Стоячая волна как избавиться

Стоячие волны и способы борьбы с ними

Итак, в этом посте пойдет речь о стоячих волнах. Стоячие волны — это колебания, возникающие в результате наложения на прямую волну другой отраженной идущей в обратном направлении. Чтобы чуть проще было понять, я скажу, что при столкновении прямой волны и волны отраженной от стены они усиливают друг друга. Если такое столкновение происходит все время в одном и том же месте, то исчезает горизонтальное перемещение волн. Вследствие чего появляются резонансы, возникающие на определенных частотах.

Это выявляет явное усиление каких-либо частот или небольших групп частот. В стандартных комнатных — это очень часто происходит в районе 100 — 200 Гц. В итоге все это дело выражается в виде неприятного гула в районе низких частот. Причем часто можно заметить, что воспринимаемый уровень громкости этих резонансов меняется в зависимости от нашего местонахождения в комнате. Также сама частота резонанса зависит от таких факторов, как объем помещения и расположение громкоговорителей.

Чтобы не загружать вас научно-теоретическими байками, я просто для большей наглядности продемонстрирую вам стоячую волну на простейшей схеме. На рисунке ниже простейшая иллюстрация, которая демонстрирует действие стоячей волны.

Здесь изображен громкоговоритель (1) и из него исходит волна (2). Предположим, что эта волна является определенной частотой (не важна какая), которая ударяется о стену (3). Соответственно волна отражается от нее в том же самом направлении (4) в каком столкнулась с ней. За счет этого волны (2) (4) усиливаются и частота (5), как говорят музыканты, начинает торчать. То есть она явно выделяется в сравнении со всеми остальными частотами спектра. Таким образом, нарушается амплитудно-частотная характеристика, которую мы воспринимаем и слышим.

Увы, но стоячие волны — это довольно серьезная проблема, с которой непременно следует бороться. Главным образом, стоячие волны, искажая частотную характеристику, мешают адекватному мониторингу и таким образом не позволяют получить на выходе хороший, сбалансированный и качественный продукт. Я не буду больше вдаваться в теоретические подробности и вплотную рассматривать такую не простую проблему стоячих волн, поэтому просто дам вам один единственный, но очень важный совет о том, как избежать их на данном этапе акустической подготовки домашней студии.

Избегайте любых возможных параллельных поверхностей в студии! Конечно, полностью избежать их вряд ли удастся, но сократить количество до минимума вполне возможно. На этом этапе акустического оформления домашней студии звукозаписи постарайтесь избежать параллельных поверхностей. Например, с помощью соответствующей расстановки мебели. Главное, не бойтесь экспериментировать!

Источник

Комнатные моды (стоячие волны). Минимизация их эффекта при сведении.

В прошлых статьях ( 1 статья , 2 статья ) мы уже касались темы стоячих волн (комнатные моды). Сегодня продолжим эту тему и поговорим о том, как минимизировать этот эффект при сведении проекта.

Комнатные моды (стоячие волны). Минимизация их эффекта при сведении.

Комнатные моды и эквализация.

Размышляя о комнатных модах (стоячих волнах) и о том как от них избавиться, мы можем подумать: почему бы просто не подключить графический эквалайзер перед нашими мониторами для компенсации их эффекта? Например, если частота в 172 Гц ослаблена на 6 дБ , почему бы просто не повысить эту частоту на 6 дБ?

Когда речь идет об исправлении акустического отклика помещения, эквализация монитора считается бесполезной и в большинстве случаев приведет к большему ущербу, чем пользе. Для этого есть несколько причин:

• во-первых, возникает тот простой факт, что любой процесс эквализации имеет свою собственную потерю качества, особенно когда он выполняется с использованием эквалайзеров менее высокого класса (высокоточный графический эквалайзер может легко превысить стоимость акустической обработки, которая даст лучшие результаты).
• во-вторых, реакция комнаты варьируется в зависимости от разных позиций в этой комнате. Было бы целесообразно компенсировать слышимые проблемы в положении прослушивания, но такая обработка может вызвать большие проблемы в других местах в комнате, включая и те точки, где расположены мониторы.
• в-третьих, есть разница между тем, как длинные звуки и переходные процессы возбуждают комнатные моды. По сравнению со звуком удара (kick), комнатные моды будут влиять на более устойчивую ноту бас-гитары. Эквализация мониторов для получения хорошего звучания басов может сделать звук kick гулким.

Стоит подумать, а что именно мы пытаемся исправить. Общий отклик в разных местах комнаты зависит как от прямого звука, так и от отраженного звука. Именно комнатные моды, вызванные отражениями, делают идеально сбалансированный микс несбалансированным. Но при попытке «выпрямления» комнатных мод эквалайзер монитора также влияет на прямой звук , который может представлять собой хорошо сбалансированный микс. Есть ситуации, когда эквализация мониторов уместна, но это происходит только тогда, когда прямой звук сам испытывает изменения частоты. Например, нам необходимо разместить студийные мониторы рядом со стеной, что естественно может влиять на изменения воспроизводимых частот динамика. Чтобы компенсировать или отрегулировать воспроизводимые низкие или высокие частоты, в большинстве современных активных студийных мониторов имеются переключатели (см. пример ниже) ⇓.

Но этот тип эквалайзера не предназначен для коррекции мод комнаты, это просто касается коррекции окраски прямого звука.

Комнатные моды: диффузия и поглощение.

Итак, теперь должно быть понятно, что для обработки комнатных мод нам нужно обработать отражения. А это достигается двумя акустическими концепциями: диффузия и поглощение.

Диффузоры (специальная конструкция, которая используется для улучшения акустики помещений) рассеивают звуковую энергию, в том числе низкочастотную энергию стоячих волн. Поглотители поглощают звуковую энергию. Диффузоры менее приветствуются в небольших помещениях, отчасти из-за того, что в непосредственной близости от места прослушивания они могут иногда ухудшать общий отклик, а не усиливать его. Поглотители, с другой стороны, являются очень практичным решением. Идея проста: если мы поглощаем звук при его падении на стену, мы демпфируем отраженную энергию и, следовательно, сводим к минимуму влияние стоячих волн.

В безэховых камерах нет отражений и, следовательно, нет стоячих волн, но неестественный отклик этих свободных от отражений пространств делает их крайне непригодными для сведения (некоторые люди даже находят их невыносимо мучительными).

Комнатные моды. Минимизация их эффекта.

Для большинства ситуаций микширования мы хотим, чтобы все отраженные частоты стали не слышны в течение приблизительно 500 мс. Нет смысла покрывать стены нашей комнаты слишком большим количеством абсорбирующего материала, поскольку поглотители наиболее эффективны на высоких частотах — они также легко поглощаются обычными материалами. И поэтому, чтобы минимизировать эффект комнатных мод (стоячих волн), в основном мы должны быть нацелены на низкие частоты. Как низкочастотные диффузоры, так и поглотители являются проблемой в небольших помещениях, поскольку для того, чтобы они были эффективными, они должны иметь значительную глубину.

Например, чтобы поглотить 85 Гц, поглотитель должен иметь глубину около 1 метра. Такие компании, как RPG, RealTraps, Auralex (ниже несколько фото их продукции) и многие другие, предлагают доступные относительно небольшие басовые ловушки, которые подойдут большинству проектных студий, но при этом обеспечивают хорошее демпфирование комнатных мод.

Следует отметить, что размещение басовых ловушек в комнате не приведет к нежелательному снижению уровня звучания низких частот. С одной стороны, за счет минимизации эффекта стоячих волн достигается более плавный частотный отклик по всей комнате, что, в свою очередь, означает, что в различных точках низкие частоты будут слышны лучше. Затем басовые ловушки помогают сократить время затухания отраженных низких частот (даже нерезонансных), которое в небольших домашних помещениях обычно дольше, чем необходимо.

Всем спасибо и удачи в творчестве!

Подписывайтесь на RSS блога и следите за новыми статьями.

Источник

Обуздать волну

Корректируем акустику помещения при разных бюджетах

Обуздать волну

Многократные отражения, стоячие волны, резонансы… Все эти слова вызывают в душе аудиофила тревогу, а описываемые ими явления – печаль. Ничего удивительного: гулкая комната является едва ли не самым эффективным терминатором качественного звучания. Не важно, насколько скрупулезно подобрана техника, не имеет значения и ее класс – помещение с голыми стенами и пустотелыми украшательствами из гипсокартона с легкостью перечеркнет любые ваши старания на ниве повышения звуковых надоев.

Почему? Да потому что жесткие ровные и при этом параллельные поверхности для появления нежелательной реверберации (многократных отражений звуковых волн, попросту эхо) и комнатных резонансов (гула на определенных частотах) – все равно, что недельной давности хлеб для развития плесени: идеальная среда! Но если батон проще купить новый, то с неприятными акустическими явлениями нужно и можно бороться. Средства борьбы необходимо выбирать исходя из возможностей. Однако стратегия всегда одна: для улучшения звучания колонок необходимо дополнить интерьер предметами и специальными приспособлениями таким образом, чтобы излишки звуковых волн поглощались, а остатки рассеивались. И этот баланс важно соблюсти! Ведь если сделать из комнаты прослушивания безэховую камеру, то результат вам едва ли понравится, поскольку в звучании пропадет то, что аудиофилы называют воздухом или атмосферой. Для человеческого слуха неестественно находиться в акустическом вакууме. Поэтому комната в любом случае должна немного помогать аудиосистеме, создавая необходимый звуковой объем, но делать это обязана предельно деликатно. Чем просторнее комната, тем, казалось бы, больше сил и средств потребуется. Однако большой объем снижает требования к масштабу самой затратной коррекции звучания – в низкочастотном диапазоне, поэтому увеличение стоимости материалов не находится в линейной пропорции с увеличением объема помещения.

В качестве примера мы решили использовать типовую комнату площадью 19 квадратных метров (3,5 х 5,5) с потолком на высоте 2,8 м. По первому сценарию «музыкальный» рабочий стол с тихим системным блоком компьютера и хорошими колонками полочного типа расположен в центре короткой стены. По второму сценарию стереосистема с парой напольных АС размещена вдоль длинной стены. Оба варианта инсталляции являются далеко не безальтернативными, но весьма распространенными. А вот от идеи установить рабочий стол с акустикой или спикеры стереосистемы вблизи любого из углов лучше отказаться сразу и навсегда. Так вот, если ваша комната схожа по конфигурации с представленной, но несколько больше или меньше по площади, то все упомянутые в статье рецепты применимы к ней в полной мере, только с небольшой поправкой на размеры помещения. Для сложных по форме апартаментов и в случае асимметричной (относительно боковых стен) инсталляции колонок проблематично дать какие-то универсальные советы таким образом, чтобы они гарантированно сработали именно в вашей ситуации, однако общие принципы акустической обработки помещения актуальны и в этом случае. Просто помните, что если колонки расположены к одной из боковых стен заметно ближе, чем к другой, на ближней стене следует организовать более эффективное поглощение звуковых волн для устранения дисбаланса. Ну а тем, кто не чувствует уверенности и желания экспериментировать, посоветуем обратиться к профессионалам, которые выполнят необходимые расчеты и подберут материалы именно на основании расчетов по данному конкретному объекту. Насколько это будет дорого? Весьма. Однако если стоимость вашей системы переваливает за отметку в миллион рублей, то выделить сотню-другую тысяч на акустическую обработку – идея гораздо более здравая, нежели вложить деньги в новый пафосный интерконнект или сетевой кондиционер.

Базовая коррекция: только предметы интерьера

На этой стадии можно обойтись применением подходящих предметов интерьера для достижения существенного позитивного сдвига. Программа минимум – это большой толстый ковер на полу, шторы из плотной ткани на окнах, мягкая мебель и звукопоглощающий мат позади стола или аудиосистемы. Им может служить еще один ковер или так называемый акустический поролон с профилем «пирамида» 100 мм. Общая толщина листа в этом случае будет 120 мм, ориентировочная цена – 1100 рублей за квадратный метр. Здесь и далее упоминаются цены по состоянию на июль 2016 года.

Размер задника следует выбирать из расчета высоты не менее 1,5м и такой ширины, чтобы 0,5 м материала оказалось с каждой наружной стороны стереобазы, то есть выходило во внешние стороны от пары колонок. Если прочие стены в помещении тоже пустынны, то несколько листов акустического поролона можно развесить и на них. Только помните, что белый материал отечественного производства, как правило, желтеет со временем. Так или иначе, ситуация с качеством передачи СЧ и ВЧ заметно улучшится, однако качество баса кардинально не изменится. В этом нет ничего странного, поскольку перечисленные решения, в силу формы, способа размещения и свойств материалов, сравнительно эффективны лишь на частотах свыше 200 Гц. Для ловли длинных низкочастотных волн нужны предметы значительно более крупные. Это могут быть открытые стеллажи с книгами вдоль стен, большие пуфы в углах помещения.

Улучшенная коррекция: задействуем потолок

Как уже упоминалось выше, серьезно улучшить точность звучания баса можно лишь объемными в прямом смысле средствами. Но если стеллажей с книгами и больших пуфов в вашем распоряжении нет, либо они справляются не в полной мере, пора посмотреть вверх – на потолок. Ведь это многочисленные квадратные метры, которые сейчас являются огромным акустическим зеркалом, а могут стать отличным инструментом коррекции акустики помещения. Стратегия трансформации потолка в звуковую ловушку зависит от его высоты и желаемого внешнего вида. В помещениях с типовой высотой 2,8 м логичнее всего смонтировать подвесной потолок из гипсокартона «КНАУФ-Акустика С3» (с рассеянной перфорацией 8/15/20 КР) на стандартном каркасе.

Однако чтобы материал «заработал» на частотах ниже 200 Гц, его нужно отдалить от перекрытия минимум на 200 мм и заполнить всю полость плитами из минеральной ваты, например «Шуманет-БМ» (получится четыре слоя плит толщиной 50 мм).

Такая конструкция обеспечит ровное звукопоглощение в диапазоне 250-500 Гц (с коэффициентом 0,7), а полный ее рабочий диапазон составит от 100 до 2000 Гц с коэффициентом звукопоглощения 0,3-0,4 на краях диапазона. Ориентировочная стоимость материалов – около 2000 рублей за квадратный метр, или примерно 38 000 рублей за весь подвесной потолок нашей условной комнаты 19 кв.м. Цена услуг по монтажу может варьироваться в широких пределах, однако намекнем, что по сложности сборки этот подвесной потолок не отличается от типовых офисных аналогов. При наличии желания и некоторого опыта можно выполнить работы самостоятельно, все инструкции есть на сайте производителя. Если же высота перекрытия позволяет – делайте отступ 300-350 мм, в этом случае влияние на бас будет еще более позитивным, причем стоимость материалов принципиально не изменится: потолочный «бутерброд» нужно сдвинуть вниз целиком, образовавшейся воздушный зазор между плитами минеральной ваты и перекрытием заполнять не нужно.
Любителям высокого дизайна и природных материалов можем посоветовать заменить перфорированный гипсокартон «КНАУФ-Акустика С3» на окрашиваемые панели «Heradesign macro» из древесного волокна толщиной 2 мм.

По своим акустическим свойствам они даже чуть лучше, и уж точно намного «богаче» смотрятся в интерьере, однако стоимость квадратного метра подвесного потолка на их основе возрастет примерно вдвое – до 4 тысяч рублей, причем, напомним, это цена только лишь материалов.

Комплексная коррекция: пространство в обмен на звук

Вам хочется реализовать весь потенциал аудиосистемы? Это возможно, хотя комната все меньше будет походить на функциональное помещение. Итак. Во-первых, позади рабочего стола или аудиосистемы предстоит построить фальш-стену. С точки зрения конструкции и материалов это будет тот же подвесной потолок, только вертикально смонтированный на соответствующих креплениях из металлического профиля. Поверхность акустической стены формируется из листов «КНАУФ-Акустика С3», «Heradesign macro» или аналогичного подходящего материала, и она тоже должна быть отнесена от капитальной стены (на 150-250 мм) с последующим тотальным заполнением полости минватой.

На схеме нижняя часть стены забрана сплошными листам гипсокартона, но это предлагается делать лишь для повышенной ударной прочности: в домашних условиях панелями с перфорацией лучше облицевать всю поверхность конструкции, если в доме нет маленьких детей и больших собак. Дополнительный нюанс: для облицовки фальш-стены выбирайте материал, который не использовался для потолка. То есть, если потолок обшит «Heradesign macro» или аналогичными плитами, отделайте акустическую стену «КНАУФ-Акустика С3» (и наоборот), чтобы обеспечить некоторое разнообразие влияния материалов на звук. На свободных стенах комнаты можно разместить по несколько акустических панелей, чтобы общая их площадь составила около 30-40% от площади стены. Это может быть поролон «пирамида» 100 мм, панель «Heradesign macro» или ее аналог. Причем, стеновые панели лучше вешать в последнюю очередь, чтобы с их помощью тонко настроить звучание. Скажем, для снижения реверберации листы нужно крепить вплотную к стене или просто наклеить на нее. А если хочется вдобавок немного обуздать мидбас или «нижнюю середину», то каждую панель следует поместить в рамку из П-образного профиля шириной 60 мм с подложкой из минеральной ваты – и в таком виде закрепить на стене. Количество и размещение панелей можно варьировать для достижения оптимального результата.
Завершает ансамбль квартет басовых ловушек в углах, которые призваны снизить комнатные резонансы на частотах ниже 100 Гц. Это могут быть готовые наборные модули из поролона высотой 1 метр, которые ставятся друг на друга до самого потолка во всех углах помещения. Стоимость одного блока российского производства, как на фото ниже, составляет от 650 рублей, то есть все четыре угла при высоте потолка 2,8 метра можно оборудовать ловушками примерно за 9000 рублей, с учетом клея. За такие же блоки из цветного поролона придется заплатить больше.

Альтернатива — эффективные, но весьма дорогие угловые ловушки «ЭхоКор БасЛ 250», либо самодельные конструкции – акустические колонны диаметром

40 см, расположенные в углах комнаты с небольшим, 10-15 см, отступом от стен. Вариантов изготовления таких колонн множество. Один из них таков: в качестве сердцевины применяется пластиковая труба 20-25 см в диаметре, заполненная песком или дробью. Труба по кругу обертывается слоем шумоизоляции (минеральной ватой или, в крайнем случае, поролоном 50 мм), затем в один-два слоя плотно обматывается нетканым материалом, вроде того, что предлагается для теплиц и клумб. Это делается ради сохранения формы конструкции. Отделка колонны может выполняться из любого плотного материала с максимально крупным рельефом: толстым джутовым канатом, вертикальными или диагональными ламелями из дерева, треугольными в сечении брусками из твердого полиуретана (их можно изготовить из монтажной пены, залитой в формы, либо обточить пенопласт и окрасить). Ламели или бруски необходимо крепить к колонне вертикально и за ребро, чтобы профиль колонны стал походить на изображение солнца. Обратите внимание на рельеф поролоновой басовой ловушки — это ориентир. Главное, чтобы отделка не была сплошной: нужно оставить зазоры для прохождения звуковых волн вглубь колонны. Наконец, можно просто задрапировать колону тканью, если отделка ламелями или брусками кажется слишком сложной или эстетически неприемлемой. Однако такой вариант таит в себе риск: сделать колонну ровной довольно сложно, рельефная отделка помогает скрыть неровности, в отличие от ткани, и дополнительно выступает в роли рассеивателя звуковых волн. Конструкция крепится к полу и потолку.
Акустическая колонна с крупным рельефом поверхности является более эффективной, по сравнению с поролоновой басовой ловушкой, но она обходится дороже и, с учетом отступа от стен, занимает больше пространства.

Если же пространство в дефиците, то имеет смысл использовать именно поролоновые (или аналогичные) модули, но не только в углах, а еще и на стыке потолка со стенами. Особенно это актуально для помещений площадью менее 15 квадратных метров, либо в тех случаях, когда обустроить полноценный акустический потолок возможности нет.

На кликабельных схемах красным цветом отмечены все элементы акустической коррекции помещения: стеновые акустические панели, звукогасящая фальш-стена за рабочим столом или напольной акустикой, а также вертикальные басовые ловушки (в виде колонн) в углах. Весь этот арсенал дополняют бытовые средства коррекции, такие как ковер, шторы и мягкая мебель. Подвесной акустический потолок подразумевается тоже, просто он не показан.

Еще раз уточним, что показанное на рендерах расположение элементов коррекции акустики помещения не является безальтернативным. В зависимости от площади и конфигурации комнаты, ее «акустическое» наполнение может меняться.

Источник