Методический материал к лабораторной работе №8

1 Принятые основные понятия

Акустическая система (АС) – комплекс аппаратных средств, предназначенный для преобразования сигнала, записанного на каком-либо носителе или взятого из любого другого источника, в звуковой сигнал.

АС может состоять из следующих блоков:

• устройства чтения сигнала (CD-ROM, флэш-память и т.п.);

• устройства коррекции сигнала (шумоподавитель, эквалайзер);

• усилителя звуковой частоты;

• устройства воспроизведения звука – акустической колонки.

Однополосная АС – акустическая система, содержащая в одном коробе одну динамическую головку.

Многополосная АС – акустическая система, содержащая в одном коробе две или более динамические головки, воспроизводящие разные участки частотного диапазона.

1.1 Критерии, по которым оценивается качество звучания ас

АЧХ (Amplitude response) – амплитудно-частотная характеристика – зависимость амплитуды изменения звукового давления от частоты подаваемого сигнала.

По АЧХ судят о полосе воспроизводимых частот и неравномерности АЧХ в полосе воспроизведения. Чем ровнее АЧХ, тем выше качество АС. Обычно, чем шире АЧХ, тем она менее равномерна.

Говоря об АЧХ АС, необходимо указывать акустическое оформление во время измерений, как правило, это свободное пространство, закрытый ящк или «бесконечный экран».

Диапазон воспроизводимых частот – ширина полосы воспроизводимых частот. Определяется по АЧХ с указанием уровня, по которому определяется полоса пропускания: по уровню минус 3 дБ (ослабление сигнала в 1,5 раза) или по уровню минус 6 дБ (ослабление сигнала в два раза).

Эффективно воспроизводимый диапазон частот определяются по АЧХ, снятой на рабочей оси, которая обычно совпадает с геометрической осью излучателя, а для сложных излучателей указывается в техническом описании.

Считается идеальным, если полоса пропускания составляет от 20 Гц до 20 кГц.

Неравномерность АЧХ – разница в амплитуде сигнала между самой низкой и самой высокой точкой на графике АЧХ.

Ф ЧХ (Phase response) – фазочастотная характеристика – показывает зависимость фазы волны, возбуждаемой диффузором, от фазы волны подаваемого на динамик сигнала.

Из-за инерционных свойств подвижной системы динамика и особенностей работы диффузора в волновом режиме ФЧХ изменяется от 0^о до 360^о в диапазоне воспроизведения.

Если АЧХ влияет на верность воспроизведе-ния, то от ФЧХ зависит ощущение пространства звучания..

Коэффициент гармоник или коэффициент гармонических искажений (КГИ, К_Г, THD) – отношение среднеквадратичного звукового давления гармоник к среднему звуковому давлению.

Этот коэффициент показывает, какой процент в мощности занимают гармоники основного сигнала. Считается, что усилитель мощности должен иметь КГИ менее 0,1%.

И змеряют для ряда заданных частот при подведении к громкоговорителю синусоидального напряжения, соответствующего номинальной мощности.

THD (Total harmonic distortion) – зависимость КГИ от частоты.

Чем ниже КГИ, тем выше верность воспроизведения. Искажения ниже 1% практически неуловимы на слух.

Типичная характеристика THD приведена на рисунке. Тонкая линия – АЧХ динамика, толстая линия – КГИ.

ГКИ+ Шум (THD+N) – данный параметр указывает, какой процент в мощности занимают гармоники основного сигнала и другие посторонние сигналы.

Шум (помеха) – любые нежелательные возмущения, накладывающиеся на полезный сигнал во время его записи или передаче по каналам связи, и искажающие его прием/передачвоспроизведение.

Частотная характеристика АС по звуковому давлению – зависимость звукового давления, развиваемого АС в точке свободного поля (находящейся на определенном расстоянии от рабочего центра прослушивания) от частоты при постоянном напряжении на соединительных клеммах громкоговорителя.

Д иаграмма направленности (ДН) – параметр, характеризующий физическую ширину зоны оптимального звучания АС.

Показывает, насколько изменяется интен-сивность звука в зависимости от расположения слушателя относительно оси излучения.

Ось излучения – воображаемая линия, исходящая из динамической головки, которая совпадает с геометрической осью звуковой катушки.

На рисунке приведена типичная диаграмма направленности излучателей.

Обычно, чем выше частота излучения, тем уже ДН. Для сабвуфера ДН представляет практи-чески круг, для ВЧ-излучателя – это сектор с углом около 90^о.

Рабочий центр – обычно геометрический центр симметрии выходного отверстия излучателя. Для сложных излучателей рабочий центр указывается в техническом описании громкоговорителей.

Среднее стандартное звуковое давление (отдача) – среднее звуковое давление, развиваемое в диапазоне рабочих частот на рабочей оси на расстоянии 1 м от громкоговорителя и 1 см от телефона (наушника) при подведении к громкоговорителю электрической мощности 0,1 Вт, а к телефону (наушнику) – 1 мВт.

Громкоговоритель (телефон) – прибор для преобразования электрических колебаний в акустические колебания воздушной среды – является последним и одним из наиболее важных звеньев любого акустического тракта.

Характеристика направленности – зависимость звукового давления, развиваемого громкоговорителем в точках свободного поля, находящихся на одинаковом расстоянии от рабочего центра, от угла между рабочей осью громкоговорителя и направлением на выбранную точку. Обычно эту характеристику нормируют к осевому звуковому давлению.

Характеристика направленности изменяется в зависимости от частоты, поэтому ее измеряют на ряде частот или в заданной полосе частот.

Характеристику направленности, снятую в плоскости, называют диаграммой направленности.

Коэффициент осевой концентрации – отношение акустических мощностей ненаправленного и направленного излучателей при равенстве их осевых звуковых давлений.