2.1.2. Излучатели и приемники звуковых волн

Источник звука - различные колеблющиеся тела, например, туго натянутая струна или тонкая стальная пластина, зажатая с одной стороны. Как возникают колебательные движения? Достаточно оттянуть и отпустить струну музыкального инструмента или стальную пластину, зажатую одним концом в тисках, как они будут издавать звук.

Например, в правую сторону, она уплотняет (сжимает) слои воздуха, прилегающие к ней справа; при этом слой воздуха, прилегающий к пластине с левой стороны, разредится. При отклонении пластины в левую сторону она сжимает слои воздуха слева и разрежает слои воздуха, прилегающие к ней с правой стороны, и т.д. Сжатие и разрежение прилегающих к пластине слоев воздуха будет передаваться соседним слоям. Этот процесс будет периодически повторяться, постепенно ослабевая, до полного прекращения колебаний.

Таким образом, колебания струны или пластинки возбуждают колебания окружающего воздуха и, распространяясь, достигают уха

33

человека, заставляя колебаться его барабанную перепонку, вызывая раздражение слухового нерва, воспринимаемое нами как звук.

Рис. 7. Распространение звуковых волн от колеблющейся пластинки

Колебания воздуха, источником которых является колеблющееся тело, называют звуковыми волнами, а пространство, в котором они распространяются, звуковым полем.

При распространении звука, вследствие колебаний частиц среды, в каждой точке звукового поля происходит периодическое изменение давления. Среднее квадратичное значение величины этого давления, обозначаемое буквой Р, называют звуковым давлением. За единицу звукового давления принята величина, равная силе в один ньютон (Н), действующей на площадь в один квадратный метр (Н/м2).

Чем больше звуковое давление, тем громче звук. При средней громкости человеческой речи звуковое давление на расстоянии 1м ото рта говорящего находится в пределах 0,0064-0,64.

34

Самым распространенным типом электроакустических преобразователей является громкоговоритель.

Громкоговоритель - устройство для излучения звука в окружающее пространство в воздушной среде, содержащее одну или несколько головок громкоговорителей, необходимое акустическое оформление, необходимые электрические устройства (фильтры, трансформаторы, регуляторы и т.п.).

Головка громкоговорителя - пассивный электроакустический преобразователь, предназначенный для преобразования сигналов звуковой частоты из электрической формы в акустическую.

Акустическое оформление - конструктивный элемент громкоговорителя, обеспечивающий эффективное излучение звука (акустический экран, ящик, рупор и т.п.)

НЧ-громкоговоритель - специальная акустическая система, предназначенная для воспроизведения нижних частот (обычно ниже 500 Гц). Иногда НЧ громкоговорители используют для воспроизведения НЧ и СЧ (обычно не выше 1,5 кГц). В качестве НЧ-громкоговорителей, как правило, используются диффузорные НЧ-динамики с диаметром конуса 205 см.

СЧ-громкоговоритель (раньше их называли «пищалками») -специальная акустическая система, предназначенная для воспроизведения средних частот (как правило, выше 500 Гц). Максимальная частота СЧ-динамика обычно не превышает 6 кГц. В качестве СЧ-громкоговорителя может использоваться диффузорный (диаметром 12,5-30 см) или компрессионный динамик с диафрагмой диаметром 6,25-10 см (диаметр диафрагмы некоторых специальных динамиков достигает 22,5 см).

ВЧ-громкоговорители (твитеры) предназначены для воспроизведения самых высоких частот (как правило, выше 1,5 кГц и ниже 6 кГц). Диаметр диафрагмы диффузорного ВЧ-динамика может составлять 5-12,5 см, а компрессионного - 3,75-10 см.

Широкополосные колонки представляют собой сложные системы; в корпусе такой колонки установлены НЧ- и ВЧ-динамики, а иногда еще и СЧ-динамик.

35

для воспроизведения всего диапазона частот, и он не адекватен широкополосной системе, включающей несколько динамиков).

Сабвуферы предназначены для расширения диапазона воспроизводимых частот широкополосных систем в области низких частот (до 20-30 Гц). Частотный диапазон таких колонок практически не превышает 300 Гц. В них практически всегда устанавливают диф-фузорные динамики с диаметром конуса 37,5-60 см, но существуют и специальные сабвуферы, у которых диаметр конуса достигает 1,5 м.

Громкоговорители-супертвитеры используются для расширения диапазона воспроизводимых частот широкополосных систем в области верхних частот (как правило, выше 10 кГц). В профессиональных звуковых системах обычно устанавливают компрессионные или пьезоэлектрические динамики, а в системах класса hi-fi могут быть использованы супертвитеры самой причудливой конструкции.

Колонки-мониторы - широкополосные колонки, которые при установке поворачивают не к публике, а в сторону музыкантов на сцене. Они звучат тише основных колонок, и через них исполнитель может слышать, как он играет, не выбивается ли он из тональности и ритма. Иногда их называют «подзвучка». Студийные мониторы или мониторы для аппаратной в студиях звукозаписи - это широкополосные высокоточные акустические системы, предназначенные для оценки качества записываемого звука.

Головные телефоны (наушники) - широкополосные датчики, которые в звуковых системах используются для контроля процесса микширования или записи во время выступления, а также прослушивания метрономной дорожки; некоторые модели наушников отсекают внешние звуки.