjenicu da postoje psihološki i subjektivni aspekti sluha). Uho je u stanju odabrati neke frekvencije, osim toga, zvučni val trpi nelinearna izobličenja u njemu. Frekvencijska selektivnost je zbog razlike između jačine zvuka i njegovog intenziteta (slika 9). Teže je objasniti nelinearna izobličenja, koja se izražavaju u pojavi frekvencija kojih nema u izvornom signalu. Nelinearnost reakcije uha je posljedica asimetrije kretanja njegovih različitih elemenata. Jedan od karakteristične karakteristike nelinearnog prijemnog sistema je da kada je pobuđen zvukom frekvencije f1, u njemu se pobuđuju harmonijski prizvuci 2f1, 3f1, ..., au nekim slučajevima i subharmonici tipa 1/2 f1. Osim toga, kada je nelinearni sistem pobuđen sa dvije frekvencije f1 i f2, u njemu se pobuđuju zbir i frekvencije razlike f1 + f2 i f1 - f2. Što je veća amplituda početnih oscilacija, veći je doprinos "dodatnih" frekvencija. Stoga, zbog nelinearnosti akustičkih karakteristika uha, mogu se pojaviti frekvencije koje u zvuku nema. Takve frekvencije se nazivaju subjektivni tonovi. Pretpostavimo da se zvuk sastoji od čistih tonova sa frekvencijama od 200 i 250 Hz. Zbog nelinearnosti odziva, pojavit će se dodatne frekvencije 250 - 200 = 50, 250 + 200 = 450, 2*200 = 400, 2*250 = 500 Hz, itd. Slušaocu će se činiti da u zvuku postoji čitav niz kombinovanih frekvencija, ali njihov izgled je zapravo posljedica nelinearnog odziva uha. Kada se muzički zvuk sastoji od osnovne frekvencije i njenih harmonika, očigledno je da je osnovna frekvencija efektivno pojačana razlikama frekvencija. Istina, studije su pokazale da subjektivne frekvencije nastaju samo pri dovoljno velikoj amplitudi izvornog signala. Stoga je moguće da je u prošlosti uloga subjektivnih frekvencija u muzici bila jako preuveličana.
Muzički standardi i mjerenje visine muzičkog zvuka. U istoriji muzike kao glavni ton uzimani su zvuci različitih frekvencija, koji određuju celokupnu muzičku strukturu. Sada je općeprihvaćena frekvencija za notu "la" prve oktave 440 Hz. Ali u prošlosti se mijenjao sa 400 na 462 Hz. Tradicionalni način da se odredi visina zvuka je da se uporedi sa tonom standardne viljuške za podešavanje. Odstupanje frekvencije datog zvuka od standarda ocjenjuje se prisustvom otkucaja. Tuning viljuške se koriste i danas, iako sada postoje pogodniji uređaji za određivanje visine tona, kao što je referentni oscilator stabilne frekvencije (sa kvarcnim rezonatorom), koji se može glatko podesiti u cijelom zvučnom opsegu. Istina, tačna kalibracija takvog uređaja je prilično teška. Široko korištena stroboskopska metoda mjerenja visine tona, u kojoj se zvuk muzički instrument podešava brzinu bljeska stroboskopa. Lampa osvjetljava uzorak na disku koji se rotira poznatom frekvencijom, a osnovna frekvencija tona se određuje iz prividne frekvencije kretanja uzorka na disku pod stroboskopskim osvjetljenjem. Uho je vrlo osjetljivo na promjenu tona, ali njegova osjetljivost ovisi o frekvenciji. Maksimalna je blizu donjeg praga čujnosti. Čak i neuvježbano uho može otkriti samo 0,3% razlike u frekvencijama između 500 i 5000 Hz. Osetljivost se može povećati treningom. Muzičari imaju veoma razvijen osećaj za visinu, ali to ne pomaže uvek u određivanju frekvencije čistog tona koji proizvodi referentni oscilator. To sugerira da pri određivanju frekvencije zvuka po uhu, njegov timbar igra važnu ulogu.
Timbre. Timbar se odnosi na one karakteristike muzičkih zvukova koje muzičkim instrumentima i glasovima daju njihovu jedinstvenu specifičnost, čak i ako uporedimo zvukove iste visine i jačine. Ovo je, da tako kažem, kvalitet zvuka. Timbar zavisi od frekventnog spektra zvuka i njegove promene tokom vremena. Utvrđuje ga nekoliko faktora: raspodjela energije preko tonova, frekvencije koje se javljaju u trenutku kada se zvuk pojavi ili prestane (tzv. prijelazni tonovi) i njihovo raspadanje, kao i spora amplituda i frekvencijska modulacija zvuka. ("vibrato"). intenzitet prizvuka. Razmotrimo istegnutu strunu, koja je pobuđena štipanjem u svom srednjem dijelu (slika 15a). Pošto svi parni harmonici imaju čvorove u sredini, oni će biti odsutni, a oscilacije će se sastojati od neparnih harmonika osnovne frekvencije jednake f1 = v/2l, gdje je v brzina vala u nizu, a l je njegovu dužinu. Tako će biti prisutne samo frekvencije f1, 3f1, 5f1, itd. Relativne amplitude ovih harmonika prikazane su na Sl. 15b.

Ovaj primjer nam omogućava da izvučemo sljedeći važan opći zaključak. Skup harmonika rezonantnog sistema određen je njegovom konfiguracijom, a raspodjela energije preko harmonika ovisi o načinu pobude. Kada je struna pobuđena u sredini, osnovna frekvencija dominira i parni harmonici su potpuno potisnuti. Ako je žica fiksirana u svom srednjem dijelu i počupana na nekom drugom mjestu, tada će osnovna frekvencija i neparni harmonici biti potisnuti. Sve ovo važi i za druge poznate muzičke instrumente, iako detalji mogu biti veoma različiti. Instrumenti obično imaju zračnu šupljinu, zvučnu ploču ili trubu za emitiranje zvuka. Sve to određuje strukturu prizvuka i izgled formanata. Na sl. 16 prikazuje talasne oblike za različite instrumente i glasove, a sl. 17 prikazuje neke frekvencijske spektre za trajne tonove različitih uobičajenih instrumenata.

Rice. 16. Oscilogrami vibracija koji odgovaraju noti "la" snimljene na različitim instrumentima i različitim glasovima.

Formanti. Kao što je već spomenuto, kvalitet zvuka muzičkih instrumenata ovisi o raspodjeli energije među harmonicima. Prilikom promjene visine tona mnogih instrumenata, a posebno ljudskog glasa, distribucija harmonika se mijenja tako da se glavni prizvuci uvijek nalaze u približno istom frekvencijskom opsegu, koji se naziva formantnim rasponom. Jedan od razloga za postojanje formanti je upotreba rezonantnih elemenata za pojačavanje zvuka, kao što su zvučne ploče i zračni rezonatori. Širina prirodnih rezonancija je obično velika, zbog čega je efikasnost zračenja na odgovarajućim frekvencijama veća. Za limene limene instrumente, formanti su određeni zvonom iz kojeg se emituje zvuk. Prizvuci koji spadaju u formantni raspon uvijek su jako naglašeni, jer se emituju sa maksimalna energija. Formanti u velikoj mjeri određuju karakteristične kvalitativne karakteristike zvukova muzičkog instrumenta ili glasa.
Promena tonova tokom vremena. Ton zvuka bilo kojeg instrumenta rijetko ostaje konstantan tokom vremena, a tembar je u suštini povezan s tim. Čak i kada instrument izdrži dugu notu, postoji lagana periodična modulacija frekvencije i amplitude, obogaćujući zvuk - "vibrato". Ovo posebno važi za žičane instrumente kao što su violina i za ljudski glas. Za mnoge instrumente, poput klavira, trajanje zvuka je takvo da konstantan ton nema vremena da se formira - uzbuđeni zvuk se brzo povećava, a zatim slijedi njegovo brzo opadanje. Budući da je raspadanje prizvuka obično uzrokovano efektima zavisnim od frekvencije (kao što je akustičko zračenje), jasno je da se distribucija prizvuka mijenja tokom tona. Priroda promjene tona tokom vremena (brzina porasta i pada zvuka) za neke instrumente shematski je prikazana na Sl. 18. Kao što vidite, gudački instrumenti (trgački i klavijaturni) gotovo da nemaju konstantan ton. U takvim slučajevima se o spektru tonova može govoriti samo uslovno, jer se zvuk brzo mijenja u vremenu. Karakteristike uspona i pada također su važan dio tembra ovih instrumenata.

prelazni tonovi. Harmonski sastav tona obično se brzo mijenja u kratkom vremenu nakon zvučne ekscitacije. U onim instrumentima u kojima se zvuk pobuđuje udaranjem u žice ili trzanjem, energija koja se pripisuje višim harmonicima (kao i brojnim neharmonskim komponentama) je maksimalna odmah nakon početka zvuka, a nakon djelića sekunde ove frekvencije fade. Takvi zvuci, zvani prelazni, daju specifičnu boju zvuku instrumenta. U klaviru su uzrokovane djelovanjem čekića koji udara o žicu. Ponekad se muzički instrumenti sa istom strukturom prizvuka mogu razlikovati samo po prijelaznim tonovima.
ZVUK MUZIČKIH INSTRUMENTA
Muzički zvuci mogu se pobuđivati ​​i mijenjati na mnogo načina, pa se muzički instrumenti razlikuju po raznim oblicima. Instrumente su uglavnom stvarali i usavršavali sami muzičari i vešti majstori koji nisu pribegli naučnoj teoriji. Stoga akustična nauka ne može objasniti, na primjer, zašto violina ima takav oblik. Međutim, sasvim je moguće opisati zvučna svojstva violine u smislu općih principa njenog sviranja i njene konstrukcije. Frekvencijski opseg instrumenta se obično shvata kao frekvencijski opseg njegovih osnovnih tonova. Ljudski glas se prostire na otprilike dvije oktave, dok se muzički instrument prostire na najmanje tri (velike orgulje obuhvataju deset). U većini slučajeva, prizvuci se protežu do samog ruba zvučnog opsega. Muzički instrumenti imaju tri glavna dijela: oscilirajući element, mehanizam za njegovu pobudu i pomoćni rezonator (horna ili zvučna ploča) za akustičnu komunikaciju između oscilirajućeg elementa i okolnog zraka. Muzički zvuk je periodičan u vremenu, a periodični zvukovi su sastavljeni od niza harmonika. Budući da su prirodne frekvencije vibracija žica i vazdušnih stubova fiksne dužine harmonično povezane, u mnogim instrumentima glavni vibracioni elementi su žice i vazdušni stubovi. Uz nekoliko izuzetaka (flauta je jedan od njih), jednofrekventni zvuci ne mogu se primiti na instrumentima. Kada je glavni vibrator uzbuđen, javlja se zvuk koji sadrži prizvuke. Rezonantne frekvencije nekih vibratora nisu harmonijske komponente. Instrumenti ove vrste (na primjer, bubnjevi i činele) koriste se u orkestralnoj muzici za posebnu ekspresivnost i naglasak na ritmu, ali ne i za razvoj melodije.
Gudački instrumenti. Sama po sebi, vibrirajuća žica je loš emiter zvuka, te stoga žičani instrument mora imati dodatni rezonator da bi pobudio zvuk primjetnog intenziteta. To može biti zatvorena količina zraka, paluba ili kombinacija oboje. Priroda zvuka instrumenta također je određena načinom na koji su žice uzbuđene. Ranije smo vidjeli da je osnovna frekvencija vibracije fiksne žice dužine L data sa

gdje je T sila zatezanja žice, a rL masa po jedinici dužine žice. Stoga, frekvenciju možemo promijeniti na tri načina: promjenom dužine, napetosti ili mase. Mnogi instrumenti koriste mali broj žica iste dužine, čije su osnovne frekvencije određene pravilnim izborom napetosti i mase. Ostale frekvencije se dobijaju skraćivanjem dužine žice prstima. Drugi instrumenti, kao što je klavir, imaju jednu od mnogih unapred podešenih žica za svaku notu. Ugađanje klavira sa velikim frekvencijskim opsegom nije lak zadatak, posebno u području niskih frekvencija. Sila zatezanja svih klavirskih žica je gotovo ista (oko 2 kN), a raznovrsnost frekvencija postiže se promjenom dužine i debljine žica. Žičani instrument se može uzbuditi trzaljkom (na primjer, na harfi ili bendžu), udarcem (na klaviru) ili gudalom (u slučaju muzičkih instrumenata porodice violina). U svim slučajevima, kao što je gore prikazano, broj harmonika i njihova amplituda zavise od načina na koji je struna pobuđena.
klavir. Tipičan primjer instrumenta gdje se uzbudjenje žice proizvodi udarcem je klavir. Velika zvučna ploča instrumenta pruža širok raspon formanata, tako da je njegov tembar vrlo ujednačen za svaku uzbuđenu notu. Maksimumi glavnih formanata javljaju se na frekvencijama reda 400-500 Hz, a na nižim frekvencijama tonovi su posebno bogati harmonicima, a amplituda osnovne frekvencije je manja od amplituda nekih prizvuka. U klaviru, udar čekića na sve žice osim na najkraće pada na tačku koja se nalazi na 1/7 dužine žice od jednog od njenih krajeva. To se obično objašnjava činjenicom da je u ovom slučaju sedmi harmonik, koji je disonantan u odnosu na osnovnu frekvenciju, značajno potisnut. Ali zbog konačne širine malleusa, ostali harmonici koji se nalaze blizu sedmog su takođe potisnuti.
Porodica violina. U porodici violinskih instrumenata, duge zvukove proizvodi gudalo, koji primjenjuje promjenjivu pogonsku silu na žicu, što održava žicu da vibrira. Pod djelovanjem pomičnog luka tetiva se zbog trenja povlači u stranu sve dok se zbog povećanja sile zatezanja ne pukne. Vraćajući se u prvobitni položaj, opet ga nosi luk. Ovaj proces se ponavlja, tako da je niz podvrgnut periodičnom spoljna sila. Redoslijedom povećanja veličine i smanjenja frekvencijskog opsega, glavni gudački instrumenti su raspoređeni na sljedeći način: violina, viola, violončelo, kontrabas. Frekvencijski spektri ovih instrumenata posebno su bogati prizvucima, što nesumnjivo daje posebnu toplinu i ekspresivnost njihovom zvuku. U familiji violina vibrirajuća žica je akustički povezana sa zračnom šupljinom i tijelom instrumenta, što uglavnom određuje strukturu formanata, koji zauzimaju vrlo širok frekvencijski raspon. Veliki predstavnici familije violina imaju skup formanata pomaknut prema niskim frekvencijama. Dakle, ista nota na dva instrumenta iz familije violina dobija različitu boju boje zbog razlike u strukturi prizvuka. Violina ima izraženu rezonanciju blizu 500 Hz, zbog oblika njenog tijela. Kada se odsvira nota bliska ovoj frekvenciji, može se proizvesti neželjeni vibrirajući zvuk koji se zove "vučji ton". Vazdušna šupljina unutar tijela violine također ima svoje rezonantne frekvencije, od kojih se glavna nalazi blizu 400 Hz. Zbog svog posebnog oblika, violina ima brojne usko raspoređene rezonancije. Svi oni, osim vučjeg tona, ne ističu se baš u općem spektru ekstrahovanog zvuka.
Duvački instrumenti. Drveni duvački instrumenti. Prirodne vibracije zraka u cilindričnoj cijevi konačne dužine razmatrane su ranije. Prirodne frekvencije čine niz harmonika čija je osnovna frekvencija obrnuto proporcionalna dužini cijevi. Muzički zvuci u duvačkim instrumentima nastaju usled rezonantne pobude vazdušnog stuba. Vibracije vazduha se pobuđuju ili vibracijama u mlazu vazduha koji pada na oštru ivicu zida rezonatora, ili vibracijama fleksibilne površine jezika u struji vazduha. U oba slučaja dolazi do periodičnih promjena tlaka u lokaliziranom području cijevi alata. Prva od ovih metoda pobuđivanja zasniva se na pojavi "ivičnih tonova". Kada mlaz zraka izađe iz proreza, slomljen klinastom preprekom sa oštrim rubom, povremeno se pojavljuju vrtlozi - prvo s jedne, a zatim s druge strane klina. Učestalost njihovog formiranja je veća što je veća brzina strujanja zraka. Ako je takav uređaj akustički spojen na rezonantni vazdušni stub, tada se frekvencija rubnog tona „hvata“ rezonantnom frekvencijom vazdušnog stuba, tj. učestalost formiranja vrtloga određena je stupcem zraka. U takvim uslovima, glavna frekvencija vazdušnog stuba se pobuđuje samo kada brzina strujanja vazduha pređe određenu minimalnu vrednost. U određenom rasponu brzina koje prelaze ovu vrijednost, frekvencija rubnog tona jednaka je ovoj osnovnoj frekvenciji. Pri još većoj brzini strujanja zraka (blizu one pri kojoj bi rubna frekvencija u odsustvu komunikacije sa rezonatorom bila jednaka drugom harmoniku rezonatora), rubna frekvencija se naglo udvostručuje i visina koju emituje cijeli sistem se okreće. biti za oktavu više. Ovo se zove prelijevanje. Rubni tonovi pobuđuju vazdušne stubove u instrumentima kao što su orgulje, flauta i pikolo. Kada svira flautu, izvođač pobuđuje rubne tonove duvanjem sa strane u bočnu rupu blizu jednog od krajeva. Note jedne oktave, počevši od "D" i više, dobijaju se promenom efektivne dužine cevi, otvaranjem bočnih rupa, sa normalnim ivičnim tonom. Više oktave su prenapuhane. Drugi način pobuđivanja zvuka duvačkog instrumenta zasniva se na periodičnom prekidu strujanja zraka oscilirajućim jezikom, koji se naziva trska, jer je napravljen od trske. Ova metoda se koristi u raznim drvenim i limenim instrumentima. Postoje opcije s jednom trskom (kao, na primjer, u instrumentima tipa klarinet, saksofon i harmonika) i sa simetričnom dvostrukom trskom (kao, na primjer, u oboi i fagotu). U oba slučaja oscilatorni proces je isti: vazduh se uduvava kroz uski jaz, u kome se pritisak smanjuje u skladu sa Bernulijevim zakonom. U isto vrijeme, štap se uvlači u otvor i pokriva ga. U nedostatku protoka, elastični štap se ispravlja i proces se ponavlja. Kod duvačkih instrumenata odabir nota ljestvice, kao i na flauti, vrši se otvaranjem bočnih otvora i naduvavanjem. Za razliku od lule koja je otvorena na oba kraja, koja ima pun raspon tonova, lula koja je otvorena samo na jednom kraju ima samo neparne harmonike (vidi gore). Ovo je konfiguracija klarineta, pa su čak i harmonici u njemu slabo izraženi. Preduvavanje u klarinetu javlja se na frekvenciji 3 puta većoj od glavnog. U oboi je drugi harmonik prilično intenzivan. Od klarineta se razlikuje po tome što mu je otvor konusnog oblika, dok je kod klarineta poprečni presjek otvora konstantan na većem dijelu njegove dužine. Frekvencije u konusnoj cijevi je teže izračunati nego u cilindričnoj cijevi, ali još uvijek postoji cijeli raspon tonova. U ovom slučaju, frekvencije oscilovanja konične cijevi sa zatvorenim uskim krajem su iste kao i kod cilindrične cijevi otvorene na oba kraja.
Duvački duvački instrumenti. Brass, uključujući hornu, trubu, kornet-a-klip, trombon, hornu i tubu, pobuđuju usne, čije je djelovanje, u kombinaciji sa posebno oblikovanim usnikom, slično djelovanju dvostruke trske. Pritisak vazduha prilikom pobuđivanja zvuka je ovde mnogo veći nego kod drvenih duvača. Limeni duvački instrumenti, u pravilu, su metalna bačva s cilindričnim i konusnim dijelovima, koji se završavaju zvonom. Sekcije su odabrane tako da se obezbedi pun opseg harmonika. Ukupna dužina cijevi kreće se od 1,8 m za cijev do 5,5 m za tubu. Tuba je u obliku puža radi lakšeg rukovanja, a ne iz akustičnih razloga. Uz fiksnu dužinu cijevi, izvođač ima samo note određene prirodnim frekvencijama cijevi (štaviše, osnovna frekvencija je obično "neuzeta"), a viši harmonici se pobuđuju povećanjem tlaka zraka u usniku. Dakle, samo nekoliko tonova (drugi, treći, četvrti, peti i šesti harmonik) može se odsvirati na buglu fiksne dužine. Na drugim limenim instrumentima, frekvencije koje se nalaze između harmonika uzimaju se s promjenom dužine cijevi. Trombon je u tom smislu jedinstven, čija je dužina cijevi regulirana glatkim kretanjem krila u obliku slova U koji se mogu uvući. Numeraciju nota cijele ljestvice omogućava sedam različitih položaja krila sa promjenom uzbuđenog prizvuka trupa. Kod ostalih limenih instrumenata to se postiže efektivnim povećanjem ukupne dužine cijevi sa tri bočna kanala različite dužine iu različitim kombinacijama. Ovo daje sedam različitih dužina cijevi. Kao i kod trombona, note cijele ljestvice sviraju se pobuđivanjem različitih serija prizvuka koji odgovaraju ovih sedam dužina stabljika.
Tonovi svih limenih instrumenata su bogati harmonicima. To je uglavnom zbog prisustva zvona, koje povećava efikasnost emitovanja zvuka na visokim frekvencijama. Truba i rog su dizajnirani da sviraju mnogo širi raspon harmonika od trube. Deo solo trube u delima I. Baha sadrži mnogo pasusa u četvrtoj oktavi serije, koji sežu do 21. harmonike ovog instrumenta.
Perkusioni instrumenti. Udarački instrumenti stvaraju zvuk tako što udaraju o tijelo instrumenta i na taj način pobuđuju njegove slobodne vibracije. Od klavira, kod kojeg se vibracije pobuđuju i udarcem, ovakvi instrumenti se razlikuju u dva aspekta: vibrirajuće tijelo ne daje harmonijske prizvuke, a i samo može zračiti zvuk bez dodatnog rezonatora. Perkusioni instrumenti uključuju bubnjeve, činele, ksilofon i trougao. Oscilacije čvrstih tijela su mnogo složenije od oscilacija zračnog rezonatora istog oblika, budući da postoji više vrsta oscilacija u čvrstim tijelima. Dakle, valovi kompresije, savijanja i torzije mogu se širiti duž metalne šipke. Prema tome, cilindrični štap ima mnogo više modova vibracija, a samim tim i rezonantnih frekvencija od cilindričnog zračnog stupa. Osim toga, ove rezonantne frekvencije ne formiraju harmonijski niz. Ksilofon koristi vibracije savijanja čvrstih šipki. Omjeri tona vibrirajuće ksilofonske šipke prema osnovnoj frekvenciji su: 2,76, 5,4, 8,9 i 13,3. Kamera je oscilirajuća zakrivljena šipka, a njena glavna vrsta oscilovanja nastaje kada se obje ruke istovremeno približavaju jedna drugoj ili se udaljavaju jedna od druge. Kamera nema harmonijski niz prizvuka, a koristi se samo njegova osnovna frekvencija. Frekvencija njegovog prvog prizvuka je više od 6 puta veća od osnovne frekvencije. Još jedan primjer oklevanja čvrsto telo koje stvara muzičke zvukove je zvono. Veličine zvona mogu biti različite - od malog zvona do višetonskih crkvenih zvona. Što je zvono veće, to su niži zvukovi. Oblik i druge karakteristike zvona pretrpjeli su mnoge promjene u toku svoje stoljetne evolucije. Vrlo malo preduzeća se bavi njihovom proizvodnjom, što zahtijeva veliku vještinu. Početni niz prizvuka zvona nije harmoničan, a omjeri prizvuka nisu isti za različita zvona. Tako su, na primjer, za jedno veliko zvono izmjereni omjeri frekvencija prizvuka prema osnovnoj frekvenciji bili 1,65, 2,10, 3,00, 3,54, 4,97 i 5,33. Ali raspodjela energije po prizvucima se brzo mijenja odmah nakon što se zvono udari, a čini se da je oblik zvona odabran na takav način da su dominantne frekvencije povezane jedna s drugom približno harmonično. Visina zvona nije određena osnovnom frekvencijom, već notom koja je dominantna odmah nakon udara. Odgovara otprilike petom tonu zvona. Nakon nekog vremena u zvuku zvona počinju da prevladavaju niži prizvuci. U bubnju, vibrirajući element je kožna membrana, obično okrugla, koja se može smatrati dvodimenzionalnim analogom istegnute žice. U muzici bubanj nije toliko važan kao žica, jer njegov prirodni skup prirodnih frekvencija nije harmoničan. Izuzetak su timpani, čija je membrana zategnuta preko zračnog rezonatora. Niz tonova bubnja može se učiniti harmoničnim promjenom debljine glave u radijalnom smjeru. Primjer takvog bubnja je tabla koja se koristi u klasičnoj indijskoj muzici.
Vidi - dio o akustici, u kojem se proučava karakter širenja zvuka. valovi, njihova emisija i prijem u pokretnom mediju ili kada je izvor zvuka ili prijemnik u pokretu. Atmosfera, kao i voda u morima i okeanima koja je u stalnom kretanju, sve to ... ... Physical Encyclopedia

AKUSTIKA- (od grčkog akouo slušam), učenje o zvuku, jedna od najstarijih i najrazvijenijih grana fizike. Akustika se može podeliti na 1) opštu, 2) fiziološku, 3) atmosfersku, 4) arhitektonsku, 5) muzičku. Opća akustika proučava procese ... ...

Najmanji strukturni element muzike. U poređenju sa svim čujnim nemuzičkim zvukovima, ima niz karakteristika koje su određene uređajem slušnog organa, komunikacijskom prirodom muza. umjetnost i estetika zahtjevi muzičara i ... ... Music Encyclopedia

ZVUK- nije ništa drugo do vibracije elastičnog tijela, koje naše uho opaža uz pomoć nekog medija medija (vazduha). Tri i koja se koriste u muzici nazivaju se tonovi. Ponekad se obje riječi koriste u posebnom smislu; reci na primjer: ... ... Rimanov muzički rečnik

Može imati osnovnu visinu tona od do subcontroctave do pete oktave (od 16 do 4000 4500 Hz). Njegov volumen ne može premašiti prag boli (vidi Prag boli). Po trajanju i tembru, Z. m. je veoma ... ... Veliki sovjetska enciklopedija

- (od grčkog akustikos slušni, slušanje), oblast fizike koja proučava elastične vibracije i talase od najnižih frekvencija (uslovno od 0 Hz) do ekstremno visokih frekvencija (1011 1013 Hz), njihov uticaj na organizam i razne primene. A. jedan od ... ... Physical Encyclopedia

U širem smislu, oscilatorno kretanje elastičnog medija, koje se širi u obliku talasa u gasovitoj, tečnoj ili TV. medij je isto što i elastični valovi; u užem smislu, fenomen koji subjektivno percipira organ sluha ljudi i životinja. Physical Encyclopedia

ZVUK- ZVUK koji se širi u obliku talasa oscilatorna kretanja materijalno okruženje; takvi pokreti, koji dopiru do uha, stvaraju u njemu iritaciju, što je uzrok slušnog osjeta (vidi i Akustika). Tako da 3 može nastati u okruženju, u njemu ... ... Velika medicinska enciklopedija

- (od grčkog akuein čuti). Dio fizike koji postavlja zakone i svojstva zvukova. Rječnik strane reči uključeno u ruski jezik. Čudinov A.N., 1910. AKUSTIKA 1) učenje o zvuku (deo fizike); 2) uslov za saslušanje; npr. akustika dvorane... Rečnik stranih reči ruskog jezika

Preuzeto od grčkog naziva doktrine o zvuku. Zvuk je osjećaj koji opaža naš organ sluha, kada udari u njegovu bubnjastu membranu, zvučni valovi (niz uzastopnih kondenzacija i razrjeđivanja zraka) nastali vibracijom elastične ... ... Enciklopedija Brockhausa i Efrona

• aktivna akustika;
• pasivna akustika.

Odabir aktivnih zvučnika

Profesionalna akustika u online trgovini "ArtZvuk" predstavljena je u dvije glavne vrste, koje su podijeljene prema principima rada:

• aktivna akustika;
• pasivna akustika.

Postoji mišljenje da profesionalne akustičke sisteme uglavnom koriste samo stručnjaci. Ali u stvari, aktivni zvučnici mogu biti ne samo u vrlo skupim sistemima. Našim kupcima nudimo savjete o ovim proizvodima, kao i pomoć u razumijevanju principa njihovog rada, nedostataka i prednosti.

Odabir aktivnih zvučnika

Odabir i kupovina sistema zvučnika za bar, restoran, dom ili ured u početku je vrlo težak zadatak. To je prvenstveno zbog činjenice da potrošači imaju različite ukuse i da je percepcija pravog zvuka za svakoga također čisto individualna. Iz tog razloga, prije nego što se odlučite za izbor aktivne akustike, potrebno je osluškivati ​​njen zvuk i uvjeriti se da zadovoljava sve kriterije kvalitete, a pojačanje zvučnog signala igra jednu od glavnih uloga u ovom procesu.

Kako možete pojačati zvuk i kako se profesionalna akustika ponaša u tom procesu? Postoje dvije metode. Prvi je slanje zvučnog signala u pojačalo prije nego što udari u zvučnike, a drugi metod radi sa samim sistemom zvučnika u koji je pojačalo ugrađeno (tačnije, njegovi zvučnici). Posljednja opcija se koristi ili u jeftinim zvučnicima, ili u profesionalnoj opremi ili vrlo skupim studijskim monitorima. Također je vrijedno napomenuti da sve vrste akustičkih sistema imaju svoje prednosti i nedostatke, koje se također mogu smatrati takvima pojedinačno i odabrati zvučni kriterij za vrstu prostorije u kojoj se ovaj sistemće se koristiti.

Treba napomenuti da su prednosti aktivnog sistema prvenstveno određene nedostacima kolona pasivnog uzorka. To znači da su među glavnim pobjedničkim aspektima aktivne akustike:

• nema potrebe za stalnim traženjem komponenti u kojima će sistem zvučnika dati najjasniji zvuk;
• nema potrebe za kupovinom skupih pojačala koja nisu prvobitno bila predviđena za upotrebu u određenom akustičkom sistemu (problem snage pojačala u pasivnim akustičnim sistemima je mnogo akutniji i često nerešiv);
• skretnica se ne pregrije jer ne preuzima puno izlazne snage.

Ako ćete kupiti aktivnu akustiku, obratite pažnju i na uspostavljenu vezu između pojačala i zvučnika, koja je direktno povezana i omogućava promjenu opterećenja zvučnika pri maksimalnom opterećenju, sprečavajući oštećenje uređaja.

U prvom dijelu materijala razmotreni su glavni postulati stvaranja visokokvalitetnog audio sistema zasnovanog na kompjuteru, kao i dati savjeti o odabiru zvučne kartice, uzimajući u obzir obim njene primjene. Ovaj članak će se pozabaviti pitanjem odabira akustičkih sistema.

Prvo, malo terminologije. Sam koncept "akustičkog sistema" podrazumijeva određeni uređaj za pretvaranje električna energija u akustičnu. Takva konverzija se može izvesti pomoću različitih tipova emitera - dinamičkih *, elektrostatičkih **, NXT *** i tako dalje. Najčešći je prvi tip konverzije - zbog relativno niske cijene konstrukcije i mogućnosti njenog rada bez dodatnih muka, "bez otpuhavanja svake trunke prašine". Elektrostatički emiteri se uglavnom koriste u vrhunskim akustičnim sistemima, tako da o njima danas nećemo govoriti, a NXT većinom imaju vrlo osrednji zvuk i privlače samo malom debljinom kućišta i mogućnošću prikrivanja takvog zvučnik u unutrašnjosti.

* Dinamički zvučnici - poznati svim zvučnicima sa zvučnicima. Emisija zvuka nastaje zbog pobuđivanja zvučne zavojnice u magnetskom polju pomoću signala dovoljno velike amplitude i jačine struje (iz pojačala) koji se primjenjuje na zavojnicu. Vibracija sa zavojnice se prenosi na difuzor - konusnog ili ravnog, čiji su rubovi pričvršćeni na fleksibilnu suspenziju kako bi vibracije dobile maksimalnu slobodu i precizno centriranje dijafragme (difuzora).

** Elektrostatički zvučnici su drugačije dizajnirani. Između dvije ploče, u najjačem elektrostatičkom polju, nalazi se metalizirana membrana velike površine, koja pod djelovanjem struje oscilira "cijelim tijelom".

*** NXT, u stvari, isti zvučnici, samo je odnos snage magnetnog sistema i površine difuzora ovde drugačiji: zvučna zavojnica je mala, a difuzor - ravna lagana membrana - može biti veoma veliki. Zbog toga je moguće osigurati plitku dubinu cijele konstrukcije. Ponekad je difuzor obojen i uokviren - dobija se "zvučna slika". Međutim, zbog prevelike površine i niske krutosti membrane, NXT može reproducirati samo srednje i djelomično visoke frekvencije. Zbog toga se NXT koristi samo kao dodatni emiteri u punopravnim sistemima ili kao sredstvo za pozadinsko sondiranje prostorije u kojoj se ne postavljaju zahtjevi visokog kvaliteta.

Dinamički sistemi zvučnika (u daljem tekstu jednostavno zvučnici ili zvučnici) su ili pasivni ili aktivni. U drugom slučaju, pojačalo snage se nalazi unutar kućišta zvučnika. U pravilu, aktivni zvučnici su opremljeni pojačalom unaprijed odabranim prema njihovim karakteristikama, imaju minimalnu dužinu kabela od pojačala do zvučnika, a također štede korisnika od kupovine "zvučničkih" kablova. Međutim, sve se to uglavnom odnosi na manje-više kvalitetne studijske aktivne zvučnike (audio monitore) i vrhunske Hi-Fi modele. U pristupačnoj multimedijalnoj akustici niko se ne bavi posebnim izborom pojačala i zvučnika, a aktivni zvučnici su napravljeni isključivo za udobnost korisnika - tako da takve zvučnike možete spojiti direktno na izlaz zvučne kartice. Pasivni zvučnici su manje pogodni za prebacivanje, sugeriraju potrebu za samoizborom pojačala. Međutim, ovaj izbor vam omogućava da fleksibilnije utičete na kvalitet zvuka sistema.

Odabir zvučnika

Prije nego što krenete da birate kolone, postavite sebi pitanje: „Šta želim da dobijem kao rezultat?“ Odgovor na ovo pitanje direktno će odrediti vrstu, klasu i cijenu.

stereo sistemi

Za slušanje muzike u pozadini će poslužiti jeftini zvučnici - izbor je ogroman, cijene su oko 20-40 dolara. Želja da se dobije prihvatljiv, „skoro Hi-Fi“, kvalitet zvuka muzike u stereo zvuku podrazumeva kupovinu sistema zvučnika 2.0 pune veličine, čija prosečna cena varira od 50 do 100 dolara. Uzmimo za primer nekoliko modela vrednih pažnje. primjer.

Naravno, ima i drugih zanimljivih modela u klasi multimedije, ali bez uvrede - nemamo fizičke mogućnosti da ih sve opišemo. Predviđajući moguće pitanje o nedostatku spominjanja trifonike (2.1 sistemi) u članku, objasnimo: takvi modeli uglavnom nisu stvoreni za svrsishodno slušanje muzike, već samo za ozvučenje računara „općenito“. Kada ne želite da potrošite puno novca, ali u isto vrijeme postoji želja da dobijete moćan bas i zauzmete minimalno prostora na stolu, trifonik će biti dostojan izbor, ali možete zaboraviti na uravnotežen zvuk u ovom slučaju. Ali za igre i filmove ovo će odgovarati. Podsjetimo još jednom: govorimo o sistemima multimedijalne klase. 2.1 setovi sastavljeni od profesionalne ili vrhunske opreme za domaćinstvo su sasvim druga stvar, ali cijene će u ovom slučaju biti barem za red veličine više od cijena prosječnih trifonika - "čeburaške" sa malim satelitima i subwooferom. veličine kutije za cipele.

Želja za boljim zvukom od onoga što multimedijalni sistemi pružaju dovodi do dileme. Jedan od načina je kupovina zvučnika Hi-Fi klase sa zasebnim pojačalom. I ne misli se na jeftine kineske proizvode, koji se s ponosom nazivaju Hi-Fi i prodaju se po 150 dolara za par zvučnika, već na modele poznatih marki kojih ima mnogo. Set od para zvučnika i pristojnog pojačala koštat će oko 500 dolara i više. Nema smisla navoditi primjere, jer postoji mnogo vrijednih opcija, za razliku od multimedije, gdje su prsti dvije ruke dovoljni da se izbroje modeli zanimljivog zvuka.

Drugi način je kupovina profesionalnih monitora bliskog polja. U svojoj osnovi, to su također aktivni 2.0 zvučnici, ali je kvalitet pojačala, zvučnika i dizajna u cjelini na potpuno drugačijem nivou nego kod multimedijalnih sistema. Zovu se monitori jer su prvobitno dizajnirani za praćenje zvuka, jer imaju neutralan i precizan zvuk i pomažu tonskom inženjeru da prepozna sve nedostatke u snimku. Ali to je u teoriji. U praksi se pravi monitori mogu nazvati modelima koji koštaju više od 1000 dolara ili čak 2000 dolara po paru. Jeftini monitori samo se djelomično mogu nazvati takvima: niska cijena prema standardima profesionalne audio opreme tjera programere na kompromise, a mnogi od početnih monitorskih zvučnika nisu ništa bolji od „vrhunskih“ multimedijalnih modela u smislu kvaliteta zvuka. Ali čak i ako su monitori visokog kvaliteta, onda treba imati na umu da "iskren" zvuk daleko nije uvijek prikladan za slušanje muzike: svi nedostaci snimanja izlaze na površinu. Stoga svakako slušajte monitore izabrane u odsustvu lično, u akustički obrađenoj prostoriji i koristeći snimke koje poznajete. Samo promišljeno i relativno dugo slušanje će vam dati predstavu o tome kako vam zvučnici lično odgovaraju. Ovo pravilo vrijedi za bilo koju drugu akustiku - i stereo i višekanalnu.

Da biste dobili kvalitet zvuka koji zapravo nadmašuje sisteme multimedijalne klase, ima smisla razmotriti aktivne monitore bliskog polja (uslovno "desktop" modele) po cijeni od 450 USD, a bolje - od 600 USD po paru. Modeli vrijedni pažnje ispod 1.000 dolara uključuju Roland DS7, E-Mu PM5, Yamaha HS80M, Event TR-8, KRK RP6 i RP8.

U kategoriji od 1000$+, izbor je mnogo širi, a kvalitet zvuka je u velikoj mjeri čak i bolji. Prilikom odabira aktivnih monitora, budite oprezni: često cijena nije navedena za par, već za jedan zvučnik, jer, za razliku od multimedijalnih sistema, svaki monitor je kompletan uređaj koji vam omogućava da kombinujete i stereo i višekanalni sistem iz istog. modeli.

Višekanalni sistemi

Kao i stereo sistemi, višekanalni sistemi dolaze u različite klase: multimedijalni (gotovi 5.1 ili 7.1 setovi sa ugrađenim pojačalom i često Dolby Digital/DTS dekoder), "profesionalni" (sastavljeni od studijskih monitora i studijskog subwoofer) i Hi-Fi (gotovi ili uređeni setovi zvučnika sa eksternim AV prijemnikom). Sa stanovišta lakoće odabira i povezivanja, aktivni multimedijalni sistemi su najjednostavniji. Za 200-400 dolara kupac dobija komplet spreman za upotrebu koji se sastoji od satelitskih zvučnika, subwoofera, potrebnih žica i daljinskog upravljača. Takve opcije su odlične za organiziranje malog "ličnog" kućnog kina, kao i za ocjenjivanje kompjuterskih igara. Kao i obično, ispod je nekoliko sistema vrijednih pažnje. "baršunasti" zvuk

Ako je sistem opremljen dekoderom, dovoljan je jedan digitalni (optički ili koaksijalni) kabl za napajanje stereo višekanalnog signala sa računara na set zvučnika. Ako set zvučnika nema ugrađen dekoder, onda će se povezati sa zvučnom karticom računara sa nekoliko kablova koji prenose signal prednjeg, zadnjeg i centralnog kanala, kao i subwoofera, u analognom obliku. Vrijedi napomenuti da su modeli bez dekodera praktičniji i jeftiniji. U svakom slučaju, većina modernih "gaming" kartica podržava višekanalni zvuk, a po definiciji, PC ima više postavki od hardverskog dekodera jeftinih zvučnika, a kvalitet DAC-a u zvučnoj kartici je gotovo zagarantovano veći.

Kada birate multimedijalni višekanalni set, vrijedi zapamtiti da će sistem čak i sa prilično velikim zvučnicima puštati muziku u stereo zvuku gotovo uvijek GORE od dobrih 2.0 zvučnika u rasponu cijena od 70 do 100 dolara. Naravno, višekanalni set će imati snažniji bas zbog prisutnosti zasebnog subwoofera, međutim, u pogledu parametara kao što su detalji, prirodnost tonova, stereo zvučnici su poželjniji. Dakle, ako želite da dobijete visokokvalitetan višekanalni zvuk, a da istovremeno obezbedite dobru reprodukciju muzike u stereo režimu, onda multimedijalna akustika teško može da se izbori. Morat ćete podići cijenu, obraćajući pažnju na kompozitne sisteme od zasebnih profesionalnih monitor zvučnika ili na sisteme zvučnika i prijemnike Hi-Fi klase. U oba slučaja, cijena 5.1 kompleta sa subwooferom će premašiti 1.000 dolara, ali će kvalitet zvuka porasti na visinu nedostižnu za multimedijalne sisteme.

U narednom članku ciklusa dotaknut će se aspekti postavljanja akustičkih sistema, procesiranje prostorija, kao i izbor optimalnih shema uključivanja za različite opcije.

Izvor: http://www.ferra.ru Vladislav Borshchov,

Dodajte komentar

1. Zvuk, vrste zvuka.

2. Fizičke karakteristike zvuka.

3. Karakteristike slušnog osjeta. Mjerenja zvuka.

4. Prolaz zvuka kroz interfejs između medija.

5. Zdrave metode istraživanja.

6. Faktori koji određuju prevenciju buke. Zaštita od buke.

7. Osnovni pojmovi i formule. Stolovi.

8. Zadaci.

Akustika. U širem smislu, grana fizike koja proučava elastične talase od najnižih do najviših frekvencija. U užem smislu - doktrina zvuka.

3.1. Zvuk, vrste zvuka

Zvuk u širem smislu - elastične vibracije i talasi koji se šire u gasovitom, tečnom i čvrste materije; u užem smislu - pojava koju subjektivno percipiraju organi sluha ljudi i životinja.

Obično ljudsko uho čuje zvuk u opsegu frekvencija od 16 Hz do 20 kHz. Međutim, s godinama se gornja granica ovog raspona smanjuje:

Zvuk frekvencije ispod 16-20 Hz se naziva infrazvuk, iznad 20 kHz - ultrazvuk, i najviše frekvencije elastičnih valova u rasponu od 10 9 do 10 12 Hz - hipersonični.

Zvukovi koji se nalaze u prirodi podijeljeni su u nekoliko tipova.

ton - to je zvuk koji je periodičan proces. Glavna karakteristika tona je frekvencija. jednostavan ton stvara tijelo koje vibrira prema harmonijskom zakonu (na primjer, viljuška za podešavanje). Složen ton nastaje periodičnim oscilacijama koje nisu harmonične (na primjer, zvuk muzičkog instrumenta, zvuk koji stvara ljudski govorni aparat).

Buka- ovo je zvuk koji ima složenu neponavljajuću vremensku zavisnost i predstavlja kombinaciju nasumično promjenjivih složenih tonova (šuštanje lišća).

sonic boom- ovo je kratkotrajni zvučni efekat (pljesak, eksplozija, udarac, grmljavina).

Složeni ton, kao periodični proces, može se predstaviti kao zbir jednostavnih tonova (dekomponiranih na sastavne tonove). Takva dekompozicija se zove spektra.

Akustični tonski spektar- je ukupnost svih njegovih frekvencija sa naznakom njihovih relativnih intenziteta ili amplituda.

Najniža frekvencija u spektru (ν) odgovara osnovnom tonu, a preostale frekvencije se nazivaju prizvuci ili harmonici. Tonovi imaju frekvencije koje su višestruke od osnovne frekvencije: 2v, 3v, 4v, ...

Obično najveća amplituda spektra odgovara osnovnom tonu. On je taj koji uho percipira kao ton (vidi dolje). Prizvuci stvaraju "boju" zvuka. Zvukovi iste visine, stvoreni različitim instrumentima, uho percipira na različite načine upravo zbog različit odnos između amplituda prizvuka. Slika 3.1 prikazuje spektre iste note (ν = 100 Hz) svirane na klaviru i klarinetu.

Rice. 3.1. Spektri nota za klavir (a) i klarinet (b).

Akustički spektar buke je solidan.

3.2. Fizičke karakteristike zvuka

1. Brzina(v). Zvuk putuje u bilo kojem mediju osim u vakuumu. Brzina njegovog širenja zavisi od elastičnosti, gustoće i temperature medija, ali ne zavisi od frekvencije oscilovanja. Brzina zvuka u gasu zavisi od njegove molarne mase (M) i apsolutne temperature (T):

Brzina zvuka u vodi je 1500 m/s; bliska vrijednost ima brzinu zvuka i in mekih tkiva organizam.

2. zvučni pritisak.Širenje zvuka je praćeno promjenom pritiska u mediju (slika 3.2).

Rice. 3.2. Promjena pritiska u mediju tokom širenja zvuka.

Promene pritiska izazivaju oscilacije bubna opna, koji određuju početak tako složenog procesa kao što je pojava slušnih osjeta.

Zvučni pritisak (Δ Ρ) - ovo je amplituda onih promjena pritiska u mediju do kojih dolazi tokom prolaska zvučnog talasa.

3. Intenzitet zvuka(I). Širenje zvučnog talasa je praćeno prenosom energije.

Intenzitet zvuka je gustina toka energije koju nosi zvučni val(vidi formulu 2.5).

U homogenom mediju, intenzitet zvuka koji se emituje u datom pravcu opada sa rastojanjem od izvora zvuka. Kada se koriste talasovodi, takođe se može postići povećanje intenziteta. Tipičan primjer takvog talasovoda u divljim životinjama je ušna školjka.

Odnos između intenziteta (I) i zvučnog pritiska (ΔΡ) izražava se sljedećom formulom:

gdje je ρ gustina medija; v je brzina zvuka u njemu.

Zovu se minimalne vrijednosti zvučnog pritiska i intenziteta zvuka pri kojima osoba ima slušne senzacije prag sluha.

Za uho prosječne osobe na frekvenciji od 1 kHz, prag čujnosti odgovara sljedećim vrijednostima zvučnog pritiska (ΔΡ 0) i intenziteta zvuka (I 0):

ΔΡ 0 \u003d 3x10 -5 Pa (≈ 2x10 -7 mm Hg); I 0 \u003d 10 -12 W / m 2.

Nazivaju se vrijednosti zvučnog pritiska i intenziteta zvuka kod kojih osoba ima izražene osjećaje bola prag bola.

Za uho prosječne osobe na frekvenciji od 1 kHz, prag boli odgovara sljedećim vrijednostima zvučnog pritiska (ΔΡ m) i intenziteta zvuka (I m):

4. Nivo intenziteta(L). Odnos intenziteta koji odgovara pragovima sluha i boli je toliko visok (I m / I 0 = 10 13) da se u praksi koristi logaritamska skala, koja uvodi posebnu bezdimenzionalnu karakteristiku - nivo intenziteta.

Nivo intenziteta naziva se decimalni logaritam omjera intenziteta zvuka i praga čujnosti:

Jedinica za nivo intenziteta je bijela(B).

Obično se koristi manja jedinica nivoa intenziteta - decibel(dB): 1 dB = 0,1 B. Nivo intenziteta u decibelima se izračunava pomoću sljedećih formula:

Logaritamska priroda zavisnosti nivo intenziteta iz intenzitet znači da sa povećanjem intenzitet 10 puta nivo intenziteta povećava za 10 dB.

Karakteristike zvukova koji se često susreću date su u tabeli. 3.1.

Ako osoba čuje zvukove koji dolaze iz jednog pravca od nekoliko nekoherentan izvora, njihovi intenziteti se zbrajaju:

Visok nivo intenziteta zvuka dovodi do nepovratnih promjena u slušnom aparatu. Dakle, zvuk od 160 dB može izazvati puknuće bubne opne i pomicanje slušnih koščica u srednjem uhu, što dovodi do nepovratne gluvoće. Pri 140 dB osoba osjeća jak bol, a produženo izlaganje buci od 90-120 dB dovodi do oštećenja slušnog živca.

3.3. karakteristike slušnog osjeta. Mjerenja zvuka

Zvuk je predmet slušne senzacije. Osoba ga subjektivno procjenjuje. Sve subjektivne karakteristike slušnog osjeta povezane su sa objektivnim karakteristikama zvučnog talasa.

Visina, ton

Opažajući zvukove, osoba ih razlikuje po visini i tembru.

Visina ton je određen prvenstveno frekvencijom osnovnog tona (što je viša frekvencija, to je veći percipirani zvuk). U manjoj mjeri, visina tona ovisi o intenzitetu zvuka (zvuk većeg intenziteta se percipira kao niži).

Timbre je karakteristika zvučnog osjeta, koja je određena njegovim harmonijskim spektrom. Timbar zvuka zavisi od broja prizvuka i njihovog relativnog intenziteta.

Weber-Fechner zakon. Jačina zvuka

Upotreba logaritamske skale za procjenu nivoa intenziteta zvuka u dobroj je saglasnosti sa psihofizičkim Weber-Fechnerov zakon:

Ako povećate iritaciju eksponencijalno (tj. isti broj puta), tada se osjećaj ove iritacije povećava aritmetičkom progresijom (tj. za istu količinu).

Takva svojstva ima logaritamska funkcija.

Jačina zvuka naziva se intenzitet (snaga) slušnih senzacija.

Ljudsko uho ima različitu osjetljivost na zvukove različitih frekvencija. Da bismo objasnili ovu okolnost, možemo odabrati neke referentna frekvencija i uporedite percepciju drugih frekvencija sa njim. po dogovoru referentna frekvencija uzeto jednakim 1 kHz (iz tog razloga je prag čujnosti I 0 postavljen za ovu frekvenciju).

Za čisti ton sa frekvencijom od 1 kHz, glasnoća (E) se uzima jednakom nivou intenziteta u decibelima:

Za druge frekvencije, glasnoća se određuje upoređivanjem intenziteta slušnih senzacija sa glasnoćom zvuka na referentna frekvencija.

Jačina zvuka jednak je nivou intenziteta zvuka (dB) na frekvenciji od 1 kHz, što kod „prosječne“ osobe izaziva isti osjećaj glasnoće kao i ovaj zvuk.

Jedinica glasnoće se zove pozadini.

Sljedeći je primjer jačine u odnosu na frekvenciju na nivou intenziteta od 60 dB.

Jednake krivulje glasnoće

Detaljan odnos između frekvencije, glasnoće i nivoa intenziteta je grafički prikazan krive jednake glasnoće(Sl. 3.3). Ove krive pokazuju zavisnost nivo intenziteta L dB frekvencije ν zvuka pri datoj jačini zvuka.

Donja kriva odgovara prag sluha. Omogućava vam da pronađete graničnu vrijednost nivoa intenziteta (E = 0) na datoj frekvenciji tona.

Za pronalaženje se mogu koristiti krive jednake glasnoće jačina zvuka, ako su poznati njena učestalost i nivo intenziteta.

Mjerenja zvuka

Jednake krivulje glasnoće odražavaju percepciju zvuka prosjecna osoba. Za procjenu sluha specifično osobe koristi se metoda audiometrije tonskog praga.

Audiometrija - metoda za merenje oštrine sluha. Na posebnom uređaju (audiometru) se utvrđuje prag čujnosti sluha, odnosno prag percepcije, L P na različitim frekvencijama. Da biste to učinili, pomoću generatora zvuka stvorite zvuk određene frekvencije i povećajte razinu

Rice. 3.3. Jednake krivulje glasnoće

intenzitet L, fiksirati granični nivo intenziteta L p, na kojem subjekt ima slušne senzacije. Promjenom frekvencije zvuka, dobiva se eksperimentalna zavisnost L p (v), koji se naziva audiogram (slika 3.4).

Rice. 3.4. Audiogrami

Kršenje funkcije aparata za prijem zvuka može dovesti do gubitak sluha- uporno smanjenje osjetljivosti na različite tonove i šapat.

Međunarodna klasifikacija stupnjeva gubitka sluha, zasnovana na prosječnim vrijednostima pragova percepcije na frekvencijama govora, data je u tabeli. 3.2.

Za mjerenje glasnoće složen ton ili buka koristiti posebne uređaje - mjerači nivoa zvuka. Zvuk primljen mikrofonom pretvara se u električni signal, koji se propušta kroz sistem filtera. Parametri filtera su odabrani tako da osjetljivost mjerača nivoa zvuka na različitim frekvencijama bude bliska osjetljivosti ljudskog uha.

3.4. Prolaz zvuka kroz interfejs

Kada zvučni val upadne na sučelje između dva medija, zvuk se dijelom reflektira, a dijelom prodire u drugi medij. Intenzitet talasa koji se reflektuje i prenosi kroz granicu određuju se odgovarajućim koeficijentima.

Kod normalnog pojavljivanja zvučnog talasa na interfejsu između medija, važe sledeće formule:

Iz formule (3.9) se može vidjeti da što se valne impedanse medija više razlikuju, to se veći udio energije reflektuje na granici. Posebno, ako je vrijednost X je blizu nule, tada je koeficijent refleksije blizu jedinice. Na primjer, za granicu zrak-voda X\u003d 3x10 -4, a r = 99,88%. Odnosno, refleksija je skoro potpuna.

Tabela 3.3 prikazuje brzine i valne otpore nekih medija na 20 °C.

Imajte na umu da vrijednosti koeficijenata refleksije i refrakcije ne ovise o redoslijedu kojim zvuk prolazi kroz ove medije. Na primjer, za prijelaz zvuka iz zraka u vodu, vrijednosti koeficijenata su iste kao i za prijelaz u suprotnom smjeru.

3.5. Zdrave metode istraživanja

Zvuk može biti izvor informacija o stanju ljudskih organa.

1. Auskultacija- direktno slušanje zvukova koji se javljaju unutar tijela. Po prirodi takvih zvukova moguće je točno odrediti koji se procesi odvijaju u određenom dijelu tijela, au nekim slučajevima i postaviti dijagnozu. Uređaji za prisluškivanje: stetoskop, fonendoskop.

Fonendoskop se sastoji od šuplje kapsule sa predajnom membranom, koja se nanosi na tijelo, od nje do uha liječnika idu gumene cijevi. U šupljoj kapsuli dolazi do rezonancije zračnog stupa, što uzrokuje povećanje zvuka i, posljedično, poboljšanje slušanja. Čuju se šumovi daha, piskanje, srčani tonovi, šumovi u srcu.

Klinika koristi instalacije u kojima se slušanje odvija uz pomoć mikrofona i zvučnika. Široko

koristi se za snimanje zvukova pomoću kasetofona na magnetnoj vrpci, što omogućava njihovu reprodukciju.

2. Fonokardiografija- grafička registracija tonova i šuma srca i njihova dijagnostička interpretacija. Snimanje se vrši pomoću fonokardiografa koji se sastoji od mikrofona, pojačala, frekvencijskih filtera i uređaja za snimanje.

3. udaraljke - proučavanje unutrašnjih organa kuckanjem po površini tijela i analiziranje zvukova koji se pri tome javljaju. Tapkanje se vrši ili uz pomoć posebnih čekića ili uz pomoć prstiju.

Ako su zvučne vibracije uzrokovane u zatvorenoj šupljini, tada će na određenoj frekvenciji zvuka, zrak u šupljini početi rezonirati, pojačavajući ton koji odgovara veličini šupljine i njenom položaju. Šematski, ljudsko tijelo se može predstaviti zbirom različitih zapremina: ispunjenih plinom (pluća), tekućinom (unutrašnji organi), čvrstim (kosti). Pri udaru o površinu tijela nastaju vibracije različitih frekvencija. Neki od njih će izaći. Druge će se podudarati sa prirodnim frekvencijama praznina, stoga će biti pojačane i, zbog rezonancije, biti će čujne. Stanje i topografija organa određuju se tonom udaraljki.

3.6. Faktori koji određuju prevenciju buke.

Zaštita od buke

Za prevenciju buke potrebno je poznavati glavne faktore koji određuju njen uticaj na ljudski organizam: blizina izvora buke, intenzitet buke, trajanje ekspozicije, ograničen prostor u kome buka deluje.

Dugotrajno izlaganje buci izaziva složeni simptomatski kompleks funkcionalnih i organskih promjena u tijelu (i to ne samo u organu sluha).

Dejstvo produžene buke na centralni nervni sistem manifestuje se u usporavanju svih nervnih reakcija, smanjenju vremena aktivne pažnje i smanjenju radne sposobnosti.

Nakon dužeg izlaganja buci, mijenja se ritam disanja, ritam srčanih kontrakcija, dolazi do povećanja tonusa vaskularnog sistema, što dovodi do povećanja sistolnog i dijastolnog

cal nivoa krvnog pritiska. Motorna i sekretorna aktivnost gastrointestinalnog trakta se mijenja, uočava se hipersekrecija pojedinih endokrinih žlijezda. Dolazi do povećanja znojenja. Primjećuje se potiskivanje mentalnih funkcija, posebno pamćenja.

Buka ima specifičan učinak na funkcije organa sluha. Uho, kao i svi čulni organi, može se prilagoditi buci. Istovremeno, pod uticajem buke, prag sluha se povećava za 10-15 dB. Nakon prestanka izlaganja buci, normalna vrijednost praga čujnosti se vraća tek nakon 3-5 minuta. At visoki nivo intenziteta buke (80-90 dB), njegov zamorni efekat se naglo povećava. Jedan od oblika disfunkcije slušnog organa povezan sa produženim izlaganjem buci je gubitak sluha (tabela 3.2).

Rok muzika ima snažan uticaj kako na fizičko tako i na psihičko stanje čoveka. Moderna rok muzika stvara šum u opsegu od 10 Hz do 80 kHz. Eksperimentalno je utvrđeno da ako glavni ritam koji postavljaju udaraljke ima frekvenciju od 1,5 Hz i snažnu muzičku pratnju na frekvencijama od 15-30 Hz, onda osoba postaje veoma uzbuđena. Uz ritam frekvencije od 2 Hz, uz istu pratnju, osoba pada u stanje blisko opijenosti drogom. Na rok koncertima intenzitet zvuka može premašiti 120 dB, iako je ljudsko uho najpovoljnije podešeno na prosječni intenzitet od 55 dB. U tom slučaju može doći do zvučnih kontuzija, zvučnih „opekotina“, gubitka sluha i pamćenja.

Buka štetno djeluje na organ vida. Dakle, dugotrajno izlaganje industrijskoj buci na osobu u zamračenoj prostoriji dovodi do primjetnog smanjenja aktivnosti mrežnice o kojoj ovisi rad optičkog živca, a time i vidna oštrina.

Zaštita od buke je prilično teška. To je zbog činjenice da, zbog relativno velike talasne dužine, zvuk zaobilazi prepreke (difrakcija) i ne stvara se zvučna sjena (slika 3.5).

Osim toga, mnogi materijali koji se koriste u građevinarstvu i inženjeringu imaju nedovoljno visok koeficijent apsorpcije zvuka.

Rice. 3.5. Difrakcija zvučnih talasa

Ove karakteristike zahtijevaju posebna sredstva za kontrolu buke, koja uključuju suzbijanje buke koja se javlja u samom izvoru, korištenje prigušivača, korištenje elastičnih suspenzija, materijala za zvučnu izolaciju, eliminaciju praznina itd.

Za suzbijanje buke koja prodire u stambene prostore, od velike je važnosti pravilno planiranje lokacije zgrada, uzimajući u obzir ružu vjetrova, te stvaranje zaštitnih zona, uključujući vegetaciju. Biljke su dobar prigušivač buke. Drveće i grmlje mogu smanjiti nivo intenziteta za 5-20 dB. Efektne zelene pruge između trotoara i pločnika. Buku najbolje gase lipe i smreke. Kuće koje se nalaze iza visoke barijere od crnogorice mogu biti gotovo potpuno pošteđene ulične buke.

Borba protiv buke ne podrazumijeva stvaranje apsolutne tišine, jer uz dugo odsustvo slušnih osjeta, osoba može doživjeti mentalne poremećaje. Apsolutna tišina i dugotrajna pojačana buka jednako su neprirodni za osobu.

3.7. Osnovni pojmovi i formule. stolovi

Nastavak tabele

Kraj stola

Tabela 3.1. Karakteristike naišlih zvukova

Tabela 3.2. Međunarodna klasifikacija gubitka sluha

Tabela 3.3. Brzina zvuka i specifična akustička otpornost za neke supstance i ljudska tkiva pri t = 25 °S

3.8. Zadaci

1. Zvuk, koji odgovara nivou intenziteta L 1 = 50 dB na ulici, čuje se u prostoriji kao zvuk sa nivoom intenziteta L 2 = 30 dB. Pronađite omjer intenziteta zvuka na ulici i u prostoriji.

2. Nivo jačine zvuka sa frekvencijom od 5000 Hz jednak je E = 50 phon. Pronađite intenzitet ovog zvuka koristeći krivulje jednake glasnoće.

Rješenje

Sa slike 3.2 nalazimo da na frekvenciji od 5000 Hz jačina pozadine E = 50 odgovara nivou intenziteta L = 47 dB = 4,7 B. Iz formule 3.4 nalazimo: I = 10 4,7 I 0 = 510 -8 W/m 2.

odgovor: I \u003d 5? 10 -8 W / m 2.

3. Ventilator stvara zvuk čiji je nivo intenziteta L = 60 dB. Pronađite nivo intenziteta zvuka kada rade dva susjedna ventilatora.

Rješenje

L 2 = log(2x10 L) = log2 + L = 0,3 + 6B = 63 dB (vidi 3.6). odgovor: L 2 = 63 dB.

4. Nivo zvuka mlaznog aviona na udaljenosti od 30 m od njega je 140 dB. Koliki je nivo jačine zvuka na udaljenosti od 300 m? Zanemarite odraz sa tla.

Rješenje

Intenzitet se smanjuje proporcionalno kvadratu udaljenosti - smanjuje se za faktor 102. L 1 - L 2 = 10xlg (I 1 / I 2) = 10x2 = 20 dB. odgovor: L 2 = 120 dB.

5. Odnos intenziteta dva izvora zvuka je: I 2 /I 1 = 2. Koja je razlika u nivoima intenziteta ovih zvukova?

Rješenje

ΔL = 10xlg (I 2 / I 0) - 10xlg (I 1 / I 0) \u003d 10xlg (I 2 / I 1) = 10xlg2 = 3 dB. odgovor: 3 dB.

6. Koliki je nivo intenziteta zvuka od 100 Hz koji ima istu glasnoću kao zvuk od 3 kHz sa intenzitetom

Rješenje

Koristeći krivulje jednake glasnoće (slika 3.3), nalazimo da 25 dB na frekvenciji od 3 kHz odgovara glasnoći od 30 phon. Na frekvenciji od 100 Hz, ova jačina odgovara nivou intenziteta od 65 dB.

odgovor: 65 dB.

7. Amplituda zvučnog talasa se utrostručila. a) za koliko se povećao njegov intenzitet? b) za koliko decibela se povećala jačina zvuka?

Rješenje

Intenzitet je proporcionalan kvadratu amplitude (vidi 3.6):

8. U laboratorijskoj prostoriji koja se nalazi u radionici, nivo intenziteta buke dostigao je 80 dB. Kako bi se smanjila buka, odlučeno je da se zidovi laboratorije presvuku materijalom koji apsorbira zvuk koji smanjuje intenzitet zvuka za 1500 puta. Koliki će nivo intenziteta buke postati nakon toga u laboratoriji?

Rješenje

Nivo intenziteta zvuka u decibelima: L = 10 x log(I/I 0). Kada se intenzitet zvuka promeni, promena nivoa intenziteta zvuka će biti jednaka:

9. Impedanse dva medija se razlikuju za faktor 2: R 2 = 2R 1 . Koji dio energije se reflektira od međusklopa, a koji dio energije prelazi u drugi medij?

Rješenje

Koristeći formule (3.8 i 3.9) nalazimo:

Odgovor: 1/9 dio energije se reflektira, a 8/9 prelazi u drugi medij.

Prije svega, hajde da se pozabavimo terminima, budući da se pojmovi "zvučnik", "kolona", "zvučnik", "akustični sistem" često koriste nasumično, stvarajući priličnu zbrku.

Zvučnik - ovo je uređaj dizajniran da efikasno emituje zvuk u okolni prostor u vazduhu, koji sadrži jednu ili više glava zvučnika uz prisustvo akustičnog dizajna i električnih uređaja (filteri, regulatori, itd.).

U domaćoj tehničkoj literaturi razvila se pogrešna praksa prema kojoj se termin "zvučnik" (SH) koristi uglavnom za jedan zvučnik (u stranim katalozima definiše se kao jedinice zvučnika ili pogonski element zvučnika, odnosno drajver). U skladu sa zahtjevima GOST 16122-87, jedan zvučnik treba označiti kao glava zvučnika .

Termin se često koristi za set Hi-Fi i Hi-End zvučnika. akustični sistem (AC) (akustični sistem ili sistem zvučnika). Akustični sistem uključuje akustični zvučnici .

Ovisno o namjeni, zvučnici se značajno razlikuju po parametrima, dizajnu i dizajnu. Glavne vrste akustičkih sistema na modernom tržištu mogu se uvjetno podijeliti u nekoliko kategorija ovisno o području primjene:

• Zvučnici za kućnu upotrebu, koji se pak mogu podijeliti na sisteme:
• masa;
• Hi-Fi i High-End kategorije;
• Zvučnici za kućne audio i video komplekse kao što su "Kućno kino" (Home-Theatre);
• za savremene računarske sisteme (AC Multi-Media) itd.;
• Zvučnici za zvučne sisteme i pojačanje zvuka, uključujući konferencijske sisteme i sisteme za prevođenje govora (oni, posebno, uključuju stropne zvučnike);
• koncertni i kazališni zvučnici;
• studijski zvučnici;
• automobilski (i općenito transportni) zvučnici;
• Zvučnici za privatno slušanje (stereo slušalice).

AC uređaj

AS može biti jednostruki i multi-band . Jednopojasni zvučnici se po pravilu koriste u masovnoj opremi budžetskog sektora. Visokokvalitetni zvučnici (slika 1) koriste princip konstrukcije sa više opsega, budući da upotreba jedne glave zvučnika širokog opsega ne daje visok kvalitet zvuka.

AS se obično sastoji od:

• glave zvučnika, od kojih svaki (ili nekoliko u isto vrijeme) radi u svom frekventnom opsegu;
• korpusa;
• filterski i korektivni krugovi, kao i drugi elektronski uređaji (na primjer, za zaštitu od preopterećenja, indikaciju nivoa, itd.);
• audio kablovi i ulazni terminali;
• pojačala za aktivne akustičke sisteme i skretnice (aktivni filteri).

Rice. 1. Sistem zvučnika Defender

Glave zvučnika

Glave zvučnika se klasifikuju prema principu rada, prema načinu zračenja, prema opsegu emitovanih frekvencija, prema oblasti primene itd.

Po principu delovanja , tj. prema načinu pretvaranja električne energije u akustičnu, zvučnici se dijele na elektrodinamičke, elektrostatičke, piezokeramičke (piezofilmske), plazma itd.

Ogromna većina glava zvučnika je elektrodinamička ("dinamički" ili jednostavno "zvučnici"). Njihov princip rada zasniva se na kretanju u stalnom magnetskom polju provodnika ili zavojnice napajanog naizmeničnom strujom (slika 2).

Rice. 2. Elektrodinamički reel-to-reel zvučnik

Glava elektrodinamičkog zvučnika sastoji se od pokretnog sistema, magnetnog kola i držača difuzora (1).

Pokretni sistem uključuje suspenziju (2), dijafragmu (3), centrirajuću podlošku (4), poklopac za prašinu (5), zvučnu zavojnicu (6) i pigtails.

Prilikom prolaska naizmjenična struja duž zvučne zavojnice postavljene u radijalni razmak magnetskog kola, na njega će se djelovati mehanička sila. Pod djelovanjem ove sile nastaju aksijalne oscilacije zavojnice i dijafragme pričvršćene na nju. Dizajn elektrodinamičkog zvučnika je vrlo sličan dizajnu dinamičkog mikrofona, tako da se, u principu, slaba glava zvučnika može dobiti iz dinamičkog mikrofona, a mikrofon se može dobiti iz glave zvučnika. Jasno je da će sve ovo raditi odvratno, ali će uspjeti.

Rice. 3. Trakasti zvučnik

Trakasti zvučnici (slika 3) koriste tanku metalnu traku koja se postavlja u magnetsko polje između polova magneta i služi i kao provodnik struje i kao oscilirajući zrači.

Glave trake su mnogo efikasnije od dinamičkih, piezoelektričnih i drugih, jer ako je površina konusnog ili kupolastog difuzora površina vidljivog kruga, tada je aktivna površina emitera trake puni zamah presavijena membrana (efikasna površina je 2,5 puta veća od površine projekcije presavijene trake). Stoga je potrebno manje kretanja difuzora da bi se postigao željeni nivo zvučnog pritiska.

Rice. 4. Elektrostatički zvučnik

Elektrostatički zvučnici (slika 4) koriste zračeći element u obliku tankog metaliziranog filma (1) debljine oko 6 ... metalizirane pokretne membrane). Između membrane i elektroda primjenjuje se visoki polarizacijski napon od 8...10 kV. Na fiksne elektrode primjenjuje se naizmjenični zvučni napon, pod čijim djelovanjem membrana vibrira i emituje zvuk. Zvučnici ovog tipa pružaju čistoću i transparentnost zvuka zbog niskog nivoa prolazne distorzije.

Rice. 5. Linija elektrostatičkih zvučnika Final

Rice. 6. Centralni zvučnik elektrostatički zvučnik. Model 200

Na sl. 5 prikazuje konačni raspon elektrostatičkih zvučnika, a sl. 6 - krupni plan centralnog zvučnika.

Rice. 7. Piezo-filmski zvučnik

Piezoceramic (piezofilmski) zvučnici (slika 7) se uglavnom koriste kao visokofrekventna veza u akustičnim sistemima. Kao uzbudljiv element koriste bimorfni element koji se dobija spajanjem dve ploče (1), (3) piezokeramike (titan cirkonat, barijum titanat itd.). Bimorfni element je fiksiran s obje strane, pri donošenju električnog signala u njemu se javljaju deformacije savijanja koje se prenose na membranu (2) koja je povezana s njim. Varijanta ovog tipa zvučnika su piezofilmski radijatori, koriste visokopolimerne filmove, kojima se posebno razvijenom tehnologijom daju piezoelektrična svojstva (kada su polarizirani u jakom magnetskom polju). Ako se takvom filmu da oblik kupole ili cilindra, tada pod djelovanjem naizmjeničnog napona koji se na njega primjenjuje, počinje vibrirati i emitirati zvuk; takvi zvučnici ne zahtijevaju korištenje magnetskog kruga.

Prema načinu emitovanja akustične energije, glave zvučnika se dijele na glave s direktnim zračenjem, u kojima dijafragma emituje zvuk direktno u okruženje, i sirena (slika 8), u kojoj dijafragma emituje zvuk kroz trubu. Ako rog ima predhornu komoru, onda se zove rog uskih usta, a ako se koristi samo rog, onda je to rog širokih usta.

Rice. 8. Zvučnik sirene

Zvučnici sire se široko koriste u izradi ozvučenja ulica, stadiona, trgova, sistema za pojačavanje zvuka u raznim prostorijama, visokokvalitetnih kućnih sistema, sistema upozorenja itd.

Razlozi za rasprostranjenost rog zvučnika su prvenstveno u činjenici da su efikasniji, njihova efikasnost je 10-20% ili više (kod konvencionalnih zvučnika efikasnost je manja od 1...2%); osim toga, upotreba krutih truba omogućava formiranje zadane karakteristike usmjerenosti, što je vrlo važno pri projektovanju sistema za pojačavanje zvuka. Međutim, kada se koriste zvučnici za rog, javljaju se problemi povezani s činjenicom da je za emitovanje niskih frekvencija potrebno značajno povećati veličinu sire, a visoki nivoi zvučnog pritiska u komori pre-horne stvaraju dodatne nelinearne izobličenja.

Dizajn glava zvučnika zavisi od frekvencijskog pojasa u kojem moraju raditi. Po ovom osnovu, govornici se dijele na:

• širokopojasni (OO "punog opsega");
• niskofrekventni (ponovljivi opseg od približno 20-40 ... 500-1000 Hz) ("woofer", "subwoofer");
• srednja frekvencija (opseg 0,3-0,5 ... 5-8 kHz) ("srednji opseg");
• visokofrekventni (1-2..16-30 kHz) (“visokotonac”) itd.

Većina snage audio signala je obično niske frekvencije GG, stoga, moraju percipirati opterećenja do 200 W ili više, uz zadržavanje toplinske i mehaničke čvrstoće. Ovi GG imaju nisku rezonantnu frekvenciju (16...30 Hz) i moraju biti projektovani za veliki hod pokretnog sistema do ±12...15 mm.

Izgled modernog niskofrekventnog GG za visokokvalitetne zvučnike prikazan je na sl. 9.

Glavni zračeći element zvučnika je dijafragma. Dijafragme modernih niskofrekventnih GG-a izrađene su od složenih kompozicija na bazi prirodne celuloze dugih vlakana sa raznim aditivima. Ponekad sastav takvog sastava uključuje do 10-15 komponenti. Sve više se koriste sintetičke filmske kompozicije na bazi poliolefina (polipropilen i polietilen) i kompozitni materijali na bazi kevlar tkanine.

Rice. 9. Woofer

Zvučnici kućnog bioskopa (posebno središnji i prednji kanali, kao i subwoofer) zahtijevaju upotrebu pažljivo zaštićenih niskih frekvencija.

Zvučnici srednjeg opsega (MF GG) se koriste u opsegu frekvencija od 200...800 Hz do 5...8 kHz, gde je osetljivost sluha na sve vrste izobličenja maksimalna, pa su zahtevi za njihov kvalitet najstroži.

Visokotonci (HF GG). (Sl. 10). Zahtjevi za njih poslednjih godina naglo porasla zbog povećanja spektralne gustine snage u visokofrekventnom dijelu spektra u savremenoj elektronskoj muzici, proširenja frekvencije i dinamičkog raspona programa koje reprodukuje oprema za digitalnu reprodukciju zvuka itd.

U modernim zvučnicima, visokofrekventni GG se u pravilu koriste u frekvencijskom rasponu od 2 ... 5 do 30 ... 40 kHz. Izuzetno je teško osigurati ekvivalentnu kvalitetnu reprodukciju zvuka u tako širokom rasponu koristeći jedan GG. Stoga se većina trenutno proizvedenih HF GG-ova koristi u rasponu od 2 ... 5 do 16 ... 18 kHz, a u nekim zvučnicima su ugrađeni dodatni HF GG-ovi male veličine (reproduciraju frekvencije od 8 ... 10 do 30 ... 40 kHz).

Rice. 10. HF GG

Plafonski zvučnici

Stropni zvučnici su obično elektrodinamički konusni zvučnici zatvoreni u plastično ili metalno kućište. Koriste se za bodovanje prostorija i u sistemima upozorenja u hitnim slučajevima zgrada. Zbog velikog kuta otvaranja zvučnog uzorka i širokog raspona reproducibilnih frekvencija, stropni zvučnici su u stanju prilično dobro reproducirati zvuk, osim toga, skladno se uklapaju u gotovo svaki interijer.

Plafonski zvučnici pružaju ravnomjerniju distribuciju zvuka po prostoriji u odnosu na druge zvučnike i ne zahtijevaju ugradnju snažnih pojačala. Njihova upotreba je posebno efikasna za bodovanje velikih prostorija sa visinom plafona do 5 m.

Za jednostavnu ugradnju, kućište stropnog zvučnika opremljeno je posebnim uređajima: graničnicima s oprugom, klizačima ili držačima. Mnogi zvučnici su pričvršćeni na plafonske ploče vijcima. Za razliku od "konvencionalnih" PA sistema, sistemi plafonskih zvučnika su visokog napona, obično 100V linijskog napona, tako da plafonski zvučnici imaju ugrađene transformatore.

Prilikom projektovanja razglasa, proračun potrebnog broja plafonskih zvučnika i njihovo postavljanje (slika 11) zasniva se na potrebnom nivou zvučnog pritiska na nivou ušiju slušalaca (obično se uzima prosečna vrednost od 1,5 m). ). Za sobe s visinom stropa manjom od 5 metara, takav proračun nije težak i provodi se prema približnim formulama. Tabela 1 prikazuje broj stropnih zvučnika za datu visinu stropa i površinu prostorije koja daje najbolji kvalitet zvuka i najravnomjerniju distribuciju zvučnih valova.

Rice. 11. Raspored plafonskih zvučnika

S parametar u tabeli je približna površina koju pokriva jedan stropni zvučnik:

S \u003d (2x (H - 1,5 m)) 2, gdje je H visina stropa.

Tabela 1. Za proračun sistema upozorenja

P	103,5	101	99	97,5	96
P/2	100,5	98	96	94,5	93
H/S	3	3,5	4	4,5	5
25	2	1	1	1	1
35	3	2	1	1	1
50	4	2	1	1	1
80	6	3	2	2	1
100	7	4	3	2	2
150	10	6	4	3	2
200	13	8	5	4	3
300	20	11	7	5	4
400	26	15	10	7	5
500	33	19	12	8	6
600	40	22	14	10	8
700	46	26	17	12	9
800	53	30	19	13	10
900	59	33	22	15	11
1000	66	37	24	17	12

u tabeli:
P je zvučni pritisak na 1,5 m kada plafonski zvučnik radi punom snagom;
P/2 je zvučni pritisak na 1,5 m kada stropni zvučnik radi na pola maksimalne snage;
H - visina plafona;
S je površina sobe.

Plafonski zvučnici se ne preporučuju za visine plafona veće od 5 metara. Međutim, ako se koriste stropni zvučnici, mora se voditi računa o poboljšanju distribucije zvuka i smanjenju odjeka (eho). Ako su stropni zvučnici postavljeni preblizu jedan drugome, zvuk će biti neravnomjerno raspoređen na nivou ušiju slušatelja. Ako povećate udaljenost između susjednih zvučnika, nivo zvučnog pritiska možda neće biti dovoljan za dobru čujnost. Povećanje razine zvuka zvučnika u ovom slučaju podrazumijeva povećanje odjeka, posebno u prostorijama ukrašenim staklom, mramorom itd. Reverberacija se može smanjiti upotrebom materijala koji upija zvuk kao što su tepisi, tapiserije, zavjese itd.

Na sl. Na slikama 12 i 13 prikazani su primjeri Kramer Electronics zvučnika u stropu i u stropu.

Kutija za zvučnike. Glavne vrste zgrada i njihova namjena

Ormar za zvučnike obavlja različite funkcije. U bas području blokira efekat "akustičnog kratkog spoja", koji nastaje zbog dodavanja emitovanog zvuka sa prednje i zadnje površine dijafragme u antifazi, što dovodi do supresije niskofrekventnog zračenja.

Upotreba kućišta omogućava povećanje intenziteta zračenja na niskim frekvencijama, kao i povećanje mehaničkog prigušenja zvučnika, što omogućava „izglađivanje“ rezonancija i smanjenje neujednačenosti amplitudno-frekventne karakteristike. Kabinet ima značajan uticaj ne samo na niskim, već i na srednjim i visokim frekvencijama. Pravilno dizajniran i proizveden ormar ima ogroman utjecaj na kvalitet zvuka.

Prilikom dizajniranja zvučničkog ormarića najčešće se koriste takve opcije dizajna kao beskonačni ekran, zatvoreni ormar, bas refleks kabinet, labirint, dalekovod itd.

Beskonačan ekran javlja se kada su zvučnici ugrađeni u zid prostorije iza koje je dovoljno velika jačina zvuka. Ova konfiguracija zvučnika ima tendenciju da ima efekat „tumbanja“ na niskim frekvencijama jer nema prigušenja.

Zatvoreno tijelo. U modernim zvučnicima koriste se uglavnom zatvorena kućišta kompresijskog tipa. Princip rada kompresijskog dizajna je da koriste zvučnike sa vrlo fleksibilnim ovjesom i velikom masom, tj. niske rezonantne frekvencije. U ovom slučaju, elastičnost zraka u tijelu postaje odlučujući faktor, ona je ta koja počinje davati glavni doprinos sili obnavljanja koja se primjenjuje na dijafragmu.

Šasija sa faznim pretvaračem- kućište u kojem je napravljena rupa koja omogućava korištenje zračenja sa stražnje površine difuzora. Maksimalni efekat se postiže u području rezonantne frekvencije oscilatornog sistema, koji se formira od mase vazduha u rupi ili cevi i mase vazduha u kućištu.

Kućišta sa faznim pretvaračem (slika 14 a) imaju mnogo varijanti. Kućište, pomoću posebne cijevi umetnute u otvor, omogućava vam da smanjite veličinu kućišta i prilagodite fazni pretvarač podešavanjem veličine cijevi (Sl. 14 b).

Ako je u otvor kućišta ugrađen pasivni (tj. bez magnetskog kola) zvučnik čije su oscilacije pobuđene fluktuacijama zapremine vazduha zatvorenog u kućištu, onda se takvo kućište naziva kućište sa pasivnim radijator (sl. 14 c).

Rice. 14. Ormarić zvučnika sa raznim opcijama za fazne pretvarače: a - fazni pretvarač; b - fazni pretvarač sa cijevi; c - pasivni radijator

labirint je varijanta kućišta sa faznim pretvaračem, u koji su ugrađene posebne pregrade. Kada dužina lavirinta dostigne 1/4 talasne dužine na rezonantnoj frekvenciji subwoofera, on se ponaša kao fazni pretvarač. Upotreba lavirinta proširuje mogućnosti za podešavanje na niže frekvencije. Rezonancije na harmonicima glavne rezonantne frekvencije cijevi prigušene su materijalima koji apsorbiraju zvuk na zidovima kućišta (Sl. 15 a).

Rice. 15. Slučaj tipa zvučnika lavirinta (a) i tipa dalekovoda (b)

dalekovod To je neka vrsta lavirinta. Razlikuje se od lavirinta po tome što je cijeli volumen tijela začepljen materijalom koji apsorbira zvuk, a poprečni presjek linije je promjenjiv - više na konusu, manje na rupi (slika 15 b). Slučajevi ovog tipa su veoma teški za postavljanje.

Ako su dva identična GG ugrađena u kućište na jednom faznom pretvaraču, onda se to naziva "niskofrekventni dizajn sa simetričnim opterećenjem". Ovaj dizajn se često koristi u subwooferima.

Zvučnici sa zaglađenim uglovima, aerodinamičnog oblika, sa asimetričnim rasporedom GG zvuče bolje, međutim, teško je i skupo proizvoditi kućišta takvih zvučnika, pa se velika većina zvučnika proizvodi u pravokutnim kućištima. Da bi se smanjili efekti difrakcije na uglovima prednjeg panela, poduzimaju se posebne mjere, uključujući postavljanje materijala koji apsorbiraju zvuk („akustični pokrivač“), optimizaciju omjera dimenzija prednjeg panela i dubine kućišta, odabir asimetričnog rasporeda zvučnike itd.

Želja da se difrakcijski pikovi-padovi u frekventnom odzivu pomjere na područje veće frekvencije i time smanje njihov utjecaj prisiljava na korištenje najužih prednjih panela. Složene vanjske konfiguracije mnogih modernih zvučnika vođene su ne samo estetskim razmatranjima, već i željom da se smanje efekti difrakcije. Kako bi smanjili zračenje zvuka sa zidova zvučnika, obično pokušavaju povećati njihovu krutost i masu.

Kod modernih zvučnika, kućište je prilično složena i skupa struktura (slika 16). Kao kriterijum za efikasnost preduzetih mera za zvučnu izolaciju kabineta, uobičajeno je da se uzme u obzir razlika između nivoa zvučnog pritiska koji emituju zidovi kabineta i nivoa zvučnog pritiska iz sistema zvučnika u celini, ona treba da bude najmanje 20 dB.

Rice. 16. Odjeljak AC

Pored objektivnih mjerenja, pri projektovanju se provodi i slušanje zvučnika u slučajevima različitih dizajna.

Filtrirajuća i korigirajuća kola

Gotovo je nemoguće ili teško osigurati kvalitetnu reprodukciju zvuka pomoću jednosmjernih zvučnika, pa se koriste samo u proračunskim rješenjima, na primjer, u jeftinim zvučnicima za računala. Visokokvalitetni zvučnici, uz rijetke izuzetke, su višepojasni. Da bi se na svaki GG primijenili signali vlastitog frekvencijskog podopsega, koriste se električni razdjelni filtri („crossovers“).

Većina zvučnika za kućnu upotrebu koristi tzv. pasivni filteri, koji se nalaze između pojačala i zvučnika (slika 17).

Rice. 17. Pasivni filteri ("pasivni skretnici") u zvučnicima

Pasivni filteri se obično postavljaju unutar zvučnika, povećavajući njihovu težinu i dimenzije. Pasivni filteri u zvučnicima su prvog, drugog, trećeg i četvrtog reda. Nagib filtera prvog reda je 6dB/oktava, drugog 12dB/oktava, trećeg 18dB/oktava i četvrtog 24dB/oktava.

Najjednostavniji filteri su filteri prvog reda, zauzimaju malo prostora i jeftini su, ali nemaju dovoljno širenja propusnog opsega. Pozitivna karakteristika ovih filtera je odsustvo faznog pomaka između visokotonca (HF glave) i drugog zvučnika.

Filteri drugog reda (ili Butterworthovi filteri, po imenu kreatora matematički model ovi filteri) imaju veću osjetljivost, ali daju fazni pomak od 180 stepeni, što znači da membrane visokotonca i drugog zvučnika nisu sinhronizirane. Da biste riješili ovaj problem, morate promijeniti polaritet žica na visokotoncu.

Filtri trećeg reda imaju dobre fazne karakteristike sa bilo kojim polaritetom veze. Na sl. 18 prikazuje frekvencijski odziv filtera trećeg reda, a na sl. 19 - njegov električni krug.

Rice. 18. Frekvencijski odziv filtera trećeg reda

Rice. 19. Električno kolo filtera trećeg reda

Rice. 20. Frekvencijski odziv tropojasni filtera

Kod tropojasnih naizmeničnih struja, frekvencijski odziv filtera izgleda kao što je prikazano na Sl. dvadeset.

Butterworth filteri četvrtog reda imaju veliko smanjenje opsega propusnosti, što dramatično smanjuje smetnje zvučnika u skretnici. Fazni pomak je 360 ​​stepeni, odnosno u praksi ga nema. Međutim, problem je što takvi filteri imaju promjenjiv fazni pomak, što može uzrokovati nestabilan rad zvučnika. Linkwitz i Riley su uspjeli optimizirati šemu filtera četvrtog reda za AS. Njihov filter se sastoji od dva serijski povezana Butterworthova filtera drugog reda za visokofrekventni HG i za niskofrekventni GG. Takav filter nema fazni pomak i omogućava korekciju vremena za zvučnike koji ne emituju zvuk u istoj ravni. Ovi filteri pružaju najbolje akustične performanse.

U "aktivnim" zvučnicima sa ugrađenim višepojasnim pojačalima koriste se aktivni filteri, spojeni prije pojačala i nazivaju se i skretnicama (slika 21).

Rice. 21. Korištenje skretnica

U odnosu na pasivne filtere, aktivni filteri imaju niz prednosti: manje dimenzije, bolju podesivost frekvencije skretnice, veću stabilnost karakteristika itd. Međutim, pasivni filteri pružaju veći dinamički raspon, manje šuma i nelinearnih izobličenja. Njihovi nedostaci uključuju temperaturnu nestabilnost, što dovodi do promjene oblika frekvencijskog odziva s povećanjem razine ulaznog signala (tzv. "kompresija snage"), kao i potrebu za pažljivim odabirom visoko- preciznih elemenata (otpornika, kondenzatora, itd.), na širenje parametara čije karakteristike filtera mogu biti vrlo osjetljive. Poslednjih godina veliki broj stranih firmi je počeo da koristi digitalne filtere u akustičnim sistemima, koji omogućavaju filtriranje, korekciju i prilagođavanje stvarnim uslovima slušanja u realnom vremenu.

Pored filtera, moderni akustični sistemi često koriste elektronske uređaje za zaštitu zvučnika od termičkih i mehaničkih preopterećenja. Zaštita i od dugotrajnih i od kratkoročnih (vršnih) preopterećenja provodi se pomoću različitih opcija za krugove praga, čiji pragovi odziva trebaju biti manji od toplinskih konstanti glava zvučnika (T = 10 ... 20 ms) . Osim toga, mnogi kućni sistemi koriste različite opcije za označavanje preopterećenja.

Glavne karakteristike zvučnika

Ima dosta karakteristika AU, neke su od većeg značaja za korisnika, druge su manje važne, domaće i strane karakteristike AU i metode za njihovo merenje ne poklapaju se uvek. Ukratko ćemo pogledati samo glavne karakteristike zvučnika.

Efikasan radnik (efikasno reproducibilan) frekvencijski opseg - opseg unutar kojeg nivo zvučnog pritiska koji razvija AU nije niži od specificiranog, u odnosu na nivo prosječan u određenom frekventnom opsegu. U preporukama IEC 581-7 minimalni zahtjevi ovom parametru su 50 - 12500 Hz sa padom od 8 dB u odnosu na nivo prosječan u frekvencijskom opsegu 100 - 8000 Hz.

Vrijednost ove karakteristike uvelike utječe na prirodni zvuk akustike. Što je radni opseg zvučnika bliži maksimalnom opsegu koji percipiraju ljudski slušni organi (16 - 20.000 Hz), to je bolji i prirodniji zvuk zvučnika. Efektivni radni opseg zavisi od karakteristika glava zvučnika, od akustičkog dizajna zvučnika i od parametara skretnog filtera (crossover).

Na niskim frekvencijama, jačina zvučnika igra odlučujuću ulogu. Što je veći, efikasnije se reproduciraju niske frekvencije, pa su, posebno, sabvuferi uvijek prilično glomazni. Kod reprodukcije visokih frekvencija, problemi obično ne nastaju, jer moderni visokotonci omogućavaju reprodukciju čak i ultrazvuka. Često raspon reproducibilnih frekvencija zvučnika prelazi gornju granicu ljudskog sluha. Vjeruje se da se u ovom slučaju preciznije prenosi tembar složenog fonograma, na primjer, simfonijske muzike. Tipične vrijednosti: 100 - 18 000 Hz za zvučnike na policama i 60 - 20 000 Hz za podne postolje.

Ozbiljni proizvođači zvučnika obično daju grafikon zvučnog pritiska koji razvija zvučnik kao funkciju frekvencije (grafikon amplitudno-frekventne karakteristike (AFC)), pomoću kojeg se može odrediti efektivni radni frekvencijski opseg zvučnika i neujednačenost frekvencijski odziv.

Stepen neujednačenosti frekvencijskog odziva karakteriše se odnosom maksimalne vrijednosti zvučnog pritiska prema minimalnom, ili drugim metodom, odnosom maksimalne (minimalne) vrijednosti prema prosjeku, u datom opsegu frekvencija, izražen u decibelima . Preporuka IEC 581-7, koja definiše minimalne zahteve za Hi-Fi opremu, navodi da ravnomernost frekvencijskog odziva ne bi trebalo da prelazi ± 4 dB u opsegu od 100 - 8000 Hz.

Usmjerenost omogućava vam da procenite prostornu distribuciju zvučnih vibracija koje emituje akustični sistem i optimalno pozicionirate akustične sisteme u različitim prostorijama. Ovaj parametar vam omogućava da procijenite dijagram usmjerenja zvučnika, koji je ovisnost razine zvučnog pritiska o kutu rotacije zvučnika u odnosu na njegovu radnu os u polarnim koordinatama, mjereno na jednoj ili više fiksnih frekvencija. Ponekad se smanjenje amplitudno-frekventnog odziva kada se zvučnik zakrene za neki fiksni ugao prikazuje na glavnom grafikonu, u obliku dodatnih grana frekvencijskog odziva.

Karakteristična osjetljivost - ovo je omjer prosječnog zvučnog pritiska koji razvija AU u datom frekvencijskom rasponu (obično 100 - 8000 Hz) na radnoj osi, smanjen na udaljenost od 1 m i ulaz električna energija 1 W. Većina Hi-Fi zvučnika ima nivo unutrašnje osetljivosti od 86-90 dB (dB/m/W se često koristi u tehničkoj literaturi umesto dB). Postoje visokokvalitetni širokopojasni zvučnici sa osjetljivošću od 93 - 95 dB / m / W ili više.

Intrinzična osjetljivost određuje koliko dinamičkog raspona zvučnik može pružiti. Širok dinamički raspon vam omogućava da sa velikom pouzdanošću reprodukujete složena muzička dela, posebno jazz, simfonijsku, kamernu muziku.

THD karakterizira pojavu u procesu konverzije spektralnih komponenti koje su bile odsutne u izvornom signalu, narušavajući njegovu strukturu, odnosno, u konačnici, vjernost reprodukcije. Ovo je vrlo važan parametar, budući da je doprinos zvučnika ukupnom koeficijentu nelinearne distorzije cijele audio putanje, po pravilu, maksimalan. Na primjer, koeficijent nelinearne distorzije modernog pojačala je stoti dio procenta, dok je tipična vrijednost ovog parametra za zvučnike nekoliko posto. Kako se snaga signala povećava, faktor nelinearne distorzije raste.

Električna (akustična) snaga – određuje nivo zvučnog pritiska i dinamički opseg (uzimajući u obzir karakterističnu osetljivost) koje zvučnici potencijalno mogu pružiti u određenoj prostoriji.

Koristi se nekoliko tipova kapaciteta definisanih različitim standardima:

Karakteristična snaga , na kojem zvučnik daje zadati nivo prosječnog zvučnog pritiska. IEC preporuke postavljaju ovaj nivo na 94 dB na udaljenosti od 1 metar.

Maksimum (ograničavajuća) buka ili snaga sa natpisne pločice pri kojoj zvučnik može raditi dugo vremena bez mehaničkih i termičkih oštećenja kada se testira sa posebnim signalom šuma koji je po spektru blizak pravim muzičkim programima (ružičasti šum). Po tehnici mjerenja poklapa se sa snagom na natpisnoj pločici, određenom u domaćim standardima.

Maksimalni (granični) sinusoidalni snaga - snaga kontinuiranog sinusoidnog signala u datom frekvencijskom opsegu, pri kojoj zvučnik može raditi dugo vremena bez mehaničkih i termičkih oštećenja.

Maksimalno (ograničavajuće) dugoročno snagu koju akustika može izdržati bez mehaničkih i termičkih oštećenja u trajanju od jedne minute, uz isti testni signal kao za snagu na pločici s natpisom. Testovi se ponavljaju 10 puta sa intervalom od 1 minute.

Maksimalno (ograničavajuće) kratkoročno snaga koju AU može izdržati kada se testira sa signalom šuma sa istom distribucijom kao za snagu na pločici s natpisom, u trajanju od 1 sekunde. Testovi se ponavljaju 60 puta sa intervalom od 1 minute.

Vrhunska (maksimalna) muzička snaga - omiljeni parametar za karakterizaciju govornika nepoznatog porijekla. Tehnika mjerenja, definisana njemačkim standardom DIN 45500, je sljedeća: na zvučnike se primjenjuje signal frekvencije ispod 250 Hz i trajanja kraćeg od 2 sekunde. Smatra se da je akustika prošla test ako nema primjetnih izobličenja. Jasno je da „pod distorzijama koje se primjećuju na uhu“ možete razumjeti sve. Kao rezultat toga, naljepnice poput „P.M.P.O. … (ili Muzička snaga…)…100!, …200! pa čak… …1000 Wt!”. Jasno je da o barem nekom kvalitetnom zvuku koji stvaraju ovakvi zvučnici ne treba govoriti.

Prilikom odabira zvučnika za ULF, poželjno je da stvarna maksimalna snaga zvučnika premašuje snagu pojačala za približno 30 posto ili više. U tom slučaju ćete biti osigurani od kvara akustike zbog snabdijevanja signalom neprihvatljivo visokog nivoa. Naravno, dobri zvučnici imaju sklopove za zaštitu od preopterećenja, ali bolje je ne riskirati.

Koja je snaga pojačala dovoljna za kvalitetnu reprodukciju zvuka? To je u velikoj mjeri određeno parametrima prostorije, karakteristikama akustičkih sistema, potrebama samog slušaoca. Prilikom odabira pojačala za ozvučenje male dnevne sobe, možemo pretpostaviti da bi snaga pojačala trebala biti najmanje 20 vata.

Najčešće vrijednosti električni (ulazni) otpor (impedansa): 4, 8 ili 16 oma. Ovaj parametar je važan pri odabiru pojačala s kojim će zvučnici raditi. Trebali biste koristiti zvučnike s impedancijom koja odgovara onoj navedenoj u pasošu pojačala. Ovakvo rješenje će omogućiti idealan spoj između karakteristika akustike i pojačala, odnosno najbolji kvalitet zvuka.

Merenje karakteristika zvučnika u uslovima koji se razlikuju od uslova specijalno opremljenih akustičkih laboratorija proizvođača je izuzetno složeno, skupo i, što je najvažnije, daje vrlo približne rezultate. Kvalitetni analizatori zvuka i mjerni mikrofoni sa pretpojačivačima koji ispunjavaju sve međunarodne zahtjeve mjerenja su izuzetno skupi i ne može svaka ruska kompanija priuštiti njihovu kupovinu. Istina, moderne tehnike mjerenja u većini slučajeva će omogućiti da se bez akustički prigušene komore.

Audio kablovi

Audio kablovi su, na prvi pogled, najmanje bitna komponenta audio podsistema instalacije ili kućnog bioskopa, pa se često kupuju, što se naziva "u promeni". I prave veliku grešku.

Jasno je da bilo koji kabel utiče na signal koji prolazi kroz njega. Pitanje je kako tačno kabl utiče na signal i koliki je taj uticaj.

Izbor audio kablova je određen parametrima kvaliteta audio signala s jedne strane i konstruktivnim i finansijskim razmatranjima s druge strane. Zaista, neke instalacije zahtijevaju polaganje stotina metara audio kablova. Možete izračunati koliko će koštati, na primjer, srebrni mikrofonski kablovi ukupne težine 100 kg ...

Provodnici u bilo kojem električnom kablu ili žici su metali. Audio kablovi koriste uglavnom bakar i srebro. Hitachi je 1984. godine izbacio SAX-102 interkonektivni kabl, koji je odmah privukao pažnju profesionalaca. Napravljen je od takozvanog bakra bez kiseonika OFC (Oxygen Free Copper). Sada gotovo sve specijalizirane "kabelske" firme koriste takav bakar. Zašto je bakar bez kiseonika dobar? Metalni provodnik se može posmatrati kao serijski spoj metalnih granula. Unutar svake granule kristalna struktura zadržava svoju idealnost, ali sučelje između granula narušavaju kristalnu rešetku. U pravilu, uzroci pojave sučelja su filmovi oksida, kisikovih spojeva s metalima. Zbog činjenice da je OFC izliven i rastegnut na određeni način, dužina idealnih peleta se povećava. Tipičan bakar visoke čistoće sadrži oko 5.000 zrna po metru kabla. Poboljšanje OFC tehnologije dovelo je do pojave kvalitetnijeg OFHC (visoka provodljivost bez kiseonika) bakra visoke provodljivosti bez kiseonika, čiji je broj zrna po metru bio 1000. Postoje i druge varijante tehnologije bakrene žice bez kiseonika.

Slične tehnologije se primjenjuju na srebrne provodnike. Rezultat je visoko rafinirano, dugozrnato srebro kao što je AudioQuestov FPS (Funkcionalno superiorno srebro) ili PSS (Perfect Surface Silver). Ovo su veoma skupe žice. Srebro se često koristi kao obloga na bakrenoj žici, a površina je polirana do zrcalne završne obrade kako bi se eliminisao potencijalni efekat nehomogenosti na prenos signala.

Kao izolatori za audio žice i kablove u kućanskim aparatima koriste se uglavnom polietilen, polivinil hlorid i fluoroplast (poznat kao teflon). Za spoljne obloge kablova koriste se veštačke gume, silikonske gume, polipropilen i dr. Najčešće se koristi polietilen, fluoroplast ima najbolje dielektrične karakteristike, ali je relativno skup, što otežava njegovu upotrebu. Ponekad se kao izolator koristi pjenasti polietilen ili fluoroplast.

Budući da audio kablovi povezuju pojačalo sa zvučnicima i rade s prilično velikim strujama, dizajneri prije svega obraćaju pažnju na aktivni otpor provodnik: što je manji, to bolje. Prvo, zato što je omski otpor kabla povezan serijski sa ULF izlaznim otporom i ulaznim otporom naizmenične struje, a spojna žica relativno visokog otpora može drastično da degradira kvalitet ULF i AC, i, drugo, prema Joule-Lenzov zakon, toplinsko zagrijavanje žice je proporcionalno drugom stepenu struje koja teče kroz nju. Smanjenje omskog otpora provodnih vodova postiže se povećanjem njihovog poprečnog presjeka. Zbog toga su audio kablovi prilično debeli. Akustične žice su relativno niske frekvencije (radni raspon je 4-5 redova veličine: od jedinica herca do stotina kiloherca). Pa ipak, većina programera je postigla minimalnu vrijednost otpornost(0,001–0,05 Ohm/m), pokušajte da smanjite induktivnost žice (tipična vrijednost specifične induktivnosti je 0,2–0,5 μH/m). Gotovo sve žice, s izuzetkom ravnih traka, izrađene su u obliku snopova sastavljenih od zasebnih tankih žica. Najjednostavniji su par izolovanih provodnika („rezanci“); ovaj dizajn je najčešći zbog najniže cijene. Uvrnute vene stalno mijenjaju svoj položaj: neke idu prema unutra s površine, druge, naprotiv, idu od središta prema površini. Budući da se distribucija gustine struje po poprečnom presjeku vodiča ne mijenja kako bi ostala blizu površine kabela, struja prolazi kroz međusklop od jednog žiča do drugog. Dešava se da kontakt između pojedinačnih niti nije uvijek dobar (na površini svake žice postoji sloj oksida koji slabo provodi struju), a brojni prijelazi kroz otporne barijere teoretski mogu utjecati na odašiljani signal. Presiječete li staru mrežnu žicu u gumenoj izolaciji, tamni film oksida privlači pažnju. Takva žica nije lemljena bez skidanja, ohmmetar pokazuje prilično veliki otpor ...

Da bi se smanjio utjecaj skin efekta, svaka tanka jezgra ponekad ima vlastitu izolaciju, međutim, takvi kabeli nisu tehnološki napredni, jer je teško automatizirati proces rezanja žila takvog kabela.

Kablovi za zvučnike se odlikuju velikom raznolikošću dizajna koji se razlikuju ne samo po unutrašnjoj strukturi, već i po vanjskim karakteristikama: okrugli u poprečnom presjeku, ravni, poput tankih traka, jednostruki, dvostruki, četverostruki itd. Uprkos visoka cijena, ravne žice su vrlo popularne u instalacijama kućnog kina jer se lako skrivaju ispod tapeta, tepiha itd. Traže se dvostruke žice u paru koje su pogodne za povezivanje akustike prema Bi-Wiring i Bi-Amping shemama.

Različiti zvučnici su zvučnici kućnog bioskopa, koji imaju specifične zahtjeve. O njima će biti reči u posebnoj brošuri.