Основы электроакустики учебное пособие для студентов высших учебных заведений культуры и искусств




НазваОсновы электроакустики учебное пособие для студентов высших учебных заведений культуры и искусств
Сторінка1/17
Дата конвертації12.01.2014
Розмір2.86 Mb.
ТипУчебное пособие
mir.zavantag.com > Культура > Учебное пособие
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   17
Министерство образования и науки, молодежи и спорта Украины

Министерство культуры и туризма Украины

Луганский государственный институт культуры и искусств

Ю.Я.Дерский

ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОАКУСТИКИ

Учебное пособие

для студентов высших учебных заведений

культуры и искусств

Луганск

2011

Рецензенты:

Дерский Ю.Я.

Основы электроакустики: учебн. пособ. для студ. высш. учебн. завед. культуры и искусств/ Ю.Я. Дерский; Луган.гос.ин-т культуры и искусств.-Луганск ЛГИКИИ, 2011.-…….с.

Учебник «Основы электроакустики» адаптирован для специальности «Звукорежиссура» в ВУЗах не технического направления обучения. Его появление обусловлено спецификой контингента, поступающего на творческие специальности, связанные с вопросами звукозаписи, режиссуры и звукорежиссуры, а также ведущие радио- и телевизионных программ. В книге собраны общие понятия процессов, возникающих в процессе формирования и передачи звука в звуковых трактах, звуковом поле, замкнутом пространстве. Рассмотрены примеры различных видов акустических систем, микрофонов. Даны рекомендации по их использованию. Примеры и принципы строительства разного типа студий вещания. Рассмотрены некоторые современные методы измерения звука.

^ Рекомендовано к печати Ученым советом

Луганского государственного института культуры и искусств (протокол № от 2011)

Введение

Электроакустика - изучает технические средства перевода звуковых колебаний в электрический сигнал и обратного перевода электрического сигнала в максимально похожие звуковые колебания. Основные области применения электроакустики это:

1) звукоусиление;

2) передача звука на большие расстояния (радиовещание, составляющая телевизионного вещания);

3) запись звука с целью хранения и последующего воспроизведения.

Исходя из определения электроакустики, курс делится на два больших раздела.

  1. Изучение объекта воспроизведения (первоначальных звуков) и условий его похожего воспроизведения (специфика распространения звука и особенностей слуха человека).

  2. Методы перевода звукового поля в электрическую форму и возбуждения похожего звукового поля в другом помещении.

Дадим несколько определений.

Звук. Слово "звук" определяет два понятия: первое - звук как физическое явление; второе - звук как ощущение.

В результате вибрации (колебания) какого-либо упругого тела, например струны, возникает волнообразное распространение колебаний воздушной среды. Источником звука является колеблющееся тело. Оно приводит в колебательное движение прилегающие к нему частицы упругой среды (как правило, воздуха), которые заставляют колебаться соседние частицы и т.д. Процесс распространения колебаний частиц упругой среды называют звуковой волной.

Звуковые волны улавливаются слуховым органом и вызывают в нем раздражение, которое передается по нервным волокнам в головной мозг, возбуждая ощущение звука.

^ Звуковое поле - одна из форм существования материи, проявляется в виде кинетической энергии колеблющихся материальных тел, а также звуковых волн в твердой, жидкой и газообразной средах, обладающих упругой структурой.

^ Первичное помещение - помещение, в котором источниками звука создается звуковое поле (называемое первичным), подлежащее копированию при воспроизведении электроакустическими устройствами.

^ Помещение прослушивания - помещение, в котором прослушивается создаваемое электроакустическими преобразователями звуковое поле.

Тракт-путь, который проходит звук от источника до потребителя.

В трактах радиотелефонной связи, вещания, звукового сопровождения телевидения, звукозаписи и воспроизве­дения, звукоусиления, массового радиообслуживания, диспетчерской связи) и т. д. начальные и конечные звенья тракта — акустические. Тракт начинается от ис­точника звуковых колебаний (голос человека, музы­кальные инструменты, различного рода источники шу­мов), затем идет звено тракта в виде воздушной сре­ды помещения или открытого пространства. Началь­ная акустическая часть тракта заканчивается преобра­зователем акустических колебаний в электрические (микрофон). После него идут различные электрические (системы, а за ними, до уха слушателя — снова акусти­ческие звенья тракта: электроакустический преобразо­ватель (громкоговоритель или телефон), помещение или открытое пространство в случае громкоговорящего приема, объем между телефоном и ушной раковиной при приеме на телефон. Каждое из акустических звень­ев тракта обладает соответствующими свойствами, ко­торые надо знать, чтобы уметь правильно пользоваться ими.

Акустические звенья тракта зачастую бывают опре­деляющими в отношении качества вещания и играют значительную роль в обеспечении качества речевой связи.

Глава 1. ЗВУКОВОЕ ПОЛЕ В НЕОГРАНИЧЕННОМ ПРОСТРАНСТВЕ.
1.1. ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Звуковым полем называют пространство, в котором происходит распространение звуковых колебаний. Зву­ковые колебания в жидкой и газообразной средах представляют собой продольные колебания, так как частицы среды колеблются вдоль линии распростране­ния звука. Вследствие этого образуются сгущения 1 и разрежения 2 среды, двигающиеся от источника коле­баний (рис. 1.1) с определенной скоростью, называе­мой скоростью звука. Скорость звука в воздухе при температуре 20° С и нормальном атмосферном давлении приблизительно равна 340 м/с.

Волнами называются распространяющиеся в веществе или поле возмущения какой-либо физической величины, характеризующей состояние этого вещества или поля. Волнообразное изменение плотности среды, вызванное зву­ковыми колебаниями, называют звуковой волной.

^ Упругими волнами называются распространяющейся в упругой среде механические возмущение (деформации). Внешние тела, вызывающие эти возмущения в среде, называются источниками волны.

Классификация звуковых волн по направлению колебаний частиц

1) продольные;

2) поперечные.

^ Продольная звуковая волна - волна, в которой частицы среды колеблются в направлении луча.

Поперечная звуковая волна - волна, в которой частицы колеблются в направлении, перпендикулярном лучу.

Тип волны, распространяющийся в среде, зависит от того, каким образом возбуждается волна и от того, как и каким частицам передает свою энергию текущая частица.

Примеры.

1. В тонком и длинном отрезке вещества может распространяться как продольная, так и поперечная волна, в зависимости от направления возбуждения. Они даже могут распространяться одновременно, и суммарная волна будет иметь промежуточный угол.

2. Граница раздела сред разной плотности. Например, при распространении волны по водной поверхности, волна сжатия немедленно трансформируется в высоту столбика воды, т.е. волна поперечная.

3. Однородная среда.

3.1. При возбуждении пульсирующей сферой существует продольная волна.

3.2. При возбуждении колеблющейся мембраной. В плоскости мембраны существует поперечная волна, перпендикулярно мембране - продольная волна, а в промежуточных углах волна, занимающая промежуточное положение между продольной и поперечной.

В однородной среде, однако, не может существовать поперечная волна в чистом виде, без сопоставимых уровней продольных составляющих на соседних лучах. Кроме того, человеческий слух реагирует главным образом на продольную составляющую звуковой волны.

Надо сказать, что этот момент изучен слабо и доминирует представление, что звуковые волны бывают только продольные. Недоучет необходимости передачи типа волны, возможно, снижает достоверность звучания электроакустических систем.

Направление распространения звуковых волн называют звуковым лучом, а поверхность, соединяющую смежные точки по­ля с одинаковой фазой колебания (например, точки максимального сгущения или разрежения),— фронтом волны. Звуковые лучи пересекают фронт волны под пря­мым углом. В общем случае фронт волны имеет сложную форму, но в большинстве практических случаев можно ограничиться соотношениями, полученными для плоской и сферической форм фронта, а иногда еще и цилиндри­ческой.

Если период колебаний ^ Т, то частота колебаний f = 1/т, а длина звуковой волны, равная расстоянию между соседними фронтами, находящимися в одинако­вой фазе (см. рис. 1.1), λ = cT = c/f, где с — скорость звука.



В системах связи и вещания частоты колебаний ле­жат в пределах от 20—30 до 15 000—20 000 Гц, соот­ветственно длины звуковых волн — от 17—11,3 м до 2,27—1,7 см.

Частоты колебаний подразделяют на низкие, сред­ние и высокие звуковые частоты. К низким относят ча­стоты, лежащие в пределах от 20 до 200—500 Гц, к вы­соким звуковым частотам от 2000—5000 до 20 000 Гц, к средним — промежуточные между высокими и низ­кими. Обычно для краткости прилагательное «звуко­вые» опускают, особенно в тех случаях, когда речь идет только об акустических процессах и трактах (и не рассматриваются вопросы, относящиеся к радиоча­стотам). Частоты, лежащие ниже 20 Гц, называют инфразвуковыми, а выше 20 кГц — ультразвуковыми.

Звуковое поле характеризуют рядом линейных и энергетических величин.
^ 1.2. ЛИНЕЙНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ.
Звуковое давление. Положим, что давление среды в отсутствие звуковых колебаний равно Ра.с, это давление называют статическим. При прохождении зву­ковой волны давление в каждой точке среды будет не­прерывно изменяться: в моменты сгущения частиц оно больше статического, а в моменты разрежения — меньше. Разность между мгновенным давлением Pа.м и статическим Pa.с в той же точке среды, т. е. перемен­ная составляющая давления называется звуковым давлением P = Pа.м — Ра.с

^ Звуковое давление — величина знакопеременная. Давление р — сила, действующая на единицу площа­ди, т. е. p = F/S. Поэтому за единицу давления в систе­ме СИ принимают ньютон на квадратный метр, а в аб­солютной CGS системе единиц — дину на квадратный сантиметр: 1 Н/м2 = 1 Па (паскаль) = 10 дин/см2. В системах связи и вещания имеют дело со звуковыми давлениями, по амплитуде, не превышающими 100 Па, т. е., по крайней мере, в 1000 раз меньше, чем нормаль­ное атмосферное давление.

^ И Часто звуковое давление называют избыточным давлением среды.

Ранее эту единицу называли «бар».

Скорость колебаний. Если давления неоди­наковы в соседних точках среды, то ее частицы стре­мятся сместиться в сторону минимального давления. При знакопеременной разности давлений возникает ко­лебательное движение частиц среды около своего ста­тического положения. Скорость колебаний этих частиц v = du/dt, где u — смещение частиц. Скорость колеба­ний обычно измеряют в метрах или сантиметрах в се­кунду. Не следует путать эту скорость со скоростью звука. Скорость звука — постоянная величина для данной среды и метеорологических условий, а скорость колебаний — переменная, причем если частица среды перемещается по направлению распространения волны, то скорость считают по­ложительной, а при об­ратном перемещении частицы — отрицатель­ной.

^ Определим связь между звуковым давле­нием и скоростью коле­баний. Возьмем эле­ментарный объем, за­ключенный между фронтами волн, нахо­дящимися на расстоя­нии r друг от друга, с боковыми поверхно­стями, расположенны­ми вдоль звуковых лучей (рис. 1.2). Как видно из рисун­ка, среда в этом объеме находится под действием разно­сти давлений р и р+Δр, следовательно, испытываемая ею сила





где ΔAS — площадь, выделенная на поверхности фронта волны. С другой стороны, по второму закону Ньютона сила инерции



где Δm—масса среды, заключенной в этом объеме; ρο — средняя плотность среды.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   17

Схожі:

Основы электроакустики учебное пособие для студентов высших учебных заведений культуры и искусств iconУчебное пособие Для студентов факультетов физической культуры высших...
...
Основы электроакустики учебное пособие для студентов высших учебных заведений культуры и искусств iconУчебное пособие для студентов вузов
Республики Беларусь в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений
Основы электроакустики учебное пособие для студентов высших учебных заведений культуры и искусств iconСерпунин Г. Г. Биологические основы рыбоводства
Учебное пособие предназначено для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению 110900. 62 «Водные биоресурсы и...
Основы электроакустики учебное пособие для студентов высших учебных заведений культуры и искусств iconУчебное пособие для вузов
Рекомендовано Министерством образования Российской Федерации в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений
Основы электроакустики учебное пособие для студентов высших учебных заведений культуры и искусств iconУчебное пособие Рекомендовано Министерством общего и профессионального...
Г17 Введение в психологию: Учебное пособие для вузов. М.: «Книжный дом «Университет», 1999. 332 с
Основы электроакустики учебное пособие для студентов высших учебных заведений культуры и искусств iconУчебное пособие для студентов педагогических учебных заведений
Педагогика. Учебное пособие для студентов педаго гических вузов и педагогических колледжей / Под ред. П. И. Пидкасистого. М: Педагогическое...
Основы электроакустики учебное пособие для студентов высших учебных заведений культуры и искусств iconУчебное пособие для высших учебных заведений (Издание 6-е, переработанное...
Философия: Учебное пособие для высших учебных заведений (Издание 6-е, переработанное и дополненное). Ростов н/Д: "Феникс", 2003....
Основы электроакустики учебное пособие для студентов высших учебных заведений культуры и искусств iconКузин А. В., Левонисова С. В. Базы данных: учебное пособие для студентов...
Космінська О. М., Літвак О. Г., Славенко Е.І. Інформатика та комп’ютерна техніка. Ч субд ms access: навчально-методичний посібник....
Основы электроакустики учебное пособие для студентов высших учебных заведений культуры и искусств iconКузин А. В., Левонисова С. В. Базы данных: учебное пособие для студентов...
Космінська О. М., Літвак О. Г., Славенко Е.І. Інформатика та комп’ютерна техніка. Ч субд ms access: навчально-методичний посібник....
Основы электроакустики учебное пособие для студентов высших учебных заведений культуры и искусств iconИстория русской литературы
Учебно-методическим объединением высших учебных заведений Российской Федерации по образованию в области литературного творчества...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Школьные материалы


База даних захищена авторським правом © 2013
звернутися до адміністрації
mir.zavantag.com
Головна сторінка