All-Hi-Fi лучшие обзоры Hi-Fi-техники

Hi-Hi-PC.ru Hi-Fi-звук на компьютере
СТЕРЕОФОНИЧЕСКИЕ НАУШНИКИ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ
Начинаем публикацию статей из научно-популярной книги СТЕРЕОФОНИЧЕСКИЕ НАУШНИКИ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ. Если вы действительно хотите разобраться в устройстве наушников и понять от чего зависит качество звука, настоятельно рекомендуем ознакомиться с этой книгой.
 

Приведем наиболее значимые акустические термины и определения, начиная с понятия «звук». В некоторых случаях даются пояснения в пределах, необходимых для лучшего понимания содержания книги. Читатели, желающие получить более подробную информацию, могут воспользоваться специализированными справочниками по акустике.

Звук - волновой колебательный процесс, происходящий в упругой среде (воздухе, воде и др.) и вызывающий слуховое ощущение.
Звуковое поле - область пространства, в которой распространяются звуковые волны. Различают свободное звуковое поле, когда влияние отражающих звуковые волны поверхностей ничтожно мало, и диффузное звуковое поле, в каждой точке которого плотность звуковой энергии и средняя акустическая мощность на единицу площади одинаковы во всех направлениях.
Звуковое давление - разность между статическим (атмосферным) давлением и давлением в данной точке звукового поля. Мгновенное значение звукового давления - звуковое давление в рассматриваемый момент времени. Различают максимальное и минимальное мгновенное значение звукового давления, а также эффективное (среднеквадратичное) значение звукового давления. Единица звукового давления - паскаль (Па);
1 Па = Н/м2.
Интенсивность (сила) звука - количество свободно распространяющейся звуковой энергии, проходящей в секунду через единицу площади поверхности, перпендикулярной к направлению распространения волны. Единица интенсивности звука - ватт на квадратный метр (Вт/м2).
Если направление распространения звуковой волны определить трудно, используют другую энергетическую характеристику поля -плотность звуковой энергии.
Плотность звуковой энергии - количество звуковой энергии,
содержащейся в единице объема. Единица плотности звуковой энергии - джоуль на кубический метр (Дж/м3).
Громкость - субъективное ощущение интенсивности звука; изменение громкости приблизительно пропорционально логарифму изменения интенсивности звука. Единица уровня громкости - фон.
Фон - единица уровня громкости звука. Определяется по частотным кривым равной громкости звуков. При частоте 1 кГц уровни громкости звука приняты равными уровням звукового давления (интенсивности звука), отсчитываемым в децибелах над нулевым порогом. Форма частотных кривых равной громкости указывает на то, что при низких и высоких звуковых частотах чувствительность уха меньше, чем при средних частотах. При высоких уровнях звукового давления зависимость уровня громкости от частоты ослабляется.
Звуковая мощность - количество звуковой энергии, которое источник звука излучает в окружающее пространство за единицу времени. Единица звуковой мощности - ватт (Вт). Определяют звуковую мощность по значениям звукового давления или интенсивности звука.
Скорость звука или скорость распространения звуковой волны - путь, проходимый звуковой волной в однородной среде за единицу времени. Единица скорости звука - метр в секунду (м/с). Скорость звука зависит от плотности и упругости среды, например: в воздухе при температуре 20 °С и нормальном атмосферном давлении она равна 340 м/с, в морской воде - 1504 м/с, в стали - 4990 м/с, в древесине сосны - 3320 м/с.
Колебательная скорость - скорость колебательного смещения частиц среды от положения покоя.
Длина волны - расстояние между ближайшими точками волны, находящимися в одинаковой фазе; расстояние, проходимое распространяющейся волной за один период колебания.
Период - время, в течение которого происходит одно полное колебание.
Частота - число колебаний в секунду. Единица частоты - герц (Гц).
Фаза -- стадия движения колеблющейся частицы или тела относительно какого-либо их положения, принятого за начальное. Единица фазы - радиан или угловой градус.
Синфазность (равнофазность) - одинаковая фаза переменных гармонических величин. Синфазное включение наушников или громкоговорителей - это такое их электрическое соединение, при котором мгновенные значения создаваемых ими звуковых давлений находятся в одинаковой фазе.
Чистый тон - звук, создаваемый синусоидальным акустическим колебанием.
Шум - звук случайного характера, не содержащий ясно выраженных частотных составляющих.
Белый шум - сложный звук, спектр которого, измеренный анализатором с постоянной шириной полосы, является непрерывной и гладкой функцией частоты в достаточно широком диапазоне частот, или шумовой сигнал, уровень спектральной плотности энергии которого постоянен во всем диапазоне частот измерений.
Розовый шум - шумовой сигнал, уровень спектральной плотности энергии которого при повышении частоты снижается с постоянной крутизной, равной 3 дБ на октаву во всем диапазоне частот измерений.
Спектр акустический - характеристика звука, выражающая его частотный (спектральный) состав, получаемая в результате анализа звука.
Биение - периодическое изменение интенсивности звука в данной точке, вызываемое интерференцией двух звуковых волн близких частот.
Интерференция - взаимодействие двух или более звуковых волн, одновременно приходящих в данную точку, приводящее к ослаблению или усилению интенсивности звука в зависимости от фазового сдвига.
Дифракция - изменение направления распространения звуковой волны, вызванное прохождением ее около края какого-либо препятствия (огибание препятствия).
Реверберация - затухающее звучание в закрытом помещении после прекращения действия источника звука, обусловленное многократными отражениями звука от ограничивающих поверхностей.
Время реверберации - время, в течение которого интенсивность звука уменьшается в миллион (106) раз от ее начального значения, а уровень интенсивности звука спадает на 60 дБ.
Стоячая волна - результат наложения двух распространяющихся в противоположных направлениях синусоидальных волн: падающей и отраженной; характеризуется различными амплитудами в различных точках пространства.
Тембр звука - особенность («окраска») сложного звука, определяемая количеством и интенсивностью обертонов.
Обертоны (гармоники) - дополнительные тоны, частоты которых кратны частотам основного тона (в целое число раз больше).
Октава - интервал (полоса) частот, отношение большей частоты которого к меньшей равно двум.
Динамический диапазон переменной величины (например, напряжения или тока) - отношение максимального значения величины к минимальному:
D=Umax/Umin
Динамический диапазон принято выражать в логарифмических0020единицах уровня - децибелах:
D = 20 lg(Umax/Umin)
D=10 lg(Рмакс/Рмин),
где U - напряжение; Р - мощность.
Понятие «динамический диапазон» имеет важное значение в технике радиовещания, звукозаписи и звуковоспроизведения. Динамический диапазон речи диктора составляет 25-35 дБ, звучания симфонического оркестра - 65-75 дБ.
Бинауральный эффект - способность человека определять направление на источник звука благодаря разности уровней и времени прихода сигналов при слушании двумя ушами.
Стереофонический эффект - ощущение акустической обстановки концертного зала, куда переносит слушателя стереофонически воспроизводимая музыка, записанная квалифицированным звукорежиссером. Придает звучанию такое качество, принятое называть прозрачностью, когда слушатель в состоянии отчетливо выделить из общей звуковой массы партию того или иного инструмента и даже отличить друг от друга одинаковые партии, исполняемые разными инструментами. Стереоэффект обнаруживается особенно отчетливо при воспроизведении полифонической музыки - симфонической и эстрадной.
Сопротивление излучения - комплексное акустическое сопротивление, которым колеблющаяся (вибрирующая) поверхность, например диафрагма электроакустического преобразователя, нагружена со стороны воздушной среды. Сопротивление излучения характеризует связь вибрирующей поверхности с окружающей средой.
Сопротивление излучения имеет активную составляющую, определяющую излучаемую мощность, и реактивную, определяющую связанную с излучателем присоединенную массу среды, которая прибавляется к собственной массе излучателя.
Демпфирование - увеличение механических потерь (трения) в колебательной системе, ухудшающее ее резонансные свойства. Сглаживает частотную характеристику наушников, громкоговорителей.
Уровень - значение акустического или электрического сигнала, выраженное в децибелах.
Децибел (дБ) - логарифмическая относительная единица уровня. Составляет десятую часть более крупной единицы - бела, названной по имени А. Белла - изобретателя телефона.
Одним из оснований широкого использования в акустике и электроакустике децибелов явилось то, что субъективное ощущение громкости в зависимости от интенсивности звука подчиняется психофизиологическому закону: с изменением интенсивности звука ощущение громкости изменяется приблизительно пропорционально логарифму изменения интенсивности звука. Ухо способно воспринимать динамический диапазон интенсивности звука, достигающий на средних частотах значения 10 в 14 степени. Использование шкалы уровней позволяет выразить этот огромный диапазон интенсивности звука всего лишь 140 дБ.
Уровень интенсивности звука, выраженный в децибелах, определяется формулой
Ni = 10lg(I/Io),
где I - интенсивность звука; Io - интенсивность звука частотой 1 кГц на пороге слышимости; Io = 10~12 Вт/м2.
Поскольку интенсивность звука пропорциональна квадрату звукового давления (I = кр2), соответствующий уровень звукового давления, выраженный в децибелах, определяется формулой




где P - эффективное значение звукового давления; Po = 2 10 в степени -5 Па -- звуковое давление на пороге слышимости.
Подобно акустическим уровням введено понятие электрического уровня. Электрический уровень выражается отношением мощностей или напряжений:


причем Рo = 0,001 Вт; Uo = 0,775 В; Ro = 600 Ом. Значение Uo
получается из соотношения, связывающего мощность, напряжение и сопротивление:


Из приведенных выражений следует, что уровни, вычисленные по отношению напряжений, совпадают с уровнями, вычисленными по отношению мощностей, при условии, что сопротивления нагрузок, на которых выделяются мощности Р и Рo, равны (R = Ro).
Если уровни вычислены по мощности, причем Рo = 0,001 Вт, то к единице уровня иногда добавляют букву «м», т.е. обозначают ее дБм. То обстоятельство, что значения энергетических величин (интенсивности, мощности и т.п.) переводятся в значения уровня с множителем 10, тогда как перевод значений исходных линейных величин (звукового давления, напряжения, тока) в значения уровня совершается с множителем 20, обеспечивает одинаковое изменение уровня физической величины.





СТЕРЕОФОНИЧЕСКИЕ НАУШНИКИ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ. ОГЛАВЛЕНИЕ









В.Е. Скляров
Массовая радиобиблиотека
Вып. 1267


 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить