Connaissance essentielle des fondamentaux de la conception acoustique

Longueur d'onde

La distance parcourue par une onde sonore au cours d'un cycle de vibration peut être calculée en divisant la vitesse de l'onde sonore par sa fréquence. Cela donne la longueur d’onde de l’onde sonore. La plage de longueurs d'onde va de 17 mètres à 1,7 centimètres. En acoustique intérieure, le calcul de la longueur d’onde revêt une grande importance pour l’analyse du champ sonore. Le rôle de la longueur d’onde doit être pleinement souligné. Par exemple, ce n’est que lorsqu’un obstacle a une taille supérieure à une longueur d’onde de l’onde sonore que l’onde sonore se reflétera normalement. Sinon, les phénomènes tels que la diffraction et la diffusion s'intensifieront, la zone d'ombre deviendra plus petite et les caractéristiques acoustiques seront complètement différentes. Un autre exemple est qu’un champ sonore supérieur à deux fois la longueur d’onde est appelé champ lointain, et un champ sonore inférieur à deux fois la longueur d’onde est appelé champ proche. Les lois de répartition et de propagation du champ sonore en champ lointain et en champ proche sont très différentes. De plus, dans des pièces de plus petite taille (par rapport à la longueur d’onde), les sons de basse fréquence ne peuvent pas être correctement reproduits en raison de leurs longueurs d’onde plus longues. Par conséquent, dans les ménages en général, si le volume de la salle d'écoute n'est pas suffisamment important, l'effet basse fréquence est difficile à atteindre l'état idéal.

De nombreux ingénieurs du son live n’ont pas pris en compte la relation entre l’audio et la longueur d’onde. En fait, c’est très important : l’audio et la longueur d’onde sont directement liés à la vitesse du son. Sous la pression de l'air à une altitude et à une température de 21 degrés Celsius, la vitesse du son est de 344 m/s, tandis que la vitesse du son avec laquelle j'ai été en contact parmi les ingénieurs du son nationaux est de 340 m/s. Il s'agit de la vitesse du son à une température de 15 degrés Celsius, mais la plupart des gens se souviennent principalement que la vitesse du son change avec la température et la pression de l'air. Plus la température est basse, plus la densité des molécules dans l’air est élevée, donc la vitesse du son va diminuer. Et si le son live est réalisé à haute altitude, où la pression de l’air est réduite, les molécules présentes dans l’air se dispersent davantage et la vitesse du son augmente. La relation entre l'audio et la longueur d'onde et le son est la suivante : longueur d'onde = vitesse du son / fréquence ; λ = v/f. Si nous supposons que la vitesse du son est de 344 m/s, la longueur d'onde d'un audio à 100 Hz est de 3,44 m, la longueur d'onde de 1 000 Hz (c'est-à-dire 1 kHz) est de 34,4 cm et la longueur d'onde d'un audio à 20 kHz est de 1,7 cm.

Plage dynamique

La différence entre les niveaux de pression acoustique maximum et minimum des équipements audio. Le niveau de pression acoustique maximum de l'équipement est limité par des facteurs tels que la distorsion du signal, la surchauffe ou les dommages. Il s'agit donc du son maximum sans distorsion que le système peut produire. La limite inférieure du niveau de pression acoustique dépend des conditions de fond telles que le bruit ambiant, le bruit thermique et le bruit électrique. Il s'agit donc du plus petit son pouvant être entendu. Plus la plage dynamique est grande, moins la distorsion de surcharge se produira dans les signaux sonores forts, ce qui garantit que les sons forts ont un impact suffisant et peut être plus réaliste lors de l'expression de sons avec des changements importants et intenses tels que le tonnerre et les éclairs. Dans le même temps, les signaux faibles ne seront pas noyés par divers bruits et les détails délicats seront exprimés de manière plus vivante. Généralement, la plage dynamique d'un système audio haute fidélité doit être supérieure à 90 décibels. S'il est trop petit, la reproduction de l'effet de force musicale est mauvaise et l'attrait est insuffisant. Dans le processus de réglage des systèmes audio professionnels, les ingénieurs du son doivent prêter attention aux deux problèmes suivants lors du réglage du son : Premièrement, le gain d'entrée du mixeur ne doit pas être réglé trop bas, sinon les sons faibles seront noyés par le bruit de l'équipement du mixeur. Deuxièmement, le seuil et le taux de compression du limiteur doivent être réglés avec beaucoup de prudence. Un seuil trop petit et un taux de compression trop élevé entraîneront une compression dynamique sévère du son, il convient donc de réduire au maximum la perte dynamique du son tout en garantissant l'effet. De plus, il existe également une plage dynamique dans les circuits d'amplification et les sources audio. À ce stade, la différence entre le plus petit signal distinguable et le signal maximal sans distorsion peut être résolue.

Inversion

Situation dans laquelle deux signaux sonores identiques présentent une différence de phase de 180 degrés. Lorsque le même son est émis, les directions de vibration du haut-parleur ou du microphone entre eux sont opposées, ce qui appartient également à l'inversion. Il existe quatre types d'inversion de phase dans le système audio : l'inversion de phase des canaux gauche et droit, la véritable inversion de phase (c'est-à-dire la phase entre le signal d'entrée et le signal de sortie), l'inversion de phase du microphone et l'inversion de phase de certaines enceintes dans un ensemble de plusieurs enceintes. L'inversion de phase peut provoquer des phénomènes tels qu'un court-circuit sonore (où les sons s'annulent et le volume diminue), une perte de positionnement du son et des basses boueuses, qui peuvent endommager la reproduction du son.

Décibel

Unité de mesure du gain de puissance électrique et de l'intensité sonore, nommée d'après le dixième de l'unité bel. Pour chaque doublement de puissance, le gain est de 3 décibels, et pour chaque augmentation de 10 fois, le gain est de 10 décibels.

Effet Hass

Un effet d’un système à double source. Lorsque le temps de retard d'une des deux sources sonores est compris entre 5 et 35 millisecondes, l'auditeur perçoit le son comme provenant de la première source arrivée, tandis que l'autre source semble ne pas exister. Si le délai est compris entre 5 et 50 millisecondes, le son se déplace progressivement vers le premier locuteur arrivé ; si le retard est de 30 à 50 millisecondes, on peut sentir l'existence d'une source sonore en retard. Le haut-parleur Haier, du nom du Dr Haier des États-Unis, est un haut-parleur doté d'un diaphragme plié. Il a été introduit en 1973 et possède une structure spéciale de haut-parleur électrique, principalement utilisée pour les hautes fréquences.

Effet Lauras

Un pseudo (faux) effet stéréo. En retardant le signal et en le superposant à l'envers sur le signal sonore direct, une impression spatiale claire est immédiatement produite et le son semble provenir de toutes les directions. L'auditeur a le sentiment d'être dans le groupe.

Distorsion d'intermodulation

Type de distorsion du signal dans lequel un seul signal audio avec des amplitudes dans un certain rapport (généralement 4:1) est mélangé et génère de nouvelles composantes de fréquence via l'équipement de lecture. Il s'agit d'une distorsion non linéaire et les nouvelles composantes de fréquence incluent les harmoniques des deux signaux audio uniques et diverses combinaisons d'harmoniques et de nuances.