При выборе качественной акустики, необходимо принимать во внимание ряд важнейших параметров, описывающих её звуковые характеристики. В этом материале мы не будем рассматривать конкретные цифры, а остановимся на общих понятиях, связанных с работой акустических систем. Как известно, звук — это колебания упругой среды, происходящие с определенной частотой и интенсивностью. В дальнейшем вместо слов «упругая среда» мы будем употреблять слово «воздух», так как круг рассматриваемых здесь вопросов ограничивается воздушными звуковыми колебаниями. Рассмотрим на конкретном примере колеблющегося диффузора динамика возникновение и распространение звуковых колебаний. Частицы воздуха, находящиеся вблизи диафрагмы, колеблются вместе с ней и передают колебательное движение более удаленным частицам, которые, в свою очередь, передают его еще дальше. Частицы воздуха не передвигаются от источника звука к слушателю, а лишь смещаются в обе стороны от нейтрального положения. Воздушные волны распространяются со скоростью примерно 340 м/сек, постепенно ослабевая. Попадая в человеческое ухо, они действуют на барабанную перепонку, заставляя ее колебаться. Эти колебания человек воспринимает как звук. Рассмотрим некоторые основные характеристики звуковых колебаний.
Частота колебания. Если диафрагма будет делать не менее 16 и не более 20000 колебаний в секунду, то вызванные ею колебания барабанной перепонки воспринимаются как звук. Чем больше колебаний в секунду делает динамик, тем более высоким кажется звук. Единица измерения частоты колебаний (высоты звука) называется герц и обозначается гц. Один герц — это одно колебание в секунду. Тысяча герц равна одному килогерцу (кгц),
Форма колебания. Закон колебательного процесса легче всего выразить с помощью графика, показывающего, как отклонение колеблющейся частицы зависит от времени. По вертикальной оси такого графика откладывается величина отклонения в единицах длины, а по горизонтальной — время. Получившаяся кривая и есть форма колебания.
Большинство существующих в природе звуковых колебаний имеет сложную форму. Чтобы убедиться в этом, достаточно посмотреть в увеличительное стекло на граммофонную пластинку. Ее извилистая борозда представляет собой запись звуковых колебаний хорошо заметно, что форма этих колебаний неодинакова. Под увеличенным изображением части пластинки одна борозда показана в виде графика, в частном случае колебание может быть синусоидальным. Практическим примером почти синусоидального колебания является свистящий звук. В дальнейшем будет показано, что сложные колебания можно представить в виде суммы нескольких синусоидальных колебаний, которые являются простейшим видом колебаний и ни на что не разлагаются.
Амплитуда колебания — это наибольшее отклонение колеблющейся частицы от среднего положения. Амплитуда колебания определяет громкость звука.
Интенсивность звука (I) — это количество звуковой энергии, проходящей за единицу времени через единичную площадь, расположенную перпендикулярно направлению распространения звука. Другими словами — это мощность, приходящаяся на единицу поверхности. Иногда вместо термина «интенсивность звука» говорят «сила звука». Интенсивность звука измеряется в вт/м2 или в вт/см2, так как ватт является единицей не только электрической, но и звуковой мощности.
Звуковое давление. Как известно, в каждой точке воздушного пространства действует атмосферное давление. При возникновении звука появляется дополнительное давление, которое оказывают друг на друга колеблющиеся частицы воздуха. Это избыточное (сверх атмосферного) давление называется звуковым. Оно изменяется по величине и направлению в соответствии с законом колебания. Поэтому пользуются действующим (эффективным) значением звукового давления, подобно тому, как в электротехнике переменных токов пользуются эффективными значениями тока и напряжения. Звуковое давление, как и всякое другое, измеряется силой, действующей на единицу поверхности. В качестве единиц звукового давления в акустике применяются ньютон/м2 или бар, (1 бар = 1 дина/1 см2). Звуковое давление обозначается буквой р. Например, р = 1 н/м2 = 10 бар. Зная свойства воздуха, можно по звуковому давлению рассчитать силу звука, и наоборот, измерив силу звука, вычислить звуковое давление.
Интенсивность звука и звуковое давление возрастают с увеличением амплитуды колебаний. Не приводя точного соотношения между ними, отметим одно обстоятельство, которое понадобится в дальнейшем, а именно интенсивность звука пропорциональна квадрату звукового давления:
I=р2. Иначе это можно записать так: I = kр2.
где k — коэффициент пропорциональности. Например, изменение звукового давления в 3 раза даст изменение интенсивности звука в 9 раз и т. д. Зная основные характеристики звуковых колебаний, можно перейти к рассмотрению системы децибел, отражающей свойства человеческого слуха.
Чувствительность акустической системы — уровень звукового давления, который развивается громкоговорителем на расстоянии 1 метра от акустической системы при подаче на нее электрического сигнала частотой 1000 Гц и мощностью 1 Вт. Измеряется чувствительность в дБ (1Вт/1м). Чем выше чувствительность акустической системы, тем большую громкость можно получить при одинаковом уровне подводимой мощности. От значения чувствительности зависит динамический диапазон акустической системы, или другими словами, ее способность воспроизводить звуки разной громкости.
Сопротивление акустической системы, имеет стандартизированные значения – 4, 8 и 16 Ом. Этот параметр имеет влияние на выбор усилителя мощности. Нужно смотреть, чтобы сопротивление акустической системы было равно или больше выходного сопротивления УМЗЧ. Если сопротивление АС будет больше выходного сопротивления усилителя мощности, то он не сможет развить необходимую мощность для получения нужного уровня громкости. Надеемся данный материал позволил вам получить исчерпывающее представление о природе звука и важнейших параметрах акустических колонок. Если вам необходимо выбрать аудиосистему для компьютера, тогда читайте обзор про колонки – JBL Creature III.
