Strona audioretro.pl jest stroną hobbystyczną, więc nie wykorzystuję ciasteczek zapisanych na Twoim komputerze.
Ale oczywiście w każdej chwili możesz je wyłączyć w swojej przeglądarce.
hi-fi audio >> audio >
I trochę historii I Jak słyszymy? I akustyka pomieszczenia I zagospodarowanie pokoju I bi-amping |
formaty plików audio
|
Akustyka pomieszczenia Słuchając muzyki z naszego, często kosztownego zestawu audio, zastanawiamy się dlaczego nie brzmi ona tak jak sobie wymarzyliśmy. Dźwięk jest albo zbyt przytłumiony, bez życia, albo przeciwnie, wysokie tony drażnią nasze uszy a bas jest dudniący i dominuje nad całością.
Denerwujemy się, zwalamy winę na sprzedawcę czy recenzenta w czasopiśmie. Uważamy bowiem, że skoro wydaliśmy te kilka czy kilkanaście tysięcy złotych, to sprzęt powinien "sam grać". Chętnie wtedy ulegamy podszeptom reklamy i kupujemy kolejny cudowny kabelek, nowe podstawki pod kolumny, czy zaczynamy się zastanawiać nad kupnem innych elementów naszego zestawu.
A rozwiązanie czasami jest banalnie proste. Wystarczy zmienić ustawienie kolumn, przestawić meble, może nieco bardziej wytłumić pokój i następuje radykalna poprawa. Niektórzy doświadczeni audiofile mówią, że jakość dźwięku zależy w 20% od jakości naszego zestawu a pozostałe 80% od akustyki naszego pokoju i ustawienia kolumn! Tak, wielu z Was zapewne będzie zaskoczonych takim twierdzeniem.
Czy to z lenistwa, czy to z powodu oporu domowników, czy wreszcie z niewiedzy, nie jesteśmy skłonni do - często prostych - eksperymentów ze zmianą ustawienia kolumn, przestawieniem mebli, czy wytłumieniem pewnych fragmentów pokoju. Wydaje nam się, że zepsuje to wystrój pokoju, będzie niepraktyczne lub kosztowne.
Owszem, po części tak jest.
Kolumny "lubią dużo powietrza" dlatego nie mogą być wciśnięte na półkę pomiędzy "Atlas ptaków", a serwis z porcelany. Prawa akustyki są niezmienne i jak każde prawo natury nie dają się łatwo obejść i to my musimy się do nich dostosować.
Mimo wszystko zachęcam Was do prób i eksperymentów, bo może się to okazać najtańszym sposobem na zapewnienie wysokiej klasy dźwięku z Waszego systemu audio.
Idealne proporcje.
Nasz pokój, w którym słuchamy muzyki, jest pomieszczeniem zamkniętym. Z punktu widzenia akustyki, każde pomieszczenie charakteryzuje się pewnymi właściwościami, które wpływają korzystnie, bądź nie, na dźwięk. Niektóre z tych właściwości jak wymiary i kształt oraz materiał nadany jest przez architekta i budowniczych. No, chyba że dopiero zamierzamy go wybudować...
Z punktu widzenia akustycznego, ideałem byłby pokój o nierównoległych i/lub załamanych ścianach, lub przynajmniej o zaokrąglonych narożach i o proporcjach które sprzyjają korzystnemu propagowaniu fal. Akustycy wyliczyli, że takie idealne proporcje to: 1:1,14:1,39 lub 1:1,28:1,54 a także 1:1,60:2,33, gdzie 1 jest wysokością pomieszczenia. Najgorsze proporcje to takie, które są wielokrotnością jednego z nich (np. 1:1:2).
Równoległe ściany i sufit powodują, że powstają fale stojące. Nierównoległość czy załamanie ścian i sufitu zapobiega ich powstawaniu. Fale stojące kumulują się w narożach pokoju, stąd korzystniejsze jest ich zaokrąglenie. No ale któż nas pozwoliłby sobie na takie dziwactwa...
Musimy także pamiętać, że materiały z jakiego są wykonane ściany mają także wpływ, szczególnie na pochłanianie i odbijanie dźwięku - inaczej pochłania i odbija ściana z pustaków pianowych a inaczej ścianka z płyty gipsowej wypełniona wełną mineralną. Wykończenie powierzchni ściany też nie jest obojętne - inaczej zachowuje się tynk wapienny, płyta gipsowa a jeszcze inaczej ściana pokryta tapetą z "barankiem" czy boazerią drewnianą. Na rozprzestrzenianie się dźwięku w pomieszczeniu mają także wpływ duże powierzchnie szklane (odbicia i rezonanse szkła) a także usytuowanie wnęk i wyjść do innych pomieszczeń.
Ponieważ nie mamy na to zbyt dużego wpływu, naszym polem do działania będzie zmiana umeblowania pokoju, właściwe ustawienie głośników i ewentualne rozmieszczenie odpowiednich ustrojów akustycznych.
Mówiąc "ustroje akustyczne" mam na myśli nie tylko kosztowne często pochłaniacze czy rozpraszacze dźwięku zakupione w specjalistycznym sklepie, ale przede wszystkim takie które są dostępne - meble, dywany, firanki, zasłony itp.
Głos i pogłos
Z punktu widzenia (a właściwie słyszenia) wpływu pomieszczenia na jakość odtwarzanej w nim muzyki, jednym z najważniejszych parametrów jest czas pogłosu.
Jak zapewne zauważyłeś, na otwartej przestrzeni każdy dźwięk jest szybko rozpraszany, wchłaniany przez przestrzeń. Inaczej jest w przestrzeni zamkniętej. Gdy słuchamy muzyki, fala dźwiękowa biegnąca z szybkością ok. 344 m/s dociera do nas wieloma drogami. Najszybciej, w ułamku sekundy dociera do nas dźwięk bezpośredni. Ale ponieważ głośniki generują dźwięk nie tylko w jednym kierunku, fala dźwiękowa dociera także do ścian, sufitu oraz podłogi i odbita wraca w naszym kierunku odrobinę opóźniona w stosunku do fali bezpośredniej.
Dźwięki te nazywamy "dźwiękami pierwszego odbicia".
Dalej, fala odbijając się wielokrotnie dociera do naszych uszu z większym opóźnieniem, lecz jednocześnie jest tłumiona przez ściany, meble i osoby będące w pomieszczeniu, przez co jej poziom głośności jest coraz niższy.
Jeżeli w głośniku pojawi się impuls dźwiękowy to w czasie jego trwania możemy wyróżnić trzy okresy: czas narastania dźwięku, czas trwania oraz czas zaniku.
Właśnie czas, po jakim dźwięk zanika w pomieszczeniu nazwano czasem pogłosu.
Dokładnie mówiąc, jest to czas, w którym poziom dźwięku w pomieszczeniu po wyłączeniu źródła spada o 60 dB czyli do jednej milionowej.
Czas zaniku, który nazwiemy np. Tz zależy od objętości pomieszczenia i cech fizycznych jego powierzchni - takich jak współczynnik pochłaniania i odbijania fal dźwiękowych - jak i również znajdujących się tam przedmiotów a także - o czym często zapominamy - od ilości osób.
Wydawać by się mogło, że aby uzyskać dużą wierność muzyki w pomieszczeniu, należy dążyć do jak najmniejszego czasu pogłosu. Okazuje się jednak, że tak nie jest.
W silnie wytłumionym pomieszczeniu, gdzie czas pogłosu jest bardzo krótki, dźwięk jest nieprzyjemny, suchy, nienaturalny.
Badania nad optymalnym czasem pogłosu prowadzone są od lat, a specjalne wzory i tabele pomagają akustykom na obliczenie jaki czas pogłosu jest zalecany dla danego pomieszczenia.
Na przykład dla sal konferencyjnych, gdzie ważna jest zrozumiałość mowy, czas pogłosu powinien być niewielki (Tz = 0,2-0,4 s), dla kościołów gdzie prezentuje się muzykę organową i chóralną - duży (Tz = 3-6 s).
W pomieszczeniach mieszkalnych czas pogłosu powinien wynosić 0,6-0,8 sekundy.
Jeżeli pogłos jest zbyt duży mamy trudności ze zrozumieniem mowy, gdy jest zbyt krótki, akustyka pokoju jest nienaturalna, martwa.
W pomieszczeniu wytłumionym, o małym czasie pogłosu i do tego kierunkowych głośnikach, siedząc w optymalnym miejscu, usłyszymy doskonale poukładany "plan dźwiękowy", gdzie każdy muzyk i wokalista ma swoje określone miejsce. Wadą takiego rozwiązania jest bardzo małe pole odsłuchu, a my siedzimy jakby przed sceną, będąc widzem.
Jeżeli czas pogłosu będzie dłuższy, a kąt promieniowania głośników większy, to zwiększy się udział dźwięku rozproszonego.
Czytelność obrazu, sceny dźwiękowej wprawdzie pogorszy się, lecz jednocześnie powiększy się pole dobrego odsłuchu i ulegnie polepszeniu atmosfera akustyczna.
Złoty środek
Od dawna próbowano zaradzić tym sprzecznościom, budując kolumny bi, di i omnipolarne (zob. "Głośniki") i odpowiednio aranżując akustycznie pokój odsłuchowy. Za pomocą "zwykłych" głośników wypełnienie przestrzennym dźwiękiem całego pokoju można uzyskać za pomocą procesorów dźwięku rodem z kina domowego.
Długość fali dźwiękowej
Jak wiemy, fala dźwiękowa porusza się w powietrzu z prędkością 344 m/godzinę (przy 21 0C (stopni)). Długość fali jest wyrażona wzorem l=c/f, gdzie c= 344 m/s a f (częstotliwość) wyrażona jest z Hz. (l=lambda)
Tak więc dla przykładowych częstotliwości f=?Hz długość fali będzie wynosić:
f =20Hz
l = 17,2m | f = 50Hz
l = 6,88m | f = 75Hz
l = 4,59m | f = 100Hz
l = 3,44m | f = 1000Hz
l = 0,344m | f = 20kHz
l = 1,7cm |
Jak wynika z powyższej tabelki, długość fali dźwiękowej dla niskich częstotliwości, często wielokrotnie przekracza wymiary naszego pokoju.
Interferencja fal
W pomieszczeniach zamkniętych zachodzi jeszcze inne zjawisko. Istnienie równoległych ścian, podłogi i sufitu powoduje, że fala dźwiękowa dochodząc do przeszkody odbija się od niej (przy czym pewna jej część jest pochłaniana) i wraca. Wracając napotyka falę pierwotną i wtedy zachodzi zjawisko zwane interferencją.
Interferencja polega na chwilowym wzmocnieniu bądź osłabieniu fali, w zależności od jej stanu.
Przy pewnej częstotliwości, w wyniku nałożenia się dwóch fal o przeciwnych kierunkach powstaje fala stojąca.
Możemy to sobie wyobrazić jako nieregularny zbiór "gór i dolin", obrazujących, niczym mapa, strzałki (wzmocnienia) i węzły (osłabienia) fal dźwiękowych.
Taka interferencja najsilniej ujawnia się w zakresie małych częstotliwości, dla których długość fali jest porównywalna z odległościami ścian.
Narożniki pokoju oraz łączenia ścian są punktami w których bardzo wyraźnie występują strzałki (wzmocnienie) fal stojących.
W praktyce falę stojącą możemy usłyszeć.
Jeżeli podczas słuchania muzyki z głośników wydobywa się przez długą chwilę dźwięk (np. gitarzysta gitary basowej "przeciągnie" dźwięk o niskiej częstotliwości), który spowoduje powstanie fali stojącej, to wystarczy że przejdziemy się po pokoju, by w pewnym miejscu usłyszeć wyraźnie głośniejszy dźwięk (strzałka), a przechodząc dalej stwierdzić że dźwięk jest mocno osłabiony (węzeł).
Najbardziej dokuczliwą cechą wzbudzania się fal stojących jest charakterystyczne "dudnienie" w zakresie niskich tonów. Rezonans pomieszczenia
Jak wiemy, gdy wymiary pokoju są zbliżone do długości fali, w wyniku interferencji łatwo powstanie fala stojąca. Taką częstotliwość fali nazywa się częstotliwością rezonansową, lub krócej rezonansem pomieszczenia. Inna nazwa to mody własne pomieszczenia.
Częstotliwość rezonansową łatwo obliczyć znając odległości pomiędzy ścianami: FR = 344/2x, gdzie x to właśnie odległość.
Ponieważ w pokoju jest wiele płaszczyzn równoległych (przynajmniej 3 pary), fal stojących może być więcej.
Fale dźwiękowe o pewnych częstotliwościach mają długości zbliżone do wymiarów naszego pokoju.
I tak np. przy szerokości pokoju 3.5 m, może powstawać fala stojąca przy częstotliwości ok. 50 Hz (dokładnie 49,14 Hz), a długość pokoju 4,5 m wygeneruje nam falę stojącą o częstotliwości 38,22 Hz.
Co więcej, mogą powstać częstotliwości harmoniczne, będące wielokrotnościami częstotliwości podstawowej. Najbardziej dokuczliwe są rezonanse do 100 Hz.
Najniższa częstotliwość rezonansowa w danym pomieszczeniu nazywa się rezonansem podstawowym. Na naszym przykładzie będzie to 38,22 Hz a jego harmonicznymi są: 76,44 Hz, 114,66 Hz itd.
Rezonanse pomieszczenia możemy także zmierzyć. Jeżeli mamy płytę testową z nagranym, precyzyjnie przestrajanym dźwiękiem o różnej częstotliwości, to właśnie przy częstotliwości rezonansowej (i jej okolicach) usłyszymy charakterystyczne "dudnienie" dźwięku. Elektronicy którzy posiadają przestrajany generator i częstotliwościomierz mogą także łatwo pomierzyć rezonanse (i ich harmoniczne) podłączając go do zestawu audio.
Najczęściej występuje jeden lub dwa rezonanse związane z którymś rozmiarem pokoju. Najbardziej słyszalne są podstawowe, natomiast harmoniczne, ze względu na wyższą częstotliwość i mniejszą energię są mniej dokuczliwe.
Najbardziej niekorzystny rozkład modów własnych mają pomieszczenia, których dwa (rzadziej trzy) wymiary są zbliżone lub stanowią swoje wielokrotności. Korzystne wymiary pomieszczenia w którym rozkład modów nie jest tak wyraźny podałem na początku rozdziału.
Odpowiednie umeblowanie pokoju zmniejsza, a nawet likwiduje możliwość występowania fal stojących. W tym wypadku idealnym jest pokój tak zagracony, że nie ma w nim skrawka miejsca na odbijanie się fal dźwiękowych, wszystkie są rozpraszane.
Odbijanie, pochłanianie, rozpraszanie
Dźwięk w pomieszczeniu jak wiemy, napotyka przeszkody. W zależności od rodzaju materiału, struktury powierzchni i częstotliwości dźwięku, zachodzą różne zjawiska.
1. Dźwięk ulega prawie całkowitemu odbiciu - jeżeli przeszkoda jest gładka, twarda, mówimy ze ma mały współczynnik pochłaniania.
2. Dźwięk ulega prawie całkowitemu pochłonięciu. Dzieje się tak, gdy przeszkoda jest wykonana z miękkiego, porowatego materiału o dużym współczynniku pochłaniania. Łatwo pochłaniane są tony średnie i wysokie. Tony najniższe są pochłaniane w małym stopniu. Podczas pochłaniania dźwięku energia akustyczna zamieniana jest w energię cieplną.
3. Dźwięk ulega rozproszeniu, jeżeli przeszkoda wykonana jest z materiału o małym współczynniku pochłaniania, lecz o urozmaiconej powierzchni.
W rzeczywistości te zjawiska występują jednocześnie, bowiem nawet najbardziej gładka i twarda powierzchnia w jakimś stopniu pochłania dźwięk, a najbardziej pochłaniająca także odbija i rozprasza.
Gdyby udało nam się skonstruować pomieszczenie idealnie odbijające dźwięk, raz wygenerowany impuls trwałby w nim przez całą wieczność.
Jak widzimy, dobra akustyka pokoju zależy od tak wielu czynników, że wydaje się to nie do ogarnięcia przez przeciętnego miłośnika dobrego dźwięku.
Ale nie przejmujmy się tym tak bardzo, bowiem temat był badany pod dziesiątków lat i wypracowano wiele rozwiązań, które przynajmniej częściowo zaradzą naszym problemom z dźwiękiem. A jak temu zaradzić? Zapraszam do następnego tematu: "Jak zagospodarować pokój?".
hi-fi audio >> audio >
I trochę historii I Jak słyszymy? I akustyka pomieszczenia I zagospodarowanie pokoju I bi-amping |
formaty plików audio
|
|
