|
2.3. Акустика студий и помещений
Собственные частоты помещений определяют по формуле
2
2
2
2
2
r
r
C
κ
m
n
f
l
b
h
ω
⎛ ⎞
⎛ ⎞
⎛ ⎞
=
=
+
+
⎜ ⎟
⎜ ⎟
⎜ ⎟
π
⎝ ⎠
⎝ ⎠
⎝ ⎠
,
где С – скорость звука в воздухе; k, m, n – целые числа от нуля до бес-
конечности; l, b, h – длина, ширина и высота помещения.
Спектр собственных частот помещения с ростом частоты уплот-
няется, как показано на рис. 20.
Рис. 20. Частотный спектр помещения
36
При выключении источника звука процесс затухания колебаний
происходит на всех собственных частотах помещения и на каждой из
них имеет вид
exp[(
) ]
m
rm
r
r
p
p
j
t
=
−α + ω
,
где
r
α
– показатель затухания, определяемый из условия отражения
волн на границах помещения для r-й собственной частоты;
rm
p
– начальная амплитуда колебаний.
Процесс затухания колебаний в помещении называют ревербе-
рацией. Причина длительной реверберации в многократных отраже-
ниях звуковых волн от стен и от других предметов. Время ревербера-
ции определяют по формуле Эйринга
ср
0161
ln(1
)
V
T
S
=
−
− α
,
где
ср
α – средний коэффициент поглощения, определяемый как
ср
1
1
i
E
i
E
Δ
α =
∑
;
V – объем помещения;
S – площадь помещения;
E
E
Δ
– относительная убыль энергии при каждом i-м отражении
звуковой волны.
При небольших коэффициентах поглощения
ср
(
0, 2)
α <
форму-
ла Эйринга упрощается в формулу Сэбина
ср
0,161 V
T
S
=
α
.
На высоких частотах ( f > 2 кГц) учитывается и то, что волна по-
глощается не только при отражениях, но и при распространении в
воздухе. В этом случае формула Эйринга принимает вид
ср
0,161
ln(1
) 4
V
T
S
V
=
−
− α
+ μ
,
где
μ
- показатель затухания, равный обратной величине пути, на ко-
тором плотность энергии уменьшается в е раз.
37
Зависимость μ от частоты приведена на рис. 21.
Рис. 21. Затухание звуковых волн в помещении
Радиусом гулкости
гул
r
называют расстояние от источника зву-
ка, для которого акустическое отношение равно единице, то есть
уровни прямого и отраженного звуков равны. Для одиночного источ-
ника звука
2
ср
г
гул
ср
( )
50,3(1
)
S
К
r
α
Ω
θ
=
− α
.
Время запаздывания первых отражений определяет качество
звучания и в малых (камерных) залах не превышает 20 мс.
Классификация студий: внеклассные (телецентры Москвы и
С.Петербурга), первого класса с объемом вещания до 13 ч в сутки, в
том числе собственного до 7 ч в сутки, второго класса с вещанием до
3 ч в сутки, с собственным до 2 ч, третьего класса с вещанием 2 ч, с
собственным 1 ч в сутки. Типы радиовещательных студий представ-
лены в табл. 5.
Оценка акустики зала – сложная инженерная задача. При субъ-
ективной оценке оперируют такими понятиями, как полнота звука (в
студии звук продолжает существовать примерно 2 с после умолкания
инструмента), отчетливость звучания, камерность (близость), теплота
звука (полнота басового тона). Чем больше реверберирующий звук,
38
тем выше полнота тона (звучность). Отчетливость звучания определя-
ется и акустикой помещения и музыкальными факторами.
Таблица 5
Студия
Пло-
щадь,
м
2
Вы-
сота, м
Оптимальное
время ревер-
берации, с
Количество
исполнителей
или зрителей, чел
Открытая 1000
14
2-2,2
250-500
Большая музыкальная
для симфонической му-
зыки
1000 13
2
250-500
Средняя музыкальная
для симфонической му-
зыки 350-450
8,5-10
1,5-1,7
40-65
Для эстрадной музыки 350-450
8,5-10
0,9-1,1
35-60
Малая музыкальная 250-300
8-8,3 0,9-1,1
30-35
Камерная 150
6
1
10-15
Речевая 25-30
3,2-3,5
0,4
2-4
Комната-эхо 50
4
3 –
Комната про-
слушивания 35-40
3,5
0,3 –
Зависимость оптимальной реверберации от объема студии пока-
зана на рис. 22.
Рис. 22. Оптимальное время реверберации для студий
различного объема: а – для речевых программ; б – для малых
музыкальных форм; в – для концертов
Для снижения времени реверберации студии отделывают звуко-
поглощающими (обычно пористыми) материалами и устанавливают
39
звукопоглощающую (мягкую) мебель. Коэффициенты поглощения
для различных материалов приведены в табл. 6.
Таблица 6
α
в зависимости от частоты, Гц
Материал
250 1000 6000
Слушатели 0,4
0,5
0,45
Стул мягкий
0,09 0,13 0,15
Паркет
0,15 0,1 0,07
Линолеум
0,02 0,03 0,04
Стена оштукатуренная
0,02 0,03 0,04
Стена бетонная
0,01 0,02 0,02
Окно
0,25 0,12 0,03
Дверь 0,1
0,08
0,11
При расчете акустики студий решают следующие задачи:
- определяют объем студии V и общую площадь S внутренних
поверхностей (пол + потолок + стены);
- для найденного объема определяют оптимальное время ревер-
берации T
опт
с учетом типовых программ, выполняемых в этой студии;
- рассчитывают фонд поглощения для найденного времени ре-
верберации
опт
0,161
ср
1
V
ST
A S
S
e
−
⎛
⎞
⎜
⎟
= α =
−
⎜
⎟
⎝
⎠
;
- подсчитывают, пользуясь табл. 6, фонд поглощения нашей
студии, умножая площадь на коэффициенты поглощения соответст-
вующих поверхностей или количество слушателей и кресел на их ко-
эффициенты поглощения, и суммируют все результаты;
- изменяют конструкции и материалы в студии, добиваясь сов-
падения расчетного и требуемого фонов поглощения.
Время реверберации в студии можно регулировать с помощью
экранов и щитов, путем нарушения параллельности стен друг с дру-
гом, а также пола и потолка. Можно использовать ревербераторы раз-
личных типов: магнитофонные, листовые, цифровые с задержкой
сигналов во времени. Самые современные ревербераторы – цифро-
вые. Принцип их действия заключается в преобразовании сигналов в
цифровую форму, задержку во времени и обратном преобразовании
уже задержанных сигналов из цифровой формы в аналоговую.
40
Do'stlaringiz bilan baham: | 
