المعرفة الأساسية بأساسيات التصميم الصوتي

الطول الموجي

يمكن حساب المسافة التي تقطعها الموجة الصوتية في دورة اهتزاز واحدة عن طريق قسمة سرعة الموجة الصوتية على ترددها. وهذا يعطي الطول الموجي للموجة الصوتية. نطاق الطول الموجي من 17 مترًا إلى 1.7 سم. في الصوتيات الداخلية، يكون لحساب الطول الموجي أهمية كبيرة لتحليل مجال الصوت. وينبغي التأكيد بشكل كامل على دور الطول الموجي. على سبيل المثال، فقط عندما يكون حجم العائق أكبر من طول موجي واحد للموجة الصوتية، سوف تنعكس الموجة الصوتية بشكل طبيعي. وإلا ستشتد ظواهر مثل الحيود والتشتت، وستصبح منطقة الظل أصغر، وستكون الخصائص الصوتية مختلفة تمامًا. مثال آخر هو أن مجال الصوت الأكبر من ضعف الطول الموجي يسمى المجال البعيد، والمجال الصوتي الأصغر من ضعف الطول الموجي يسمى المجال القريب. تختلف قوانين التوزيع والانتشار للمجال الصوتي في المجال البعيد والمجال القريب اختلافًا كبيرًا. علاوة على ذلك، في الغرف الأصغر حجمًا (بالمقارنة مع الطول الموجي)، لا يمكن إعادة إنتاج الأصوات ذات التردد المنخفض بشكل جيد بسبب أطوالها الموجية الأطول. لذلك، في المنازل بشكل عام، إذا لم يكن حجم غرفة الاستماع كبيرًا بما يكفي، فمن الصعب الوصول إلى تأثير التردد المنخفض إلى الحالة المثالية.

لم يأخذ العديد من مهندسي الصوت الحي في الاعتبار العلاقة بين الصوت والطول الموجي. في الواقع، هذا مهم جدًا: الصوت والطول الموجي يرتبطان بشكل مباشر بسرعة الصوت. تحت ضغط الهواء على ارتفاع وعند درجة حرارة 21 درجة مئوية، تبلغ سرعة الصوت 344 م/ث، في حين أن سرعة الصوت التي تعاملت معها بين مهندسي الصوت المحليين هي 340 م/ث. هذه هي سرعة الصوت عند درجة حرارة 15 درجة مئوية، لكن معظم الناس يتذكرون بشكل رئيسي أن سرعة الصوت تتغير مع درجة حرارة الهواء وضغط الهواء. كلما انخفضت درجة الحرارة، زادت كثافة الجزيئات في الهواء، وبالتالي تنخفض سرعة الصوت. وإذا تم الصوت الحي على ارتفاع عالٍ حيث ينخفض ​​ضغط الهواء، فإن الجزيئات الموجودة في الهواء تصبح أكثر انتشاراً، وتزداد سرعة الصوت. العلاقة بين الصوت والطول الموجي والصوت هي: الطول الموجي = سرعة الصوت / التردد؛ lect = الخامس / و. إذا افترضنا أن سرعة الصوت هي 344 م/ث، فإن الطول الموجي للصوت 100 هرتز هو 3.44 م، والطول الموجي 1000 هرتز (أي 1 كيلو هرتز) هو 34.4 سم، والطول الموجي للصوت 20 كيلو هرتز هو 1.7 سم.

النطاق الديناميكي

الفرق بين الحد الأقصى والحد الأدنى لمستويات ضغط الصوت للمعدات الصوتية. الحد الأقصى لمستوى ضغط الصوت في الجهاز محدود بعوامل مثل تشويه الإشارة أو ارتفاع درجة الحرارة أو التلف، لذا فهو الحد الأقصى للصوت الخالي من التشوه الذي يمكن للنظام إنتاجه. يعتمد الحد الأدنى لمستوى ضغط الصوت على ظروف الخلفية مثل الضوضاء البيئية، والضوضاء الحرارية، والضوضاء الكهربائية، لذلك فهو أصغر صوت يمكن سماعه. كلما زاد النطاق الديناميكي، قل التشوه الزائد في الإشارات الصوتية القوية، لذلك يمكن التأكد من أن الأصوات القوية لها تأثير كافٍ، ويمكن أن تكون أكثر واقعية عند التعبير عن الأصوات بتغيرات كبيرة ومكثفة مثل الرعد والبرق. وفي الوقت نفسه، لن تطغى الأصوات المختلفة على أصوات الإشارة الضعيفة، وسيتم التعبير عن التفاصيل الدقيقة بشكل أكثر وضوحًا. بشكل عام، يجب أن يكون النطاق الديناميكي لنظام صوتي عالي الدقة أكبر من 90 ديسيبل. إذا كان صغيرًا جدًا، يكون إعادة إنتاج تأثير القوة الموسيقية ضعيفًا، ويكون الاستئناف غير كافٍ. في عملية ضبط أنظمة الصوت الاحترافية، يجب على مهندسي الصوت الانتباه إلى المسألتين التاليتين عند ضبط الصوت: أولاً، لا ينبغي ضبط كسب الإدخال للخلاط على مستوى منخفض جدًا، وإلا سيتم إغراق الأصوات الضعيفة بسبب ضجيج معدات الخلاط. ثانياً، يجب تعديل نسبة العتبة والضغط للمحدد بحذر شديد. ستتسبب العتبة الصغيرة جدًا ونسبة الضغط الكبيرة جدًا في ضغط ديناميكي شديد للصوت، لذا يجب تقليل فقدان الصوت الديناميكي قدر الإمكان مع ضمان التأثير. وبالإضافة إلى ذلك، هناك أيضًا نطاق ديناميكي في دوائر التضخيم ومصادر الصوت. في هذا الوقت، يمكن حل الفرق بين أصغر إشارة يمكن تمييزها والحد الأقصى للإشارة الخالية من التشويه.

الانقلاب

الحالة التي يكون فيها فرق الطور بين إشارتين صوتيتين متماثلتين 180 درجة. عند بدء نفس الصوت، تكون اتجاهات اهتزاز مكبر الصوت أو الميكروفون بينهما معاكسة، وهو ما ينتمي أيضًا إلى الانقلاب. هناك أربعة أنواع من انعكاس الطور في النظام الصوتي: انعكاس طور القناة اليسرى واليمنى، وانعكاس الطور الحقيقي (أي الطور بين إشارة الإدخال وإشارة الخرج)، وانعكاس طور الميكروفون، وعكس طور بعض مكبرات الصوت في مجموعة من مكبرات الصوت المتعددة. يمكن أن يتسبب انعكاس الطور في حدوث ظواهر مثل قصر دارة الصوت (حيث تلغي الأصوات بعضها البعض وينخفض ​​مستوى الصوت)، وفقدان موضع الصوت، والصوت الجهير الموحل، الذي يمكن أن يتسبب في تلف عملية إعادة إنتاج الصوت.

ديسيبل

وحدة قياس كسب الطاقة الكهربائية وشدة الصوت، سميت على اسم عُشر الوحدة بيل. ولكل مضاعفة في القدرة، يكون الكسب 3 ديسيبل، ولكل زيادة 10 مرات، يكون الكسب 10 ديسيبل.

تأثير هاس

تأثير نظام ثنائي المصدر. عندما يكون زمن التأخير لأحد مصدري الصوت في حدود 5 إلى 35 مللي ثانية، فإن المستمع يدرك أن الصوت قادم من المصدر الأول، بينما يبدو المصدر الآخر غير موجود. إذا كان التأخير من 5 إلى 50 مللي ثانية، ينتقل الصوت تدريجيًا نحو السماعة الأولى؛ فإذا كان التأخير من 30 إلى 50 مللي ثانية، يمكن الشعور بوجود مصدر صوت متأخر. مكبر الصوت Haier، الذي سمي على اسم الدكتور Haier من الولايات المتحدة، هو مكبر صوت مزود بغشاء مطوي. تم طرحه في عام 1973 وله هيكل خاص لمكبر الصوت الكهربائي، يستخدم بشكل أساسي للترددات العالية.

تأثير لورا

تأثير ستيريو زائف (كاذب). ومن خلال تأخير الإشارة وتركيبها في الاتجاه المعاكس على إشارة الصوت المباشرة، يتم إنتاج انطباع مكاني واضح على الفور، ويبدو أن الصوت يأتي من جميع الاتجاهات. يشعر المستمع بأنه في الفرقة.

تشويه التشكيل البيني

نوع من تشويه الإشارة حيث يتم خلط إشارة صوتية واحدة بسعات بنسبة معينة (عادةً 4:1) ومن خلال جهاز التشغيل يتم توليد مكونات تردد جديدة. إنه تشويه غير خطي وتتضمن مكونات التردد الجديدة توافقيات الإشارتين الصوتيتين المنفردتين ومجموعات مختلفة من النغمات الدلالية والنغمات السفلية.