Rumslägen

Rumslägen är samlingen av resonanser som finns i ett rum när rummet exciteras av en akustisk källa som en högtalare. De flesta rum har sina grundresonanser i området 20 Hz till 200 Hz, där varje frekvens är relaterad till en eller flera av rummets dimensioner eller en divisor därav. Dessa resonanser påverkar den lågfrekventa låg-mellanfrekvensresponsen hos ett ljudsystem i rummet och är ett av de största hindren för korrekt ljudåtergivning.

Mekanism för rumsresonanser

Inmatningen av akustisk energi till rummet vid modala frekvenser och multipler av dessa orsakar stående vågor. Noderna och antinoderna för dessa stående vågor resulterar i att ljudstyrkan för den speciella resonansfrekvensen är olika på olika platser i rummet. Dessa stående vågor kan betraktas som en tillfällig lagring av akustisk energi eftersom de tar en begränsad tid att byggas upp och en begränsad tid att skingras när ljudenergikällan har tagits bort.

Rumslägen mellan två hårda väggar. Vid väggarna ska det alltid finnas en ljudtrycksantinod.

Minimerar effekten av rumsresonanser

Ett rum med generellt hårda ytor kommer att uppvisa högt Q , skarpt avstämda resonanser. Absorberande material kan tillföras rummet för att dämpa sådana resonanser som fungerar genom att snabbare avleda den lagrade akustiska energin.

För att vara effektivt måste ett skikt av poröst, absorberande material vara i storleksordningen en kvarts våglängd tjockt om det placeras på en vägg, vilket vid låga frekvenser med sina långa våglängder kräver mycket tjocka absorbatorer. Absorption sker genom friktion av luftrörelsen mot enskilda fibrer, med kinetisk energi omvandlad till värme, och därför måste materialet ha precis rätt "densitet" vad gäller fiberpackning. För löst och ljud kommer att passera igenom, men för fast och reflektion kommer att uppstå. Tekniskt sett handlar det om impedansmatchning mellan luftrörelse och de enskilda fibrerna. Glasfiber, som används för värmeisolering, är mycket effektivt, men måste vara mycket tjockt (kanske fyra till sex tum) om resultatet inte ska bli ett rum som låter onaturligt "dött" vid höga frekvenser men förblir "boomigt" vid lägre frekvenser, så att den ger absorption över ett brett spektrum av frekvenser. Gardiner och mattor är endast effektiva vid höga frekvenser (säg 5 kHz och högre).

Som en tumregel rör sig ljudet med en fot per millisekund (344 m/s), så våglängden för toner vid 1 kHz är ungefär en fot (344 mm) och vid 10 kHz ungefär en tum (34 mm). Till och med sex tum av glasfiber har liten effekt vid 100 Hz, där en kvarts våglängd är över 2 fot (860 mm), och så att lägga till absorberande material har praktiskt taget ingen effekt i det nedre basområdet i 20–50 Hz-området, även om det kan åstadkomma stora förbättringar i det övre basområdet över 100 Hz.

Öppna öppningar, dispersionscylindrar (stor diameter och vanligtvis vägghöjd), noggrant dimensionerade och placerade paneler och oregelbundna rumsformer är ett annat sätt att antingen absorbera energi eller bryta upp resonanslägen. För absorption, som med stora skumkilar som ses i ekofria kammare , sker förlusten i slutändan genom turbulens, eftersom kolliderande luftmolekyler omvandlar en del av sin kinetiska energi till värme. Dämpade paneler, typiskt bestående av skivor av hårdpapp mellan glasfiberläktar, har använts för att absorbera bas, genom att tillåta rörelse av ytpanelen och energiabsorption genom friktion med fiberläktarna.

Om ett rum byggs är det möjligt att välja rumsdimensioner för vilka dess resonanser är mindre hörbara. Detta görs genom att säkerställa att flera rumsresonanser inte har liknande frekvenser. Till exempel skulle ett kubiskt rum uppvisa tre resonanser vid samma frekvens.

Utjämning av ljudsystemet för att kompensera för det ojämna frekvenssvaret som orsakas av rumsresonanser är av mycket begränsad nytta eftersom utjämningen bara fungerar för en specifik lyssningsposition och faktiskt kommer att göra att responsen blir sämre i andra lyssningspositioner. Även stora basförstärkningar av ljudsystemet EQ kan kraftigt minska utrymmet i själva ljudsystemet. Vissa leverantörer tillhandahåller för närvarande avancerad utrustning för rumsinställning som kräver precisionsmikrofoner, omfattande datainsamling och använder datoriserad elektronisk filtrering för att implementera den nödvändiga kompensationen för rumslägena. Det finns en del kontroverser om det relativa värdet av förbättringen i vanliga rum, med tanke på de mycket höga kostnaderna för dessa system. ^{[ citat behövs ]}

Konserthallar

Mycket stora rum som konsertsalar eller stora tv-studior har grundläggande resonanser som är mycket lägre i frekvens än små rum. Detta betyder att de täta övertonsresonanserna sannolikt ligger i lågfrekvensområdet och därför tenderar svaret att bli mer enhetligt.

Se även

Högtalarmått

externa länkar