9.4. Листовые ревербераторы

Рис. 9.4. Схема (а) и кривые плотности спектра собственных частот листового ревербератора (б)

Основным элементом листового ревербератора является тонкий (0,4—0,5 мм) стальной лист размером 1X2 м, упруго прикреплен- ный по углам к вертикально по- ставленной раме. С одной сто^- роны листа Л (рис. 9.4, а) на- ходятся электродинамический возбудитель В и пьезоэлектри- ческий приемник П. Звуковая катушка возбудителя соедине- на с металлическим конусом, острие которого приварено к ли- сту. Сигнал от микрофона по- дается через регулятор уровней на пульт звукорежиссера МП и параллельно на возбудитель ревербератора. Пьезоэлектри- ческий приемник соединен че- рез-усилитель уз с другим ре- гулятором звукооператорского пульта.

Сигналы .звуковой частоты приводят в колебания возбудитель и скрепленный с ним лист ревербератора: Колебания изгиба —как поступающие от возбудителя, тдк и отраженные от краев листа — принимаются и преобразуются приемником в реверберирующий сигнал. Таким образом, листовой ревербератор представляет собой, по существу, двухмерную колебательную систему электроакустичес- кого *типа, затухающие колебания которой используются для ими-⁴ тации реверберационных процессов.

Формулы (9.5) и (9.6), относящиеся к таким системам, позволяя уяснить причины значительного уменьшения у них числа собствен- ных частот, не дают точных значений частот и плотности их спектра при упругой подвеске колеблющейся пластины. Дело в том, что ре- шение дифференциального уравнения для пластины при указанных граничных условиях еще не получено. Приближенные же методы решения показывают, что граничные условия почти не сказываются на результатах только тогда, 1?огда n_x>iQ и n_y>i0₉ т. е. при расчетах собственных частот высшего порядка. В этом случае фазо- вая скорость распространения - изгибных волн в дисперсной среде пластшда представляется в йиде: •

165

(9.10)

где В с и М — цилиндрическая жесткость пластины и ее масса на единицу поверхности; Аир — толщина и удельная плотность пла- стины.

Отсутствие заметного влияния граничных условий для рассмат- риваемого случая позволяет выражение (9.10) подставить в равен- ства (9.5) и (9.6), в результате чего первое из них принимает вид:

Время стандартной реверберации, выражаемое через показатель затухания энергии б, представляется в виде:

(9.13)

Для листового ревербератора показатель затухания б обусловлен как внутренними потерями энергии в листе, связанными с его мас- сой М, так и с сопротивлением излучения sr пластины, вследствие чего

Отсюда следует, что общее время реверберации для пластины скла- дывается из двух составляющих: Т_в — обусловленного внутренним сопротивлением и Г_и — зависящего от сопротивления излучения, или, что

Если первая составляющая для каждого листового ревербератора остается неизменной, то вторая может изменяться в зависимости от степени приближения к листу звукопоглощающего материала. Та- ким образом, изменяя Г_и, можно управлять общим временем ревер- берации Т. Как видно из кривых на рис, 9.5, приближение звуко- поглощающей панели к колебательной системе кроме уменьшения времени реверберации вызывает еще сглаживание его частотной характеристики. Спад характеристики на средних и высоких часто-, тах корректируется обычно соответствующим подъемом характерис- тики усилительных устройств. Так как колебательная система дан- ного ревербератора чувствительна к внешним шумам '(с уровн^ по- рядка 50 дБ), то ее устанавливают в специальном помещении.

Преимуществами листового ревербератора являются: возмож- ность получения достаточно большой плотности спектра собственных частот в среднечастотной области, отсутствие флюктуации ревербе^

0,12 0,25 0,5

2-Ю³*₁Гц

Возведя в квадрат обе части этого равенства, можно написать, что:

Отсюда:

(9.11)

Произведя подстановку (9.10) в равенство (9.6), можно получить следующее выражение для плотности спектра собственных частот:

_л

^;

Вычисления по формулам (9.11) и -"(9.12) и приближенные расчеты для случая, йогда 2<Ся_л.<;10, позволяют построить кривые

--— = <р(/_п), приведенные на рис. 9.4,6. На нем кривая 1 построена

⁷¹ я

для стальной пластины ревербератора ЕМТ-140 (соотношение — =

h = 4:10³; кривые 2 и 2' — для никелевых пластин с соотношением

О - - .•

— =4 • 10³ и 5 ••• 10² соответственно и кривая 3 — для помещения

сУ=150 м³.

Ир рис. 9Д6 следует, что у ревербератора по сравнению с по- мещением плотность спектра собственных частот изменяется крайне медленно, а в начале ^пектра она излшцне велика. Как следует из равенства (9.10), хотя скорость распространения волн в материале листа сильно снижается, так как плотность его по сравнению с воз- душной средой много больше, однако это с избытком перекрывается уменьшенными размерами листа. В результате время запаздывания первых отражений для ревербератора уменьшается до 6 Ч- 10 мс. Вот почему для создания временных интервалов, имитирующих пер- вые отражения больших помещений, вместе с листовым ревербера- тором обычно используется система задержек.

166 ^г

Рис. 9.5. Характеристики времени ревер- берации листового ревербератора при расстоянии до звукопоглощающей пане- ли 0,5 см (J), 1 см (2), 2 см (3), 3 см <4), 10 см (5) •

(9.14)

(9.15)

Рис. 9.6. Схема включения пружин- ного ревербератора: Д — датчик; Пр — пружина; П — приемник

167

рационного процесса и простота обслуживания^ Недостатки же за- ключаются в том, что у него мало время запаздывания первых от- ражений, нужна коррекция частотной характеристики системы, про- слушивается металлический призвук, увеличивается влияние внеш- них шумов.