Направленность излучения

Материал из МагВики::Справочник по автозвуку и электронике

Содержание

1 Определение
2 Направленность излучения
3 На форуме
4 Литература
5 Полезные ссылки

Определение

При излучении направленность определяется интерференцией когерентных звуковых колебаний, приходящих в некоторую точку среды от отдельных малых по сравнению с длиной волны в среде участков излучателя. В режиме приёма направленность вызывается интерференцией давлений на поверхности приёмника.

Направленность излучения обычно описывают: характеристикой направленности — отношением звукового давления в данном направлении к его значению в направлении максимального излучения, представленном в функции направления, и коэффициент концентрации, или коэффициент направленного действия К, т. е. отношением интенсивности, создаваемой данным излучателем в направлении максимального излучения, к интенсивности ненаправленного излучателя той же мощности на том же расстоянии. Характеристику направленности в сечении некоторой плоскостью, проходящей через направление максимального излучения, представляют обычно в полярной системе координат.

Направленность излучения

Многие из вас, мои юные любители автозвука и аудиофилы замечали, что если дома при прослушивании любимых записей Филиппа Киркорова повернуть колонки или переместиться от любимого дивана для прослушивания в сторону, то звучание душевных песен заметно изменится. В голосе пропадут таинственные голубые оттенки, а манящая прозрачность голоса превратится в био-массу. Такая же хрень происходит и в автомобиле ! Находясь на месте водителя мы слышим прекрасное пение Жанны Агузаровой ! Но стоит пересесть на заднее сидение сбоку, как этот чудный голос перестает нас радовать весёлыми нотками и куда-то пропадает, словно исполнительница отвернулась от микрофона, что-бы пропустить 100 грамм и передать воздушный поцелуй марсианам ! Но до того, как насладится звучанием душераздирающих песен нужно установить в автомобиль динамики, что-бы песен этих услышать много! Вот тут то и начинаются танцы с бубном, потому как необходимо повернуть динамики таким образом, что-бы звучание полностью дошло до слушателя. А причина - направленность излучения громкоговорителя .

А это довольно важный технический показатель, указывающий, как распределяется по озвучаемой площади излучаемая громкоговорителем звуковая энергия. Направленность излучения представляет зависимость звукового давления, создаваемого громкоговорителем на некотором постоянном расстоянии, от угла между осью громкоговорителя и линией, соединяющей точку в пространстве, в которой измеряется звуковое давление, с центром диффузора. Такая зависимость измеряется для нескольких звуковых частот, а ее графическое изображение называется характеристикой направленности громкоговорителя или диаграммой направленности. На этой характеристике звуковое давление, создаваемое громкоговорителем, указывается не в абсолютных величинах, а в долях (процентах) от звукового давления на оси громкоговорителя (или в децибелах). За рубежом направленность часто называют дисперсией громкоговорителя, чтоб их дети телевизора боялись..выдумают же буржуи этакие..

Чем больше по сравнению с длиной волны излучающая поверхность источника звука, тем острее направленность излучения. Если длина излучаемой звуковой волны велика (низшие частоты), а размеры излучателя меньше этой длины, то источник звука не обладает для этих частот направленностью. На высших же частотах, т. е. при малых длинах волн, направленность излучателя повышается.

Если излучатель звука не симметричен относительно своей оси, то направленность его различна в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Она будет большей в той плоскости, которая одноименна расположению большей стороны излучателя. Так если у громкоговорителя с овальным диффузором вертикально расположена большая сторона, то характеристика направленности в вертикальной плоскости будет более узкой, чем в горизонтальной. В большинстве случаев звуковоспроизведения значительная направленность излучения громкоговорителя является нежелательной, так как при этом ограничивается пространство, в котором равномерно слышны звуки всей полосы воспроизводимых частот. Обычно за счет направленности ухудшается воспроизведение частот выше 1—2 кгц. Это означает, что прослушивание в стороне от оси громкоговорителя будет сопровождаться ослаблением высших частот. В результате направленности излучения качество звучания оказывается лучшим для слушателей, находящихся ближе к оси громкоговорителя, и худшим для слушателей, находящихся в стороне от этой оси.

В ряде случаев направленность излучения громкоговорителей является необходимой и весьма полезной. К таким случаям относится озвучение больших площадей, трибун стадиона. Здесь направленность излучения громкоговорителей позволяет повысить равномерность звукового уровня в разных точках озвучаемой площади и сэкономить мощность усилителя. Последнее достигается исключением расходования звуковой энергии в направлениях, где отсутствуют слушатели.

Влияние направленности излучения громкоговорителя должно отражаться как в характеристике направленности, так и в частотной характеристике громкоговорителя, измеренной при различных положениях измерительного микрофона относительно громкоговорителя.

Для иллюстрации этой связи на рис. а приведена характеристика направленности и на рис. б — частотная характеристика уровня звукового давления громкоговорителя, смонтированного сбоку настенной конструкции ящика трапецеидальной формы; ящик рассчитан на установку в нем двух громкоговорителей симметрично.

Из приведенных характеристик видно, что при частоте 2 кгц и выше направленность излучения сильно обострена. В результате этого частотная характеристика громкоговорителя, измеренная при положении микрофона приблизительно под углом 120° к оси диффузора, показывает резкое ухудшение воспроизведения частот выше 1,5 кгц, тогда как характеристика, измеренная при положении микрофона против громкоговорителя, не содержит такого провала.

Направленность излучения громкоговорителя может зависеть не только от размеров самого излучателя, но и от акустического оформления, включая сюда зависимость от взаимного расположения громкоговорителей, излучающих одинаковую полосу частот, если они установлены совместно в общем оформлении.

Направленность излучения всегда является результатом интерференции: либо между излучением от различных участков поверхности излучателя, либо между прямой и оборотной волнами громкоговорителя, либо между излучением различных громкоговорителей, используемых одновременно. В диффузорном громкоговорителе характеристика направленности расширяется с увеличением угла раствора диффузора и с уменьшением плотности его материала.