- Μηνύματα
- 2.488
- Reaction score
- 383
Μια μικρη εισαγωγη
Ο συνδυασμος απορροφητικων πανελ και diffusers χρησιμοποιειται ως γνωστον προς την αποφυγη ακουστικων παραμορφωσεων. Οι ισχυρες αντανακλασεις στο χωρο μπορει να δημιουργησουν χρωματισμους, ηχω, μετατοπιση εικονας, κλπ. Τα πανελ αλλα και οι διαχυτες μπορουν καλλιστα να εξαλειψουν τα προβληματα αυτα, αλλα ταυτοχρονα γεννιεται και το ερωτημα ποιος απο τους δυο αυτους μηχανισμους ειναι και ο καλυτερος.
Η απαντηση σε αυτο το ερωτημα ειναι απλη ισως αφου υπαρχει και καποια λογικη εξηγηση. Σε περιπτωση που στοχος μας ειναι να διατηρησουμε την ενεργεια στο δωματιο και οχι να μειωσουμε το χρονο αντηχησης, τοτε ο diffuser ειναι η βελτιστη λυση. Τοποθετωντας λοιπον τον diffuser στον τοιχο εχουμε αυτοματως διασπαση της αντανακλασης και μειωση της παραμορφωσης, χωρις ομως να εχουμε απορροφησει σημαντικα ποσοστα ενεργειας απο το χωρο.
Προφανως ολοι γνωριζουμε οτι κατι πρεπει να τοποθετηθει στα σημεια ανακλασεων πρωτης ταξης, η κοινως ʽπρωτες ανακλασεις.ʼ Ειναι σημαντικο να γνωριζουμε οτι η τοποθετηση απορροφησης σε αυτα τα σημεια εχει αλλη ψυχοακουστικη επιδραση απο την περιπτωση των diffusers. Η απορροφηση κανει τα οργανα να ακουγονται μικρα αλλα ταυτοχρονα και πολυ προσδιορισμενα στο χωρο. Η διαχυση δημιουργει την αισθηση της μεγαλυτερης εικονας που εχει πιο φυσικη υποσταση. Ειναι πως να το κανουμε... πιο natural. O συνδυασμος των δυο αυτων μηχανισμων μαλλον αποτελει και τη χρυση τομη στον ολο σχεδιασμο του δωματιου. Η τελευταια ʽμοδαʼ ειναι να βαζουμε απορροφηση στις πρωτες ανακλασεις για να μην εχουμε χρωματισμους στον κυριο ηχο. Ταυτοχρονα ομως, τοποθετωντας diffusers σε αλλα σημεια (οπως ο τοιχος πισω απο τον ακροατη), καταφερνουμε να δημιουργησουμε ενα χωρο που η μουσικη μας ʽαγκαλιαζειʼ απο παντου.
Λειτουργια Diffuser
Στο παρακατω σχημα φαινεται μια επιφανεια που τυχαινει να εχει μια εσοχη μηκους d.
Με μπλε χρωμα παρουσιαζεται το προσπιπτωμενο κυμα μηκους λ. Ο τροπος με τον οποιο θα γινει η ανακλαση εξαρταται φυσικα απο το βαθος της εσοχης σε σχεση με το μηκος κυματος λ.
1. Στην περιπτωση που d˂˂λ η επιφανεια θα συμπεριφερεται σα να ειναι επιπεδη και θα εχουμε μια κατοπτρικη συμπεριφορα και αντανακλαση.
2. Στην περιπτωση που d=λ/4 το κυμα θα διανυσει λ/2 προκειμενου να κανει το πηγαινε-ελα μεσα στην εσοχη. Τα κυματα δηλαδη που ανακλωνται στο πανω μερος της επιφανειας (πορτοκαλι χρωμα) προηγουνται κατα λ/2 απο αυτο της εσοχης. Αυτο σημαινει οτι στην καθετη αυτη διαδρομη εχουμε ακυρωση. Απωλεις ενεργειας ομως δεν υπαρχουν, αρα το κυμα πρεπει να ανακλαται προς τα καπου. Πολυ απλα, εχουμε ανακλαση προς τις αλλες κατευθυνσεις (εκτος της καθετης). Αυτη ειναι και η βασικη αρχη της διαχυσης (με χρηση ανακλωμενων επιφανειων).
3. Στην περιπτωση που d=λ/2 το κυμα της εσοχης καθυστερει κατα λ, αρα ειναι σε φαση με το ανακλωμενο (πορτοκαλι χρωμα). Σε αυτη την περιπτωση η επιφανεια συμπεριφερεται σαν επιπεδη.
Συμφωνα με τα παραπανω, οι συχνοτητες που ειναι μονο πολλαπλασιο του λ/4 θα εχουν πληρη διαχυση. Γιʼ αυτο το λογο και χρειαζεται να δημιουργησουμε μια σειρα απο εσοχες ωστε να εχουμε καποιο βελτιστο αποτελεσμα, και φυσικα να μπορουμε να διαχυσουμε και ενα αρκετα μεγαλο ευρος συχνοτητων.
Τοποθετηση Diffuser
Ισως ενα απο τα πιο σημαντικα πραγματα που πρεπει να εχουμε υποψην οταν τοποθετουμε τους διαχυτες ειναι η αποσταση τους απο τον ακροατη. Η αποσταση αυτη καθοριζεται καθαρα απο τις ανακλασεις που θα δημιουργησει ο διαχυτης. Ας μην ξεχναμε οτι απαιτειται καποιο χρονικο διαστημα (η αποσταση) προκειμενου να δημιουργηθει ενα ενιαιο κυμα απο τις ανεξαρτητες ανακλασεις του διαχυτη. Το καλυτερο παραδειγμα ειναι τα ηχεια που ολοι εχουμε. Ποιος θα καθοταν 30 ποντους απο ενα ηχειο τριων δρομων? Αυτη η μικρη αποσταση θα εβαζε τον ακροατη στο nearfield του μεγαφωνου (για αν ειμαστε σωστοι, ο ορισμος του nearfield ειναι το σημειο που η πιεση ειναι μηδενικη, αλλα αυτο συμβαινει παρα πολυ κοντα στο μεγαφωνο). Σε καποια αποσταση αλλη απο το ηχειο, ολες οι χαμηλες, μεσαιες και υψηλες συχνοτητες ʽσυγχωνευονταιʼ και δημιουργουν ενα συσχετισμενο κυμα. Ακριβως το ιδιο συμβαινει και με ολες τις διαχυτικες επιφανειες.
Γιʼ αυτον ακριβως το λογο ο ακροατης πρεπει να βρισκεται οσο το δυνατον πιο μακρια απο τις επιφανειες αυτες. Το γενικο συμπερασμα ειναι οτι ο ακροατης πρεπει να βρισκεται τουλαχιστον τρια μηκη κυματος μακρια απο τον diffuser. Εαν αναλογιστουμε οτι οι περισσοτεροι διαχυτες που χρησιμοποιουμε εχουν ως κατω συχνοτικο οριο τα 300-500 Hz, τοτε συμφωνα με τη θεωρια Precedence θα πρεπει να καθομαστε τουλαχιστον 3 μετρα μακρια τους.
Ας παμε παλι στο γνωστο μας παραδειγμα με το ηχειο. Βαζοντας το κεφαλι μας μπροστα απο το μεγαφωνο των μεσαιων, αυτο που ακουγεται δεν ειναι και τοσο ευχαριστο...Το ιδιο συμβαινει και με τους diffusers. Οταν ο ακροατης βρισκεται πολυ κοντα στον διαχυτη αυτο που στην ουσια ακουει ειναι το comb filtering που γινεται στο nearfield. Η χρονικη αποκριση προερχεται κυριως απο την επιφανεια που βρισκεται κοντα στο αυτι και δεν ακουμε (οπως και θα επρεπε) την χρονικη αποκριση του ολου diffuser.
Κατασκευη
Εχει ηδη αναφερθει οτι προκειμενου ο ακροατης να ακουσει το συσχετισμενο κυμα του διαχυτη, το κατω οριο της συχνοτητας λειτουργιας της κατασκευης θα πρεπει να εναι τρια μηκη κυματος μακρια απο τη θεση ακροασης, μινιμουμ. Γνωριζοντας δηλαδη την αποσταση της θεσης ακροασης απο τον τοιχο που θα τοποθετηθει ο diffuser, πολυ ευκολα υπολογιζουμε το επιθυμητο κατωτερο οριο λειτουργιας του διαχυτη. Εαν για παραδειγμα η αποσταση αυτη ειναι 2.3 μετρα, τοτε η κατωτερη αυτη συχνοτητα υπολογιζεται στα 450 Hz ((343 x 3)/2.3).
Το πλατος τωρα των εσοχων καθοριζουν το ανωτατο οριο λειτουργιας τηςς κατασκευης. Καποιος θα μπορουσε να πει βεβαια, γιατι να μην κανουμε τις εσοχες πολυ στενες ωστε να ειμαστε σχεδον full-range? Το προβλημα ειναι οτι οταν το πλατος ειναι πολυ μικρο, εχουμε μεγαλη απορροφηση και οχι τη διαχυση που θα θελαμε. Σαν γενικος κανονας, ενα ανοιγμα 2.5 - 5 ποντων ειναι ιδανικο. Αν υποθεσουμε οτι το ανοιγμα θα ειναι 5 ποντους και ο διαχυτης θα ειναι της ταξης Ν=7, τοτε θα εχουμε 7 ʽκομματιαʼ συνολο, αρα και το πλατος της κατασκευης θα ειναι 35 ποντους. Τα διαχωριστικα ʽπτερυγιαʼ πρεπει θεωρητικα να ειναι πολυ λεπτα ωστε να μην δημιουργουν σημαντικη διαχυση απο μονα τους, μιας και θεωρουνται αμελητεα στους τυπους της θεωριας. Προφανως μια διασταση 2-3 χιλιοστα θα ειναι ευκολο να κατασκευστει.
Μπορουμε τωρα να χρησιμοποιησουμε τις παρακατω φορμουλες και να υπολογισουμε το μεγιστο βαθος των εσοχων, καθως και το ανωτατο συχνοτικο οριο της κατασκευης.
Βλεπουμε στον πρωτο πινακα οτι το νουμερο 4 αντιστοιχει στο μεγιστο βαθος. Επομενο ειναι το 2 να εχει το μισο βαθος, κλπ.
Ειναι παρα πολυ σημαντικο οι diffusers να τοποθετηθουν στον τοιχο με τροπο ωστε να μην εχουμε δημιουργια λοβων λογω επαναληψης. Αυτο το πετυχαινουμε στοιχιζοντας τους με μια ψευδο-τυχαια ακολουθια. Μια πολυ γνωστη τεχνικη ειναι του Barker, η οποια προτεινει τον παρακατω σχηματισμο:
1 1 1 1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1
Οπου ʽ1ʼ βαζουμε το διαχυτη μας και οπου ʽ-1ʼ το βαζουμε αναποδα.
Οριστε και η κατασκευη μας...:126:
Και ενα-δυο παραδειγματα...:137:
http://www.rpginc.com/products/diffractal/index.htm
http://www.rpginc.com/products/abffusor/index.htm
Ο συνδυασμος απορροφητικων πανελ και diffusers χρησιμοποιειται ως γνωστον προς την αποφυγη ακουστικων παραμορφωσεων. Οι ισχυρες αντανακλασεις στο χωρο μπορει να δημιουργησουν χρωματισμους, ηχω, μετατοπιση εικονας, κλπ. Τα πανελ αλλα και οι διαχυτες μπορουν καλλιστα να εξαλειψουν τα προβληματα αυτα, αλλα ταυτοχρονα γεννιεται και το ερωτημα ποιος απο τους δυο αυτους μηχανισμους ειναι και ο καλυτερος.
Η απαντηση σε αυτο το ερωτημα ειναι απλη ισως αφου υπαρχει και καποια λογικη εξηγηση. Σε περιπτωση που στοχος μας ειναι να διατηρησουμε την ενεργεια στο δωματιο και οχι να μειωσουμε το χρονο αντηχησης, τοτε ο diffuser ειναι η βελτιστη λυση. Τοποθετωντας λοιπον τον diffuser στον τοιχο εχουμε αυτοματως διασπαση της αντανακλασης και μειωση της παραμορφωσης, χωρις ομως να εχουμε απορροφησει σημαντικα ποσοστα ενεργειας απο το χωρο.
Προφανως ολοι γνωριζουμε οτι κατι πρεπει να τοποθετηθει στα σημεια ανακλασεων πρωτης ταξης, η κοινως ʽπρωτες ανακλασεις.ʼ Ειναι σημαντικο να γνωριζουμε οτι η τοποθετηση απορροφησης σε αυτα τα σημεια εχει αλλη ψυχοακουστικη επιδραση απο την περιπτωση των diffusers. Η απορροφηση κανει τα οργανα να ακουγονται μικρα αλλα ταυτοχρονα και πολυ προσδιορισμενα στο χωρο. Η διαχυση δημιουργει την αισθηση της μεγαλυτερης εικονας που εχει πιο φυσικη υποσταση. Ειναι πως να το κανουμε... πιο natural. O συνδυασμος των δυο αυτων μηχανισμων μαλλον αποτελει και τη χρυση τομη στον ολο σχεδιασμο του δωματιου. Η τελευταια ʽμοδαʼ ειναι να βαζουμε απορροφηση στις πρωτες ανακλασεις για να μην εχουμε χρωματισμους στον κυριο ηχο. Ταυτοχρονα ομως, τοποθετωντας diffusers σε αλλα σημεια (οπως ο τοιχος πισω απο τον ακροατη), καταφερνουμε να δημιουργησουμε ενα χωρο που η μουσικη μας ʽαγκαλιαζειʼ απο παντου.
Λειτουργια Diffuser
Στο παρακατω σχημα φαινεται μια επιφανεια που τυχαινει να εχει μια εσοχη μηκους d.
Με μπλε χρωμα παρουσιαζεται το προσπιπτωμενο κυμα μηκους λ. Ο τροπος με τον οποιο θα γινει η ανακλαση εξαρταται φυσικα απο το βαθος της εσοχης σε σχεση με το μηκος κυματος λ.
1. Στην περιπτωση που d˂˂λ η επιφανεια θα συμπεριφερεται σα να ειναι επιπεδη και θα εχουμε μια κατοπτρικη συμπεριφορα και αντανακλαση.
2. Στην περιπτωση που d=λ/4 το κυμα θα διανυσει λ/2 προκειμενου να κανει το πηγαινε-ελα μεσα στην εσοχη. Τα κυματα δηλαδη που ανακλωνται στο πανω μερος της επιφανειας (πορτοκαλι χρωμα) προηγουνται κατα λ/2 απο αυτο της εσοχης. Αυτο σημαινει οτι στην καθετη αυτη διαδρομη εχουμε ακυρωση. Απωλεις ενεργειας ομως δεν υπαρχουν, αρα το κυμα πρεπει να ανακλαται προς τα καπου. Πολυ απλα, εχουμε ανακλαση προς τις αλλες κατευθυνσεις (εκτος της καθετης). Αυτη ειναι και η βασικη αρχη της διαχυσης (με χρηση ανακλωμενων επιφανειων).
3. Στην περιπτωση που d=λ/2 το κυμα της εσοχης καθυστερει κατα λ, αρα ειναι σε φαση με το ανακλωμενο (πορτοκαλι χρωμα). Σε αυτη την περιπτωση η επιφανεια συμπεριφερεται σαν επιπεδη.
Συμφωνα με τα παραπανω, οι συχνοτητες που ειναι μονο πολλαπλασιο του λ/4 θα εχουν πληρη διαχυση. Γιʼ αυτο το λογο και χρειαζεται να δημιουργησουμε μια σειρα απο εσοχες ωστε να εχουμε καποιο βελτιστο αποτελεσμα, και φυσικα να μπορουμε να διαχυσουμε και ενα αρκετα μεγαλο ευρος συχνοτητων.
Τοποθετηση Diffuser
Ισως ενα απο τα πιο σημαντικα πραγματα που πρεπει να εχουμε υποψην οταν τοποθετουμε τους διαχυτες ειναι η αποσταση τους απο τον ακροατη. Η αποσταση αυτη καθοριζεται καθαρα απο τις ανακλασεις που θα δημιουργησει ο διαχυτης. Ας μην ξεχναμε οτι απαιτειται καποιο χρονικο διαστημα (η αποσταση) προκειμενου να δημιουργηθει ενα ενιαιο κυμα απο τις ανεξαρτητες ανακλασεις του διαχυτη. Το καλυτερο παραδειγμα ειναι τα ηχεια που ολοι εχουμε. Ποιος θα καθοταν 30 ποντους απο ενα ηχειο τριων δρομων? Αυτη η μικρη αποσταση θα εβαζε τον ακροατη στο nearfield του μεγαφωνου (για αν ειμαστε σωστοι, ο ορισμος του nearfield ειναι το σημειο που η πιεση ειναι μηδενικη, αλλα αυτο συμβαινει παρα πολυ κοντα στο μεγαφωνο). Σε καποια αποσταση αλλη απο το ηχειο, ολες οι χαμηλες, μεσαιες και υψηλες συχνοτητες ʽσυγχωνευονταιʼ και δημιουργουν ενα συσχετισμενο κυμα. Ακριβως το ιδιο συμβαινει και με ολες τις διαχυτικες επιφανειες.
Γιʼ αυτον ακριβως το λογο ο ακροατης πρεπει να βρισκεται οσο το δυνατον πιο μακρια απο τις επιφανειες αυτες. Το γενικο συμπερασμα ειναι οτι ο ακροατης πρεπει να βρισκεται τουλαχιστον τρια μηκη κυματος μακρια απο τον diffuser. Εαν αναλογιστουμε οτι οι περισσοτεροι διαχυτες που χρησιμοποιουμε εχουν ως κατω συχνοτικο οριο τα 300-500 Hz, τοτε συμφωνα με τη θεωρια Precedence θα πρεπει να καθομαστε τουλαχιστον 3 μετρα μακρια τους.
Ας παμε παλι στο γνωστο μας παραδειγμα με το ηχειο. Βαζοντας το κεφαλι μας μπροστα απο το μεγαφωνο των μεσαιων, αυτο που ακουγεται δεν ειναι και τοσο ευχαριστο...Το ιδιο συμβαινει και με τους diffusers. Οταν ο ακροατης βρισκεται πολυ κοντα στον διαχυτη αυτο που στην ουσια ακουει ειναι το comb filtering που γινεται στο nearfield. Η χρονικη αποκριση προερχεται κυριως απο την επιφανεια που βρισκεται κοντα στο αυτι και δεν ακουμε (οπως και θα επρεπε) την χρονικη αποκριση του ολου diffuser.
Κατασκευη
Εχει ηδη αναφερθει οτι προκειμενου ο ακροατης να ακουσει το συσχετισμενο κυμα του διαχυτη, το κατω οριο της συχνοτητας λειτουργιας της κατασκευης θα πρεπει να εναι τρια μηκη κυματος μακρια απο τη θεση ακροασης, μινιμουμ. Γνωριζοντας δηλαδη την αποσταση της θεσης ακροασης απο τον τοιχο που θα τοποθετηθει ο diffuser, πολυ ευκολα υπολογιζουμε το επιθυμητο κατωτερο οριο λειτουργιας του διαχυτη. Εαν για παραδειγμα η αποσταση αυτη ειναι 2.3 μετρα, τοτε η κατωτερη αυτη συχνοτητα υπολογιζεται στα 450 Hz ((343 x 3)/2.3).
Το πλατος τωρα των εσοχων καθοριζουν το ανωτατο οριο λειτουργιας τηςς κατασκευης. Καποιος θα μπορουσε να πει βεβαια, γιατι να μην κανουμε τις εσοχες πολυ στενες ωστε να ειμαστε σχεδον full-range? Το προβλημα ειναι οτι οταν το πλατος ειναι πολυ μικρο, εχουμε μεγαλη απορροφηση και οχι τη διαχυση που θα θελαμε. Σαν γενικος κανονας, ενα ανοιγμα 2.5 - 5 ποντων ειναι ιδανικο. Αν υποθεσουμε οτι το ανοιγμα θα ειναι 5 ποντους και ο διαχυτης θα ειναι της ταξης Ν=7, τοτε θα εχουμε 7 ʽκομματιαʼ συνολο, αρα και το πλατος της κατασκευης θα ειναι 35 ποντους. Τα διαχωριστικα ʽπτερυγιαʼ πρεπει θεωρητικα να ειναι πολυ λεπτα ωστε να μην δημιουργουν σημαντικη διαχυση απο μονα τους, μιας και θεωρουνται αμελητεα στους τυπους της θεωριας. Προφανως μια διασταση 2-3 χιλιοστα θα ειναι ευκολο να κατασκευστει.
Μπορουμε τωρα να χρησιμοποιησουμε τις παρακατω φορμουλες και να υπολογισουμε το μεγιστο βαθος των εσοχων, καθως και το ανωτατο συχνοτικο οριο της κατασκευης.
Βλεπουμε στον πρωτο πινακα οτι το νουμερο 4 αντιστοιχει στο μεγιστο βαθος. Επομενο ειναι το 2 να εχει το μισο βαθος, κλπ.
Ειναι παρα πολυ σημαντικο οι diffusers να τοποθετηθουν στον τοιχο με τροπο ωστε να μην εχουμε δημιουργια λοβων λογω επαναληψης. Αυτο το πετυχαινουμε στοιχιζοντας τους με μια ψευδο-τυχαια ακολουθια. Μια πολυ γνωστη τεχνικη ειναι του Barker, η οποια προτεινει τον παρακατω σχηματισμο:
1 1 1 1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1
Οπου ʽ1ʼ βαζουμε το διαχυτη μας και οπου ʽ-1ʼ το βαζουμε αναποδα.
Οριστε και η κατασκευη μας...:126:
Και ενα-δυο παραδειγματα...:137:
http://www.rpginc.com/products/diffractal/index.htm
http://www.rpginc.com/products/abffusor/index.htm
