Hangszóró direktivitás modellező
(online)
2023.05.15.
Hogyan változik a hangszórók frekvenciaválasza a hallgatási szög függvényében? Minden hangszóró egy meghatározott felülettel rendelkezik (nem "pontsugárzó"), aminek köszönhetően egy adott frekvencia felett a sugárzás intenzitása oldalirányban fokozatosan csökken, azaz a sugárzási szög egyre kisebb lesz. Az irányítottság kialakulása és változása konstruktív és destruktív interferenciának köszönhető.
Szimulációban alkalmazott egyszerűsítések
A modellben szereplő hangszóró kör alakú, sík felületű és minden pontja azonos fázisban rezeg. Rezonanciáktól, felső és alsó határfrekvenciától eltekintünk. Az előlap és a doboz éleinek hatását (baffle step) nem tartalmazza a modell (a szimulációban az előlap lényegében egy végtelen fal vagy egy olyan kiterjedésű fal, aminek hatása elhanyagolható a hangfrekvenciás tartományban).
Valódi hangszórók irányítottsága magasabb frekvenciatartományban a modelltől eltérhet: egy adott frekvencia felett a membrán egyes részei (körgyűrűi) már nem azonos fázisban rezegnek, ezáltal a sugárzási felület fokozatosan csökken. Ezenkívül a membrántölcsér geometriája is befolyásolja az átvitelt.
Paraméterek
A nulla fokos szög a hangszóró tengelyét, azaz a fal síkjára merőleges irányt jelöli. Az irányfüggő normalizált hangnyomás görbe jelentése kettős: egyrészt jelenti az eltérést a nulla fokhoz tartozó tengelytől, másrészt tekinthetjük a fenti feltételeknek megfelelő ("elméleti") hangszóró frekvenciaátvitelének.
Mit hallunk? Az adott irányhoz tartozó frekvenciamenetet vagy a kisugárzott hangteljesítményt?
Szabadtéri körülmények között az adott irányhoz tartozó frekvenciamenet számít, a hangteljesítmény pedig teljesen lényegtelen. Szobában a hangszóróhoz közel szintén a kiválasztott szögnek megfelelő frekvenciamenet számít. Ha távolodunk a hangszórótól, akkor az átvitel a hangteljesítmény görbéhez kezd közelíteni.
Modell érvényessége (szimuláció és valóság)
Az egyszerűsített modell egészen addig a frekvenciáig érvényes, amíg a hangszóró minden pontja azonos fázisban rezeg, azaz az első membrán rezonanciáig. Ez a frekvencia a membrán geometriájának, anyagának és átmérőjének függvénye. Általában a kónuszos hangszórók rendelkeznek egy membránszél rezonanciával is, ami 1 kHz és 2 kHz között mérhető, ez azonban nem befolyásolja a hangszóró iránykarakterét.
Egy rövid összefoglaló a hangszórómembránban keletkező rezonanciákról, valamint a frekvenciaválaszra és iránykarakterisztikára gyakorolt hatásukról: Geometrical Stiffness of Loudspeaker Cones (angol nyelvű pdf, FINECone végeselem szimuláció).
Megjegyzés: általában a 45°-os irány jó becslést ad a hangszórók kisugárzott teljesítményéről, a 20°-30° irány pedig a beltéri frekvenciaátvitelről.
Támogatott böngészők
Legkisebb támogatott verzió:
| Chrome | Edge | Firefox | Opera | Safari |
| 52 | 14 | 52 | 39 | 10.1 |
További cikkek az oldalon:
Hangszóró direktivitás modellezése (Excel)
