Ogólne zasady przy doborze projektów akustycznych dalekiego

OGÓLNE ZASADY PRZY DOBORZE PROJEKTORÓW AKUSTYCZNYCH DALEKIEGO ZASIĘGU.
I.
NAJWAŻNIEJSZE PARAMETRY
W doborze elektroakustycznych źródeł dźwięku, zwłaszcza przeznaczonych do kierunkowej
emisji dalekiego zasięgu o możliwie szerokim paśmie częstotliwości należy mieć na uwadze
najważniejsze czynniki:
1. Wartość SLP (Sound Pressure Level) w dB mierzona 1m od źródła
2. Kąt wiązki (od którego zależne są poziomy ciśnienia akustycznego w różnych
odległościach od źródła dźwięku). Np. przy kącie emitowanej źródła wiązki 30º
(+/- 15º) w odległości 3000m dźwięk zostanie rozproszony na szerokości 1600m,
przy kącie 10º (+/- 5º) dźwięk w tej samej odległości zostanie rozproszony na
szerokości 525m. Znaczy to że przy tej samej wartości SPI źródeł ciśnienie akustyczne
w odległości 3000m będzie 3x większe dla źródła o trzykrotnie mniejszym kącie wiązki.
3. Pasmo przenoszenia (od którego zależna jest wierność przekazywanych dźwięków,
np. komunikatów, efektów specjalnych)
4. Współczynnik STI (Speech Transmission Index) określający zrozumiałość wyrazów
(słów) emitowanych przez elektroakustyczne źródło dźwięku.
STI opiera się na pomiarach wykonywanych w 7 pasmach oktawowych, których
częstotliwości środkowe z zakresu 125 - 8000 Hz są modulowane czternastoma
różnymi częstotliwościami. Ich wartości wynikają z podzielenia przedziału 0,63 - 12,5
Hz na pasma tercjowe, których częstotliwości środkowe odpowiadają wartościom
częstotliwości modulacji. Współczynnik mieści się w przedziale od 0 do 1, przy czym
0 oznacza pełną niezrozumiałość emitowanej mowy, a 1 pełną zrozumiałość.
Wszystkie powyższe czynniki mają wpływ na skuteczny zasięg emisji
dźwięku, tj. taki w którym dźwięki są słyszane i rozróżniane.
Definicja zasięgu musi być zatem bardzo precyzyjnie określona przez użytkownika. Np. może
on np. zdefiniować zasięg jako określoną odległości od punktowego źródła dźwięku na
powierzchni ziemi* w której poziom ciśnienia akustycznego ma wynosić żądaną wartość.
W przestrzeni otwartej, do punktu obserwacji docierają na ogół tylko fale bezpośrednie z tego
źródła. W takiej sytuacji poziom ciśnienia akustycznego maleje o 6 dB przy podwojeniu
odległości od źródła.
*nad akwenami wodnymi zasięg może zwiększyć się wielokrotnie, stąd niektórzy nieuczciwi producenci jako
maksymalny zasięg podają wartość uzyskaną nad wodą.
II.
MOC ŹRÓDŁA – CIŚNIENIE AKUSTYCZNE
Ciśnienie akustyczne – zmienne w czasie odchylenie od średniej wartości ciśnienia
statycznego panującego w ośrodku, występujące podczas rozchodzenia się w nim fali
akustycznej.
Ponieważ słuch ludzki reaguje na bodźce w sposób logarytmiczny, ciśnienie akustyczne
wyraża się często w skali logarytmicznej (w decybelach). Poziom ciśnienia akustycznego to
logarytm stosunku ciśnienia zmierzonego
do ciśnienia odniesienia, określony wzorem:
UWAGA!!! Niektórzy producenci podają w swoich materiałach wartość ciśnienia akustycznego
liczoną według wzoru:
Który choć jest prawidłowy z matematycznego punktu widzenia, jest niezgodny z definicją
poziomu wyrażanego w decybelach. Dlatego specjaliści zalecają wymaganie podawania przez
producentów wartości SLP obliczonej według właściwej metody.
Łączenie elektroakustycznych źródeł dźwięku nie powoduje znaczącego zwiększenia
efektywności akustycznej. Poniżej przedstawiono tabelę pokazującą przyrosty SLP dla
równoległego łączenia źródeł dźwięku.
PRZYROST SLP DLA RÓWNOLEGŁEGO POŁĄCZENIA JEDNAKOWYCH ŹRÓDEŁ DŹWIĘKU
ILOŚĆ ŹRÓDEŁ
PRZYROST SLP
2
3
4
5
50
3,0
4,8
6,0
7,0
17
Przy połączeniu szeregowym nie ma żadnego przyrostu efektywności – zwiększa się jedynie
impedancja dla źródła sygnału
III.
WARUNKI ŚRODOWISKOWE
Postawienie wymagań odporności na warunki środowiskowe, zwłaszcza do zastosowania
militarnego jest konieczne i powinny one precyzować mi.in. dopuszczalne wartości odporności
na wibracje, na wstrząsy, na opady atmosferyczne, na temperaturę, zapylenie i strumienie
wody, wilgotność i upadek z określonej wysokości. Bez określenia takich wymagań
użytkownik może spodziewać się dostawy najsłabszej wersji o zubożonej konstrukcji, która
choć będzie prawdopodobnie najtańsza, będzie w efekcie kosztowała najdrożej przez
konieczność częstych wymian i napraw nie podlegających gwarancji (przecież nie było
wymagań!). Do zastosowań cywilnych odnoszą się stopnie ochrony IP, do zastosowań
militarnych normy STANAG.
Warunki środowiskowe (propagacji) mają duży wpływ na zasięg emisji. Fala dźwiękowa ulega
absorbcji (pochłanianiu) przez powietrze, parę wodną, mgłę, deszcz, śnieg.
Wielkość
absorbcji, a zatem zasięg dźwięku jest zależny od gęstości ośrodków propagacji
i częstotliwości (długości fali). Absorbcja jest tym większa im wyższa jest częstotliwość
dźwięku, tj. mniejsza długość fali (załączony wykres zależności wielkości absorbcji od
częstotliwości dla warunków normalnych).
Dochodzą do tego odbicia od podłoża, przeszkód terenowych typu budynki, drzewa
(zwłaszcza w skupiskach) które mogą znacznie pogorszyć wartość zasięgu i współczynnika
STI. Także stąd bierze się konieczność precyzyjnego określenia istotnych parametrów.
Prawa autorskie: