Провалы АЧХ

К вопросу о природе провалов АЧХ и методах борьбы с ними.
В теме я использовал тематические комментарии и пояснения Андрея Смирнова.

Слух человека одинаково чувствителен и к провалам и пикам на АЧХ.
Провалы на АЧХ, вызванные комнатными модами, появляются в случае, так называемых, "изолированных" мод. В то же время, пики на АЧХ, вызванные комнатными модами, появляются в случае, так называемых, "вырожденных" мод.
Моды называются изолированными, если расстояние между ними больше 20 Гц. и при этом добротность этих мод высока, что наблюдается при большом значении времени распада на частоте данной моды.
Провал возникает не на какой-то определенной частоте, а МЕЖДУ двумя изолированными модами. Поэтому, не обращайте внимание на форму провала, но простых решений в подобных случаях не бывает.
Моды называются вырожденными, при совпадении (наложении) двух или более мод по частоте, так же при условии высокой добротности резонансов.
Наличие и вырожденных и изолированных мод в комнате отрицательно влияют на звук и вызывают нежелательную окраску (неестественность) звучания. При этом в некоторых частотных диапазонах это нежелательное влияние чрезвычайно заметно. Я думаю, что многие сталкивались с эффектом, так называемого "шифоньерного звука" в некоторых комнатах, "бубнение" басов и голос исполнителя "как из бочки"?
На неравномерность АЧХ в области НЧ, в первую очередь, влияют пропорции комнаты. Но также многое зависит от конструкции здания, состава ограждающих конструкций и т.п. В целом, бороться с провалами АЧХ, вызванными комнатными модами из-за неудачных пропорций помещения, очень трудно, в отличие от пиков на кривой АЧХ.
Наиболее приемлемый путь - это уменьшить добротность соответствующих провалам мод. Этого можно добиться, увеличив поглощение на указанных частотах или в диапазоне частот, захватывающем указанные моды.
Можно использовать НЧ-поглотители, настроенные на нежелательные частоты (пиков), но мне больше нравится "ковровая бомбардировка" всего НЧ диапазона с помощью монтажа гибких облицовок стен и/или потолка (ГКЛ, МДФ, ДСП, фанера и т.п.).
Причин провалов на АЧХ, суть, "нехватки баса" может быть несколько: неприемлемые комнатные пропорции, неудачное сочетание компонентов системы или АЧХ АС с комнатными модами и т.п.
Иногда проблема провалов решается с помощью НЧ поглотителей, иногда оптимизацией положения АС/слушатель. К сожалению, иногда проблема провалов АЧХ не решается вовсе. Обычно это происходит в случае распределения комнатных мод по частотной шкале таким образом, когда некоторые аксиальные моды становятся изолированными, то есть, отстоят друг от друга более, чем на 20 Гц. – в этом случае НЧ поглотители и перестановка АС помогает незначительно.
Часто встречаются две проблемы с неравномерностью АЧХ на НЧ, большая и очень большая.
Большая проблема - это акустика с большим вуфером, расположенным высоко над уровнем пола. Это может приводить к образованию заметного SBIR- эффекта и провалам на АЧХ в низкочастотной области.
Очень большая проблема - это комнатные пропорции. Например, в случае, когда все размеры кратные, а два из них ещё и одинаковые.
Или, скажем, когда в типичных жилых комнатах многоэтажек с высотой потолка порядка 2,5 метра и расстоянием от лицевой панели АС до фронтальной стены порядка 1,3 - 1,5 м. в точке прослушивания (когда сидишь в кресле) имеет место провал АЧХ в диапазоне примерно 60-70 Гц. В то же время, если встать с кресла - бас появляется... Дело в том, что в помещениях такого размера "недостаток баса" - это наиболее часто встречающаяся акустическая проблема - и его причиной, вероятно, является наложение нескольких нежелательных эффектов:
1. при указанной высоте помещения аксиальная комнатная мода будет иметь значение примерно 65-68 Гц. (f=c/2h, где с - скорость звука, h - высота комнаты).
Минимум звукового давления этой моды расположен ровно посередине вертикального размера комнаты, т.е. на уровне 1,25 м. от уровня пола.
2. взаимодействие АС с фронтальной стеной приводит к образованию SBIR эффекта. Результатом является провал на характеристике АЧХ на частоте 60-65 Гц. (f=c/4L, где L - расстояние от АС до фронтальной стены).
А так, как голова слушателя обычно располагается на высоте 1,15-1,20 м. от уровня пола, то за счет одновременного влияния двух описанных акустических явлений в точке прослушивания можем получить существенный провал на АЧХ в области частот 60-70 Гц.
Провалы на АЧХ, в отличие от пиков, полностью убрать нельзя, можно только несколько уменьшить их глубину.
Поглотители предназначены для поглощения, что следует из названия, а значит - для уменьшения звуковой энергии в комнате на некоторых частотах. Следовательно, уменьшить провал на АЧХ с помощью высокодобротного НЧКП, настроенного на частоту провала, не получится. Но можно уменьшить размах неравномерности АЧХ с помощью относительно широкополосного НЧ поглотителя, который захватит диапазон +/- октава относительно нежелательных неравномерностей АЧХ.
То есть, настраивать панельный поглотитель на частоту провала нельзя!!!
НЧКП помогают бороться с комнатными модами, но какое отношение к этому имеют провалы на АЧХ? Дело в том, что провал - это промежуток между двумя модами, расстояние между которыми достаточно большое. Если интервал частот между модами более 20 Гц., то такие моды называются изолированными и в этом диапазоне наблюдается провал на АЧХ.
Если ослабить обе смежные моды, то их амплитуда снизится, а амплитуда провала останется неизменной. Однако общий разброс между минимумами и максимумами станет несколько меньше.
Именно поэтому я и говорю о широкополосном НЧ поглощении. Кстати, диван – это, как раз, такой поглотитель.
Помимо этого, при увеличении звукопоглощения в определенном интервале частотного диапазона происходит фазовое смещение пиков и провалов по частоте, что, в свою очередь, также уменьшает неравномерность АЧХ .