Pobierz - Sklep AVT

Spis Treści
O autorach___________________________________________________ 19
Wstęp_______________________________________________________ 21
Rozdział I
Podstawowe informacje o dźwięku_________________________________ 23
Fala sinusoidalna______________________________________________24
Dźwięk w ośrodku_ ___________________________________________25
Ruch cząsteczek____________________________________________26
Rozchodzenie się dźwięku____________________________________27
Prędkość dźwięku_ _________________________________________29
Długość fali i częstotliwość______________________________________31
Harmoniczne______________________________________________33
Faza_____________________________________________________34
Tony składowe_____________________________________________37
Oktawy_____________________________________________________37
Pojęcie widma________________________________________________40
Analogie elektryczne, mechaniczne i akustyczne_ _____________________44
Rozdział II
Poziom głośności dźwięku a decybele_______________________________ 47
Stosunek a różnica_____________________________________________47
Wartości liczbowe_ _________________________________________48
Logarytmy_ _________________________________________________50
Decybele____________________________________________________50
Poziomy odniesienia___________________________________________53
Porównanie postaci logarytmicznej i wykładniczej_____________________55
Moc akustyczna_ _____________________________________________56
Korzystanie z decybeli_ ________________________________________57
Pomiar poziomu ciśnienia akustycznego_____________________________62
Pomiary fali sinusoidalnej_ ______________________________________63
Rozdział III
Dźwięk w polu akustycznym swobodnym_ __________________________ 67
Pole akustyczne swobodne_______________________________________67
Rozchodzenie się dźwięku_______________________________________68
7
Natężenie akustyczne w polu akustycznym swobodnym_ _______________69
Ciśnienie akustyczne w polu akustycznym swobodnym_________________70
Pola akustyczne w przestrzeniach zamkniętych_ ______________________73
Półkolista propagacja fal_ _______________________________________74
Rozdział IV
Odbieranie dźwięków___________________________________________ 77
Czułość ucha_________________________________________________78
Budowa ucha ludzkiego_________________________________________79
Ucho zewnętrzne _ _________________________________________80
Kierunkowość odbioru dźwięku — ćwiczenie______________________80
Przewód słuchowy__________________________________________81
Ucho środkowe_ ___________________________________________82
Ucho wewnętrzne_ _________________________________________85
Stereocilia________________________________________________86
Głośność a częstotliwość________________________________________87
Regulacja głośności_________________________________________90
Obszar słyszalności_________________________________________90
Głośność a poziom ciśnienia akustycznego_ _________________________92
Głośność i szerokość pasma______________________________________94
Głośność impulsów____________________________________________97
Zmiany głośności_ ____________________________________________99
Wysokość dźwięku a częstotliwość_ _______________________________99
Doświadczenie z wysokością dźwięku_ _________________________101
Brakująca składowa podstawowa_ _____________________________101
Barwa dźwięku a widmo_______________________________________101
Lokalizacja źródeł dźwięku_____________________________________102
Lokalizacja za pomocą pary uszu_________________________________105
Prawo dźwięku bezpośredniego__________________________________106
Efekt Franssena___________________________________________106
Efekt pierwszeństwa_ ______________________________________107
Percepcja dźwięku odbitego_____________________________________109
Efekt cocktail party___________________________________________ 112
Nieliniowość słuchowa_ _______________________________________ 112
Subiektywność i obiektywność_ _________________________________ 114
Głuchota zawodowa i wynikająca ze sposobu spędzania wolnego czasu_____ 114
Podsumowanie_ _____________________________________________ 116
Rozdział V
Sygnały, mowa, muzyka i szum___________________________________ 119
Spektrograf akustyczny________________________________________ 119
Mowa_____________________________________________________ 122
Narząd głosu_____________________________________________ 124
Powstawanie głosek dźwięcznych______________________________ 124
8
Powstawanie głosek bezdźwięcznych___________________________ 125
Zakres częstotliwości mowy__________________________________ 126
Kierunkowość mowy_______________________________________ 127
Muzyka____________________________________________________ 128
Instrumenty strunowe_ _____________________________________ 128
Instrumenty dęte__________________________________________ 129
Nieharmoniczne tony składowe górne_ _________________________ 130
Zakres dynamiczny mowy i muzyki_______________________________ 131
Moc mowy i muzyki__________________________________________ 132
Zakres częstotliwości mowy i muzyki_ ____________________________ 133
Obszar słyszalności mowy i muzyki_______________________________ 133
Szum_ ____________________________________________________ 136
Pomiary szumu_ __________________________________________ 137
Szum losowy_____________________________________________ 138
Szum biały i różowy_ ______________________________________ 139
Zniekształcenia sygnału_______________________________________142
Zniekształcenia harmoniczne_________________________________143
Rezonans_ _________________________________________________146
Filtry______________________________________________________148
Rozdział VI
Odbicia dźwięku_____________________________________________ 153
Odbicia zwierciadlane_________________________________________ 153
Echa łopoczące______________________________________________ 155
Podwojenie ciśnienia przy odbiciu________________________________ 156
Odbicia od powierzchni wypukłych_______________________________ 156
Odbicia od powierzchni wklęsłych________________________________ 157
Odbicia od powierzchni parabolicznych____________________________ 158
Galerie szeptów___________________________________________ 159
Fale stojące_________________________________________________ 160
Odbicia dźwięku od dwóch powierzchni
prostopadłych do siebie – reflektor kątowy__________________________ 160
Średnia droga swobodna_ ______________________________________ 161
Percepcja odbić dźwięku_______________________________________ 162
Pojedyncze odbicia_ _______________________________________ 163
Percepcja przestrzenności, obrazu dźwiękowego i echa______________ 164
Wpływ kąta padania, rodzaju sygnału i widma na słyszalność odbić_ _____166
Rozdział VII
Dyfrakcja___________________________________________________ 169
Propagacja i dyfrakcja czoła fali__________________________________ 169
Dyfrakcja a długość fali________________________________________ 170
Dyfrakcja dźwięku na przeszkodzie_______________________________ 170
Dyfrakcja dźwięku na otworach__________________________________ 174
9
Dyfrakcja dźwięku na szczelinie_ ________________________________ 175
Dyfrakcja na soczewce dźwiękowej_______________________________ 175
Dyfrakcja wokół ludzkiej głowy__________________________________ 177
Dyfrakcja na krawędzi obudowy głośnika_ _________________________ 177
Dyfrakcja na różnych obiektach__________________________________ 180
Rozdział VIII
Refrakcja dźwięku____________________________________________ 181
Natura refrakcji______________________________________________ 182
Refrakcja dźwięku w ciałach stałych_ _____________________________ 183
Refrakcja dźwięku w atmosferze_________________________________ 184
Refrakcja dźwięku w pomieszczeniach zamkniętych_ _________________ 188
Refrakcja dźwięku w oceanie____________________________________ 189
Rozdział IX
Rozpraszanie dźwięku_ ________________________________________ 191
Doskonale rozproszone pole akustyczne____________________________ 192
Ocena rozproszenia w pomieszczeniu_ ____________________________ 192
Pomiary stanu ustalonego____________________________________ 193
Nierównomierności (dudnienia)
charakterystyki czasu pogłosu___________________________________ 194
Zanik poziomu dźwięku o charakterze wykładniczym_________________ 195
Jednorodność przestrzenna czasu pogłosu__________________________ 197
Nieregularności geometryczne___________________________________200
Pojedyncze elementy pochłaniające_______________________________200
Powierzchnie wklęsłe_ ________________________________________202
Powierzchnie wypukłe – przestrzenny ustrój dźwiękochłonny___________203
Powierzchnie płaskie__________________________________________204
Rozdział X
Filtr grzebieniowy_ ___________________________________________ 205
Czym jest filtr grzebieniowy?____________________________________205
Superpozycja dźwięku_ _______________________________________206
Sygnały tonalne i filtry grzebieniowe______________________________207
Łączenie sygnałów muzyki i mowy_______________________________209
Łączenie dźwięku bezpośredniego i odbitego________________________210
Filtry grzebieniowe i pasma krytyczne_____________________________ 215
Filtry grzebieniowe przy odtwarzaniu wielokanałowym________________ 217
Odbicia i przestrzenność_______________________________________ 217
Filtry grzebieniowe w sygnale mikrofonu stereofonicznego______________ 218
Filtry grzebieniowe w praktyce: sześć przykładów____________________ 218
Ocena wpływu efektu filtru grzebieniowego_________________________224
10
Rozdział XI
Pogłos_ ____________________________________________________ 227
Narastanie dźwięku w pomieszczeniu_____________________________228
Zanik dźwięku w pomieszczeniu_________________________________230
Model narastania i zanikania dźwięku_____________________________230
Obliczanie czasu pogłosu_______________________________________231
Wzór Sabine’a_ ___________________________________________233
Wzór Eyringa i Norrisa_ ____________________________________235
Pochłanianie przez powietrze_________________________________236
Pomiar czasu pogłosu_ ________________________________________237
Impulsowe źródła dźwięku___________________________________237
Źródła stałe______________________________________________238
Sprzęt pomiarowy_________________________________________239
Przebieg pomiarów_ _______________________________________240
Pogłos i drgania normalne______________________________________241
Analiza przebiegu czasu zaniku
poziomu dźwięku w pomieszczeniu____________________________243
Zmienność zanikania drgań własnych___________________________244
Efekt częstotliwości________________________________________247
Charakterystyka pogłosu_______________________________________247
Zmiany czasu pogłosu w zależności od lokalizacji____________________249
Tempo tłumienia i pole pogłosowe________________________________250
Przestrzenie akustycznie powiązane_______________________________251
Przestrzenie powiązane elektroakustycznie_ ________________________251
Eliminowanie fluktuacji tłumienia________________________________252
Wpływ pogłosu na mowę_ _____________________________________252
Wpływ pogłosu na muzykę_____________________________________254
Optymalny czas pogłosu_______________________________________255
Wzrost niskich tonów w czasie pogłosu_ ________________________258
Opóźnienie pierwszego odbicia_ ______________________________260
Czas pogłosu pomieszczenia mieszkalnego_______________________260
Sztuczny pogłos_ ____________________________________________262
Obliczenia pogłosu_ __________________________________________264
Rozdział XII
Pochłanianie dźwięku__________________________________________ 269
Rozpraszanie energii dźwiękowej_________________________________269
Współczynnik pochłaniania dźwięku______________________________271
Metoda pomiaru współczynnika pochłaniania
w warunkach pola pogłosowego_______________________________273
Pomiar w rurze Kundta_ ____________________________________274
Metoda krótkich impulsów tonowych_ ____________________________278
Montaż materiału pochłaniającego________________________________278
Porowatość a pochłanianie średnich i wysokich częstotliwości_ __________280
11
Materiały izolacyjne z włókna szklanego___________________________282
Włókno szklane – płyty_____________________________________284
Włókno szklane – płytki akustyczne____________________________284
Wpływ grubości materiału dźwiękochłonnego_______________________285
Wpływ pustki powietrznej za materiałem dźwiękochłonnym____________286
Wpływ gęstości materiału pochłaniającego_ ________________________287
Pianki o porach otwartych______________________________________287
Zasłony jako materiały pochłaniające dźwięk________________________288
Dywan jako materiał pochłaniający dźwięk_ ________________________292
Wpływ rodzaju wykładziny na pochłanianie______________________293
Wpływ podkładu wykładziny na pochłanianie____________________294
Współczynniki pochłaniania dźwięku wykładzin_ _________________296
Pochłanianie dźwięków przez ludzi_______________________________297
Pochłanianie dźwięku w powietrzu_ ______________________________298
Przeponowe ustroje dźwiękochłonne______________________________299
Przestrzenne ustroje dźwiękochłonne_____________________________305
Konstrukcja ustrojów przestrzennych___________________________307
Pułapka basowa – pochłanianie w zakresie niskich
częstotliwości spowodowane rezonansem___________________________308
Rezonatory Helmholtza________________________________________310
Perforowane płyty dźwiękochłonne_ ______________________________314
Listwowe ustroje dźwiękochłonne________________________________ 318
Lokalizacja materiałów________________________________________321
Czas pogłosu rezonatorów Helmholtza_ ___________________________321
Obniżanie drgań własnych pomieszczenia
za pomocą ustrojów dźwiękochłonnych_ ________________________323
Zwiększanie czasu pogłosu_____________________________________325
Moduły____________________________________________________325
Rozdział XIII
Rezonanse drgań własnych______________________________________ 329
Wczesne doświadczenia i przykłady_______________________________330
Rezonans w rurze____________________________________________331
Odbicia w pomieszczeniu_ _____________________________________334
Rezonans między dwiema ścianami_______________________________336
„Obszary” częstotliwości_ ______________________________________337
Równanie rezonansów pomieszczenia_____________________________340
Obliczanie rezonansów – przykład________________________________342
Weryfikacja doświadczalna_ ____________________________________345
Tłumienie drgań własnych_ ____________________________________347
Szerokość pasma rezonansu_____________________________________351
Wykresy ciśnienia drgań własnych_ ______________________________354
Gęstość drgań własnych_ ______________________________________358
12
Odstęp między drganiami własnymi i „zakolorowania” dźwięku__________359
Słyszalność zakolorowań_ ___________________________________360
Optymalny kształt pomieszczenia________________________________361
Kryterium Bonella_________________________________________366
Zmiana kąta powierzchni w pomieszczeniu_________________________367
Pomieszczenia o kształcie różnym od prostokąta_ _________________367
Kontrolowanie problematycznych drgań własnych____________________370
Uproszczona analiza rezonansów osiowych_________________________371
Podsumowanie_ _____________________________________________373
Rozdział XIV
Dyfuzor (rozpraszacz) Schroedera________________________________ 375
Część badawcza_ ____________________________________________375
Dyfuzory RPG — Reflection-Phase-Grating
(bazujące na siatkach zmieniających fazę odbicia)_ ___________________377
Dyfuzory oparte na sekwencji residuum kwadratowego_ _______________378
Dyfuzory oparte na sekwencji pierwiastka pierwotnego________________380
Działanie dyfuzorów opierających się na siatce dyfrakcyjnej_ ___________382
Zastosowania dyfuzorów RPG___________________________________386
Rozwiązywanie problemów z „drżeniem” dźwięku___________________390
Zastosowanie fraktali__________________________________________391
Rozpraszanie w trzech wymiarach_____________________________394
Betonowe bloki akustyczne___________________________________395
Pomiar skuteczności rozpraszania_ ____________________________396
Porównanie „siatek” z rozwiązaniami konwencjonalnymi_______________399
Rozdział XV
Zmienne warunki akustyczne____________________________________ 401
Zasłony____________________________________________________401
Regulowane panele – pochłanianie________________________________403
Panele na zawiasach___________________________________________405
Panele z żaluzjami____________________________________________405
Regulowane panele pochłaniające i rozpraszające dźwięk_______________406
Zmienne urządzenia rezonansowe________________________________408
Obracanie elementów_ ________________________________________410
Moduły przenośne_ __________________________________________ 411
Rozdział XVI
Zakłócenia__________________________________________________ 417
Metody obniżania poziomu hałasu________________________________ 418
Hałas przenoszony drogą powietrzną______________________________ 419
Izolacyjność akustyczna_____________________________________420
Wpływ masy i częstotliwości____________________________________421
Efekt koincydencji_________________________________________423
Rozdział mas_____________________________________________424
13
Złożone przegrody_ __________________________________________425
Materiały porowate___________________________________________426
Klasyfikacja STC_ ___________________________________________428
Porównanie konstrukcji ścian___________________________________430
Okna dźwiękoszczelne_________________________________________432
Drzwi dźwiękoszczelne________________________________________434
Hałas przenoszony przez konstrukcję_ ____________________________436
Hałas przenoszony przez drgania______________________________437
Podłogi pływające____________________________________________438
Ściany i sufity z warstwą izolacji przeciwdźwiękowej_______________441
Hałas a rezonans w pomieszczeniu_____________________________441
Normy i wymagania w zakresie hałasu_____________________________442
Rozdział XVII
Kontrola hałasu systemu wentylacyjnego___________________________ 445
Wybór wskaźnika oceny hałasu__________________________________446
Szum wentylatora____________________________________________451
Hałas i drgania urządzeń_______________________________________452
Prędkość powietrza___________________________________________455
Tłumienie „naturalne”_________________________________________457
Wykładzina w kanale_ ________________________________________458
Tłumiki absorpcyjne__________________________________________459
Gotowe tłumiki fabryczne______________________________________460
Tłumiki refleksyjne___________________________________________460
Tłumik rezonansowy__________________________________________462
Lokalizacja kanału____________________________________________462
Stowarzyszenie ASHRAE______________________________________463
Aktywne tłumienie hałasu______________________________________464
Kilka porad praktycznych______________________________________464
Rozdział XVIII
Akustyka pomieszczenia odsłuchowego____________________________ 467
Charakter odtwarzanego dźwięku_ _______________________________468
Akustyka małego pomieszczenia_________________________________470
Rozmiar i proporcje pomieszczenia_ ___________________________470
Czas pogłosu_____________________________________________471
Kwestie niskich częstotliwości___________________________________472
Zakolorowania____________________________________________476
Sterowanie rezonansami drgań własnych_ _______________________476
Pułapki basowe w pomieszczeniach odsłuchowych_________________476
Kwestie częstotliwości średnio-wysokotonowych_____________________478
Identyfikacja i adaptacja akustyczna punktów odbicia_______________482
Odbicia poprzeczne – kontrola przestrzenności____________________484
Lokalizacja głośników_________________________________________484
14
Rozdział XIX
Akustyka małego studia nagraniowego_____________________________ 487
Wymagania w odniesieniu do hałasu otoczenia_ _____________________488
Charakterystyka akustyczna studia_ ______________________________489
Dźwięk bezpośredni i pośredni_ ______________________________489
Rola adaptacji akustycznej pomieszczenia_ ______________________490
Drgania własne pomieszczenia i jego objętość_______________________491
Analiza rezonansu dla różnych rozmiarów pomieszczeń_____________492
Czas pogłosu________________________________________________494
Pogłos w małych pomieszczeniach_____________________________495
Optymalny czas pogłosu_ ___________________________________495
Rozpraszanie________________________________________________496
Hałas_ ____________________________________________________497
Przykład projektu studia_______________________________________497
Zakładana chłonność__________________________________________498
Proponowana adaptacja pomieszczenia__________________________499
Rozdział XX
Akustyka w reżyserce__________________________________________ 505
Opóźnienie pierwszego odbicia__________________________________506
Część niewytłumiona – część wytłumiona__________________________508
Odbicia a rozpraszanie_ _______________________________________509
Rezonanse niskotonowe w reżyserce_ _____________________________ 511
Opóźnienie pierwszego odbicia w praktyce_________________________ 513
Lokalizacja głośnika i rozchodzenie się odbić_______________________ 515
Reżyserka ze strefą pozbawioną odbić_____________________________ 516
Zakres częstotliwości w reżyserce_ _______________________________ 518
Zewnętrzna i wewnętrzna konstrukcja reżyserki______________________ 519
Rozdział XXI
Pomieszczenia do obróbki audiowizualnej_ _________________________ 521
Warunki projektowania_ _______________________________________521
Adaptacja pomieszczenia_______________________________________522
Przykład miejsca pracy_ ____________________________________522
Ocena rezonansów pomieszczenia_____________________________524
Kontrola nad rezonansami pomieszczenia________________________524
Obliczenia pochłaniania_____________________________________524
Propozycja adaptacji__________________________________________525
Specjalistyczna adaptacja____________________________________527
Problemy z dźwiękiem w kabinie spikera___________________________528
Pole tłumione i nietłumione__________________________________528
Pierwsze odbicia_ _________________________________________529
Wytłumienie jednej części studia_________________________________530
15
Rozdział XXII
Akustyka dużych sal___________________________________________ 533
Najistotniejsze kryteria w projektowaniu___________________________534
Kontrola pogłosu i echa________________________________________535
Sale służące do odbioru mowy___________________________________538
Objętość_ _______________________________________________538
Geometria sali____________________________________________538
Pochłanianie_ ____________________________________________540
Sufit, ściany i podłoga_ _____________________________________541
Zrozumiałość mowy_ _________________________________________542
Częstotliwości i czas trwania mowy_ ___________________________542
Metody subiektywne_______________________________________543
Metody analityczne________________________________________544
Projektowanie akustyczne sali koncertowej__________________________545
Pogłos__________________________________________________546
Klarowność______________________________________________546
Przejrzystość_____________________________________________547
Wzmocnienie_____________________________________________547
Liczba miejsc siedzących____________________________________548
Objętość_ _______________________________________________549
Przestrzenność____________________________________________549
Pozorna szerokość źródła____________________________________549
Początkowe opóźnienie______________________________________550
Stosunek tonów niskich i ciepłe brzmienie_______________________550
Projekt architektoniczny sali koncertowej___________________________551
Balkon__________________________________________________551
Sufit i ściany_ ____________________________________________552
Podłoga nachylona_________________________________________553
Analiza obrazu pozornego źródła_________________________________554
Procedura projektowania sali____________________________________556
Przykładowe rozwiązania____________________________________556
Rozdział XXIII
Zniekształcenia akustyczne_ ____________________________________ 561
Zniekształcenia akustyczne i odbiór dźwięków_ _____________________561
Źródła zniekształceń akustycznych_ ______________________________562
Sprzężenie drgań własnych pomieszczenia_______________________562
Interferencje między głośnikiem a powierzchniami otaczającymi_ _____563
Filtr grzebieniowy_ ________________________________________565
Rozpraszanie_____________________________________________570
Pomiary rozpraszania_______________________________________572
Metody projektowania_________________________________________574
16
Rozdział XXIV
Oprogramowanie do pomiarów akustyki pomieszczenia________________ 577
Pomiary akustyczne___________________________________________578
Podstawowa aparatura pomiarowa_ _______________________________579
Techniki pomiarowe TDS (time-delay spectrometry)__________________580
Techniki pomiarowe MLS______________________________________584
Program ETF firmy AcoustiSoft_________________________________585
Pomiary charakterystyki częstotliwościowej______________________589
Pomiary rezonansów_ ______________________________________595
Pomiary w pasmach węższych od oktawy________________________596
Pomiary krzywej zależności energii od czasu_ ____________________598
Czas pogłosu_____________________________________________603
Rozdział XXV
Optymalizacja pomieszczenia____________________________________ 605
Drgania własne______________________________________________606
Interferencje między głośnikiem a powierzchniami otaczającymi_________609
Optymalizacja_______________________________________________610
Teoria działania______________________________________________ 612
Przewidywanie charakterystyki pomieszczenia____________________ 613
Proces optymalizacji_ ______________________________________ 618
Parametr kosztu___________________________________________ 618
Procedura optymalizacji_ ______________________________________621
Wyniki działania_____________________________________________624
Konfiguracja stereofoniczna__________________________________624
Zestawy głośnikowe w układzie stereo
z dwoma głośnikami niskotonowymi w każdym zestawie_ ___________625
Kino domowe w systemie 5.1 z dipolowymi głośnikami
dźwięku surround_ ________________________________________628
Kino domowe w systemie 5.1 z zestawami satelitarnymi_____________630
Subwoofer_______________________________________________633
Wnioski_ __________________________________________________635
Rozdział XXVI
Prezentacja dźwięku___________________________________________ 637
Historia modelowania akustycznego_ _____________________________638
Proces prezentacji akustycznej___________________________________642
Współczynniki rozpraszania__________________________________642
Charakterystyka odbiornika__________________________________644
Przetwarzanie echogramu____________________________________644
Dane modelu pomieszczenia_ ________________________________648
Odwzorowanie modelu pomieszczenia__________________________651
Odtwarzanie binauralne_____________________________________654
Podsumowanie_ _____________________________________________656
17
Literatura___________________________________________________ 657
Dodatek____________________________________________________ 673
Wybrane współczynniki pochłaniania_ ____________________________673
Słownik____________________________________________________ 675
Index ______________________________________________________ 681