Вопрос по акустическому диффузору Шредера

[Kraftmann]

Как влияет порядок диффузора Шредера на его звукорассивающие свойства? В каких случаях следует применять диффузоры с порядком 7, 11, 37 и т.п.?

[Андрей Смирнов]

Привет,

На рисунке пример диаграммы рассеивания для двух диффузоров с порядком N=7 и N=37.

Порядок_диффузора.JPG (14.96 KiB) Viewed 35230 times

Увеличение порядка диффузора Шредера приводит к более равномерному рассеиванию звука на проектной частоте.
С другой стороны диффузоры с большим значением N очень дороги в исполнении и, кроме того, обладают значительным поглощением. В общем случае это не совсем желательно для идеального диффузора, но для малых комнат может быть даже полезным...
Если позволяет бюджет и размеры помещения, то предпочтительнее применение диффузоров более высокого порядка.
Практический опыт показывает, что диффузоры 7-го порядка наиболее приемлемы по соотношению цена/эффективность.
Поэтому более выгодно смонтировать подряд два и более диффузора меньшего порядка, чем один диффузор высокого порядка с такой же шириной.

[Kraftmann]

Спасибо, еще пару вопросов.

1. как влияет на эффективность рассеивания звука ориентация диффузора Шредера? Я имею ввиду вертикальное или горизонтальное расположение ячеек.
2. как ведет себя диффузор на частотах ниже и выше рабочего диапазона, расчитанного по калькулятору http://www.acoustic.ua/forms/SchDiff_out.html ?

[Андрей Смирнов]

1. Отражение звука от поверхности одномерного диффузора имеет полуцилиндрическую форму.
Поэтому в направлении поперек ячеек звук будет отражаться с диаграммой 180 град (вид А).
В направлении вдоль ячеек звук будет отражаться зеркально с определенным поперечным рассеиванием (вид В).

QRD semydisk.JPG (24.63 KiB) Viewed 33697 times

Таким образом, становится очевидно, что на стенах в плоскости головы слушателя необходимо ориентировать диффузоры вертикально. На потолке диффузоры следует ориентировать поперек направления слушатель-АС, то же самое касается и расположения диффузоров Шредера в верхней части стен.

2. на частотах ниже рабочего диапазона отражение происходит как от плоской поверхности, т.е. зеркально. Правда это верно только для больших помещений с размером больше длины волны нижнего диапазона частот диффузора.
На частотах выше рабочего диапазона отражение происходит, как от обычной рельефной поверхности. При этом рассеивается звуковая энергия с длиной волны, сопоставимой с глубиной ячеек, т.е. как правило это только ВЧ рассеивание.

[Евгений Золотов]

Здравствуйте, Андрей!
Наконец дошли руки до диффузоров Шредера.
Очень хочется уйти от стандартного решения по эстетическим соображениям.
С пониманием физики процесса не очень, поэтому вопрос: если заменить "коробочную" версию диффузора, например вертикального, 7 порядка, с проектной частотой 350Гц, "открытой" версией:
на расчетном расстоянии от стены на кронштейнах размещаются вертикально 7 параллельных планок, шириной 13,5см каждая.
Т.е. из всей конструкции остаются фактически только планки, задающие "глубину" ячеек. Вся остальная конструкция отсутствует.
Планки могут быть например, деревянные, соответственно оформленные. Обратная сторона планок (обращенная к стене) может быть оклеена поглощающим материалом и т.п.
Опять же из эстетических соображений я бы делал планки разной длины (скажем от 90см до 1,5м), возможно, с нанесением фрагментов изображения...
Хочется услышать Ваше мнение, насколько будет такое решение "работать".
Спасибо!

[Андрей Смирнов]

Добрый день, Евгений

давненько Вас не слышал...

Если изменить конструкцию описанным способом, то она уже не будет диффузором Шредера. Конечно такая конструкция будет "акустически активна", она будет рассеивать звук, но пропорционально геометрическим размерам деревянных планок, т.е. только на ВЧ.
Диффузор Шредера рассеивает звук с длиной волны больше, чем его собственные размеры благодаря интерференционным процессам.
Изменив описанным способом конструкцию, мы нарушим интрференционное взаимодействие смежных ячеек.
Тем не менее, такой дизайнерский подход можно попробовать реализовать, хуже не будет...

[Евгений Золотов]

Спасибо!
Почему - то я так и думал
Спасибо, что помните.
Поверьте, реализация Ваших советов помогла решить целый ряд проблем.
Это и потолок, благодаря которому, я смог во забыть, что комната квадратная, и Mappy, который с Вашей легкой руки живет в восстановленной и строящейся крупногабаритной акустике у моих приятелей в разных городах...

[Иван Стрельников]

Здравствуйте.
Хотелось бы также узнать с какого расстояния от источника начинает эффективно работать диффузор.
Конкретно: если в условиях малого помещения "расширять" комнату вокруг ударной установки, будут ли эффективны диффузоры установленные практически вплотную (30-50см). И вообще имеет ли смысл создавать некоторое подобие тон-зала в помещениях около 10кв.м?

[Иван Стрельников]

И еще интересно:
Имеет ли смысл рассчитывать диффузоры по проектной частоте к примеру рабочего барабана (210Нz) или взять проектную частоту, уделяя внимание рассеиванию тарелок, которые звенят в маленьких комнатах (2800Hz) или рассеять типично по проектной частоте 350Hz. Кто нибудь экспериментировал с проектной частотой?

[Андрей Смирнов]

Привет,

как правило, позитивное влияние диффузора ощущается, если раастояние от источника дл плоскости девайса составляет не менее 600 мм. Это же касается и головы слушателя в музыкальной комнате и звукорежиссера в контрольной комнате.
В небольших комнатах диффузоры Шредера позволяют субъективно увеличить объем помещения.
Например, пару лет назад мы спроектировали небольшую студию с тон-залом площадью около 20 кв.м:



В результате, в студии реализована возможность качественно записывать рок-группу в полном классическом составе одновременно, а не по очереди.

[Андрей Смирнов]

И еще интересно:
Имеет ли смысл рассчитывать диффузоры по проектной частоте к примеру рабочего барабана (210Нz) или взять проектную частоту, уделяя внимание рассеиванию тарелок, которые звенят в маленьких комнатах (2800Hz) или рассеять типично по проектной частоте 350Hz. Кто нибудь экспериментировал с проектной частотой?

Какой-либо типичной проектной частоты не существует. В каждом случае частота определяется индивидуально.
В общем, рассеять звуковые волны на ВЧ несложно с помощью элементов интерьера и небольших объектов с низким рельефом.
В малых помещениях всегда возникает вопрос низкой диффузности звукового поля на НЧ и СЧ. В этом случае диффузоры Шредера часто бывают безальтернативными.
Необходимо также учитывать, что диффузор с низкой проектной частотой будет иметь большую глубину.
Поэтому в комнате площадью 10-15 кв.м применение диффузоров с глубиной более 200 мм может быть необоснованным.
А такая глубина соответствет диапазону 400-600 Гц.
Я бы на этом и остановился...

[Kraftmann]

Здравствуйте, а скажите пожалуйста, по вашему опыту применение диффузоров Шредера позволит достичь в комнате большей лёгкости и воздушности звучания, сделает ли более широкой и глубокой сцену? Или может лучше применять поглотители?

[Андрей Смирнов]

Применение диффузоров не направлено на обеспечение «легкости» звучания или на изменение подобных параметров. Диффузоры улучшают пространственное восприятие виртуальной звуковой сцены, т.е. «акустически увеличивают» объем и размеры помещения, при этом ширина звуковой сцены несомненно увеличивается.
Но улучшение пространственности, в свою очередь, может привести к некоторому «смазыванию» звуковой сцены.
Поэтому к вопросу применения и расположения диффузоров необходимо подходить осознанно и с пониманием механизма их работы. Большое количество диффузоров, размещенных в комнате беспорядочно, может вообще убить саундстейдж. А правильный подход и сохраняет локализацию источников и обеспечивает хорошую пространственность звучания. Необходимо постараться найти в комнате правильный баланс между отражающими, поглощающими и рассеивающими звук материалами.

[Kraftmann]

Спасибо, кое-что в голове прояснилось...

[Dr.Sound]

Андрей, добрый день.
Несколько вопросов, касаемо диффузоров Шрёдера.
1. В Вашей статье "Акустические диффузоры Шрёдера: взгляд изнутри" есть такая фраза: "Перегородки, разделяющие соседние ячейки, должны быть выполнены из тонкого и жесткого материала. На практике толщина этих перегородок имеет конечную толщину t и поэтому в расчетах необходимо вместо ширины ячейки W применять сумму значений (W + t)". Относится ли это также и к расчётам, производимым с помощью акустического калькулятора http://acoustic.ua/forms/SchDiff_out.html или результаты расчёта указывают ширину ячеек "в чистоте". И каково максимальное значение отношения ширина ячеек/толщина перегородок.
2. В статье "Коррекция акустики музыкальной комнаты" представлена двухмерная конструкции диффузора Шрёдера. Имеет ли данная конструкция преимущества перед одномерной и где можно найти методику её расчёта?

[Андрей Смирнов]

Добрый день,
в качестве значения ширины ячейки W следует применять сумму значений W + t, это же учитывается и калькулятором.
Какого-то определенного отношения ширина ячеек/толщина перегородок не существует. Для разных частот это соотношение будет различным.
Двухмерная конструкции диффузора Шрёдера имеет полусферическую диаграмму, что следует, собственно, из названия. Очень красивые и эффективные девайсы, но при этом значительно более дорогие по сравнению с одномерными. На практике применяются значительно реже.
Четыре одномерных диффузора по разному ориентированные могут быть более эффективными по сравнению с четырьмя 2D диффузорами такого же размера.
На иллюстрации один из вариантов двухмерного диффузора. Глубина ячеек выражена относительными единицами.

[Dr.Sound]

Андрей, спасибо за исчерпывающий ответ.

[Dr.Sound]

2. на частотах ниже рабочего диапазона отражение происходит как от плоской поверхности, т.е. зеркально. Правда это верно только для больших помещений с размером больше длины волны нижнего диапазона частот диффузора.
На частотах выше рабочего диапазона отражение происходит, как от обычной рельефной поверхности. При этом рассеивается звуковая энергия с длиной волны, сопоставимой с глубиной ячеек, т.е. как правило это только ВЧ рассеивание.

В связи с этим ещё один вопрос концептуального характера. Если я правильно понял, с понижением расчётной частоты диффузора Шрёдера при несомненных "бонусах" касательно нижней границы "рабочего" диапазона, наблюдается снижение эффективности (имеется ввиду, способность к изменению временных характеристик отражений) на частотах выше "рабочего" диапазона. Однако, именно эта способность и отличает диффузор Шрёдера от более простых рассеивающих устройств и обуславливает его использование для формирования диффузного звукового поля в зоне прослушивания даже в небольших помещениях. Также известно, что диффузное звуковое поле формируется в основном за счёт ВЧ и ВСЧ, отсюда закономерный с практической точки зрения вопрос: стоит ли стремиться к достижению как можно более низкой граничной частоты "рабочего" диапазона или всё же более целесообразно сосредоточиться на значении его верхней границы, а для коррекции НСЧ использовать абсорберы? Кстати, верхняя граница эффективного диапазона для стандартных устройств с расчётной частотой 600 Гц. также не выходит за пределы СЧ-диапазона (2190 Гц.) - а как же ВЧ? Может я что-то неправильно понимаю? Разъясните, пожалуйста.

[Андрей Смирнов]

Низкая диффузность поля приводит к неравномерности АЧХ системы громкоговоритель/комната. Диффузное звуковое поле желательно иметь во всем звуковом диапазоне, но это идеальное требование конечно же недостижимо.
Но стараться-то надо.
Добиться неплохой диффузности на ВЧ несложно даже в небольшом помещении. А вот для СЧ как раз и пригодится диффузор Шредера.

[Dr.Sound]

Тогда с функциональной точки зрения, очевидно, будет рациональным комбинированное использование нескольких диффузоров Шрёдера с различными "рабочими" диапазонами? Однако, в Ваших проектах я этого почему-то не наблюдал