Диффузия (акустика) содержание а также диффузор [ править ]

материалы

Диффузоры изготавливаются из разных материалов. Есть облегченные версии из вспененного материала. Пенополистирол, а также композитные системы из дерева и даже металла. Основной материал — дерево, потому что нет ярко выраженной тенденции к нему. Автоколебание имеет высокий уровень внутреннего затухания, прост в обработке и при этом достаточно жесткий. Достаточно сильный эффект отражения — особенно на низких частотах — является предпосылкой для функционирования диффузии и может быть достигнут только с очень реверберирующим материалом. Поэтому диффузоры изготавливаются из мягких материалов, таких как частично отвержден эпоксидной смолой для повышения эффективности. Звук, который не отражается, поглощается такими элементами и остается неизменным, см. коробка передач.

Разновидности

На современном строительном рынке представлено огромное количество диффузоров. Изготавливаются они из двух материалов: пластика и металла (сталь или алюминий). Металлические изделия покрываются краской с разнообразной цветовой гаммой и обычно на порядок дороже моделей, изготовленных из пластмассы. Очень редко можно встретить в продаже деревянные диффузоры, обычно их изготавливают на заказ. Деревянные модели прекрасно впишутся в интерьер загородного дома, а также саун и бань.

Диффузоры классифицируются по:

форме – круглые, прямоугольные и квадратные;
назначению – потолочные, напольные, настенные;
принципу работы – вытесняющие или перемешивающие;
устройству – внешние и внутренние.

Принято также различать диффузоры по размерам и формам отверстий для вентиляции.

Щелевые. Обычно имеет прямоугольную форму с длинными и неширокими отверстиями. Ламели могут располагаться прямо, так и под наклоном, что позволяет регулировать поток воздуха, направляя его прямо или в определенную сторону. Регулировка ламелей осуществляется самостоятельно, некоторые щелевые диффузоры имеют возможность регулировки каждой лопасти по отдельности. Применяется как для подачи свежего воздуха, так и для выведения старого. Щелевые модели могут устанавливаться как на стену, так и на потолок помещения.

Тарельчатые. Это диффузоры круглой формы. Представляют собой раму с закрепленным вокруг кругом. Подача воздуха осуществляется за счет зазора между рамой и кругом.
Вихревые. Оснащен лопастями, которые крутятся по принципу вентилятора и отлично перемешивают воздушные массы. Воздух, проходя через вихревой диффузор, закручивается в спираль и значительно повышается скорость его перемещения. Устанавливаются в помещениях, где необходима быстрая смена воздуха (например, ванная комната или туалет). Для того чтобы не возникал сквозняк все вихревые модели оснащены камерой статичного давления
Веерные. Представлены целым комплексом диффузоров, которые объединены в одну систему.

Особняком стоят низкоскоростные диффузоры. Они работают по принципу вытеснения старого воздуха из помещения. Чистый воздух поступает с небольшой скоростью, а значит, риск образования сквозняков минимален. К тому же температура свежего воздуха отличается всего на несколько градусов, что делает эти диффузоры одними из самых комфортных. Они могут быть как настенными, так и напольными, а также встраиваемыми. Широко применяются в музеях, спорткомплексах, концертных залах, кинотеатрах. Очень часто монтируются в лестничные пролеты и ступени.

Потолочные диффузоры – наиболее популярная модель, широко применяемая в различных условиях, в том числе производственных. Напольные виды распределителей воздушных масс обычно применяются в комплексе с радиаторами или целыми системами отопления, которые монтируются в пол.

Настенные модели применяются очень редко, так как обычно на эти плоскости устанавливают обычные вентиляционные решетки.

Расчетный калькулятор акустического диффузора QRD

Для достижения максимального результата при использовании акустического диффузора необходимо предварительно произвести расчет параметров изделия. Для этого следует заданные размеры ячеек (их ширина и глубина). Кроме того, надо знать эффективные границы частотного диапазона. Для расчетов используется специальный онлайн-калькулятор параметров акустического диффузора. С помощью данного калькулятора можно рассчитать необходимый размер изделия для заданного помещения.

Рис. 10. Примерный разрез акустического диффузора Шредера QRD

В калькуляторе Параметры набирать через точку, ноль перед точкой вводить не обязательно.

Оффлайн калькулятор можно найти на сайте subwoofer-builder.com. Ребята подготовили программу для расчета.

Варианты изготовления диффузоров и материалы

Рассмотрим три основных вида акустических диффузоров, выпускаемых компаниями в настоящий момент.

Акустический диффузор HolzAkustika Diffuser 700–2200 Hz

Рис. 7. Акустический диффузор HolzAkustika Diffuser 700-2200 Hz

Данные диффузоры позволяют менять акустические свойства конструкции. Достигается это наличием специальных съемных кассет, устанавливаемых в рамку. Кассеты отличаются функциональным предназначением: поглотители (абсорберы) и рассеиватели (диффузоры). Наличие кассет обусловлено возможностью очень сбалансированно рассеивать звук во всех направлениях в широком диапазоне.

При необходимости сделать звук более глухим используются поглотители, а если необходим более сухой звук, то диффузоры. Комбинацией двух видов кассет опытным путем можно добиться оптимального звучания. Замена и компоновка кассет осуществляется без конструктивных изменений.

Материал изготовления учитывает финансовые возможности. Более упрощенный вариант кассет предусматривает акустические диффузоры, выполненные из пенополистирола. Более дорогие модификации используют дерево (береза). Во второй случае получается более яркий и чистый звук. Кроме того, внешне дерево выглядит более эффектно.

Деревянный акустический деревянный диффузор ECHOTON Schroeder 400 Hz to 8 kHz

Рис. 8. Акустический деревянный диффузор ECHOTON Schroeder 400 Hz to 8 kHz.

Суть конструкции данной модификации акустического диффузора схода с предыдущей, только вместо квадратных секций-ячеек используются длинные продольные секции. Однако сохраняется ранняя глубина продольных секций-ячеек. Размеры такого диффузора составляют 1200х600х150 мм.

Материал изготовления дерево, порода которого предлагается на выбор: дуб Баррик светлый и Венге, Индиан Эбони светлый, Либерика молочная, Орех донской.

Пиксельный акустический деревянный диффузор Echoton Pixels 500-3300 Hz

Рис. 9. Акустический деревянный диффузор Echoton Pixels 500–3300 Hz

Еще один вариант акустического диффузора, только вместо квадратных кассет или продольных ячеек используются сосновые параллелепипеды. Размер изделия 600х600х170 мм.

Критерии выбора акустических рассеивателей

Прежде чем купить акустический рассеиватель, необходимо проанализировать пространство, в котором он будет установлен

Важно понимать основное назначение помещения и его объем. Если брать усредненную формулу для расчетов, то понадобиться один акустический диффузор на куб помещения

Основные критерии выбора акустических рассеивателей ясны, но не следует забывать об их правильной установке. Специалисты рекомендуют крепить акустические рассеиватели по принципу “мертвый/живой уголок”. Живой уголок находится там, где слушатель, а мертвый уголок располагается за источником звука. Они должны располагаться напротив друг друга.

Установка акустических диффузоров

Основное размещение акустических модулей — это потолок и боковые стены помещения. Для определения оптимального положения для достижения максимального эффекта пригодится обыкновенное зеркало. Перемещая зеркало вдоль боковых стен необходимо увидеть в нем отражение динамиков, излучающих звуковую волну.

Также место фиксации диффузоров на боковых стенах и потолке находится в зависимости от того, насколько интенсивно будет использоваться помещение. Так, например, в звукозаписывающих студиях и репетиционных залах максимальное качество звука достигаемся при равномерном распределении модулей диффузоров.

В комнатах контроля звуки иной вариант размещения. Здесь применяется принцип «живой угол-мертвый угол». На потолке, боковых стенах и за излучателями звука (динамиками) размещается основная часть поглотителей звука. А в противоположной стороне помещения размещаются рассеиватели звуковой волны — диффузоры.

Эмпирическим путем было установлено, что теплый и приятный звук достигается в случае применения в помещении органических материалов. В частности комната, оборудованная дубовым паркетом или пробковым полом, а также такими потолками — оптимальные условия для достижения отличной акустики. А вот бетонные стены или стеклянные поверхности, наоборот, крайне неблагоприятны, так как искажают звук.

Кроме того, необходимо учитывать и наличие в помещении предметов мебели. Так, обыкновенная книжная полка может выступить в роли естественного диффузора, то есть рассеивает звук. А вот мягкий диван — классический поглотитель не только пыли, но и звуковой волны. Именно поэтому правильное сочетание мебели, материала изготовления полов и потолка, а также размещение диффузоров — залог высоких акустических параметров помещения.

Критерии выбора анемостата

Для того чтобы определиться с наиболее подходящей моделью, следует учитывать все возможные характеристики вентиляционных анемостатов. В зависимости от цели применения они разделяются на несколько групп. Это могут быть вытяжные, приточные или универсальные устройства.

Первая группа – приспособления для вытяжки. Их функция заключается в быстром отводе воздуха из помещения. Эффективность данной модели обусловлена наличием особой крышки, запас хода которой составляет от 8 до 30 мм. Они выпускаются в различных размерах.

Приточная разновидность анемостатов отличается вогнутой формой фланца, за счет которой снижается коэффициент сопротивления. Преимущество такой конструкции в том, что воздух подается в помещение равномерно и плавно.

Особенность моделей – возможность монтажа на стену или потолок. В обоих случаях максимальная эффективность обеспечена. В воздуховоде установлен специальный рассекатель, который подает воздушные массы к фланцам.

Наряду с вытяжными и приточными большой популярностью пользуются и универсальные анемостаты. Особенности выбора подобных моделей обусловлены возможностью использовать прибор как для притока, так и для отвода воздуха.

Данный процесс осуществляется посредством работы сразу двух колпаков-рассекателей. Для вытяжки можно применять сразу два отверстия, в то время как для притока один из колпаков следует закрыть.

Настройка универсальных анемостатов проводится исключительно вручную. Автоматика в данном случае не применяется.

При выборе максимально подходящего варианта следует обращать внимание еще на некоторые критерии. Так, размеры входного отверстия могут отличаться в зависимости от модели. Это обязательно стоит учитывать в том случае, если пропускная способность устройства играет существенную роль

Это обязательно стоит учитывать в том случае, если пропускная способность устройства играет существенную роль.

Также стоит обратить внимание и на диаметр анемостата. Чем он больше, тем больший объем воздуха сможет пропустить. Кроме того, оголовок приспособления должен соответствовать размеру входной трубы вентсистемы

Кроме того, оголовок приспособления должен соответствовать размеру входной трубы вентсистемы.

Во время поиска нужного варианта рекомендуется учитывать и такие факторы, как:

площадь и целевое предназначение комнаты;
степень загрязненности воздуха.

использовать

Акустический диффузор из дерева с периодическим повторением глубины в концертном зале

Числа, полученные в результате правил расчета, в основном периодические по осям, т.е. ЧАС. структура повторяется. Несколько получившихся элементов можно связать вместе. Это увеличивает эффект перекрывающихся волновых пакетов для формирования новой отклоненной волны. Рекомендуется распространить диффузию на всю стену и использовать стены как зеркало. Поскольку диффузоры имеют определенное направление излучения, их также можно прикреплять поочередно.

Однако эта волна полностью формируется только на определенном расстоянии от диффузора, которое тем больше, чем ниже расчетная частота диффузора и чем шире диффузор

Поэтому при установке диффузора важно обеспечить достаточное расстояние до места прослушивания оператора. Для достижения значительного эффекта необходимо покрыть около 20% площади

В зоне HIFI налажено крепление диффузоров в пространстве за громкоговорителями. однако эффект неоднозначен. Использование непосредственно за громкоговорителями не имеет значительного эффекта, потому что громкоговорители в соответствующем частотном диапазоне в основном излучают вперед и только многократно отражают звуковые волны от установленных там диффузоров и, таким образом, попадают в звуковые волны с уже ослабленным уровнем.

Абсорберы (поглотители)

Абсорберы представляют собой панели из пористых материалов, таких как минеральная вата, стекловолокно или пенопласт с открытыми порами, которые заглушают отражения звука. Они все еще позволяют звуковым волнам проходить через них и возвращаться назад, но в процессе трения часть звуковой энергии преобразуется в тепло, а следовательно, отражается меньше звука, чем поступает.

Абсорберы.

Размер поглотителей имеет значение. Чтобы пористый поглотитель работал эффективно, он должен иметь толщину, равную четверти длины волны поглощаемого звука. Это означает, что при частоте 1 кГц, где длина волны составляет приблизительно 340 мм, материал должен иметь толщину 85 мм. Пористая панель такой толщины очень эффективно поглощает частоты 1 кГц и выше, но при этом она может хорошо работать и для более низкой части звукового спектра. Причина этого заключается в том, что не все звуки поступают под прямым углом к настенным поглотителям. Чем больше угол наклона, тем большая толщина материала, через который проходит звуковая волна. Как результат, в реальных условиях для более низких частот пористые поглотители эффективнее, чем можно предположить по их толщине.

Совет: увеличение расстояния между стеной и поглотителем улучшает его способность поглощать более низкие частоты. Поглощающая панель толщиной 50 мм, расположенная на расстоянии 50 мм от стены, почти так же эффективна, как панель толщиной 100 мм, прикрепленная непосредственно к стене. Используйте обрезки материала, чтобы воссоздать эти промежутки, и приклейте их к задней части основной поглощающей панели. Так вам дешевле обойдутся более толстые панели.

Что такое пассивный излучатель

Пассивный излучатель (он же пассивный динамик) — это излучатель, лишенный магнитной системы и катушки. Он не способен преобразовывать электрический сигнал в звуковые колебания, а значит не может работать самостоятельно и должен возбуждаться активным излучателем, установленным в тот же закрытый корпус.

Наиболее эффективен пассивный излучатель на низких частотах. На средних и высоких частотах звукового давления, создаваемого активным излучателем, просто недостаточно. Поэтому используя пассивный динамик можно своими руками значительно улучшить басы вашей акустической системы.

Что такое акустические диффузоры?

Разберем чуть подробнее сам процесс. Как было сказано выше, акустические диффузоры не могут поглотить или отразить звук. Их задача — рассеивать звуковую волну, причем в совершенно разных направлениях. Подобный процесс можно сравнить с тем, когда мощная океанская волна натыкается на целую груду разных по размеру глыб.

В результате такого столкновения сплошная водная масса разбивается на огромное количество разных по массе брызг, разлетающихся с разными скоростями в стороны. Также же и диффузор способен «разбить» звук, рассеять его на массу звуковых волн, создавая своеобразное диффузное поле. Помещение заполняется однородной звуковой энергией, позволяя раскрыть в полной мере возможности аудиосистемы.

Именно принцип разбивания (рассеивания) звуковой волны лежит в основе приборов, получивших название акустические диффузоры. И колоссальный вклад в развитие этого направления внес известный немецкий физик-теоретик Манфреда Шрёдера.

Его разработки в области акустики, посвященные рассеянию отражений от поверхностей стали толчком к развитию акустических диффузоров. Имя же ученого стало именем диффузора Шредера, построенного на его расчетах математической последовательности максимальной длины звуковой волны.

Для чего применяется и принцип работы

Достаточно много требований предъявляется к системе вентиляции, устанавливаемой в дом или квартиру. Одним из тех приспособлений, которые делают атмосферу в помещении комфортной, является диффузор вентиляционный. В таблице указаны все характерные функции для такого приспособления.

Устранение сквозняков	Когда воздушный поток при поступлении в комнату образует единую струю, то это сулит появлением сильных сквозняков, которые не очень хорошо сказываются на здоровье, особенно тех, кто не обладает сильной иммунной системой. Такое явление может устранить вентиляционный дефлектор, который обеспечивает расхождение воздуха и поток рассеивается.
Распределение воздушных потоков	Проветривание также становится более эффективным благодаря диффузору вентиляционному. Минусом проветривания в помещениях, не оснащенных диффузором, является то, что проветрить можно только определенную часть помещения, по которой проходят воздушные потоки, потому как поступление воздуха струйное. При помощи диффузора можно сделать так, чтобы струя рассеивалась, и воздух распределялся равномерно по всему объему воздушного пространства в комнате. Происходить это может несколькими способами, в основном популярны модели, имеющие рассеивающий тип принцип работы или же работающие по принципу завихрения. Такое устройство как вентиляционный дефлектор способны снизить скорость, с которой воздушные массы проходят по гибкому воздуховоду, либо усиливать скорость после попадания в вытяжку.
Модернизация вытяжки	Помогает рассеять воздушные потоки вентиляционный диффузор и в случае встраивания его в систему вентиляции, характерной вытяжным типом. Без диффузора такая конструкция, несмотря на то, что создает разряжение воздушных масс, все равно образует струи из воздуха, которые неблагоприятны для атмосферы в помещении. При чем, от того, насколько сильно изменилась направленность потока воздуха, зависит количество, которое может поступить в вытяжное отверстие. Чем больше изменение потока, тем меньшее количество воздушных масс будет проходить в вентиляцию. Диффузор справляется и с этой задачей.
Контроль над процессом	Установка диффузора предполагает возможность осуществлять контроль над потоками воздуха, которые поступают в помещение или выходят из него, настроив при помощи специального пульта работу диффузора. Такая функция обеспечивает дополнительный комфорт и предотвращает появления сквозняков или некачественного проветривания. Плюс ко всему устройство устраняет шумы, которые могут издаваться из-за сильных воздушных масс, которые «гуляют» по помещению.

Такое устройство в основном представлено конструкцию, которая имеет различную форму (такую можно выбрать в зависимости от желаний и необходимости), материал также может варьировать, и в дополнение оснащено специальным прокладочным материалом из резины, которая обеспечивает герметичность. В случае если диффузор вентиляционный приобретается приточного типа, то его конструкция оснащена воздухонаправляющим кольцом и крыльчаткой. Некоторые элементы конструкции и функционал зависят от разновидности диффузора вентиляционного.

Громкоговоритель — групповой излучатель.

Групповым излучателем называется совокупность однотипных динамических головок, размещенных в одной плоскости на определенном расстоянии друг от друга и соединенных между собой синфазно, последовательно или параллельно либо последовательно-параллельно.

Для обеспечения хорошей работы громкоговорителя типа групповой излучатель необходимо, чтобы все головки были однотипными и к каждой головке подводилась одинаковая мощность. Невыполнение этих требований или нарушение синфазности работы головок снижает эффективность работы группового излучателя.

Широкое распространение громкоговорителей этого типа за рубежом объясняется несколькими причинами. Первая заключается в том, что с помощью нескольких головок небольшой мощности можно создать громкоговоритель большой мощности.

Так, в шведском радиолюбительском журнале публиковались описания любительских громкоговорителей, содержащих до 6-8 однотипных широкополосных головок по 20 Вт каждая. Такие громкоговорители могут работать с усилителями, имеющими выходную мощность до 100-200 Вт.

Другой причиной распространения групповых излучателей является свойственное им улучшение отдачи на средних и особенно самых низких частотах. Это улучшение обусловлено увеличением площади раскрыва диффузоров, пропорциональное количеству головок.

На самых низких частотах это увеличение составляет 6 дБ для четырех головок, 8 дБ — для шести и 9 дБ — для восьми. За счет этого происходит расширение полосы эффективно воспроизводимых частот в область более низких частот примерно на треть или половину октавы по сравнению с полосой пропускания одиночной головки в том же оформлении.

Третьей причиной является то, что глубина ящика корпуса такого громкоговорителя может быть в 1,5–2 раза меньше, чем громкоговорителя с одной головкой, т. е. групповой излучатель может быть достаточно плоским и его можно разместить на полу у стены или даже повесить на стену.

Остановимся на двух вариантах конструкции громкоговорителя типа групповой излучатель, содержащего четыре динамические головки по 6 Вт каждая. В этих громкоговорителях наиболее удобно использовать низкочастотные головки типа 6ГД-2. При уменьшении диаметров отверстий возможно применение головок типа 4ГД-4 или 4ГД-7, 4ГД-ав. 4ГД-35, 4ГД-36. Предпочтение следует отдать первой и двум последним головкам.

Рис. 3. Групповой излучатель.

Конструкция корпусов обоих вариантов показана на рис. 3. Корпуса выполняют из древесно-стружечной плиты толщиной 20 мм. Детали собирают на шурупах и клею. Различие между вариантами заключается в форме передней стенки: на рис. 3а она плоская, на рис. 3б — чуть сложена по середине.

Обе конструкции имеют примерно одинаковые характеристики в области нижних частот Результаты проведенных автором расчетов показаны на рис.4, из которого видно, что заметный рост отдачи головок при расстоянии между центрами их диффузоров, равном 260 мм, наблюдается начиная с частоты сигнала ниже 600 Гц.

Рис. 4. Относительный подъем отдачи, дБ.

Главным достоинством громкоговорителя с изломанной передней панелью (рис. 3б) является несколько лучшая равномерность излучения на средних и верхних частотах в обеих плоскостях. У громкоговорителя с плоской передней панелью (рис.3а), наоборот, диаграмма излучения на этих частотах сужается.

Широко применяются в последнее время групповые излучатели, их нередко используют в качестве излучателей нижних частот систем с несколькими полосами разделения частот сигнала. Такие системы, рассчитанные на подводимую мощность до 50–100 Вт и более, широко применяют для озвучивания эстрады, танцевальных залов и дискотек.

Зарубежные радиолюбительские конструкции. Москва, «Радио и Связь», 1982.

Высокочастотная акустическая система с круговой диаграммой направленности →
← Стандарты мощности и другие понятия звукотехники

Помощь в подборе изделий

Диффузор из пластика получил особое распространение благодаря своей дешевизне, лёгкости в монтаже и уходе за ним, а также тому, что не подвержен коррозии. Поэтому данная разновидность изделий часто применяется в помещениях, где бывает высокая температура и влажность. Для ванной, кухни, бассейна, санузла лучшего варианта не придумать.

Металлический анемостат и диффузор отличаются большей прочностью и стойкостью к различным механическим повреждениям, поэтому и срок службы у них гораздо дольше. Данная разновидность используется в различных системах подогрева воздуха и в помещениях с высокой температурой.

Деревянные диффузоры чаще всего являются дизайнерскими работами и кроме своих прямых функциональных обязанностей служат украшением в соответствующем интерьере.

Что такое акустические диффузоры?

Как выбрать диффузор для вентиляции

Для конкретной системы вентиляции диффузор подбирается исходя из нескольких требований:

Размеры сечения. Этот параметр должен совпадать с диаметром воздуховода, к которому изделие будет присоединяться.
Вторым важным требованием является соответствие пропускной способности изделия потребностям оборудуемого жилого пространства.
Материал корпуса должен соответствовать характеру помещения и температуре пропускаемого воздуха в нем. Если изделие будет находиться снаружи, лучше выбрать модель диффузора с металлическим корпусом, если внутри – подойдет пластиковый вариант. При этом следует учитывать и материал вентиляционного канала. Пластик подойдет к пластику, металл к металлу.
Выпускаемый промышленностью ассортимент изделия имеет множество решений декоративного плана. Выбор диффузора по данному критерию возможен в целях соответствия стилю комнаты или вкусу покупателя.