Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
акустика / beranek_l_akusticheskie_izmereniia.doc
Скачиваний:
200
Добавлен:
05.05.2023
Размер:
43.36 Mб
Скачать

480

Гл. 14. Испытания громкоговорителей

интервал в 1 гц, и ширины полосы Д/. Следовательно, при гладком спектре равным приращениям частоты соответствуют равные приращения суммарной силы звука. Но, вместе с тем, равные приращения частоты при гладком спектре не соответствуют пропорциональным приращениям громкости, как это следует из кривых фиг. 408. Полосы же частот, приведенные в табл. 34 (в соответствии со средней кривой громкости на фиг. 408), дают равные приращения громкости; они охватывают 96% громкости спектра.

В четвертом столбце табл. 34 даны уровни «белого» шума в каждой из полос по отношению к уровню всего спектра. Так как предполагается,

Частота, гц

Фиг. 409. Корректирующий контур, предназначенный для кор- рекции спектра статистического шума.

что каждая из частотных полос в табл. 34 принимает одинаковое участие

— Я .... ..Я...П.. -ГТЛТТТГГГТТ'Т.Т

тттж/»ТТО ТТПАПЛП1ШСИа ТИ.Ш.ТС

ти мш мили:.Vi ЧЩ/Л«, ПрОПОрЦШ


в создании ГрОМКиотИ,

суммарной громкости, путем измерений силы звука, используя в качестве источника статистический шум, при условии, что шумовой спектр харак- теризуется одинаковой энергией в каждой из полос. Если уровни в поло- сах одинаковы, например 22 дб, то спектральный уровень шума должен быть увеличен (алгебраически) при средней частоте каждой полосы на число дб, указанное в пятом столбце. Для приближенного осуществле- ния этой коррекции Гопкинс и Страйкер предлагают схему, изображен- ную на фиг. 409. Теперь рассмотрим вопрос, каким образом можно использовать шум с таким спектром для определения эффективности по громкости.

Допустим, что громкоговоритель представляет собой точечный


источник, расположенный в свободном поле, и питается от генератора статистического шума со спектром, соответствующим фиг. 409.

Пусть при максимальной потребляемой электрической мощ­ности VVr вт эффективное звуковое давление, измеренное по оси



Л?

полосы

Граничные частоты, гц

Средняя частота, гц

10 lg а /, 00

22-10 lg Л /, об

1

100—210

160

20,42

1,58

2

210—360

280

21,76

0,24

3

360—540

450

22,67

-0,67

4

540—780

660

23,61

-1,61

5

780—1050

900

24,31

-2,31

6

1050—1360

1 200

24,91

-2,91

7

1360—1770

1 570

26,13

-4,13

8

1770—2300

2 000

27,25

-5,25

9

2300—3300

2 750

30,00

-8,00

10

3300—6000

4 400

34,31

12,31

громкоговорителя на расстоянии 10 м, будет рос бар. Сила звука на этом расстоянии будет

/ос = — • 1(Г7 вт/см2. (14.24)

рс

Уровень осевой силы звука Loc в свободном попе равен уровню зву­кового давления по отношению 0,0002 бар и определяется формулой

Loc 20 lg poo-j- 74 дб. (14.25)

Суммарная излучаемая акустическая мощность в ею при ненаправлен­ном излучении шума с обусловленным выше спектром является произве­дением силы звука /ос на поверхность Ss сферы радиусом 10 м. Электро­акустический к. п. д. (отдача) громкоговорителя является отношением полной акустической мощности в вт к потребляемой электрической мощ­ности в вт

J IS

Электроакустическая отдача — в — -0°у-8. . (14.26)

w л

Теперь определим уровень Le этой величины, равный 10 lg е,

I»=101g/oe+101g$f-101giye“201g/>oc-16-*, (14.27)

где & = 10 lg WIt; Wp—максимальная потребляемая электрическая мощ­ность в вт.

Уравнение (14.27) действительно только для точечного источника. Как мы уже видели, суммарная акустическая мощность, излучаемая на­правленным громкоговорителем, при любой заданной частоте будет мень­ше, чем следует из уравнения (14.26), вследствие наличия фактора на­правленности Q {f) 1см. уравнение (14.7)]. Соответственно с этим выраже­ние для уровня Le должно быть исправлено с учетом направленности. Это исправление сводятся к введению индекса направленности по гром­кости, равного 10-кратному логарифму среднего значения (факторов направленности для 10 средних частот полос равной громкости:

К у = 10 lg |<W'>+ <?</«)+ •••+<?

(14.28)

где Q (/)—фактор направленности при частоте /. Гонкинс и Страйкер [14] подсчитали индекс направленности но громкости для целого ряда

31 л. Вераиск

482

Гл. 14. Испытания громкоговорителей

рупоров. Выражение для Lc приобретает вид

Le = 201g Рос— 16 — к — Кх. (14.29)

Фактор эффективности по громкости LR был выбран в качестве величины, характеризующей громкость воспроизведения. Он равен

LR = 100е = 100 • 10L«'10 %. (14.30)

Следует заметить, что этот фактор получен простыми измерениями осевого звукового давления в свободном поле, при использовании ста­тистического шума с акустическим спектром указанной выше формы

Ф и г. 410. а—изменение частоты во времени для линейно- скользящего тона; б—огибающая спектра для случая а; в—огибающая спектра для случая а с применением кор- ректирующего контура.

в качестве электрического источника. Как мы скоро увидим, по величине этого фактора могут быть подсчитаны мощность усилителя и количество громкоговорителей, необходимых для оборудования данной звуковоспро­изводящей системы.

Для тех случаев, когда нельзя использовать источник статистического шума, следует использовать скользящий той с изменением частоты со­гласно фиг. 410, a [14J. На фиг. 410, б ив показаны огибающие спектра,

Тми .-тупа

Уровни на нин 10 .и ном

расстоя- в спобод- поле

Желательные уровни в помещении

наиболь­шие средне­квадра­тичные уровни за 0,25 сек.

показа­ния шу­момера

рекомен­дуемые дли кон­струкции усилители

но пока­зан ним шумомера

Разговорная речь:

женская

56, С

46,5

мужская

54,5

44,5

78

68

Музыка:

1 голос

87

77

87

77

100 голосов

107

97

107

97

Оркестр:

75 человек

100

90

106

96

18 человек

96

86

90

86

Выше мы показали, что сила звука, излучаемого громкоговорителем, в помещении выше, чем на открытом воздухе.

В уравнении (14.5) мы определили фактор усиления помещения К2, который в комбинации со звуковыми уровнями из табл. 35 даст нам макси­мальную акустическую мощность Р2, необходимую для создания желае­мых уровней речи или музыки для любого объема помещения с оптималь­ным временем реверберации. Значение Р2 подсчитывается из формулы

Р2 = Рг 10-«*/'°, (14.31)

где Рj—наибольшая среднеквадратичная акустическая мощность, полу­ченная из звуковых уровней в четвертом столбце табл. 35; К» определяет­ся из фиг. 397. Значения Р2 показаны на фиг. 411 в зависимости от объема

31*