Tryby Pomiarowe: Dlaczego Każdy Pokój O Prostokątnym Kształcie Ma Swoje Własne Nuty Basowe

Pokój to rurka z organu w trzech wymiarach jednocześnie

Dźwięk jest falą ciśnieniową, a w zamkniętej, prostokątnej izbie każda ściana odbija ją. Odbij falę z powrotem na siebie między dwiema równoległymi, sztywnymi ścianami i, przy pewnych częstotliwościach, wzajemnie się przenikające fale wychodowa i powrotna wzmacniają się idealnie, tworząc doskonały wzór szczytów i wcięć ciśnienia, który przestaje wydawać się podróżujący – falka stojąca, akustyczny odpowiednik rezonansu w rurce organowej lub strunie gitarowej. Ponieważ pokój posiada trzy pary równoległych ścian, wspiera on te rezonanse niezależnie wzdłuż swojej długości, szerokości i wysokości, oraz w kombinacjach wszystkich trzech naraz.

Równanie Rayleigha: przewidywanie każdej fali z trzech liczb

Dla pomieszczenia o kształcie prostokąta i sztywnych ścian, częstotliwości rezonansowe wynikają bezpośrednio z równania falowego z warunkami brzegowymi (zero-velocity) dla ścian twardych. Każda możliwa fala jest indeksowana przez trzy nieujemne liczby całkowite (p, q, r), po jednej na wymiar:

f(p,q,r) = (c/2) · sqrt( (p/Lx)² + (q/Ly)² + (r/Lz)²) c = prędkość dźwięku ≈ 343 m/s Lx, Ly, Lz = długość, szerokość i wysokość pomieszczenia p, q, r = 0, 1, 2, 3, … (nie wszystkie zerowe) demo na żywo · wzór ciśnienia fali stojącej w przekroju pokoju● NA ŻYWO Ustawienie p = 1, q = r = 0 daje najniższą rezonansę wzdłuż długości – fundamentalny tryb osiowy dla tego wymiaru, z połową fali mieściącą się dokładnie między dwoma ścianami końcowymi. Pokój o długości 5 metrów rezonuje na częstotliwości 343/(2·5) ≈ 34.3 Hz, a następnie na każdym całkowitym mnożniku: 68.6 Hz, 102.9 Hz i tak dalej.

f(p,q,r) = (c/2) · sqrt( (p/Lx)² + (q/Ly)² + (r/Lz)² )

c  = speed of sound ≈ 343 m/s
Lx, Ly, Lz = room length, width, height
p, q, r = 0, 1, 2, 3, …  (not all zero)

Trzy rodziny, trzy siły

Tryby są klasyfikowane według tego, ile z (p, q, r) jest niezerowe. Tryby osiowe (jeden indeks niezerowy) obejmują tylko dwie równoległe ściany i najmniej tracą energię na każdym odbiciu, więc rezonują loudest i powodują najbardziej słyszalnych problemów. Tryby styczne (dwa indeksy niezerowe) odbijają się od czterech ścian i przenoszą około połowę energii trybu osiowego przy tej samej amplitudzie. Tryby skośne (wszystkie trzy niezerowe) odbijają się od wszystkich sześciu powierzchni i są jeszcze słabsze. W praktyce słuchacze postrzegają tryby osiowe jako dominujący "boom" przy określonych częstotliwościach basowych, ponieważ są zarówno najsilniejsze, jak i najbardziej rzadko rozmieszczone w częstotliwości.

Dlaczego kąty to najgorsze miejsce na siedzenie i najlepszy punkt pomiarowy

Każdy tryb osiowy, styczny i skośny ma węźło ciśnienia – punkt maksymalnego wzmocnienia – przy każdym sztywnym elemencie, a rogi pomieszczenia to miejsca, w których spotykają się trzy ściany, więc rogami jest węzeł dla zasadniczo każdego trybu w pomieszczeniu jednocześnie. Dlatego bas zmierzony w rogu brzmi buczy i przytłaczająco, oraz dlatego konstrukcje tłumiące bas są umieszczane w rogach: pochłanianie tam, gdzie ciśnienie jest najwyższe, usuwa najwięcej energii z każdego trybu naraz, przy minimalnej ilości materiału.

Projektowanie wokół trybów: proporcje i częstotliwość Schroddera

Ponieważ częstotliwości trybów zależą wyłącznie od stosunku Lx, Ly i Lz, wybór proporcji wymiarów, które utrzymują tryby niskiego rzędu dobrze rozdzielone (a nie zgromadzone na tej samej częstotliwości, jak w przypadku sześcianu lub dowolnej sali o dwóch równych wymiarach), jest najtańszym sposobem akustycznego traktowania – dzieje się to przed instalacją pojedynczej płyty. Powyżej częstotliwości Schroddera (w przybliżeniu 2000·sqrt(T60/V), gdzie T60 oznacza czas zanikający a V objętość pomieszczenia), tak wiele trybów nakłada się na jednostkę częstotliwości, że odpowiedź wygładza się w sposób zwykłej dyfuzji i indywidualne rezonanse przestają być słyszalne – co wyjaśnia, dlaczego problemy związane z trybami pomieszczeń są specyficzne dla basu i małych pomieszczeń, a nie stanowią problemu w dużych salach lub przy wysokich częstotliwościach.

Frequently asked questions

Wypróbuj na żywo

Wszystko powyżej działa bezpośrednio w Twojej przeglądarce — otwórz Acoustic Room Modes i zmieniaj parametry podczas działania. Nic nie jest instalowane ani przesyłane na serwer, cały model działa w jednej karcie.