Для этих целей в настоящее время используются специальные программы типа CATT, ODEON, EASERA и др.

7.Расчет требуемого коэффициента усиления

=Коэффициентом усиления системы ЗУ называется разность уровней звукового давления у дальнего слушателя в присутствии системы ЗУ (L_lH)и в отсутствии системы ЗУ(L_SH)

G =L_lH -L_SH

где L_SH-уровень звукового давления от источника звука до слушателя, L_lH-уровень звукового давления от громкоговорителя до слушателя.Поскольку звуковое давление изменяется обратно пропорционально расстоянию,то формула молжет быть переписана как :

G =20 lg r_SH / r_LH

где r_SH-расстояние от источника до слушателя, r_LH-расстояние от громкоговорителя до слушателя.

Поскольку цель создания системы ЗУ является обеспечение на последнем ряду у слушателя такого же уровня звукового давления, которое он мог бы получить на оптимальном расстоянии (например на 10ряду),то формула преобразуется к следующему виду:

G =20 lg r_SH / r_опт

Эта формула выведена без учета влияния реверберации помещения и для ненаправленного громкоговорителя.

Пример: выберем оптимальное расстояние r_опт=6м,пусть расстояние от источника до слушателя r_SH =40м.

Коэффициент усиления такой системы равенG =20 lg 40/ 6=16.5дБ

=С учетом влияния реверберации в помещении формула для расчета коэффициента усиления изменяется следующим образом (громкоговоритель считается ненаправленным):

G =20 lg r_SH / r_опт -10lg (R²_кр+ r²_SH)/(R²_кр+ r²_опт)

где R_кр-критическое расстояние(радиус гулкости или радиус реверберации), т.е. расстояние, где велина энергии прямого звука и энергии отраженных звуков равны (Епр=Еотр).

Величина R_кр определяется по следующей формуле

R_кр=0.06 (V/T)^0.5

Пример:

Пусть объем помещения 1000м3,время реверберации 2с.Рассчитать коэффициент усиления при тех же условиях.

R_кр=0.06 (V/T)^0.5=0.06(1000/2) ^0.5₌1.34

(R²_кр+ r²_SH)= 1.34²+40²₌1601.79

(R²_кр+ r²_опт)= 1.34²+6²=37.79

10lg(R²_кр+ r²_SH)/ (R²_кр+ r²_опт)=10lg1601.79/37.79=16.2дБ

G =20 lg r_SH / r_опт -10lg (R²_кр+ r²_SH)/(R²_кр+ r²_опт)=16.5дБ-16.2дБ=0.3дБ

Таким образом, коэффициент усиления уменьшится, поскольку за счет реверберации существенно уменьшится разница между уровнем звукового давления без системы ЗУ и в присутствии системы ЗУ.

Если выбрать время реверберации мешьше (т.е. уменьшить уровень энергии реверберирующих звуков), то коэфиициент усиления увеличится. Например,время реверберации Т=0.5с,тогда

R_кр=0.06 (V/T)^0.5=0.06(1000/0.5) ^0.5₌2.68

(R²_кр+ r²_SH)= 2.68²+40²₌1607.18

(R²_кр+ r²_опт)= 2.68 ²+6²=43.18

10lg(R²_кр+ r²_SH)/ (R²_кр+ r²_опт)=10lg1607.18/43.18=15.7

G =20 lg r_SH / r_опт -10lg (R²_кр+ r²_SH)/(R²_кр+ r²_опт)=16.5дБ-15.7дБ=0.8дБ

Расчет допустимого коэффициента усиления с учетом запаса по обратной связи и с учетом коэффициентов направленности

Громкоговорителя и микрофона

G=20lg { r_SH r_LM / r_SM r_LH}+20lg Г_сум(θ)-

-10lg {D(r_SH) D(r_LM)/ D(r_SM) D(r_LH)}+L_R,

где L_R-индекс обратной связи, обычно вводится от -6 до -15дБ(это запас по устойчивости системы);

r_SH-расстояние от источника звука до слушателя;

r_LM-расстояние от громкоговорителя до микрофона;

r_SM-расстояние от источника до микрофона;

r_LH-расстояние от громкоговорителя до слушателя.

Г_сум(θ)-суммарный коэффициент направленности

Равный

Г_сум(θ)= Г_м(θs) Г_L(θ_H)/ Г_L(θ_M) Г_M(θ_L)

Г_м(θs)-коэффициент направленности микрофона для угла θs между микрофном и источником звука

Г_L(θ_H)- коэффициент направленности громкоговорителя для θ_H между громкоговорителем и слушателем

Г_L(θ_M)- коэффициент направленности громкоговорителя для θ_М между громкоговорителем и микрофоном

Г_M(θ_L) -коэффициент направленности микрофона для θ_L между микрофоном и громкоговорителем.

D(r_SH)= R²_кр+ r²_SH

D(r_LM)=R²_кр+ r²_LM

D(r_SM)= R²_кр+ r²_SM

D(r_LH)= R²_кр+ r²_LH

где критическое расстояние определяется R_кр=0.06 (V/T)^0.5

Пример:

рассчитать коэффициент усиления для ненаправленных громкоговорителей и микрофона (т.е. Гсум=1)

R_кр=9.5м

L_R=-6дБ

r_SH­ =39м

r_LM =13.7м

r_SM=0.6м

r_LH=27.4м

G=20lg { r_SH r_LM / r_SM r_LH}+20lg Г_сум(θ)-

-10lg {D(r_SH) D(r_LM)/ D(r_SM) D(r_LH)}+L_R=

20lg{39x13.7/0.6x27.4}-10lg{1611x277.5/90.61x841.1}-6дБ=20lg32.5-10lg5.9-6=30.23-7.7-6=16.5дБ