円形の放射パターン (AS 空間フィールド) を持つ音響システム。スキーム、説明

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円形の放射パターン (AS 空間フィールド) を持つ音響システム。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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電気音響音響再生（最も理想的なバージョン）の主なタスクは、リスニング場所の二次音場が、動作自体が行われる場所の一次音場に確実に対応するようにすることです。路上、森、野原、その他の場所で耳を傾けていると、あらゆる方向からこれらの音の発生源を非常に自由に特定することができます。私たちの周囲のほとんどの音源は、（音の振動の波長と比較して）点音源に近いものです。これらの音源は動的に変化する周波数スペクトルを放射し、床または地面の上の音源の位置に応じて、半球状または球状の波が形成されます。振動する弦を例に挙げると反論されるかもしれませんが、ピックアップが弦の端に近い位置にあるエレキギターを考えてみましょう。高周波だけのように見えますが、ピックアップは幅広い周波数を伝達します。振動周波数のほぼ全スペクトルを弦の各セクションから取得できます。

次の実験を頭の中で想像してみましょう。窓のない部屋の壁に、たとえば 2 m の距離で、通りに面した、スピーカーのディフューザーと同じ直径の XNUMX つの開口部が切り取られます。したがって、周波数ごとに異なる放射パターンを持つスピーカーシステムと同等のものが得られ、高周波数ではパターンが狭くなります。私たちは部屋に座って、路上で何が起こっているのかを理解しようとします。そしてさあ、外に出ましょう - 音が私たちを取り囲みます。

空間音響システム (ASFS) の開発者の努力は、空間音場の再構築に向けられています。既存のシステムのほとんどは、少なくとも可聴周波数帯域の一部においてベクトル、つまり指向性放射です。

部屋をスコアリングするタスクは、最大値やディップのないすべての点で均一な音場 (圧力) で部屋を満たすことです。そのような実験を想像してください - 鏡の部屋、そしてそれは均一に照らされている必要があります。指向性ライトランタン (ベクトルエミッター) を使用すると、鏡の壁から反射された別々の光線が得られ、最大値とディップ値が存在します。無指向性マットランプ (または間隔をあけて配置された XNUMX つのランプ) を使用すると、部屋がより均一な光で満たされます。この実験から、スピーカーからの音の放射の指向性が低いほど、より均一な音場が生成されるという結論が得られます。

音源として使用されるダイナミックヘッドでは、可聴周波数範囲全体を顕著な歪みなしに再生することはできません。この問題を解決するために、周波数帯域に最適化されたバンドヘッドが製造されます。したがって、スピーカーはスピーカーのフロントパネルに間隔を置いて配置された複数のヘッドで構成され、オーディオ信号スペクトルの一部のみが各ストリップヘッドに供給され、これらの各ヘッドは独自の指向性パターンを持ちます。

間隔をあけたダイナミックヘッドを備えたマルチウェイスピーカーにはいくつかの問題があります。クロスオーバーフィルターの遅延による帯域内の信号遅延時間の違い、サウンドスペクトルの非点放射により帯域内の放射パターンのシフトが発生します。分離領域。リスナーの位置に応じてストリップラジエーターの異なる指向性パターンが楽器の音の音色に影響を与えます。

結論：二次音場は基本的に一次音場に対応することはできません - 図。 1. 避けられない疑問が生じます - 何をすべきでしょうか?

円形放射パターンの音響システム（AS空間フィールド）
米。 1. 二次音場は基本的に一次音場に対応できません。

まず、ちょっとした歴史について。 1898 年、オリバーロッジはダイナミックラウドスピーカーを発明し、その設計は今日までほとんど残っています。 1948 年、タンノイ初の「デュアルコンセントリック」スピーカーがロンドンの「ラジオショー」で発表されました。これは、ポイントに相当する初の双方向同軸ドライバーです。

これはまさに画期的な進歩であり、その利点は今日まで保たれていますが、ホーン高周波ラジエーターを備えた同軸スピーカーは、信号周波数の増加に伴って指向性が鋭くなるため、快適に聴ける領域が非常に小さくなります。同軸設計では、高周波ラジエーターが低周波ラジエーターのコーンの上部に配置され、可動式（！）ホーンとして機能し、リスナーの位置に応じて音色に影響を与えます。

APMS の作成に向けた次のステップは、エンジニアの V.I. ショロフによって行われました。彼が開発した 30AS103P 音響システムはヤンター工場で生産されており、[1] で説明されています。これは双方向スピーカーで、XNUMX つのダイナミックヘッドが水平面に設置され、それぞれが独自の散乱コーンに向けられ、ベクトル放射をスカラー (無指向性) に変換します。高周波エミッター（ヘッド）は低周波エミッターの上に設置されているため、完全な点光源は得られませんが、水平面では円形の放射パターンを持つ光源が得られます。

点無指向性 (より正確には、放射パターンを持つ) 音源の作成に向けたもう 2 つのステップは、Yu. Gribanov と A. Klyachin によって提案された設計 (図 XNUMX) でした。

円形放射パターンの音響システム（AS空間フィールド）
米。 2. Yu. Gribanov と A. Klyachin による AS 設計

その中には、スピーカーハウジングの XNUMX つの側面に XNUMX 対のヘッドが取り付けられています。放射線のベクトル成分があるため、この AS を ASPP と呼ぶことはできません。ただし点無指向性音源です。もう XNUMX つの欠点があります。同じ信号が複数のヘッドから発信され、それらの同期動作と同一のパラメーターを実現することは不可能です。これにより、サウンドトラックの最も細かいニュアンスが失われる可能性があります。

A. Vinogradov と A. Gaidarov によって提案された、いわゆるカウンターアパーチャ AS (図 3) は、ASPP のイデオロギーにより完全に対応しています。

円形放射パターンの音響システム（AS空間フィールド）
米。 3. A. Vinogradov と A. Gaidarov によって提案されたカウンターアパーチャ AS

AF帯域全域に仮想点無指向性音圧源を生成します。音波の垂直成分は若干抑制されます。しかし、前の場合と同じ問題に再び戻ります。完全に対称な構造は得られません。高周波数では、XNUMX つのヘッドから発せられる音波の位相がずれる可能性があり、その結果生じる干渉によって元の音色が歪みます。もちろん、歪みは以前の方法 (ヘッドの数が少ない) よりも少なくなりますが、問題は残ります。この設計には別の問題があります。同軸 (双方向) を使用している場合でも、XNUMX つの広帯域ヘッドを使用すると、必要な周波数範囲を常に再生できるとは限りません。このような構造では、必要な XNUMX レーンを実装することはできません。

4番目のタイプのAMSの動作原理は、従来図に示されていた設計から容易に理解できます。 XNUMX. カウンターアパーチャ AS のラウドスピーカーのセットの半分を除外することで、その固有の欠点を回避できます。また、周波数範囲全体にわたって円形のパターンで音波を放射します。

円形放射パターンの音響システム（AS空間フィールド）
米。 4. XNUMX 番目のタイプの AMS の動作原理

このようなAUに関して多数の特許を取得している当社では現在、5つの構造に基づいてAPCSを生産しています。 5車線、図に従って作られています。 10、家庭用リビングルーム用に、40、1000、6 リットルの 70 つの容量が用意されています。小規模な映画館向けに、特別な XNUMX W 自動制御システムが生産され、高い音圧を提供します。 ASPP の構造を図に示します。 XNUMX は XNUMX バンドのスペクトル分離原理を実装しており、これによりヘッド選択の問題が大幅に簡素化されます。同社の製品の中には、ステレオレコードの高品質再生を目的としたケース容積XNUMXリットルのASPPもあります。

円形放射パターンの音響システム（AS空間フィールド）
米。 5. 双方向 AMS

円形放射パターンの音響システム（AS空間フィールド）
米。 6. XNUMX ウェイ AMS

AES の特徴について言えば、直接放射のスピーカーと比較すると、音が全方向に放射され、リスナーに向けられないため、楽器の音のアタックがある程度弱まることが考えられます。

しかし、実際の部屋でそのようなスピーカーを使用できるのはなぜでしょうか? 均一な空間音場が作成され、どこにいても同じ音色が得られます。スピーカーの前に立っても横に立っても音が変わらず、均一な音場に包まれます。広いエリアで非常に快適なサウンドが得られます。異常な快適さと感情的な関与が、従来のスピーカーでは達成できない環境を作り出します。ここで示した XNUMX つのタイプの AMS は、さまざまなオプションを網羅したものではありません。

特定の品質のしきい値を超えたときに、あるサウンドが他のサウンドより優れている、または劣っていると明確に言うことは、ほとんど意味がありません。知覚は感情の領域であり、それらは異なるため、多くのアンプや音響システムが存在します。しかし、明らかなことは、この音が私たちの周囲の自然に近いということです。

例として、当社製スピーカーシステム「AC200」を考えてみましょう。このシステムは、ASA Laboratory によって製造されたダイナミックヘッドを使用して、デスクトップバージョンと吊り下げバージョンで製造されています [2]。ウーファーとしてモデルB1602.8、ツイーターとしてT252.4を使用します。図上。図７は、ＡＣの簡略図を示す。

円形放射パターンの音響システム（AS空間フィールド）
米。 7. 簡略化された AC 図面

この縦型スピーカーのデザインにより、パイプをキャビネットとして使用できるため、標準的な立方体キャビネットとは異なります。ケーシング１１（図８）として、特に下水道システムで使用されるＰＶＣ２００×４．９×２０００プラスチックパイプが選択された。 11 つのスピーカーには長さ 8 m のパイプ 200 本で十分です。リング 4,9、2000、2、1 は厚さ 2 mm の MDF 製です。図上。図6に部品10、16の図を示します。部品は皿ネジ9x2mm(6～3本)で本体に取り付けられています。

フィルター2はケース下部に設置されている信号線出力用の穴が開いた部品9に取り付けられています。ダイナミックヘッドが取り付けられた部品 6 は、リングの上面がハウジング 11 の窓の下端と面一になる状態でハウジング 11 に取り付けられます。HF ヘッドに向かうワイヤを敷設するには、次の手順を実行します。 4、セルフタッピングネジは取り付けず、ワイヤーをHFヘッドに渡し、何らかの方法で固定します（ボンネット上、直径5 ... 1 mmの銅線からはんだ付けされた構造上）。 LFヘッドを固定するセルフタッピングネジで固定します。主な要件は、HF ヘッドコーンと散乱コーン 1,5 の間に必要なクリアランスを設けることです。 3、MDF または厚いプラスチックから作ることができます。プラスチックコーンを強化するために、発泡させることができます。

円形放射パターンの音響システム（AS空間フィールド）
米。 8. AC ハウジング - PVC プラスチックパイプ 200x4,9x2000

円形放射パターンの音響システム（AS空間フィールド）
米。 9. 図面詳細 2、6

円形放射パターンの音響システム（AS空間フィールド）
米。 10.プラスチックコーン

高周波での損失を減らすには、光沢のあるラッカー仕上げのコーン表面が望ましいです。コーンはパーツ 2 に接着剤で固定されています。

吸音材として、薄い合成防寒材が使用され、しっかりと詰められています。パッキング密度の基準は、低周波域でブツブツ音が存在しないことです。厚さ5〜10 cmの微細な活性炭の層を注ぐことを試みることができます。その層は上から合成防寒剤で覆う必要があります。

パーツ 1 と 10 は外観を定義し、塗装または化粧仕上げが可能です。部品 1 はダボまたは小さなセルフタッピングねじで部品 2 に取り付けられ、部品 10 - 接続ケーブルを外すとセルフタッピングねじで取り付けられます。

講演者にプレゼンテーションを行うには、薄い合成繊維の「ストッキング」を縫い、ホッチキスで上部と下部に取り付けます 2。

クロスオーバーフィルター回路を図 11 に示します。十一。

円形放射パターンの音響システム（AS空間フィールド）
米。 11. 分離フィルターのスキーム

インダクタL1は、直径0,5 mmのプラスチックパイプに直径0,8 ... 25 mmのエナメル線が巻かれており、巻き幅は20 mmです。長さ 120 m のワイヤを 10,2 回巻くと、0,3 mH のインダクタンスが生じます。コンデンサ C1 - K73-17 または K78-2 (より良い)。抵抗値が1オームの抵抗器R0,2は高抵抗線でできています。数メートルの長さの部品を取り、その抵抗値を測定し、必要な抵抗値に対応する部分を噛み切ります。ワイヤーの直径は少なくとも0,2 mmでなければなりません。ヘッドをオンにする位相 (極性) は経験的に決定されます。ここの図は、ピンクノイズで測定した場合に最適化された極性を示しています。

文学

Shorov V.、Yankov V. 自己制作用の音響システム。 - ラジオ、1997 年、第 4 号、p. 12-14。
アサ研究所。 - asalab.net。

著者: V. コスティン

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