Листовые ревербераторы

Рис. 9.4. Схема (а) и кривые плотности спектра собственных частот листового ревербератора (б)

Основным элементом листового ревербератора является тонкий
(0,4—0,5 мм) стальной лист размером 1X2 м, упруго прикреплен-
ный по углам к вертикально по-
ставленной раме. С одной сто^-
роны листа Л (рис. 9.4, а) на-
ходятся электродинамический
возбудитель В и пьезоэлектри-
ческий приемник П. Звуковая
катушка возбудителя соедине-
на с металлическим конусом,
острие которого приварено к ли-
сту. Сигнал от микрофона по-
дается через регулятор уровней
на пульт звукорежиссера МП и
параллельно на возбудитель
ревербератора. Пьезоэлектри-
ческий приемник соединен че-
рез-усилитель уз с другим ре-
гулятором звукооператорского пульта.

Сигналы.звуковой частоты приводят в колебания возбудитель и
скрепленный с ним лист ревербератора: Колебания изгиба —как
поступающие от возбудителя, тдк и отраженные от краев листа —
принимаются и преобразуются приемником в реверберирующий
сигнал. Таким образом, листовой ревербератор представляет собой,
по существу, двухмерную колебательную систему электроакустичес-
кого *типа, затухающие колебания которой используются для ими-⁴
тации реверберационных процессов.

Формулы (9.5) и (9.6), относящиеся к таким системам, позволяя
уяснить причины значительного уменьшения у них числа собствен-
ных частот, не дают точных значений частот и плотности их спектра
при упругой подвеске колеблющейся пластины. Дело в том, что ре-
шение дифференциального уравнения для пластины при указанных
граничных условиях еще не получено. Приближенные же методы
решения показывают, что граничные условия почти не сказываются
на результатах только тогда, 1?огда n_x>iQ и n_y>i0₉ т. е. при
расчетах собственных частот высшего порядка. В этом случае фазо-
вая скорость распространения - изгибных волн в дисперсной среде
пластшда представляется в йиде: •

(9.10)

где В с и М — цилиндрическая жесткость пластины и ее масса на
единицу поверхности; Аир — толщина и удельная плотность пла-
стины.

Отсутствие заметного влияния граничных условий для рассмат-
риваемого случая позволяет выражение (9.10) подставить в равен-
ства (9.5) и (9.6), в результате чего первое из них принимает вид:

Время стандартной реверберации, выражаемое через показатель
затухания энергии б, представляется в виде:

(9.13)

Для листового ревербератора показатель затухания б обусловлен
как внутренними потерями энергии в листе, связанными с его мас-
сой М, так и с сопротивлением излучения sr пластины, вследствие
чего

Отсюда следует, что общее время реверберации для пластины скла- дывается из двух составляющих: Тв — обусловленного внутренним сопротивлением и Ги — зависящего от сопротивления излучения, или, что

Если первая составляющая для каждого листового ревербератора остается неизменной, то вторая может изменяться в зависимости от степени приближения к листу звукопоглощающего материала. Та- ким образом, изменяя Ги, можно управлять общим временем ревер- берации Т. Как видно из кривых на рис, 9.5, приближение звуко- поглощающей панели к колебательной системе кроме уменьшения времени реверберации вызывает еще сглаживание его частотной характеристики. Спад характеристики на средних и высоких часто-, тах корректируется обычно соответствующим подъемом характерис- тики усилительных устройств. Так как колебательная система дан- ного ревербератора чувствительна к внешним шумам '(с уровн^ по- рядка 50 дБ), то ее устанавливают в специальном помещении. Преимуществами листового ревербератора являются: возмож- ность получения достаточно большой плотности спектра собственных частот в среднечастотной области, отсутствие флюктуации ревербе^

0,12 0,25 0,5

2-Ю3*1Гц

Возведя в квадрат обе части этого равенства, можно написать, что:

Отсюда:

(9.11)

Произведя подстановку (9.10) в равенство (9.6), можно получить
следующее выражение для плотности спектра собственных частот:

_л

^;

Вычисления по формулам (9.11) и -"(9.12) и приближенные
расчеты для случая, йогда 2<Ся_л.<;10, позволяют построить кривые

--— = <р(/_п), приведенные на рис. 9.4,6. На нем кривая 1 построена

⁷¹ я

для стальной пластины ревербератора ЕМТ-140 (соотношение — =

h
= 4:10³; кривые 2 и 2' — для никелевых пластин с соотношением

О - -.•

— =4 • 10³ и 5 ••• 10² соответственно и кривая 3 — для помещения

сУ=150 м³.

Ир рис. 9Д6 следует, что у ревербератора по сравнению с по-
мещением плотность спектра собственных частот изменяется крайне
медленно, а в начале ^пектра она излшцне велика. Как следует из
равенства (9.10), хотя скорость распространения волн в материале
листа сильно снижается, так как плотность его по сравнению с воз-
душной средой много больше, однако это с избытком перекрывается
уменьшенными размерами листа. В результате время запаздывания
первых отражений для ревербератора уменьшается до 6 Ч- 10 мс.
Вот почему для создания временных интервалов, имитирующих пер-
вые отражения больших помещений, вместе с листовым ревербера-
тором обычно используется система задержек.

166 ^г

Рис. 9.5. Характеристики времени ревер-
берации листового ревербератора при
расстоянии до звукопоглощающей пане-
ли 0,5 см (J), 1 см (2), 2 см (3), 3 см
<4), 10 см (5) •

(9.14)

(9.15)

Рис. 9.6. Схема включения пружин-
ного ревербератора: Д — датчик;
Пр — пружина; П — приемник

рационного процесса и простота обслуживания^ Недостатки же за-
ключаются в том, что у него мало время запаздывания первых от-
ражений, нужна коррекция частотной характеристики системы, про-
слушивается металлический призвук, увеличивается влияние внеш-
них шумов.