Dźwięk kierunkowy
Dźwięk kierunkowy odnosi się do koncepcji używania różnych urządzeń do tworzenia pól dźwiękowych, które rozprzestrzeniają się mniej niż większość (małych) tradycyjnych głośników. Dostępnych jest kilka technik, aby to osiągnąć, a każda z nich ma swoje zalety i wady. Ostatecznie wybór kierunkowego urządzenia dźwiękowego zależy w dużej mierze od środowiska, w którym jest wdrażane, a także treści, które będą odtwarzane. Pamiętanie o tych czynnikach zapewni najlepsze wyniki w każdej ocenie kierunkowych technologii dźwiękowych.
Systemy, które prowadzą ewakuowanych w sytuacji awaryjnej poprzez emisję różowego szumu do wyjść, często nazywane są również systemami „dźwięku kierunkowego”.
Podstawowa teoria
We wszystkich źródłach wytwarzających fale kierunkowość dowolnego źródła odpowiada co najwyżej rozmiarowi źródła w porównaniu z generowanymi przez nie długościami fal: im większe źródło jest porównywane z długością fali fal dźwiękowych, tym bardziej kierunkowa jest wiązka. [ potrzebne źródło ] . Specyficzna metoda transdukcji nie ma wpływu na kierunkowość wynikowego pola dźwiękowego; analiza opiera się wyłącznie na funkcji apertury źródła, zgodnie z zasadą Huygensa-Fresnela .
Urządzenia ultradźwiękowe osiągają wysoką kierunkowość poprzez modulację słyszalnego dźwięku na ultradźwięki o wysokiej częstotliwości. Fale dźwiękowe o wyższej częstotliwości mają krótszą długość fali i dlatego nie rozprzestrzeniają się tak szybko. Z tego powodu wynikowa kierunkowość tych urządzeń jest znacznie wyższa niż jest to fizycznie możliwe w przypadku jakiegokolwiek systemu głośnikowego. Uważa się jednak, że mają ograniczone możliwości reprodukcji niskich częstotliwości. Zobacz dźwięk z USG, aby uzyskać więcej informacji.
Macierze głośnikowe
Podczas gdy duży głośnik jest naturalnie bardziej kierunkowy ze względu na swój duży rozmiar, źródło o równoważnej kierunkowości można uzyskać, wykorzystując szereg tradycyjnych małych głośników , wszystkie napędzane razem w fazie. Akustycznie równy dużemu głośnikowi, tworzy to większy rozmiar źródła w porównaniu do długości fali, a wynikowe pole dźwiękowe jest zawężone w porównaniu z pojedynczym małym głośnikiem. Duże układy głośników były używane w setkach systemów nagłaśniających na arenie w celu złagodzenia hałasu, który normalnie przenosiłby się do sąsiednich dzielnic, a także w ograniczonych zastosowaniach w innych zastosowaniach, w których pewien stopień kierunkowości jest pomocny, takich jak muzea lub podobne aplikacje wyświetlające, które mogą tolerować duże wymiary głośnika.
Tradycyjne układy głośników można wytwarzać w dowolnym kształcie lub rozmiarze, ale zmniejszony wymiar fizyczny (w stosunku do długości fali) z natury oznacza utratę kierunkowości w tym wymiarze. Im większy zestaw głośników, tym bardziej kierunkowy, a im mniejszy rozmiar zestawu głośników, tym mniej kierunkowy. Jest to podstawowa fizyka i nie można jej ominąć, nawet stosując układy fazowe lub inne metody przetwarzania sygnału. Dzieje się tak, ponieważ wzór kierunkowości dowolnego źródła fali jest transformatą Fouriera funkcji źródła. Projekt układu fazowego jest jednak czasami przydatny do sterowania wiązką lub do łagodzenia listków bocznych, ale wprowadzenie tych kompromisów z konieczności zmniejsza kierunkowość.
Pod względem akustycznym zestawy głośników są zasadniczo takie same jak kopułki dźwiękochłonne, które również są dostępne od dziesięcioleci; rozmiar otworu kopułkowego naśladuje właściwości akustyczne dużego głośnika o tej samej średnicy (lub, równoważnie, dużego zestawu głośników o tej samej średnicy). Jednak kopułki zwykle ważą znacznie mniej niż porównywalne zestawy głośnikowe (15 funtów vs. 37 funtów, według stron internetowych producenta) i są znacznie tańsze.
Inne rodzaje dużych paneli głośnikowych, takie jak głośniki elektrostatyczne , są bardziej kierunkowe niż małe głośniki z tych samych powodów, co powyżej; są nieco bardziej kierunkowe tylko dlatego, że są fizycznie większe niż większość popularnych głośników. Odpowiednio, głośnik elektrostatyczny wielkości małego tradycyjnego głośnika byłby niekierunkowy.
Kierunkowość dla różnych rozmiarów i kształtów źródeł jest podana w. Kierunkowość jest pokazana jako funkcja tylko wielkości i kształtu źródła, a nie określonego typu użytego przetwornika.