Электроника:Эксперименты/Электрические цепи переменного тока/Погашение звука

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Перевод: Макаров В. (valemak) Контакты:</br>* Habr: @vakemak</br>* Сайт: www.valemak.com</br>Перевёл статей: 656.
Проверка/Оформление/Редактирование: Мякишев Е.А.


Погашение звука[1]

Оборудование и материалы

  • Источник питания переменного тока низкого напряжения
  • Два аудиодинамика
  • Два резистора по 220 Ом

Для этого эксперимента лучше всего подходят большие низкочастотные («сабвуферные») динамики. Для достижения оптимальных результатов динамики должны быть идентичны и иметь внешний корпус.

Ссылки по теме

Цели эксперимента

Показать …

  • … как фазовый сдвиг может привести к тому, что волны либо усиливают друг друга, либо гасят друг друга
  • … важность «фазировки» динамиков в стереосистемах

Принципиальная схема

Рис. 1. Схематическая диаграмма: последовательно-параллельная цепь переменного тока с динамиками и нагрузкой.
Рис. 1. Схематическая диаграмма: последовательно-параллельная цепь переменного тока с динамиками и нагрузкой.

Иллюстрации

Рис. 2. Иллюстрация: последовательно-параллельная цепь переменного тока с динамиками и нагрузкой.
Рис. 2. Иллюстрация: последовательно-параллельная цепь переменного тока с динамиками и нагрузкой.

Ход эксперимента

Подключите каждый динамик к низковольтному источнику питания переменного тока через резистор 220 Ом. Резистор ограничивает мощность, подаваемую на каждую колонку источником питания. Из динамиков должен быть слышен низкий тон с частотой 60 Гц. Если тон звучит слишком громко, используйте резисторы с более высоким сопротивлением.

Когда оба динамика подключены и воспроизводят звук, расположите их так, чтобы они находились всего в футе или двух друг от друга (≈ 30-60 см) и были обращены друг к другу. Прислушайтесь к громкости 60-герцового тона. Теперь поменяйте местами соединения («полярность») только одного из динамиков и снова отметьте громкость. Попробуйте переключить полярность одного динамика с исходной на обратную и обратно, сравнивая уровни громкости в каждом случае. Что-то заметили?

Меняя местами проводные подключения к одному динамику, вы меняете фазу звуковой волны этого динамика по отношению к другому динамику. В одном режиме звуковые волны будут усиливать друг друга, создавая бо́льшую громкость. В другом режиме звуковые волны будут деструктивно интерферировать, что приведёт к уменьшению громкости. Это явление свойственно всем волновым явлениям: звуковым волнам, электрическим сигналам («волнам напряжения»), волнам в воде и даже световым волнам!

Несколько динамиков в стереофонической звуковой системе должны быть правильно «фазированы», чтобы их соответствующие звуковые волны не компенсировали друг друга, оставляя меньше общего уровня звука для слушателя (слушателей). Таким образом, даже в системе переменного тока, где на самом деле нет такой вещи, как постоянная «полярность», последовательность проводных соединений может существенно повлиять на производительность системы. Этот принцип уменьшения громкости за счёт деструктивной интерференции можно использовать для шумоподавления.

Такие системы дискретизируют форму волны окружающего шума, а затем производят идентичный звуковой сигнал, сдвинутый по фазе на 180° по отношению к шуму. Когда два звуковых сигнала встречаются, они компенсируют друг друга, в идеале устраняя весь шум. Как можно догадаться, это гораздо проще сделать с источниками шума постоянной частоты и амплитуды. Подавление случайного шума широкого спектра очень сложно, так как какая-то схема обработки сигналов должна сэмплировать шум и генерировать точно нужное количество звука подавления в нужное время, чтобы быть эффективным.

См.также

Внешние ссылки