การสร้างแบบจำลองเสียง

บทความนี้มีเนื้อหาเกี่ยวกับลำโพง เราจะพยายามขจัดความเชื่อผิดๆ มากมายเกี่ยวกับพวกเขา และอธิบายว่าจริง ๆ แล้วลำโพงคืออะไร ทั้งที่เป็นแบบดั้งเดิมและแบบที่มีความเป็นไปได้ในการสร้างแบบจำลองลำแสงอะคูสติก

อันดับแรก เรามาแนะนำคำจำกัดความเกี่ยวกับเสียงไฟฟ้าพื้นฐานที่เราจะดำเนินการในบทความนี้กัน ลำโพงคือตัวแปลงสัญญาณไฟฟ้า-อะคูสติกตัวเดียวที่ติดตั้งอยู่ในตัวเครื่อง การรวมลำโพงหลายตัวในเคสเดียวเท่านั้นที่สร้างชุดลำโพง ลำโพงชนิดพิเศษคือลำโพง

ลำโพงคืออะไร?

ลำโพงมีไว้สำหรับคนจำนวนมาก ลำโพงใดๆ ก็ตามที่วางอยู่ในตัวเครื่อง แต่ก็ไม่เป็นความจริงทั้งหมด คอลัมน์ลำโพงเป็นอุปกรณ์ลำโพงเฉพาะ ซึ่งในตัวเครื่องมีตัวแปลงสัญญาณ (ลำโพง) แบบเดียวกันหลายสิบตัวหรือมากกว่าในแนวตั้ง ด้วยโครงสร้างนี้ คุณสามารถสร้างแหล่งที่มีคุณสมบัติคล้ายกับแหล่งกำเนิดเชิงเส้นได้แน่นอนสำหรับช่วงความถี่ที่แน่นอน พารามิเตอร์ทางเสียงของแหล่งกำเนิดดังกล่าวเกี่ยวข้องโดยตรงกับความสูง จำนวนลำโพงที่วางไว้ และระยะห่างระหว่างทรานสดิวเซอร์ เราจะพยายามอธิบายหลักการทำงานของอุปกรณ์เฉพาะนี้ รวมทั้งอธิบายหลักการทำงานของคอลัมน์ที่ได้รับความนิยมมากขึ้นเรื่อยๆ ด้วยลำแสงอะคูสติกที่ควบคุมแบบดิจิทัล

ลำโพงสร้างแบบจำลองเสียงคืออะไร?

ลำโพงที่เพิ่งพบในตลาดของเรามีตัวเลือกในการสร้างแบบจำลองลำแสงอะคูสติก ขนาดและรูปลักษณ์ใกล้เคียงกับลำโพงทั่วไปมาก ซึ่งเป็นที่รู้จักและใช้กันมาตั้งแต่รุ่น XNUMX ลำโพงที่ควบคุมด้วยระบบดิจิทัลใช้ในการติดตั้งที่คล้ายคลึงกันกับลำโพงรุ่นก่อนหน้าแบบแอนะล็อก อุปกรณ์ลำโพงประเภทนี้สามารถพบได้ในโบสถ์ อาคารผู้โดยสารที่สถานีรถไฟหรือสนามบิน พื้นที่สาธารณะ ศาล และห้องกีฬา อย่างไรก็ตาม มีหลายแง่มุมที่คอลัมน์ลำแสงอะคูสติกที่ควบคุมแบบดิจิทัลมีค่ามากกว่าโซลูชันแบบเดิม

ด้านเสียง

สถานที่ที่กล่าวข้างต้นทั้งหมดมีลักษณะเฉพาะด้วยอะคูสติกที่ค่อนข้างยาก ซึ่งสัมพันธ์กับการคิวบ์ของพวกมันและการมีอยู่ของพื้นผิวที่มีการสะท้อนแสงสูง ซึ่งแปลโดยตรงเป็น RT60 ของเวลาก้องกังวานขนาดใหญ่ (RT60 "เวลาก้อง") ในห้องเหล่านี้

ห้องดังกล่าวต้องใช้อุปกรณ์ลำโพงที่มีทิศทางสูง อัตราส่วนของเสียงสะท้อนโดยตรงต่อเสียงสะท้อนต้องสูงเพียงพอสำหรับความชัดเจนของคำพูดและเสียงเพลงให้สูงที่สุด หากเราใช้ลำโพงแบบดั้งเดิมที่มีทิศทางน้อยกว่าในห้องที่มีปัญหาด้านเสียง อาจกลายเป็นว่าเสียงที่สร้างขึ้นจะสะท้อนจากหลายพื้นผิว ดังนั้นอัตราส่วนของเสียงโดยตรงต่อเสียงสะท้อนจะลดลงอย่างมาก ในสถานการณ์เช่นนี้ ผู้ฟังที่ใกล้ชิดกับแหล่งกำเนิดเสียงมากเท่านั้นจึงจะสามารถเข้าใจข้อความที่ส่งถึงพวกเขาได้อย่างถูกต้อง

ด้านสถาปัตยกรรม

เพื่อให้ได้อัตราส่วนที่เหมาะสมของคุณภาพของเสียงที่สร้างขึ้นซึ่งสัมพันธ์กับราคาของระบบเสียง ควรใช้ลำโพงจำนวนเล็กน้อยที่มีปัจจัย Q สูง (ทิศทาง) เหตุใดเราจึงไม่พบระบบท่อขนาดใหญ่หรือระบบ Line-array ในสิ่งอำนวยความสะดวกดังกล่าว เช่น สถานี สถานีปลายทาง โบสถ์? มีคำตอบง่ายๆ อยู่ที่นี่ – สถาปนิกสร้างอาคารเหล่านี้โดยเน้นด้านสุนทรียศาสตร์เป็นหลัก ระบบท่อขนาดใหญ่หรือกลุ่มไลน์อาเรย์ไม่ตรงกับสถาปัตยกรรมของห้องที่มีขนาดเท่ากัน สถาปนิกจึงไม่เห็นด้วยกับการใช้งาน การประนีประนอมในกรณีนี้มักเกิดขึ้นที่ลำโพง แม้กระทั่งก่อนที่จะมีการคิดค้นวงจร DSP พิเศษและความสามารถในการควบคุมไดรเวอร์แต่ละตัวสำหรับพวกเขา อุปกรณ์เหล่านี้สามารถซ่อนไว้ในสถาปัตยกรรมของห้องได้อย่างง่ายดาย โดยปกติแล้วจะติดตั้งไว้ใกล้กับผนังและสามารถระบายสีด้วยสีของพื้นผิวโดยรอบได้ เป็นวิธีแก้ปัญหาที่น่าดึงดูดใจกว่ามากและเหนือสิ่งอื่นใด สถาปนิกก็ยอมรับโดยทันที

Line-array ไม่ใช่เรื่องใหม่!

Hary F. Olson อธิบายหลักการของแหล่งกำเนิดเชิงเส้นพร้อมการคำนวณทางคณิตศาสตร์และคำอธิบายลักษณะทิศทางของพวกมันเป็นอย่างดีในหนังสือของเขาเรื่อง "Acoustical Engineering" ซึ่งตีพิมพ์เป็นครั้งแรกในปี 1940 เราจะพบคำอธิบายโดยละเอียดเกี่ยวกับ ปรากฏการณ์ทางกายภาพที่เกิดขึ้นในลำโพงโดยใช้คุณสมบัติของแหล่งสัญญาณเสียง

ตารางต่อไปนี้แสดงคุณสมบัติทางเสียงของลำโพงแบบดั้งเดิม:

คุณสมบัติข้อเสียประการหนึ่งของลำโพงคือการตอบสนองความถี่ของระบบดังกล่าวไม่เรียบ การออกแบบของพวกเขาสร้างพลังงานมากขึ้นในช่วงความถี่ต่ำ โดยทั่วไปพลังงานนี้มีทิศทางน้อยกว่า ดังนั้นการกระจายในแนวตั้งจะมากกว่าความถี่ที่สูงกว่ามาก ดังที่ทราบกันทั่วไป ห้องที่มีปัญหาด้านเสียงมักมีลักษณะเฉพาะโดยมีเวลาก้องกังวานยาวนานในช่วงความถี่ต่ำมาก ซึ่งเนื่องมาจากพลังงานที่เพิ่มขึ้นในแถบความถี่นี้ อาจส่งผลให้ความชัดเจนในการพูดลดลง

เพื่ออธิบายว่าทำไมลำโพงถึงมีพฤติกรรมเช่นนี้ เราจะพูดถึงแนวคิดพื้นฐานบางประการสำหรับลำโพงแบบดั้งเดิมและแบบที่มีการควบคุมลำแสงอะคูสติกแบบดิจิตอลโดยสังเขปโดยสังเขป

ปฏิสัมพันธ์ของแหล่งกำเนิดจุด

• ทิศทางของสองแหล่ง

เมื่อแหล่งกำเนิดสองจุดที่คั่นด้วยความยาวคลื่นครึ่งหนึ่ง (λ / 2) สร้างสัญญาณเดียวกัน สัญญาณที่อยู่ด้านล่างและเหนืออาร์เรย์ดังกล่าวจะตัดกัน และบนแกนของอาร์เรย์ สัญญาณจะถูกขยายสองครั้ง (6 dB)

λ / 4 (หนึ่งในสี่ของความยาวคลื่น – สำหรับหนึ่งความถี่)

เมื่อแหล่งกำเนิดสองแหล่งถูกเว้นระยะห่างกันด้วยความยาว λ / 4 หรือน้อยกว่า (แน่นอนว่าความยาวนี้หมายถึงความถี่เดียว) เราจะสังเกตเห็นลักษณะทิศทางที่แคบลงเล็กน้อยในระนาบแนวตั้ง

λ / 4 (หนึ่งในสี่ของความยาวคลื่น – สำหรับหนึ่งความถี่)

เมื่อแหล่งกำเนิดสองแหล่งถูกเว้นระยะห่างกันด้วยความยาว λ / 4 หรือน้อยกว่า (แน่นอนว่าความยาวนี้หมายถึงความถี่เดียว) เราจะสังเกตเห็นลักษณะทิศทางที่แคบลงเล็กน้อยในระนาบแนวตั้ง

λ (หนึ่งความยาวคลื่น)

ความแตกต่างของความยาวคลื่นหนึ่งจะขยายสัญญาณทั้งในแนวตั้งและแนวนอน ลำแสงอะคูสติกจะอยู่ในรูปของสองใบ

2l

เมื่ออัตราส่วนของความยาวคลื่นต่อระยะห่างระหว่างทรานสดิวเซอร์เพิ่มขึ้น จำนวนกลีบข้างก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน สำหรับจำนวนคงที่และระยะห่างระหว่างทรานสดิวเซอร์ในระบบเชิงเส้น อัตราส่วนนี้จะเพิ่มขึ้นตามความถี่

ข้อจำกัดของแหล่งที่มาของสาย

ระยะห่างระหว่างลำโพงแต่ละตัวกำหนดความถี่สูงสุดที่ระบบจะทำหน้าที่เป็นแหล่งสัญญาณ ความสูงของแหล่งที่มากำหนดความถี่ต่ำสุดที่ระบบนี้เป็นทิศทาง

ความสูงของแหล่งกำเนิดกับความยาวคลื่น

แล / 2

สำหรับความยาวคลื่นที่สูงกว่าสองเท่าของความสูงของแหล่งกำเนิด แทบไม่มีการควบคุมลักษณะทิศทางใดๆ ในกรณีนี้ แหล่งที่มาสามารถถือเป็นแหล่งกำเนิดแบบจุดที่มีระดับเอาต์พุตที่สูงมาก

λ

ความสูงของแหล่งกำเนิดเส้นกำหนดความยาวคลื่นที่เราจะสังเกตเห็นการเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญของทิศทางในระนาบแนวตั้ง

l 2

ที่ความถี่สูง ความสูงของลำแสงจะลดลง กลีบข้างเริ่มปรากฏขึ้น แต่เมื่อเทียบกับพลังงานของกลีบหลัก พวกมันไม่มีผลอย่างมีนัยสำคัญ

l 4

ทิศทางแนวตั้งเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ พลังงานกลีบหลักยังคงเพิ่มขึ้น

ระยะห่างระหว่างทรานสดิวเซอร์แต่ละตัวกับความยาวคลื่น

แล / 2

เมื่อทรานสดิวเซอร์ห่างกันไม่เกินครึ่งของความยาวคลื่น แหล่งกำเนิดจะสร้างลำแสงที่มีทิศทางมากโดยมีติ่งด้านข้างน้อยที่สุด

λ

กลีบข้างที่มีพลังงานสำคัญและสามารถวัดได้จะเกิดขึ้นพร้อมกับความถี่ที่เพิ่มขึ้น นี่ไม่ใช่ปัญหาเพราะผู้ฟังส่วนใหญ่อยู่นอกพื้นที่นี้

2l

จำนวนกลีบข้างเพิ่มเป็นสองเท่า การแยกผู้ฟังและพื้นผิวสะท้อนแสงออกจากพื้นที่แผ่รังสีนี้เป็นเรื่องยากมาก

4l

เมื่อระยะห่างระหว่างทรานสดิวเซอร์เป็นสี่เท่าของความยาวคลื่น กลีบข้างจำนวนมากจึงถูกสร้างขึ้นจนแหล่งกำเนิดเริ่มดูเหมือนแหล่งกำเนิดแบบจุดและทิศทางจะลดลงอย่างมาก

วงจร DSP แบบหลายช่องสัญญาณสามารถควบคุมความสูงของต้นทางได้

การควบคุมช่วงความถี่บนขึ้นอยู่กับระยะห่างระหว่างทรานสดิวเซอร์ความถี่สูงแต่ละตัว ความท้าทายสำหรับนักออกแบบคือการลดระยะห่างนี้ให้เหลือน้อยที่สุดในขณะที่ยังคงการตอบสนองความถี่ที่เหมาะสมและกำลังเสียงสูงสุดที่เกิดจากอุปกรณ์ดังกล่าว แหล่งที่มาของสายมีทิศทางมากขึ้นเรื่อยๆ เมื่อความถี่เพิ่มขึ้น ที่ความถี่สูงสุด พวกมันมีทิศทางเกินกว่าที่จะใช้เอฟเฟกต์นี้อย่างมีสติ ด้วยความเป็นไปได้ของการใช้ระบบ DSP แยกกันและการขยายสัญญาณสำหรับทรานสดิวเซอร์แต่ละตัว คุณจึงสามารถควบคุมความกว้างของลำแสงอะคูสติกแนวตั้งที่สร้างขึ้นได้ เทคนิคนี้เรียบง่าย: เพียงใช้ตัวกรองความถี่ต่ำเพื่อลดระดับและช่วงความถี่ที่ใช้งานได้สำหรับลำโพงแต่ละตัวในตู้ หากต้องการย้ายลำแสงออกจากศูนย์กลางของตัวเครื่อง เราเปลี่ยนแถวตัวกรองและความถี่ตัด (เบาที่สุดสำหรับลำโพงที่อยู่ตรงกลางของตัวเครื่อง) การทำงานประเภทนี้จะเป็นไปไม่ได้หากไม่มีการใช้เครื่องขยายเสียงและวงจร DSP แยกกันสำหรับลำโพงแต่ละตัวในสายดังกล่าว

ลำโพงแบบดั้งเดิมช่วยให้คุณควบคุมลำแสงอะคูสติกแนวตั้งได้ แต่ความกว้างของลำแสงจะเปลี่ยนไปตามความถี่ โดยทั่วไป ปัจจัยควบคุมทิศทาง Q เป็นตัวแปรและต่ำกว่าที่กำหนด

การควบคุมการเอียงลำแสงอะคูสติก

อย่างที่เราทราบกันดีว่าประวัติศาสตร์ชอบที่จะทำซ้ำ ด้านล่างเป็นแผนภูมิจากหนังสือของ Harry F. Olson “Acoustical Engineering” การหน่วงเวลาการแผ่รังสีของลำโพงแต่ละตัวของแหล่งสัญญาณแบบดิจิทัลจะเหมือนกับการทำให้แหล่งกำเนิดสายลาดเอียงทางร่างกาย หลังจากปี 1957 เทคโนโลยีใช้เวลานานในการใช้ประโยชน์จากปรากฏการณ์นี้ ในขณะที่รักษาต้นทุนให้อยู่ในระดับที่เหมาะสม

แหล่งสัญญาณที่มีวงจร DSP ช่วยแก้ปัญหาด้านสถาปัตยกรรมและเสียงได้มากมาย

• ตัวแปรทิศทางแนวตั้งแบบแปรผัน Q ของลำแสงอะคูสติกที่แผ่ออกมา

วงจร DSP สำหรับแหล่งกำเนิดสายทำให้สามารถเปลี่ยนความกว้างของลำแสงอะคูสติกได้ สิ่งนี้เป็นไปได้ด้วยการตรวจสอบสัญญาณรบกวนสำหรับลำโพงแต่ละตัว คอลัมน์ ICONYX จาก บริษัท อเมริกัน Renkus-Heinz ช่วยให้คุณเปลี่ยนความกว้างของลำแสงดังกล่าวในช่วง: 5, 10, 15 และ 20 °แน่นอนถ้าคอลัมน์ดังกล่าวสูงเพียงพอ (เฉพาะตัวเรือน IC24 เท่านั้นที่อนุญาต เพื่อเลือกลำแสงที่มีความกว้าง 5 °) ด้วยวิธีนี้ ลำแสงเสียงที่แคบจะช่วยป้องกันแสงสะท้อนที่ไม่จำเป็นจากพื้นหรือเพดานในห้องที่มีเสียงก้องกังวาน

ตัวคูณทิศทางคงที่ Q พร้อมความถี่ที่เพิ่มขึ้น

ต้องขอบคุณวงจร DSP และเพาเวอร์แอมป์สำหรับทรานสดิวเซอร์แต่ละตัว เราจึงสามารถรักษาปัจจัยควบคุมทิศทางให้คงที่ตลอดช่วงความถี่กว้าง ไม่เพียงแต่ลดระดับเสียงสะท้อนในห้องเท่านั้น แต่ยังเพิ่มค่าคงที่สำหรับย่านความถี่กว้างด้วย

ความเป็นไปได้ในการควบคุมลำแสงเสียงโดยไม่คำนึงถึงสถานที่ติดตั้ง

แม้ว่าการควบคุมลำแสงอะคูสติกจะทำได้ง่ายจากมุมมองของการประมวลผลสัญญาณ แต่ก็มีความสำคัญมากสำหรับเหตุผลทางสถาปัตยกรรม ความเป็นไปได้ดังกล่าวนำไปสู่ความจริงที่ว่าโดยไม่จำเป็นต้องเอียงตัวลำโพง เราสร้างแหล่งกำเนิดเสียงที่เป็นมิตรต่อสายตาซึ่งผสมผสานกับสถาปัตยกรรม ICONYX ยังมีความสามารถในการกำหนดตำแหน่งของศูนย์เสียงอะคูสติก

การใช้แหล่งเชิงเส้นแบบจำลอง

• คริสตจักร

โบสถ์หลายแห่งมีลักษณะที่คล้ายคลึงกัน: เพดานสูงมาก พื้นผิวหินหรือกระจกสะท้อนแสง ไม่มีพื้นผิวดูดซับ ทั้งหมดนี้ทำให้เวลาในการก้องกังวานในห้องเหล่านี้นานมาก ถึงแม้ไม่กี่วินาที ซึ่งทำให้ความชัดเจนของคำพูดต่ำมาก

• บริการขนส่งสาธารณะ

สนามบินและสถานีรถไฟมักใช้วัสดุที่มีคุณสมบัติด้านเสียงคล้ายกับที่ใช้ในโบสถ์ สิ่งอำนวยความสะดวกในการขนส่งสาธารณะมีความสำคัญ เนื่องจากข้อความเกี่ยวกับการมาถึง ขาออก หรือความล่าช้าในการเข้าถึงผู้โดยสารจะต้องเข้าใจได้

• พิพิธภัณฑ์ หอประชุม ล็อบบี้

อาคารหลายหลังที่มีขนาดเล็กกว่าการขนส่งสาธารณะหรือโบสถ์มีพารามิเตอร์เสียงที่ไม่เอื้ออำนวยที่คล้ายกัน ความท้าทายหลักสองประการสำหรับแหล่งที่มาของสายที่สร้างแบบจำลองทางดิจิทัลคือระยะเวลาของเสียงก้องกังวานที่ยาวนานซึ่งส่งผลเสียต่อความชัดเจนของคำพูด และด้านภาพซึ่งมีความสำคัญมากในการเลือกประเภทของระบบเสียงประกาศสาธารณะในขั้นสุดท้าย

เกณฑ์การออกแบบ พลังเสียงฟูลแบนด์

แหล่งสัญญาณแต่ละเส้น แม้กระทั่งวงจร DSP ขั้นสูง สามารถควบคุมได้ภายในช่วงความถี่ที่มีประโยชน์บางอย่างเท่านั้น อย่างไรก็ตาม การใช้ทรานสดิวเซอร์โคแอกเซียลสร้างวงจรต้นทางแบบสายจะให้พลังเสียงแบบเต็มช่วงในช่วงกว้างมาก เสียงจึงชัดเจนและเป็นธรรมชาติมาก ในการใช้งานทั่วไปสำหรับสัญญาณเสียงพูดหรือเพลงฟูลเรนจ์ พลังงานส่วนใหญ่อยู่ในช่วงที่เราสามารถควบคุมได้โดยใช้ไดรเวอร์โคแอกเซียลในตัว

การควบคุมเต็มรูปแบบด้วยเครื่องมือขั้นสูง

เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพสูงสุดของแหล่งสัญญาณเชิงเส้นที่สร้างแบบจำลองทางดิจิทัล ไม่เพียงพอที่จะใช้เฉพาะทรานสดิวเซอร์คุณภาพสูงเท่านั้น ท้ายที่สุด เรารู้ว่าเพื่อควบคุมพารามิเตอร์ของลำโพงได้อย่างสมบูรณ์ เราต้องใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขั้นสูง สมมติฐานดังกล่าวบังคับให้ใช้วงจรขยายสัญญาณหลายช่องสัญญาณและวงจร DSP ชิป D2 ที่ใช้ในลำโพง ICONYX ให้การขยายสัญญาณหลายช่องสัญญาณเต็มรูปแบบ ควบคุมโปรเซสเซอร์ DSP ได้เต็มรูปแบบ และสามารถเลือกอินพุตแบบอนาล็อกและดิจิตอลได้หลายแบบ เมื่อส่งสัญญาณ PCM ที่เข้ารหัสไปยังคอลัมน์ในรูปแบบของสัญญาณดิจิตอล AES3 หรือ CobraNet ชิป D2 จะแปลงเป็นสัญญาณ PWM ทันที แอมพลิฟายเออร์ดิจิทัลรุ่นแรกแปลงสัญญาณ PCM เป็นสัญญาณแอนะล็อกก่อนแล้วจึงเปลี่ยนเป็นสัญญาณ PWM การแปลง A / D – D / A นี้ทำให้ต้นทุน การบิดเบือน และเวลาแฝงเพิ่มขึ้นอย่างมาก

ความยืดหยุ่น

เสียงที่เป็นธรรมชาติและชัดเจนของแหล่งที่มาของเส้นจำลองแบบดิจิทัลทำให้สามารถใช้โซลูชันนี้ไม่เฉพาะในสิ่งอำนวยความสะดวกในการขนส่งสาธารณะ โบสถ์ และพิพิธภัณฑ์เท่านั้น โครงสร้างโมดูลาร์ของคอลัมน์ ICONYX ช่วยให้คุณสามารถรวบรวมแหล่งที่มาของสายได้ตามความต้องการของห้องที่กำหนด การควบคุมแต่ละองค์ประกอบของแหล่งกำเนิดดังกล่าวให้ความยืดหยุ่นอย่างมากในการตั้งค่า ตัวอย่างเช่น หลายจุด ซึ่งสร้างศูนย์กลางเสียงของลำแสงที่แผ่ออกมา กล่าวคือ แหล่งกำเนิดเสียงจำนวนมาก ศูนย์กลางของลำแสงดังกล่าวสามารถอยู่ที่ใดก็ได้ตามความสูงทั้งหมดของคอลัมน์ เป็นไปได้เนื่องจากการรักษาระยะห่างคงที่ขนาดเล็กระหว่างทรานสดิวเซอร์ความถี่สูง

มุมการแผ่รังสีในแนวนอนขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของคอลัมน์

เช่นเดียวกับแหล่งกำเนิดเส้นแนวตั้งอื่นๆ เสียงจาก ICONYX สามารถควบคุมได้ในแนวตั้งเท่านั้น มุมลำแสงแนวนอนจะคงที่และขึ้นอยู่กับประเภทของทรานสดิวเซอร์ที่ใช้ ที่ใช้ในคอลัมน์ IC มีมุมลำแสงในแถบความถี่กว้าง ความแตกต่างอยู่ในช่วง 140 ถึง 150 Hz สำหรับเสียงในแบนด์จาก 100 Hz ถึง 16 kHz

มุมกว้างของรังสีให้ประสิทธิภาพมากขึ้น

การกระจายที่กว้าง โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ความถี่สูง ช่วยให้มั่นใจถึงความเชื่อมโยงและความชัดเจนของเสียงที่ดีขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ขอบของลักษณะการกำกับทิศทาง ในหลายสถานการณ์ มุมลำแสงที่กว้างขึ้นหมายความว่าใช้ลำโพงน้อยลง ซึ่งหมายถึงการประหยัดโดยตรง

ปฏิสัมพันธ์ที่แท้จริงของรถปิคอัพ

เราทราบดีว่าลักษณะเฉพาะของทิศทางของลำโพงจริงไม่สามารถเหมือนกันได้ตลอดช่วงความถี่ทั้งหมด เนื่องจากขนาดของแหล่งดังกล่าว จึงมีทิศทางมากขึ้นเมื่อความถี่เพิ่มขึ้น ในกรณีของลำโพง ICONYX ลำโพงที่ใช้จะเป็นแบบรอบทิศทางในย่านความถี่สูงสุด 300 Hz แบบครึ่งวงกลมในช่วง 300 Hz ถึง 1 kHz และสำหรับย่านความถี่ตั้งแต่ 1 kHz ถึง 10 kHz ลักษณะทิศทางจะเป็น ทรงกรวยและมุมลำแสงคือ 140 ° × 140 ° แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ในอุดมคติของแหล่งกำเนิดเชิงเส้นที่ประกอบด้วยแหล่งกำเนิดจุดรอบทิศทางในอุดมคติจะแตกต่างจากทรานสดิวเซอร์จริง การวัดแสดงให้เห็นว่าพลังงานการแผ่รังสีย้อนหลังของระบบจริงนั้นเล็กกว่าแบบจำลองทางคณิตศาสตร์มาก

ICONYX @ λ (ความยาวคลื่น) แหล่งที่มาของเส้น

เราจะเห็นว่าคานมีรูปร่างคล้ายกัน แต่สำหรับคอลัมน์ IC32 ที่ใหญ่กว่า IC8 ถึงสี่เท่า ลักษณะจะแคบลงอย่างเห็นได้ชัด

สำหรับความถี่ 1,25 kHz ลำแสงจะถูกสร้างขึ้นโดยมีมุมการแผ่รังสี 10 ° กลีบด้านข้างน้อยกว่า 9 dB

สำหรับความถี่ 3,1 kHz เราจะเห็นลำแสงอะคูสติกที่โฟกัสได้ดีในมุม 10 ° โดยวิธีการนั้นจะมีการสร้างติ่งสองข้างซึ่งเบี่ยงเบนไปจากลำแสงหลักอย่างมีนัยสำคัญซึ่งไม่ก่อให้เกิดผลเสีย

ทิศทางคงที่ของคอลัมน์ ICONYX

สำหรับความถี่ 500 Hz (5 λ) ทิศทางจะคงที่ที่ 10 ° ซึ่งได้รับการยืนยันโดยการจำลองก่อนหน้านี้สำหรับ 100 Hz และ 1,25 kHz

การเอียงของบีมเป็นการหน่วงการหน่วงของลำโพงแบบต่อเนื่องอย่างง่าย

หากเราเอียงตัวลำโพง เราจะเปลี่ยนไดรเวอร์ที่ตามมาในเวลาที่สัมพันธ์กับตำแหน่งการฟัง การเปลี่ยนแปลงประเภทนี้ทำให้เกิด "ความลาดเอียงของเสียง" ต่อผู้ฟัง เราสามารถบรรลุผลเช่นเดียวกันโดยแขวนลำโพงในแนวตั้งและแนะนำการหน่วงเวลาที่เพิ่มขึ้นสำหรับไดรเวอร์ไปในทิศทางที่เราต้องการกำหนดทิศทางของเสียง สำหรับการบังคับเลี้ยว (เอียง) ของลำแสงอะคูสติกอย่างมีประสิทธิภาพ แหล่งกำเนิดต้องมีความสูงเท่ากับสองเท่าของความยาวคลื่นสำหรับความถี่ที่กำหนด

ด้วยโครงสร้างโมดูลาร์ของคอลัมน์ ICONYX คุณสามารถเอียงลำแสงได้อย่างมีประสิทธิภาพสำหรับ:

• IC8:800Hz

• IC16:400Hz

• IC24:250Hz

• IC32:200Hz

BeamWare – ซอฟต์แวร์สร้างแบบจำลองลำแสงคอลัมน์ ICONYX

วิธีการสร้างแบบจำลองที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้แสดงให้เราเห็นว่าเราต้องดำเนินการกับสัญญาณดิจิทัลประเภทใด (ตัวกรองความถี่ต่ำผ่านตัวแปรบนลำโพงแต่ละตัวในคอลัมน์) เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่คาดหวัง

แนวคิดนี้ค่อนข้างง่าย - ในกรณีของคอลัมน์ IC16 ซอฟต์แวร์ต้องแปลงแล้วใช้การตั้งค่าตัวกรอง FIR สิบหกรายการและการตั้งค่าการหน่วงเวลาอิสระสิบหกรายการ ในการถ่ายโอนศูนย์กลางเสียงของลำแสงที่แผ่รังสี โดยใช้ระยะห่างคงที่ระหว่างทรานสดิวเซอร์ความถี่สูงในตัวเรือนคอลัมน์ เราจำเป็นต้องคำนวณและใช้ชุดการตั้งค่าใหม่สำหรับตัวกรองและการหน่วงเวลาทั้งหมด

การสร้างแบบจำลองทางทฤษฎีเป็นสิ่งที่จำเป็น แต่เราต้องคำนึงถึงข้อเท็จจริงที่ว่าผู้พูดจริง ๆ แล้วมีพฤติกรรมแตกต่างกัน มีทิศทางมากกว่าเดิม และการวัดได้พิสูจน์ว่าผลลัพธ์ที่ได้นั้นดีกว่าการจำลองด้วยอัลกอริธึมทางคณิตศาสตร์

ทุกวันนี้ด้วยการพัฒนาทางเทคโนโลยีที่ยอดเยี่ยมเช่นนี้ โปรเซสเซอร์ของคอมพิวเตอร์จึงเทียบเท่ากับงานดังกล่าว BeamWare ใช้การแสดงผลลัพธ์แบบกราฟิกโดยป้อนข้อมูลแบบกราฟิกเกี่ยวกับขนาดของพื้นที่ฟัง ความสูง และตำแหน่งของคอลัมน์ BeamWare ช่วยให้คุณส่งออกการตั้งค่าไปยังซอฟต์แวร์อะคูสติกระดับมืออาชีพ EASE ได้อย่างง่ายดายและบันทึกการตั้งค่าไปยังวงจร DSP ของคอลัมน์โดยตรง ผลลัพธ์ของการทำงานในซอฟต์แวร์ BeamWare นั้นสามารถคาดการณ์ได้ แม่นยำ และให้ผลลัพธ์ที่ทำซ้ำได้ในสภาพเสียงจริง

ICONYX – เสียงยุคใหม่

• คุณภาพเสียง

เสียงของ ICONYX เป็นมาตรฐานที่พัฒนาโดยผู้ผลิต Renkus-Heinz มานานแล้ว คอลัมน์ ICONYX ออกแบบมาเพื่อสร้างทั้งสัญญาณเสียงพูดและเพลงเต็มช่วงที่ดีที่สุด

• กระจายตัวกว้าง

เป็นไปได้ด้วยการใช้ลำโพงโคแอกเซียลที่มีรังสีมุมกว้างมาก (ถึง 150 °ในระนาบแนวตั้ง) โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับช่วงความถี่สูงสุด ซึ่งหมายถึงการตอบสนองความถี่ที่สม่ำเสมอทั่วทั้งพื้นที่และความครอบคลุมที่กว้างขึ้น ซึ่งหมายความว่าใช้ลำโพงดังกล่าวน้อยลงในโรงงาน

•ความยืดหยุ่น

ICONYX เป็นลำโพงแนวตั้งที่มีตัวขับโคแอกเซียลเหมือนกันวางใกล้กันมาก เนื่องจากระยะห่างระหว่างลำโพงในตัวเครื่องมีน้อยและคงที่ การกระจัดของศูนย์กลางเสียงของลำแสงที่แผ่รังสีในระนาบแนวตั้งจึงแทบไม่มีกฎเกณฑ์ใดๆ คุณสมบัติประเภทนี้มีประโยชน์มาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อข้อจำกัดทางสถาปัตยกรรมไม่อนุญาตให้มีตำแหน่งที่เหมาะสม (ความสูง) ของคอลัมน์ในวัตถุ ระยะขอบสำหรับความสูงของการระงับของคอลัมน์ดังกล่าวมีขนาดใหญ่มาก การออกแบบโมดูลาร์และการกำหนดค่าเต็มรูปแบบทำให้คุณสามารถกำหนดแหล่งที่มาของสายต่างๆ ได้โดยใช้คอลัมน์ยาวเพียงคอลัมน์เดียว ลำแสงที่แผ่รังสีแต่ละอันสามารถมีความกว้างและความชันต่างกันได้

• ลดต้นทุน

อีกครั้งด้วยการใช้ลำโพงโคแอกเซียล ลำโพง ICONYX แต่ละตัวช่วยให้คุณครอบคลุมพื้นที่กว้างมาก เรารู้ว่าความสูงของคอลัมน์ขึ้นอยู่กับจำนวนโมดูล IC8 ที่เราเชื่อมต่อกัน โครงสร้างแบบแยกส่วนดังกล่าวทำให้การขนส่งง่ายและราคาถูก

ข้อได้เปรียบหลักของคอลัมน์ ICONYX

• การควบคุมการแผ่รังสีแนวตั้งของแหล่งกำเนิดมีประสิทธิภาพมากขึ้น

ขนาดของลำโพงมีขนาดเล็กกว่ารุ่นเก่ามาก ในขณะที่ยังคงทิศทางที่ดีกว่า ซึ่งจะแปลเป็นความชัดเจนโดยตรงในสภาวะของเสียงก้อง โครงสร้างแบบแยกส่วนยังช่วยให้กำหนดค่าคอลัมน์ได้ตามความต้องการของสิ่งอำนวยความสะดวกและเงื่อนไขทางการเงิน

• การทำสำเนาเสียงแบบเต็มช่วง

การออกแบบลำโพงก่อนหน้านี้ให้ผลลัพธ์ที่น่าพอใจเพียงเล็กน้อยในแง่ของการตอบสนองความถี่ของลำโพงดังกล่าว เนื่องจากแบนด์วิดท์ในการประมวลผลที่มีประโยชน์อยู่ในช่วง 200 Hz ถึง 4 kHz ลำโพง ICONYX เป็นโครงสร้างที่สร้างเสียงฟูลเรนจ์ในช่วงตั้งแต่ 120 Hz ถึง 16 kHz ในขณะที่ยังคงรักษามุมของการแผ่รังสีให้คงที่ในระนาบแนวนอนตลอดช่วงนี้ นอกจากนี้ โมดูล ICONYX ยังมีประสิทธิภาพทางอิเล็กทรอนิกส์และด้านเสียงมากกว่า โดยจะ "ดังกว่า" อย่างน้อย 3-4 dB เมื่อเทียบกับรุ่นก่อนที่มีขนาดใกล้เคียงกัน

• อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขั้นสูง

คอนเวอร์เตอร์แต่ละตัวในเคสถูกขับเคลื่อนด้วยวงจรแอมพลิฟายเออร์และวงจร DSP แยกกัน เมื่อใช้อินพุต AES3 (AES / EBU) หรือ CobraNet สัญญาณจะ "ชัดเจนแบบดิจิทัล" ซึ่งหมายความว่าวงจร DSP จะแปลงสัญญาณอินพุต PCM เป็นสัญญาณ PWM โดยตรงโดยไม่ต้องแปลง A / D และ C / A

• วงจร DSP ขั้นสูง

อัลกอริธึมการประมวลผลสัญญาณขั้นสูงที่พัฒนาขึ้นโดยเฉพาะสำหรับคอลัมน์ ICONYX และอินเทอร์เฟซ BeamWare ที่เป็นมิตรต่อสายตาช่วยอำนวยความสะดวกให้กับงานของผู้ใช้ ซึ่งทำให้สามารถใช้งานได้หลากหลายในสิ่งอำนวยความสะดวกต่างๆ

ผลบวก

บทความนี้จัดทำขึ้นเพื่อการวิเคราะห์โดยละเอียดของลำโพงและการสร้างแบบจำลองเสียงด้วยวงจร DSP ขั้นสูง ควรเน้นว่าทฤษฎีปรากฏการณ์ทางกายภาพที่ใช้ทั้งลำโพงแบบดั้งเดิมและแบบดิจิทัลได้อธิบายไว้แล้วในทศวรรษที่ 50 ด้วยการใช้ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ที่ถูกกว่าและดีกว่ามากเท่านั้นจึงจะสามารถควบคุมกระบวนการทางกายภาพในการประมวลผลสัญญาณอะคูสติกได้อย่างเต็มที่ ความรู้นี้มีอยู่ทั่วไป แต่เรายังคงพบกันและเราจะพบกับกรณีที่ความเข้าใจผิดเกี่ยวกับปรากฏการณ์ทางกายภาพทำให้เกิดข้อผิดพลาดบ่อยครั้งในการจัดเรียงและตำแหน่งของลำโพง ตัวอย่างอาจเป็นการประกอบลำโพงในแนวนอนบ่อยครั้ง (เพื่อเหตุผลด้านสุนทรียศาสตร์)

แน่นอนว่าการกระทำประเภทนี้ยังถูกใช้อย่างมีสติ และตัวอย่างที่น่าสนใจคือการติดตั้งเสาแนวนอนโดยมีลำโพงชี้ลงที่ชานชาลาของสถานีรถไฟ ด้วยการใช้ลำโพงในลักษณะนี้ เราสามารถเข้าใกล้เอฟเฟกต์ "ฝักบัว" โดยที่เมื่ออยู่นอกเหนือช่วงของลำโพงดังกล่าว (พื้นที่กระจายตัวคือตัวเรือนของเสา) ระดับเสียงจะลดลงอย่างมาก ด้วยวิธีนี้ ระดับเสียงที่สะท้อนออกมาจะลดลง ทำให้มีความชัดเจนในการพูดดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัด

ในยุคที่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้รับการพัฒนาอย่างสูง เราพบกับโซลูชันที่เป็นนวัตกรรมมากขึ้นเรื่อยๆ อย่างไรก็ตาม ใช้ฟิสิกส์แบบเดียวกับที่ค้นพบและอธิบายไว้เมื่อนานมาแล้ว เสียงจำลองแบบดิจิทัลทำให้เรามีความเป็นไปได้ที่น่าทึ่งในการปรับให้เข้ากับห้องที่มีปัญหาด้านเสียง

ผู้ผลิตได้ประกาศความก้าวหน้าในการควบคุมและการจัดการเสียง หนึ่งในสำเนียงดังกล่าวคือการปรากฏตัวของลำโพงใหม่ทั้งหมด (โมดูล IC2 โดย Renkus-Heinz) ซึ่งสามารถนำมารวมกันในลักษณะใดก็ได้เพื่อให้ได้แหล่งกำเนิดเสียงคุณภาพสูง จัดการอย่างเต็มที่ในขณะที่เป็นแหล่งและจุดเชิงเส้น