Пред.
След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO
8.3. СОСРЕДОТОЧЕННЫЕ СИСТЕМЫ ОЗВУЧЕНИЯДля создания сосредоточенных систем озвучения используют в основном рупорные громкоговорители и звуковые колонки, гораздо реже — радиальные громкоговорители и очень редко (только для небольших объектов) - диффузорные громкоговорители. РУПОРНЫЕ ГРОМКОГОВОРИТЕЛИЕсли длина озвучиваемой поверхности невелика
Рис. 8.3. Зависимость допустимой разности уровней прямого и отраженного звуков (для речевой передачи) от разности их хода при условии несцижения разборчивости речи Если установить три или четыре рупорных громкоговорителя один над другим, то можно еще более увеличить направленность и дальность действия системы 1. Для озвучения широкой площади громкоговорители располагают или в одной точке веером, или по ширине площади на неболыцих расстояниях друг от друга. Заметим, что это только ориентировочные рекомендации, точные данные можно получить в результате расчета системы. Как указывалось, характеристика направленности рупорного громкоговорителя представляется в форме эллипсоида, вершина которого находится в рабочем центре излучателя, т. е. в центре выходного отверстия рупора (рис. 8.4). Ось рупора обычно направляют в удаленную точку озвучиваемой поверхности. Если озвучиваемая поверхность плоская и горизонтальная, то угол наклона оси рупора по отношению к горизонтали определится из равенства При таком расположении громкоговорителя диаграмма направленности в вертикальной плоскости будет пересекать озвучиваемую плоскость в точках
а линия пересечения эллипсоида с озвучиваемой поверхностью имеет вид эллипса с осями Звуковое давление на всем периметре эллипса ограничивающего зону озвучения, будет одинаковым и равным звуковому давлению в удаленной тбчке, т. е. в этих точках везде будет уровень
где Пример. Определим уровень поля в удаленной точке озвучиваемой поверхности на расстоянии Внутри эллипса уровень будет выше, чем по его периметру. Максимальный уровень
Заметим, что эта точка не лежит на середине между
определяемой эксцентриситетом в вертикальной плоскости и углом наклона оси громкоговорителя. Вне эллипса озвучения, в том числе и на участках, лежащих между этим эллипсом и проекцией точки подвеса на горизонтальную плоскость, уровень ниже, чем в удаленной точке, т. е. эта зона необслуживаемая. При необходимости ее озвучения применяют дополнительные громкоговорители ближнего действия. Чем ниже подвешен громкоговоритель (точнее, чем меньше угол подвеса), тем больше неравномерность озвучения, но меньше необслуживаемая зона вблизи громкоговорителя Пример. Для рассмотренного выше расположения громкоговорителя
Следовательно, неравномерность озвучения
Точка с максимальным уровнем
Ближняя к громкоговорителю точка с минимальным уровней
Расстояние
В любой точке проекции оси громкоговорителя на озвучиваемую Плоскость уровень
где общим для всех точек, лежащих на проекции громкоговорителя на ось х, причем в точках, лежащих внутри эллипса озвучивания, это уровень больше
Пример. Определим снижение уровня для точки под громкоговорителем. (Возьмем данные из предыдущего примера:
а для точки, лежащей на расстоянии
Если обозначить через
а малая ось, как и для основного эллипса озвучения:
Пример. Для точки
малая ось
Необходимую высоту подвеса громкоговорителя над озвучиваемой плоскостью при заданной координате удаленной точки и неравномерности найдем из формулы
Пример. Для
Если взять громкоговоритель с эксцентриситетом в вертикальной плоскости
Если уменьшить высоту подвеса громкоговорителя с Пример. Возьмем два одинаковых громкоговорителя из предыдущего примера и поставим их один над другим. Так как они имеют общее номинальное звуковое давление вдвое больше, чем один, то дальность действия можно увеличить вдвое, т. е.
Рис. 8.6. Расположение рупорных громкоговорителей при озвучении сложной поверхности (стадион) эксцентриситет для одиночного громкоговорителя. Поэтому для нашего случая
Но так как дальность увеличена вдвое, то площадь озвучения увеличилась вчетверо при такой же неравномерности озвучения и примерно той же высоте подвеса. Необслуживаемая зона в этом случае увеличится
Если поверхность озвучения имеет криволинейную образующую, например в случае озвучения больших стадионов (рис. 8.6), то в таком случае ось громкоговорителя также направляют в удаленную точку на границе зоны озвучения, а неравномерность озвучения определяют методом координат. Для этого центр координат располагают в рабочем центре излучателя (в центре выходного отверстия рупора), ось и совмещают с рабочей осью излучателя, ось
Рис. 8.7. Преобразование системы координат для расчета звуковых полей В точке с координатами
где В тех случаях, когда есть характеристика направленности громкоговорителя и видно, что она отклоняется от идеализированной (эллипсоидальной), пользуются следующей формулой:
где
Пример. Заданы координаты точки
что соответствует уровню Если рассчитать для этого громкоговорителя (для Для удобства расчетов обычно задают координаты озвучиваемой поверхности в прямоугольной системе
где Пример. Заданы форма и размеры озвучиваемой поверхности (см. рис. 8.6). Координату: высота подвеса громкоговорителя
и для звукового давления
сводим в табл. 8.3. По звуковому давлению находим уровни поля (в децибелах). Таблица 8.3. (см. скан) Данные расчета звукового поля в продольной плоскости В продольном направлении по оси громкоговорителя неравномерность получилась равной Если задаться координатой у, то можно вычислить уровни и в точках сбоку от оси громкоговорителя. Уровни получатся меньше, чем по оси, но если стадион широкий, то его озвучивают несколькими громкоговорителями. Для каждого из них следует подсчитать уровни и просуммировать квадраты давлений. Пример. Пусть второй громкоговоритель находится на расстоянии
Суммарное давление Если громкоговорителей несколько, то неравномерность озвучения можно определить только определением уровней в ряде точек, в которых наиболее возможны максимальные и минимальные уровни. Озвучение рупорными громкоговорителями из-за их низких качественных показателей применяют только для передачи речевой информации. Их используют и для передачи музыкальных программ во время демонстраций, митингов и т.п., когда уровень акустических шумов большой и другие искажения незаметны. Рупорные громкоговорители имеют высокое номинальное звуковое давление, поэтому ими можно озвучивать большое пространство с одной точки. (Рупорный громкоговоритель Пример. Определим уровень, создаваемый громкоговорителем Давление 0,96 соответствует Рупорные громкоговорители имеют хорошую осевую концентрацию излучения, и поэтому их излучение в тыльную полусферу невелико, что дает возможность хорошей локализации поля в этой полусфере (можно располагать громкоговорители близко к жилым помещениям без опасности превышения санитарных норм). Одним из недостатков систем озвучения рупорными громкоговорителями является подчеркивание ими низких частот (бубнение) в зоне под громкоговорителями, что обусловлено резким уменьшением направленности на частотах ниже 300 Гц. ЗВУКОВЫЕ КОЛОНКИАкустическую (рабочую) ось звуковой колонки направляют в удаленную точку озвучиваемой поверхности с наклоном а, где — расстояние проекции точки подвеса колонки на горизонтальную плоскость от удаленной точки;
Эти эксцентриситеты для ряда колонок даны в табл. 8.2. Звуковую колонку можно расположить так, что уровень под колонкой будет меньше, чем в удаленной точке.(см. рис. 8.8, а), равный ему (см. рис. 8.8, б) и больше его (см. рис. 8.8, в). При этом во всех точках, находящихся внутри эллипса озвучения, уровень будет выше, чем в точках, лежащих на самом эллипсе. Первый вариант применяют, когда под излучателем находится первичный источник звука (см. звукоусиление), второй наиболее часто используют в системах озвучения; третий — если нет возможности применения второго варианта (например, когда ограничена или задана высота подвеса громкоговорителя). Для второго варианта Высота подвеса колонки над озвучиваемой плоскостью в этом случае
Если Если колонка имеет большую направленность, то соответственно второму варианту ее следует подвешивать ниже (рис. 8.9, а). При этом неравномерность озвучения почти не изменяется (стремится к 3 дБ). Применение сдвоенных колонок (поставленных одна над другой) позволяет увеличить направленность (диаграмма направленности в вертикальной плоскости сжимается вдвое) и одновременно повысить звуковое давление на оси вдвое. Появляется возможность увеличить длину озвучиваемой зоны почти при той же неравномерности озвучения. При этом ширина озвучиваемой зоны также расширяется почти вдвое (см. рис. 8.9, б), а площадь озвучиваемой зоны — почти вчетверо. В любой точке проекции оси звуковой колонки на озвучиваемую плоскость уровень
Здесь
Рис. 8.8. Расположение звуковых колонок при озвучении плоской поверхности: а - при высоком подвесе; б - при оптимальной высоте подвеса для озвучения; в — при низком подвесе (Э - эллипс озвучения)
Рис. 8.9. Влияние остроты направленности колонки на неравномерность озвучения (а) и сравнение озвучиваемой поверхности при использовании одной колонки (кривая 1) и сдвоенной (кривая 2), работающих на полную мощность (б) озвучения. Заметим, что в данном выражении множитель в правой части не 20, как для рупорных громкоговорителей, а 10, так как определяется квадратом звукового давления. Под звуковой колонкой
Пример. Определим снижение уровня для точки под колонкой для следующих данных: высота подвеса колонки над озвучиваемой плоскостью
а если высоту подвеса уменьшить до
Координата точки максимального уровня для одной колонки
Для первой высоты
для второй
Координата точки, в которой уровень равен уровню в точке
Длина большой оси основного эллипса озвучения
ширина эллипса озвучения (малая ось эллипса)
Пример. Для данных предыдущего примера при с
т. е. она находится за точкой подвеса. Длина большой оси эллипса озвучения
длина малой оси
Если определять эллипс озвучения относительно точки с пониженным уровнем (с координатой
а для малой
Для предыдущих данных и
Если форма озвучиваемой поверхности сложная, то расчет уровней на ней и определение неравномерности озвучения могут быть сделаны методом координат. Для этого оси координат совмещают с осями эллипсоида, аппроксимирующего характеристики направленности. При таком условии звуковое давление в точке с координатами
а уровень В тех случаях, когда есть характеристика направленности колонки и видно, что она отклоняется от эллипсоидальной, пользуются следующей формулой:
где
Для удобства, как и в случае рупорных громкоговорителей, точки на озвучиваемой поверхности задают в системе координат
где
Пример. Определить уровни и неравномерность озвучения озвучиваемой поверхности, приведенной на рис. 8.6. Расположим колонку над первым рядом, тогда длина озвучиваемой поверхности о горизонтали будет равна Таблица 8.4. (см. скан) Данные расчетов уровня озвучиваемой поверхности Высоту подвеса звуковой колонки над головами ближайших слушателей определим для второго варианта подвеса
Следовательно, 0, Если колонка развивает звуковое давление на расстоянии
Вычисленные данные для уровня поля при ведены в табл. 8.4. Из этих данных следует, что неравномерность озвучения
Для нескольких звуковых колонок, стоящих не рядом, но все же на расстояниях, значительно меньших расстояний до ближайших слушателей, звуковое давление определяют по методу координат с последующим суммированием по интенсивности, Расстояние между ними определяют, исходя из неравномерности озвучения по координате у. Если неравномерность
Пример. Для предыдущего случая найдем расстояние между колонками для неравномерности
Следовательно, колонки можно расположить на расстоянии Вышеприведенные формулы дают возможность определения уровня во фронтальной полусфере излучения. Излучение в тыльную полусферу и звуковых колонок составляет около ОЗВУЧЕНИЕ УДАЛЕННЫХ И ДАЛЬНИХ ЗОНРазличают дальние и удаленные зойы озвучения. Под удаленными обычно подразумевают такие, для которых еще непосредственно действует прямой звук. Это зоны, удаленные от источника звука примерно на расстояния При озвучении удаленных зон возможны два варианта озвучения: достаточно широкая зона его Для увеличения дальности действия системы звукофикации необходимо увеличение направленности в вертикальной плоскости. Но слишком большую направленность брать нельзя, так как может оказаться искривление звукового луча из-за атмосферных явлений и образование мертвой зоны. Если заданы глубина озвучиваемой зоны
где Чтобы с гарантией озвучить заданную удаленную зону, большую ось эллипса озвучения берут в Когда направленности одного громкоговорителя в вертикальной плоскости недостаточно, то для увеличения ее, как указывалось, ставят громкоговорители друг на друга. Если поставить
В пределах эллипса озвучения неравномерность озвучения очень мала (менее Ширина озвучиваемой зоны определяется эксцентриситетом направленности громкоговорителей и большой осью эллипса озвучения
Если эксцентриситет эллипса направленности громкоговорителя в горизонтальной плоскости взять равным значению для типовых рупорных громкоговорителей озвучения на флангах зоны по сравнению с краями эллипса озвучения. Неравномерность на флангах зоны определяют для угла
Если неравномерность получится меньше Далее расчет идет так, как и для обычных сосредоточенных систем озвучения, с той лишь разницей, что необходимо учитывать затухание звука на большие расстояния. Эту поправку рассчитывают для средних частот ( При озвучении удаленных зон часто используют ограничение уровня речевого сигнала в целях снижения мощности громкоговорителей. При этом разборчивость речи практически не снижается (см. § 10. 7). Для озвучения дальних зон, находящихся на расстояниях свыше
где Расчет дальности действия громкоговорящей системы определяется с учетом затухания звука, кроме уменьшения Для получения большой мощности излучения рупорные громкоговорители снабжены несколькими головками, работающими на один упор. Требуемую направленность громкоговорителя в горизонтальной плоскости определяют, как и для удаленных зон. В остальном расчет ведется, как и для удаленных зон, причем всегда с применением ограничителей уровня (или компрессоров). Все эти устройства используются и для передачи музыки, но, конечно, с теми же, пиковыми уровнями, что и для пиковых уровней речи.
|
1 |
Оглавление
|