Линейный массив

2025-02-13

Хотя акустическая колонна была эффективна в своем контексте, она страдала от недостатка масштаба и недостатка науки, что одинаково важно. Поэтому масштабирование акустической колонны до размеров зрительного зала заняло большую часть трех десятилетий. Тем не менее, в конце концов мы этого добились. А вот и наука…

Возвращаясь к точечному источнику, мы обнаруживаем, что уровень падает на 6 дБ при каждом удвоении расстояния. С плоским источником уровень вообще не падает. Так есть ли промежуточное состояние, при котором уровень звука падает, скажем, на 3 дБ? Да, есть, и это линейный источник, который в теории может создавать цилиндрическую волну, в отличие от сферической волны точечного источника. Подлинная цилиндрическая волна будет иметь 360-градусную дисперсию в горизонтальном измерении и нулевую дисперсию в вертикальном измерении. Любой реальный источник будет приближением к этому, но если бы кто-то предложил вам примерно 100 фунтов стерлингов, вы бы согласились на 75 фунтов стерлингов, не так ли?

Ранее я говорил, что для достижения направленности источник звука должен быть больше длины волны, которую он производит. Для достижения фокусировки или почти нулевой дисперсии, что является более строгим требованием, он должен быть где-то в четыре раза больше длины волны. Длины волн слышимого звука простираются вплоть до 17 метров (20 Гц) и более. Но если взять разумную низкую частоту 170 Гц с длиной волны два метра (принимая 340 метров в секунду как красивую круглую цифру для скорости звука), то потребуется линейный источник высотой восемь метров. Довольно высокий! Но, по крайней мере, у нас есть идея, за которой стоит некоторая научная основа.

Следующий вопрос: как именно сделать громкоговоритель высотой в несколько метров? В настоящее время это делается путем установки нескольких громкоговорителей друг на друга. Но вместо того, чтобы складывать 10-дюймовые или 12-дюймовые громкоговорители с идентичными динамиками с плохим высокочастотным откликом, как это было в 1960-х годах, каждый громкоговоритель состоит из НЧ и ВЧ-динамиков и охватывает весь звуковой диапазон (вплоть до достаточно низкой частоты). Кроме того, вместо того, чтобы делать один очень высокий корпус, современный линейный массив состоит из нескольких небольших корпусов. Преимущество нескольких корпусов в том, что вы можете собрать линейный массив, который будет настолько большим или маленьким, насколько вам нравится, или может вписаться, или на который вы можете позволить себе бюджет. Вы также можете манипулировать формой массива, что, как мы вскоре увидим, имеет значительные преимущества. Время для большей науки…

Поскольку линейный массив на самом деле не является одним высоким, но узким блоком привода, а состоит из отдельных корпусов громкоговорителей, нужно задаться вопросом, будут ли отдельные блоки соединяться вместе, как если бы они были настоящим линейным источником? Ответ: да, будут, но только там, где блоки приводов разделены менее чем половиной длины волны. Это легко для низких частот, но сложнее достичь, когда длина волны сокращается. В качестве ориентира длина волны на частоте 400 Гц составляет около 85 сантиметров. Таким образом, для сопряжения на частоте 400 Гц кабинеты должны быть высотой менее 42,5 сантиметров. Хорошо, это выполнимо, но мы здесь даже не на полпути к звуковому диапазону.

Тем не менее, по крайней мере, мы знаем критерии, к которым нужно стремиться. Чем длиннее массив, тем более узконаправленным он будет в вертикальном измерении, и для того, чтобы отдельные кабинеты хорошо сопрягались с массивом, они должны быть небольшими по вертикали. Чем лучше будут достигнуты оба этих критерия, тем более контролируемым будет пучок звука из массива. Ральф Хайнц из компании-производителя PA Renkus–Heinz высказал хорошее замечание: «Ответ на вопрос, является ли линейный массив линейным источником, — «почти никогда». Комментарий Хайнца показывает, что теоретически идеальный линейный источник практически невозможно достичь. Только лучшие линейные массивы смогут приблизиться к этому уровню.