Výpočet reakcie reproduktora na interferencie s okolitými stenami a povrchmi

SBIR (Speaker Boundary Interference Response) - tento termín opisuje, ako blízkosť reproduktora k pevnej hranici (stena/strop/podlaha) zmení odozvu, najmä v nízkych frekvenciách. Je to niečo, čomu veľa ľudí nerozumie a ani to neberie do úvahy pri plánovaní miestnosti.
SBIR (Speaker Boundary Interference Response) je akustický fenomén, ktorý sa prejavuje v miestnostiach, kde reproduktorový systém (napr. reproduktory, subwoofery, zosilňovače) je umiestnený blízko steny, stropu alebo podlahy. Tento efekt môže spôsobiť deformáciu zvuku a zhoršenie jeho kvality. Vplyv SBIR sa prejavuje v rôznych frekvenčných oblastiach, pričom jeho intenzita závisí od vzdialenosti reproduktora od steny, materiálu a tvaru steny a od kvality reproduktorového systému.
Aby sa minimalizoval vplyv SBIR na kvalitu zvuku, existuje niekoľko techník a metód, ktoré môžu byť použité:
- Výber správneho miesta pre umiestnenie reproduktorového systému - ideálne by malo byť umiestnenie reproduktorov tak, aby sa minimalizovala ich blízkosť ku stenám.
- Použitie basových pascí (angl. bass traps) - tieto sú zvyčajne umiestnené v rohoch miestnosti a pomáhajú eliminovať rezonancie a odrazy basov v miestnosti.
- Použitie špeciálnych difuzérov - tieto pomáhajú rovnomerne rozptyľovať zvuk po celej miestnosti a minimalizovať SBIR.
- Použitie korekčných EQ filtrov - tieto pomáhajú eliminovať SBIR v digitálnom domácom kine alebo v nahrávacom štúdiu.
- Výber správneho reproduktorového systému - reproduktorový systém by mal byť navrhnutý tak, aby minimalizoval vplyv SBIR a poskytoval kvalitný zvuk aj v ťažkých akustických podmienkach.
Všetky tieto techniky a metódy majú svoje výhody a nevýhody a ich použitie závisí od konkrétnych podmienok a potrieb miestnosti.
Teória výpočtu
Existuje niekoľko spôsobov výpočtu SBIR, ale jedným z najbežnejších spôsobov je použitie frekvenčnej charakteristiky a amplitúdovej charakteristiky reproduktora v spojení s geometriou miestnosti. Postupujeme nasledovne:
- Zmerajte frekvenčnú charakteristiku reproduktora v ideálnej miestnosti, kde nie sú žiadne odrazy od stien, podlahy alebo stropu.
- V miestnosti, kde bude reproduktor umiestnený, zmerajte frekvenčnú charakteristiku reproduktora pri vzdialenosti od steny alebo stien, ktoré chcete testovať.
- Porovnajte frekvenčné charakteristiky z krokov 1 a 2 a určite rozdiely. Tieto rozdiely predstavujú SBIR.
- Vypočítajte amplitúdovú charakteristiku reproduktora vzhľadom na polohu miestnosti. Toto sa dá urobiť vypočítaním odrazových časov a úrovne odrazu od každej steny, podlahy a stropu a následným sčítaním týchto odrazov a úrovňou priamočiarej cesty.
- Kombinujte amplitúdovú charakteristiku z kroku 4 s frekvenčnou charakteristikou z krokov 1 a 2 a vypočítajte konečnú frekvenčnú odozvu reproduktora v miestnosti.
Je dôležité poznamenať, že vypočítanie SBIR je zložitý proces a závisí od mnohých faktorov, vrátane veľkosti miestnosti, geometrie, materiálov použitých na stenách, podlahe a stropoch, ako aj umiestnenia reproduktora v miestnosti. Pre presnejšie výsledky by mal byť tento postup vykonaný kvalifikovaným technikom a v prostredí, ktoré simuluje reálne podmienky miestnosti.
Pri výpočte SBIR môžeme použiť niekoľko matematických vzťahov. Niektoré základné vzťahy sú:
-
Vzťah pre výpočet vzdialenosti medzi stenou a reproduktorom:
d = √(h2 + (x - y)2)
kde d je vzdialenosť medzi stenou a reproduktorom, h je výška reproduktora, x je vzdialenosť reproduktora od steny a y je výška steny.
-
Vzťah pre výpočet času oneskorenia odrazeného signálu:
t = 2d/c
kde t je čas oneskorenia, d je vzdialenosť medzi stenou a reproduktorom a c je rýchlosť zvuku v miestnosti.
-
Vzťah pre výpočet amplitúdy odrazeného signálu:
Ar = (S * R * cos(Θ)) / (4 * π * d2)
kde Ar je amplitúda odrazeného signálu, S je plocha steny, R je koeficient odrazu steny, Θ ( theta) je uhol odrazu a d je vzdialenosť medzi stenou a reproduktorom.
-
Vzťah pre výpočet celkovej amplitúdy zvuku:
A = Ap + Ar
kde A je celková amplitúda zvuku, Ap je amplitúda priamočiarej cesty a Ar je amplitúda odrazeného signálu.
-
Vzťah pre výpočet fázového posunu medzi priamočiarou cestou a odrazom:
delta(φ) = -2 * π * f * t
kde delta(φ) je fázový posun, f je frekvencia a t je čas oneskorenia.
Tieto vzťahy sa používajú na výpočet SBIR a pomáhajú nám pochopiť, ako vplyvajú rôzne faktory na kvalitu zvuku v miestnosti.