Устройство резонансной акустики
Как известно из классической акустики, идеальным вторичным источником звуковых колебаний является физический объект, излучающий звук одновременно во все стороны, без частотных и фазовых искажений – так называемая «пульсирующая сфера».
Реального воплощения эта идея не получила и по сей день, из-за чисто физической невозможности создать объект сферической формы со сверхлегкой и, при этом, сверхжесткой поверхностью переменной площади.
Любое иное решение проблемы вторичного звучания, с инженерной точки зрения, имеет определенное количество как достоинств, так и недостатков.
Широко распространенные на настоящий момент акустические системы с фронтальным излучением звуковой волны, имеют существенный недостаток — пространственное искажение фронта звуковой волны.
Устройства резонансной акустики (УРА) представляет собой один из возможных вариантов решения проблемы по идеологии её создания. В объемном вторичном излучателе, представляющем собой пару отражающих поверхностей, в одной из которых (или в обеих) расположен электроакустический преобразователь, формируется звуковая волна цилиндрической формы.
Таким образом, в помещении, в котором происходит прослушивание, кроме направленной звуковой волны, создается правильное диффузное звуковое поле, свойственное естественным источникам звука и создающее оптимальные условия для восприятия звука человеком.
Кроме того, при использовании переотраженного звука происходит подавление ряда паразитных гармоник, характерных для любого электроакустического преобразователя.
Устройства резонансной акустики разработаны для озвучивания любых помещений и для меломанов, не удовлетворенных неестественным звучанием обычных АС.
В отличие от традиционных АС воспроизведение при помощи устройства резонансной акустики почти неотличимо от живого исполнения.
Полный реализм звучания достигнут благодаря новой концепции создания АС.
В основе конструкции устройства резонансной акустики лежит принцип излучателя — «пульсирующая сфера», построенного на основе натурального музыкального ряда, то есть такого набора звуков, при котором все составляющие его частоты относятся между собой как натуральные целые числа. В субъективном восприятии звуки, составляющие натуральный музыкальный ряд, лучше воспринимаются по сравнению с остальными.
Устройство резонансной акустически отличается от традиционных совокупностью трех основных особенностей:
Специально создаваемая нелинейная АЧХ
В УРА без использования каких-либо электрических или электромеханических фильтров создается АЧХ гребенчатой формы. При этом локальные максимумы АЧХ соответствуют частотам, образующим натуральный звуковой ряд, а локальные минимумы лежат между ними. За счет этого обеспечивается усиление частот, обусловливающих субъективное качество музыкального звукового сигнала, формируются обертона, относящиеся к основным тонам по закону натурального звукового ряда, а диссонансные составляющие подавляются.
Причем все это происходит благодаря только конструктивным особенностям предлагаемого УРА.
Диаграмма направленности УРА
В настоящее время существуют некоторые конструкции акустических систем с круговой диаграммой направленности, при этом считается, что они имеют лучшее качество звучания за счет диффузности звукового поля. Такая точка зрения вполне естественна, поскольку многие природные звуки (в том числе и те, которые создаются классическими и народными музыкальными инструментами) имеют слабо выраженную направленность излучения.
Мы также придерживаемся этой концепции, и конструкция предлагаемого УРА обеспечивает формирование звукового поля с диаграммой направленности близкой к сфероидальной, что также позволяет избавить слушателя от пространственной зависимости при качественном восприятии звука.
Резонансный характер возбуждения и распространения звуковых колебаний
Большинство современных акустических систем относятся к компрессионному типу. В таких системах избыточное давление передается на тело человека, вызывая ощущение «акустического удара». Это приводит к быстрой утомляемости при прослушивании музыки, а при длительном воздействии (например у работников дискотек, исполнителей поп-музыки) способствует развитию профессиональных заболеваний.
В УРА используется иной принцип. Каждой частоте, составляющей натуральный музыкальный ряд, соответствует виртуальный акустический резонатор, возбуждающий колебания в окружающей среде, которые передаются к слушателю образуя полную музыкальную картину.
Известно, что ни один электроакустический преобразователь, какого бы высокого класса он ни был, не способен воспроизвести звуковую картину с высокой точностью. УРА способно принудительно сместить оставшиеся неподавленными паразитные гармоники в соответствие с натуральным музыкальным рядом, что позволит не воспринимать их, как досадную помеху для слуха.
Медицинские аспекты применения устройства резонансной акустики
Несмотря на целый ряд положительных отзывов ведущих экспертов, субъективное качество восприятия музыки, воспроизводимой предлагаемой УРА, было бы слабым аргументом в ее пользу, если бы не подтверждалось результатами медико-биологических экспериментов. В 1992–1995 гг. ведущими биофизиками России была проведена серия экспериментов, результаты которых показали уникальное положительное влияние воспроизводимой предлагаемого устройство резонансной акустики музыки на организм человека. В частности, были выявлены:
- увеличение альфа-ритма на 46% во всех зонах коры головного мозга;
- увеличение билатеральной ассиметрии на 12%;
- увеличение лобно-затылочного градиента на 17%;
- увеличение физиологической лабильности мозга на 33%;
- урежение частоты сердечных сокращений на 10%;
- уменьшение числа функциональных экстрасистол в 3 раза;
- увеличение числа компенсаторных пауз на 50%;
- уменьшение дисперсии межпульсовых интервалов в 2 раза.
Традиционные акустические системы, даже при условии применения специализированных музыкальных программ (музыка для медитации и релаксации) оказывают гораздо меньшее положительное влияние на организм человека, а по некоторым параметрам было отмечено даже отрицательное воздействие.
При работе с УРА было замечено значительное увеличение времени комфортного прослушивания до появления признаков утомления, по сравнению с традиционными системами.
Дизайнерское решение
Применение УРА позволяет создать звуковые поля, обеспечивающие высокую верность звучания и комфортность прослушивания Hi-End класса.
Конструктивные особенности УРА позволяют широко использовать новые дизайнерские решения для создания моделей адаптированных для озвучивания различных помещений — от квартир и кабинетов психологической разгрузки, до больших залов баров, ресторанов, дискотек.
УРА отличает большое разнообразие модификаций конструкции для различных областей использования, а также высокий уровень дизайна, что позволяет органично решать проблему создания интерьера.
Модель «БАШНЯ»
Последней разработанной и готовой к мелкосерийному производству моделью является модель «Башня». Она была создана для озвучивания помещений от 40м2 до 300м2 Hi-End и верхнего Hi-Fi класса. Корпус исполнен из ДСП-ДВП пакета, шпонированного красным деревом, для отражающих поверхностей использован металл и натуральный гранит, Динамические головки — норвежской фирмы «SEAS».
Параметры представленной модели:
Номинальная долговременная мощность (Вт): 100
Максимальная мощность (Вт): 150
Входной импеданс (ом): 4
Минимальная характеристическая чувствительность (dB/Вт/м): >89
Диапазон воспроизводимых частот по уровню не ниже 80 дб (Гц): 25-25000
Ширина диаграммы направленности во всем частотном диапазоне: ±180°
Количество полос: 3
Порядок используемых фильтров: Первый
Размеры (мм): 400х400х1500
Вес (кг): ~60
Источник: Негодайлов А.Н. Устройство Резонансной Акустики — «УРА» // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ.10367, 29.04.2003
