
- •1. Введение
- •2. Физические средства зи
- •3. Классификация основных физических средств зи и выполняемых ими функций
- •4. Акустика. Определения
- •5. Линейные хар-ки звукового поля
- •6. Энергетические хар-ки звукового поля.
- •7. Уровни
- •8. Акустические уровни
- •9. Плоская волна
- •10. Мат. Описание бегущих волн.
- •11. Сферическая волна
- •12. Цилиндрическая волна
- •13. Интерференция звуковых волн
- •14. Отражение звука
- •15. Преломление звука
- •16. Дифракция волн
- •17. Затухание волн
- •18. Основные свойства слуха
- •19. Восприятие по частоте
- •20. Вокодерная связь. Использование вокодеров
- •21. Нелинейные свойства слуха
- •22. Восприятие по амплитуде. Порог слышимости
- •23. Уровень ощущений
- •24. Уровень громкости
- •25. Эффект маскировки
- •26. Громкость сложных звуков
- •27. Первичные акустические сигналы и их источники
- •28. Динамический диапазон и уровни
- •29. Частотный диапазон и спектры
- •30. Первичный речевой сигнал
- •31. Акустика в помещениях
- •32. Средний коэффициент поглощения
- •33. Звукопоглощающие материалы и конструкции
- •34. Перфорированные резонаторные поглотители
- •35. Электромагнитные волны
- •36. Распространение э/м волн
- •37. Излучение и прием э/м волн
- •38. Распространение э/м волн в пространстве
- •39. Основные сведения о линиях передачи и объемных резонаторах
- •40. Объемные резонаторы
- •41. Антенны. Основные физические параметры антенн
- •42. Кпд. Диаграмма направленности
- •43. Коэффициент направленного действия
- •44. Коэффициент усиления. Действ. Длина антены.
- •45. Основные типы антенн. Проволочные антенны
- •46. Рупорные антенны
- •47. Зеркальные антенны
- •48. Рамочные антенны
- •49. Основы радиолокации
- •50. Общая характеристика радиолокационного канала
- •51. Диапазон длин волн в рл
- •52. Радиолокационные цели, эффективная отражающая площадь (эоп) цели
- •53. Эоп для тел простой формы. Линейный вибратор
- •54. Эоп идеального проводящего тела, размеры которого значительно больше λ
- •55. Коэффициенты отражения Френеля
- •56. Противорадиолокационные покрытия
- •57. Информация о скорости движения цели, извлекаемой при обработке радиолокационного сигнала
- •58. Основные свойства радиоволн, используемых в радиолокации
- •59. Оптические квантовые генераторы
- •60. Излучение э/м волн совокупностью когерентных источников
- •61. Поглощение и усиление излучения, распространяющегося в среде.
- •62. Принцип работы лазера
- •63. Основные типы лазеров
- •64. Твердотельные лазеры
- •65. Жидкостные лазеры
- •66. Газовые лазеры
- •67. Полупроводниковые лазеры
- •68. Использование лазерного излучения для съема информации
- •69. Фоторефрактивный эффект
31. Акустика в помещениях
Рассмотрим звуковые процессы в помещениях. Для помещений прямоугольной формы применяется волновая теория анализа характеристик. Но в инженерной практике пользуются более простыми методами расчета. Они основаны на статистической теории рассмотрения процессов отзвука. Согласно волновой теории собственные частоты помещения с длиной l, шириной b и высотой h определяется из выражения f= ω1/2π= (C/2)∙√[(k/l)2+(m/b)2+(n/h)2], где c – скорость звука в воздухе, k, m, n – целые числа. При включении источника звука процесс затухания колебаний происходит на всех собственных частотах помещения и имеет вид Pm=Prm∙exp[-αr+γωrt], где αr – показатель затухания, определяемый из условия отражения волн на границах помещения для r-ной собственной частоты.
32. Средний коэффициент поглощения
При каждом отражении сигнала от поверхности происходит поглощение некоторой части энергии сигнала E. В зависимости от свойств некоторых частей отражающей поверхности относительная убыль энергии при каждом отдельном отражении будет различной. При достаточно большом числе отражений можно говорить о среднем значении коэффициента поглощения αcp= (1/i)∙Σ(1 to i)ΔE/E. Если помещение состоит из i участков площадью Si с различными коэффициентами поглощения αi, то средний коэффициент поглощения находится по следующей формуле: αcp= a1S1/S+ a2S2/S+…+ aiSi/S= Σ aiSi/S= A/S, где А – общий коэффициент поглощения.
33. Звукопоглощающие материалы и конструкции
Коэффициентом поглощения материала α называют отношение поглощенной энергии звуковой волны к падающей на поверхность этого материала. Если размеры поверхности поглощающего материала велики по сравнению с длиной падающей звуковой волны и имеют большую толщину, то коэффициент поглощения α=1-αотр и он равен α=1- [(ρc-413)/(ρc+413)]2, где ρс – удельное акустическое сопротивление поглощение материала, а 413 – удельное акустическое сопротивление воздуха. Коэффициент зависит от угла падения звуковой волны на звукопоглощающий материал. Различают нормальный коэффициент поглощения для угла падения 90˚ и диффузный – для различных углов падения. Кроме того, коэффициенты поглощения зависят от частоты звуковой волны. Одни материалы имеют большее поглощение на низких, другие – на средних, высоких частотах. Ряд материалов имеет немонотонную зависимость коэффициента поглощения от частоты. Все это позволяет подбирать общее поглощение в помещении оптимальной величины во всем необходимом диапазоне частот. Все материалы по звукопоглощению делятся на пористые, резонирующие и перфорированные. Другая классификация – сплошные и пористые. Все сплошные материалы имеют акустическое сопротивление больше, чем у воздуха, а пористые в большинстве случаев меньше. Пористые материалы комбинируют всегда со сплошными, располагая сплошные позади пористых. При этом наименьшее поглощение у пористого материала получается при его расположении вплотную к стене из хорошо отражающего сплошного материала. Наибольшее поглощение у пористого материала получается при его расположении на расстоянии четверти длины волны от стены из хорошо отражающего сплошного материала. Несколько меньшая разница в поглощении при расстоянии 3/4 и 5/4 длины звуковой волны. При большом удалении от стены коэффициент поглощения остается постоянным. Для поглощающего материала с размером, сравнимым с длиной звуковой волны, коэффициент поглощения зависит от соотношения между ними. Открытое окно имеет коэффициент поглощения больше 1, т.е. энергия звуковой волны, падающей рядом с окном уходит в него из-за дифракции. Коэффициент поглощения портьеры с небольшими размерами по сравнению с длиной звуковой волны больше, чем портьеры с большими размерами. Поэтому лучше иметь ряд узких портьер, чем одну широкую. Одна из распространенных конструкций пористых поглощающих материалов – облицовочная. Такие материалы изготавливают в виде плоских или рельефных плит, располагаемых или вплотную, или на небольшом расстоянии от сплошной толстой стены. Пирамиды или клинья устанавливают на небольшом расстоянии от стены основаниями вплотную друг к другу, обращенными острыми углами в помещение. Такие конструкции создают большее поглощение, чем плоские плиты. На рисунке приведены значения коэффициента поглощения пористых материалов от частоты: 1) известковая штукатурка по деревянной обрешетке; 2) ковер с ворсом на бетонном полу; 3) арбалит в плитах толщиной 2 см; 4) фиброакустик в плитах (3,5 см); 5) драпировка на стене; 6) драпировка на расстоянии 10 см от стены. (РИСУНКИ). Из рисунков видно, что пористые материалы дают преимущественное поглощение в области высоких частот и очень неэффективны в нижней части частотного диапазона. Другой распространенной конструкцией являются резонансные поглотители. Они делятся на 2 вида: мембранные и резонаторные. Мембранные представляют собой натянутый холст или тонкий фанерный лист, под которым располагаются хорошо демпфирующий материал с большой вязкостью, либо поролон, либо губчатая резина, строительный войлок. Щиты с натянутым холстом называют щитами Бекеши. Максимум поглощения получается на резонансных частотах. Для натянутого холста силой F, fk= (k/2l)∙√(F/ρtb), где ρ – плотность холста; l, b, t – длина, ширина, высота холста; k – резонансные частоты (порядок). Таким образом мембранные поглотители имеют лучшее поглощение на резонансных частотах. Коэффициент поглощения можно подсчитать, если знать вязкость материала, находящегося под холстом. Для фанерного листа с соотношением длина/ширина равным 2 резонансные частоты определяются из выражения: fk=3,45∙103∙t/l2, где l – длина, t – толщина. Если лист расположен близко к твердой стене, то его упругость будет повышена и собственная частота также повысится. (РИСУНОК). На рисунке приведены коэффициенты поглощения для фанерных щитов с заполнением промежутка демпфирующим материалом. 1) фанера толщиной 3 мм с воздушным промежутком; 2) то же самое, но края демпфированы стекловатой; 3) фанера толщиной 6 мм с воздушным промежутком, края демпфированы минеральной ватой; 4) оконное стекло.