Start Pomoc Kontakt Reklama O nas Zaloguj Rejestracja

Witryna hifi.pl wykorzystuje ciasteczka (cookies). Proszę kliknąć aby uzyskać więcej informacji.

Niski bas w pomieszczeniach odsłuchowych

1. Czy w małym pokoju można usłyszeć najniższy bas?
2. Czy w pokoju o nierównoległych ścianach powstają akustyczne rezonanse?
3. Czy po zastosowaniu pułapki basowej ilość basu może się zwiększyć?

Nieprzypadkowo przytoczyłem na wstępie akurat te trzy pytania. Chodzi nie tylko o to, że dotyczą one popularnych zagadnień. Co ważniejsze, odpowiedzi na te pytania bardzo często bywają błędne. Wiele osób twierdzi bowiem, że pokoje mają dolną granicę pasma przenoszenia i nie można usłyszeć częstotliwości leżących poniżej tej granicy. Pokutuje też pogląd, że w pomieszczeniach o nierównoległych ścianach nie ma akustycznych rezonansów. Zaś pułapki basowe są powszechnie traktowane wyłącznie jako ustroje do redukcji basu.

Rzeczywistość jest jednak inna. W małych pokojach można usłyszeć niski bas, zastosowanie skośnie biegnących ścian wcale nie eliminuje rezonansów pomieszczenia, a w określonych warunkach basowa pułapka może uwypuklić niektóre niskie częstotliwości. A czemu tak się dzieje wyjaśnimy poniżej.

Rozchodzenie niskich częstotliwości w pomieszczeniach

Kiedy membrana głośnika wychyla się z położenia równowagi, popycha ona przed sobą cząstki powietrza. Cząstki te mimo bardzo małej masy posiadają jednak określoną bezwładność i stawiają pewien opór poruszającej się membranie. Przed membraną powstaje więc lokalne zagęszczenie cząstek, powodujące wzrost ciśnienia. Jednocześnie rozpędzone cząstki przekazują swoją energię sąsiednim cząstkom powietrza, wprawiając je w ruch. W następnym etapie membrana po osiągnięciu pełnego wychylenia rozpoczyna ruch w przeciwną stronę, wytwarzając przed sobą obszar rozrzedzonego powietrza (podciśnienia), przez co cząstki powietrza zostają zawrócone. W ten sposób generowane są w powietrzu akustyczne fale biegnące od głośnika.

Ilość zmian ciśnienia w ciągu jednej sekundy określa się jako częstotliwość dźwięku. Przykładowo kiedy częstotliwość wynosi 20 Hz, oznacza to 20 cykli zagęszczenia i rozrzedzenia powietrza w ciągu sekundy. Im wyższa jest częstotliwość dźwięku tym mniejszą długość posiada fala dźwiękowa. W typowych warunkach atmosferycznych dźwięk rozchodzi się z prędkością około 340 m/s i przy określonym ciśnieniu, temperaturze i wilgotności jest to prędkość stała, niezależna od częstotliwości dźwięku. Dlatego gdy częstotliwość rośnie - długość fali maleje, by iloczyn tych dwóch wielkości pozostawał stały (c = f*l).

Gdyby głośnik pracował swobodnie zawieszony w powietrzu i nie było wokół niego żadnych ograniczających powierzchni fale rozeszły by się aż do całkowitego zaniku. Jednak w pomieszczeniu fale natkną się na przeszkody w postaci ścian i przynajmniej część się odbije z powrotem. Będziemy więc mieli szereg fal - zarówno bezpośrednich jaki tych odbitych - które będą biegły w tej samej przestrzeni i będą się sumować. Tam gdzie spotkają się fale w jednakowej fazie uzyskamy zwiększenie ciśnienia czyli głośniejszy dźwięk. Tam gdzie fale będą w przeciwnej fazie odejmą się od siebie i uzyskamy cichszy dźwięk.

Teraz wyobraźmy sobie typowy prostopadłościenny pokój. Szczególne jest znaczenie fal, które biegną równolegle do ścian (wzdłuż, w poprzek, bądź w pionie). Dla określonych częstotliwości powstaną fale stojące. Stanie się to wówczas gdy fale bezpośrednie i fale z kolejnych odbić będą się na siebie dokładnie nakładały. Dla tych częstotliwości powstaną w konsekwencji akustyczne rezonanse, a charakterystyka natężenia dźwięku w pomieszczeniu będzie miała silnie uwypuklone maksima i minima. Nie są to co prawda jedyne rezonanse powstające w pomieszczeniu, ale właśnie te są najważniejsze. Częstotliwość najniższego rezonansu (powstaje on na długości pokoju) jest nieraz utożsamiana z dolną granicą przenoszenia pomieszczenia.

Niski bas w małym pokoju

Ale co dzieje się poniżej częstotliwości najniższego rezonansu pomieszczenia? Otóż dźwięk rozchodzi się na zasadzie pneumatycznego sprężania powietrza w pokoju. Głośnik działa niczym tłok sprężający powietrze w komorze. Dla tych najniższych częstotliwości, głośnik także jest w stanie wywołać zmiany ciśnienia akustycznego w pomieszczeniu. I mogą one być słyszalne. Faktem jest jednak, że częstotliwości odtwarzane na zasadzie pneumatycznego sprężania usłyszeć jest trudniej. Równolegle działa bowiem kilka czynników. Zazwyczaj omawiane zjawiska zachodzą w zakresie kilkudziesięciu Hz, a w tym obszarze czułość ludzkiego słuchu maleje wraz ze zmniejszaniem częstotliwości. Pneumatyczny bas nie korzysta z rezonansowego uwypuklenia tak jak wyższe częstotliwości, jest więc cichszy. Regułą jest też, że w zakresie niskich tonów kolumny tym gorzej radzą sobie z wytworzeniem wyższych poziomów dźwięku, im niższe są częstotliwości. Przy szerokopasmowym sygnale muzycznym dodatkowo będzie też występować efekt maskowania - głośniejsze dźwięki o wyższych częstotliwościach będą maskować sąsiednie cichsze dźwięki o częstotliwościach niższych. A regułą jest, że w typowych sygnałach muzycznych poniżej 60-80Hz poziom natężenia dźwięku spada wraz ze zmniejszaniem częstotliwości. Stąd pewnie bierze się obiegowy pogląd, że pokoje mają swoje pasmo przenoszenia.

W rzeczywistości jest inaczej. Jeśli wstawimy duże kolumny z niskim basem do małego pokoju, to przy odtwarzaniu nagrań z energią skupioną w najniższych rejestrach bez problemu usłyszymy bas z zakresu poniżej najniższego rezonansu pomieszczenia. Nieco paradoksalnie, bas pneumatyczny jest nawet lepszej jakości aniżeli wyższe rejestry, ponieważ pomieszczenie nie podbarwia go w taki sam sposób. No i pamiętajmy też o słuchawkach, gdzie w małej komorze pneumatycznie odtwarzany jest bardzo szeroki zakres częstotliwości.

Korzyści ze stosowania nierówległych ścian

Wcześniej wspomniałem, że oprócz rezonansów pomiędzy przeciwległymi, równoległymi ścianami są jeszcze inne rezonanse. Przykładowo jeśli w prostopadłościennym pomieszczeniu pod odpowiednim kątem skierujemy dźwięk na podłogę to odbije się on od niej w kierunku ściany, następnie od ściany do sufitu, potem do kolejnej ściany i wróci z powrotem do podłogi padając pod tym samym kątem jak pierwotnie. W ten sposób fale będą się nakładać i przy odpowiedniej częstotliwości powstanie rezonans.

Poza tym nawet jeśli nakładanie się fali pierwotnej i odbicia nie jest tak dokładne jak dla rezonansów powstających pomiędzy równoległymi ścianami, to przy umiarkowanych różnicach fazy między falami też wystąpią efekty wzmacniania lub obniżania poziomu dźwięku w różnych miejscach. A powstanie takiej sytuacji nie wymaga wcale idealnej równoległości ścian.

Z tych powodów skośne ustawienie ścian nie eliminuje rezonansów. Chociaż stwierdzenie o eliminacji rezonansów przez stosowanie skośnych ścian jest błędne, to taka konstrukcja pomieszczeń ma jednak istotne zalety. Dzięki pochylaniu ścian zmienia się bowiem struktura rezonansów, które są bardziej rozproszone. Niewątpliwie jest to znaczna korzyść.

Skutki działania pułapek

Opisany wcześniej mechanizm sumowania fal akustycznych, który powoduje lokalne podwyższenie lub zmniejszenie poziomu dźwięku wiąże się też z działaniem basowych pułapek. Pułapki efektywnie pochłaniają wybrane zakresy częstotliwości. Część energii akustycznej jest dzięki temu zamieniana na ciepło. W konsekwencji dzięki pułapkom maleje ogólna ilość energii akustycznej w pomieszczeniu. Wydaje się więc, że poziom głośności niskich tonów musi zmaleć. Średnio rzecz biorąc faktycznie będzie on niższy. Ale pamiętajmy, że w wyniku sumowania fali bezpośredniej i odbitej powstają nie tylko zwiększenia. ale również zmniejszenia poziomu dźwięku. Kiedy fala odbita jest znacznie stłumiona dzięki odpowiedniej pułapce to lokalne zwiększenia i obniżenia poziomu będą znacznie płytsze. Otóż istota działania pułapek basowych nie ogranicza się tylko do pochłonięcia energii tych częstotliwości, na których rezonuje pomieszczenie. Bardzo ważną konsekwencją zastosowania pułapek basowych jest też wyrównanie poziomu dźwięku w pomieszczeniu. A więc w tych miejscach gdzie poprzednio fale się odejmowały, po zastosowaniu pułapki poziom dźwięku wzrośnie! Tak więc całkiem naturalne jest, że dla wybranych częstotliwości w pewnych miejscach zaobserwujecie Państwo wzrost poziomu basu po zastosowaniu basowej pułapki. Oczywiście odwrotny efekt można usłyszeć znacznie częściej. (GS)

Jeśli mają Państwo uwagi dotyczące tej strony lub zauważyliście na niej błędy, dajcie nam znać.
Kliknięcie na niniejszy link spowoduje uruchomienie w nowym oknie formularza, przy pomocy którego można przekazać uwagi do redakcji.
Copyright © 1991-2016 Magazyn Hi-Fi, Gdynia, Poland
logo hifi.pl