Спрямованість випромінювання - Довідник з автозвуку та електроніки

випромінювання
Спрямованість випромінюваннязазвичай описують характеристикою спрямованості - ставленням звукового тиску (SPL) в даному напрямку до його значення в напрямку максимального випромінювання, представленому в функції напрямку, і коефіцієнт концентрації, або коефіцієнт спрямованого дії До, т. е. ставленням інтенсивності, створюваної даним випромінювачем у бік максимального випромінювання, до інтенсивності ненаправленного випромінювача тієї ж потужності тому ж відстані. Характеристику спрямованості в перерізі деякою площиною, що проходить через напрям максимального випромінювання, зазвичай представляють в полярній системі координат.

При випромінюванні спрямованість визначається інтерференцією когерентних звукових коливань, які у деяку точку середовища від окремих малих проти довжиною хвилі серед ділянок випромінювача. У режимі прийому спрямованість викликається інтерференцією тисків поверхні приймача.

[hide][top] Спрямованість випромінювання

Багато хто з вас, мої юні любителі автозвуку та аудіофіли помічали, що якщо вдома при прослуховуванні улюблених записів Філіпа Кіркорова повернути колонки або переміститися від улюбленого дивана для прослуховування убік, то звучання душевних пісень помітно зміниться. У голосі пропадуть таємничі блакитні відтінки, а прозорість голосу, що манить, перетвориться на біо-масу. Така ж хрень відбувається і в автомобілі! Перебуваючи на місці водія ми чуємо прекрасний спів Жанни Агузарової! Але варто пересісти на заднє сидіння збоку, як цей дивний голос перестає нас радувати веселими нотками і кудись зникає, немов виконавиця відвернулася від мікрофона, щоб пропустити 100 грам і передати повітряний поцілунок марсіянам! Але до того, якнасолодитися звучанням несамовитих пісень потрібно встановити в автомобіль динаміки, щоб пісень цих почути багато! Ось тут і починаються танці з бубном, тому що необхідно повернути динаміки таким чином, щоб звучання повністю дійшло до слухача. А причина - спрямованість випромінювання гучномовця. А це досить важливий технічний показник, що вказує, як розподіляється по озвучуваній площі звукова енергія, що випромінюється гучномовцем. Спрямованість випромінювання представляє залежність звукового тиску, створюваного гучномовцем на певній постійній відстані, від кута між віссю гучномовця та лінією, що з'єднує точку в просторі, в якій вимірюється звуковий тиск, з центром дифузора. Така залежність вимірюється для кількох звукових частот, а її графічне зображення називаєтьсяхарактеристикою спрямованості гучномовцяабодіаграмою спрямованості. На цій характеристиці звукове тиск, створюване гучномовцем, вказується над абсолютних величинах, а частках (відсотках) від звукового тиску осі гучномовця (чи децибелах). За кордоном спрямованість часто називають дисперсією гучномовця, щоб їх діти телевізора боялися.. вигадають ж буржуї такі.

Чим більше в порівнянні з довжиною хвилі випромінююча поверхня джерела звуку, тим гостріша спрямованість випромінювання. Якщо довжина випромінюваної звукової хвилі велика (нижчі частоти), а розміри випромінювача менше цієї довжини, то джерело звуку не має цих частот спрямованістю. На вищих частотах, т. е. при малих довжинах хвиль, спрямованість випромінювача підвищується.

Якщо випромінювач звуку не симетричний щодо своєї осі, то спрямованість його різна у горизонтальній та вертикальній площинах. Вона будебільшої в тій площині, яка однойменна розташування більшої сторони випромінювача. Так якщо у гучномовця з овальним дифузором вертикально розташована велика сторона, то характеристика спрямованості у вертикальній площині буде вужчою, ніж у горизонтальній. У більшості випадків звуковідтворення значна спрямованість випромінювання гучномовця є небажаною, так як при цьому обмежується простір, в якому рівномірно чути звуки всієї смуги частот, що відтворюються. Зазвичай з допомогою спрямованості погіршується відтворення частот вище 1—2 кгц. Це означає, що прослуховування осторонь осі гучномовця супроводжуватиметься ослабленням вищих частот. У результаті спрямованості випромінювання якість звучання виявляється найкращим для слухачів, що знаходяться ближче до осі гучномовця, і гіршим для слухачів, що знаходяться осторонь цієї осі. У ряді випадків спрямованість випромінювання гучномовців є необхідною і дуже корисною. До таких випадків належать озвучення великих площ, трибун стадіону. Тут спрямованість випромінювання гучномовців дозволяє підвищити рівномірність звукового рівня в різних точках площі, що озвучується, і заощадити потужність підсилювача. Останнє досягається винятком витрати звукової енергії у напрямках, де відсутні слухачі. Вплив спрямованості випромінювання гучномовця повинен відображатися як у характеристиці спрямованості, так і частотної характеристиці гучномовця, виміряної при різних положеннях вимірювального мікрофона щодо гучномовця.

довідник
Для ілюстрації цього нарис. анаведена характеристика спрямованості та нарис. б- частотна характеристика рівня звукового тиску гучномовця, змонтованогозбоку настінної конструкції ящика трапецеїдальної форми; ящик розрахований на встановлення в ньому двох гучномовців симетрично. З наведених характеристик видно, що при частоті 2 кгц і вище спрямованість випромінювання сильно загострена. В результаті цього частотна характеристика гучномовця, виміряна при положенні мікрофона приблизно під кутом 120° осі дифузора, показує різке погіршення відтворення частот вище 1,5 кгц, тоді як характеристика, виміряна при положенні мікрофона проти гучномовця, не містить такого провалу. Спрямованість випромінювання гучномовця може залежати як від розмірів самого випромінювача, а й від акустичного оформлення, включаючи сюди залежність від взаємного розташування гучномовців, випромінюючих однакову смугу частот, якщо вони встановлені спільно у загальному оформленні.

Спрямованість випромінювання завжди є результатом інтерференції: або між випромінюванням від різних ділянок поверхні випромінювача, або між прямою і зворотною хвилями гучномовця, або між випромінюванням різних гучномовців, що використовуються одночасно. У дифузорному гучномовці характеристика спрямованості розширюється зі збільшенням кута розчину дифузора та зменшенням щільності його матеріалу.