9.7. РАСПРЕДЕЛЕННЫЕ СИСТЕМЫ

Распределенные системы делятся на линейные и поверхностные. Линейное расположение громкоговорителей называют цепочкой, а поверхностное — решеткой. Для помещений используют распределенные системы в виде настенных (рис. 9.9 а и б) или потолочных цепочек (рис. 9.9 в и г) громкоговорителей, а также в виде потолочных решеток из них (рис. 9.9 д). Кроме того, применяют кресельные системы из громкоговорителей или телефонов. Обычно распределенные системы применяют, когда нет необходимости в локализации первичного источника звука, т. е. когда его нет в этом помещении, или, например, для информационных передач, так как в этом случае локализация источника звука необязательна.

В распределенных системах используют диффузорные громкоговорители или звуковые колонки, так как применение рупорных громкоговорителей в этих системах даже для озвучения открытых пространств нерационально, а для помещений тем более (из-за их большой мощности).

Рассмотрим бесконечную прямолинейную цепочку диффузорных громкоговорителей с шагом ее и

(кликните для просмотра скана)

(кликните для просмотра скана)

высотой подвеса расположенную над озвучиваемой плоскостью (см. рис. 9.9а). Будем считать, что громкоговоритель не имеет направленности (это верно только для частот ниже 1000 Гц). Оказывается, что уже на расстояниях от цепочки фронт волны становится практически цилиндрическим, т. е. интенсивность звука убывает обратно пропорционально расстоянию от цепочки.

Определим эту зависимость. Хотя каждый из громкоговорителей бесконечной цепочки излучает во все стороны, правомерно считать, что излучение каждого из них распространяется только в зоне, ограниченной плоскостями, перпендикулярными оси цепочки и находящимися по обе стороны каждого источника звука на расстоянии Излучаемая ненаправленным громкоговорителем мощность [см. (1.15) и (1.15а)], равная где интенсивность звука на расстоянии 1 и от рабочего центра громкоговорителя, проходит через; боковую поверхность цилиндра высотой и радиусом Поэтому создаваемая цепочкой на расстоянии от нее интенсивность звука

Так как

Неравномерность озвучения в пределах озвучиваемой плоскости по ее ширине определится из соотношения между высотой подвеса цепочки и расстоянием от цепочки до удаленной точки При этом следует учитывать отражение от противоположной боковой стены. Если коэффициент отражения не менее 0,75 и расстояние от противоположной стены до цепочки не более то можно считать, что в помещении есть две цепочки, почти одинаковые по мощности. Кроме того, уровень интенсивности повышается, если стена, около которой находится цепочка, имеет небольшое поглощение. Цепочки, расположенные по всей длине боковой стены, могут вполне считаться бесконечными, так как излучения от них, отражаясь в задней стене, будут создавать как бы ее продолжение.

Для двух цепочек, расположенных параллельно друг другу на расстоянии (см. рис. 9.96), суммарное звуковое поле получается простым суммированием интенсивности от каждой цепочки с учетом того, что для второй из них координата вместо х должна быть

В этом случае максимальный уровень на озвучиваемой плоскости (в зависимости от высоты подвеса)

может быть под цепочками или смещен к средней линии между ними. Для получения неравномерности меньше высота подвеса выбирается не менее а шаг цепочки не более

При использовании двух цепочек, расположенных на противоположных стенах, уровень прямого звука из-за отражений повышается почти на

Для цепочки из звуковых колонок звуковое давление определяется аналогично случаю ненаправленных громкоговорителей, но с введением поправки на эксцентриситеты характеристики направленности в продольной и поперечной плоскостях

здесь координаты точки на озвучиваемой поверхности для системы координат, привязанной к характеристике направленности звуковой колонки. Для перехода к ним от системы координат пользуемся ф-лами (9.1), при этом координата у не принимается во внимание, так как волна рассматривается цилиндрической формы. Для получения неравномерности менее высоту подвеса колонок берут примерно а шаг цепочки —

Для двух цепочек из звуковых колонок звуковое давление определяется методом координат, т. е. суммированием интенсивностей, получаемых от каждой из цепочек, аналогично случаю ненаправленных громкоговорителей.

Потолочные решетки создают плоскую волну, поэтому звуковое давление, создаваемое ими на озвучиваемой поверхности, определяют как для независимого излучения каждого громкоговорителя только в свою зону, ограниченную размерами (см. рис. 9.9 д), т. е. где звуковое давление, создаваемое громкоговорителем на расстоянии от него; озвучиваемая поверхность площадки, обслуживаемая одним громкоговорителем число громкоговорителей; площадь озвучиваемой поверхности.

Одну настенную цепочку диффузорных громкоговорителей применяют, если ширина помещения не превосходит При ширине помещения от 6 до применяют две таких цепочки. Одну настенную

цепочку из звуковых колонок применяют в помещениях с шириной При ширине две таких цепочки. При низком потолке предпочтение оказывают йотолочным цепочкам (см. рис. 9.9 в и г), при очень большой ширине потолка применяют потолочную решетку или кресельную систему. Одна потолочная решетка равноценна двум настенным, подвешенным под потолком.

При выборе распределенной системы громкоговорителей для помещения исходят из возможно меньшего акустического отношения с возможно меньшей неравномерностью озвучения, а также с точки зрения архитектуры. Так, например, в широких помещениях (шириной от 20 до 30 м) для получения небольшого акустического отношения целесообразно применять звуковые колонки, расположенные вдоль сцены.

Из предыдущего анализа следует, что распределенные системы применительно к открытому пространству дают наилучшую локализацию звукового поля, но у них совершенно отсутствует локализация первичного источника звука, так как звук к слушателю приходит с разных направлений.