Publikacje

Dla większości z nas skończyły się wakacje, mam nadzieję, że wszyscy nasi Czytelnicy wypoczęci i pełni sił wrócili do nauki i pracy. Czytelnicy tego artykułu - zapewne hobbiści, z nowym, na pewno jeszcze większym zapałem przystąpią do budowy, rozbudowy bądź przebudowy instalacji car audio w swoich samochodach. Jak w każdej dziedzinie wiedzy, tak i w dziedzinie akustyki poznanie podstawowych zasad ułatwi rozwiązywanie problemów. Krótko mówiąc, aby nauczyć się czytać, powinniśmy poznać alfabet. 

Dlatego też zajmiemy się trochę zasadami słyszenia, a w szczególności zasadami słyszenia przestrzennego. Większość wrażeń słuchowych ma charakter subiektywny. 

Do opisu wrażeń słuchowych używamy pojęć:
wysokość dźwięku - jest to lokalizacja dźwięku w skali częstotliwości (od basu do sopranu); 

barwa dźwięku – jest to skład widmowy dźwięku (z jakich częstotliwości i w jakich proporcjach występują częstotliwości podstawowe dźwięku); 

głośność - jest to subiektywna miara energii fali dźwiękowej. 

Ludzie posiadają właściwość odczuwania drgań akustycznych w bardzo szerokich zakresach częstotliwości i intensywności. Badania naukowe wykazały, że człowiek słyszy dźwięki o częstotliwościach od ok. 20 Hz do 20 000 Hz oczywiście młody i zdrowy, wraz z wiekiem słyszymy coraz gorzej zwłaszcza wysokie częstotliwości. Dowiedziono, że przeciętnie człowiek w wieku 50 lat słyszy już tylko do 12 000 Hz. Inne wrażenie słuchowe - głośność – jest subiektywną oceną natężenia dźwięku. Subiektywne wrażenie głośności, w zależności od natężenia dźwięku, podlega podstawowemu prawu psychofizjologicznemu, które ustala, że głośność dźwięku nie rośnie proporcjonalnie do natężenia dźwięku, lecz proporcjonalnie do logarytmu natężenia dźwięku. W związku z tym celowe jest wyrażanie natężenia dźwięku w jednostkach logarytmicznych decybelach. Nasze ucho jest w stanie usłyszeć dźwięki 1 000 000 razy głośniejsze od dźwięku najsłabszego, zakres ten obejmuje 120 dB. 

Zdolność umiejscawiania źródła dźwięku w przestrzeni opiera się przede wszystkim na określonych różnicach pomiędzy dźwiękami odbieranymi lewym i prawym uchem. Gdy źródło dźwięku nie leży na osi symetrii głowy słuchacza, to występuje różnica czasu docierania dźwięku, spowodowana dłuższą drogą fal dźwiękowych do bardziej odległego ucha, oraz różnica natężenia dźwięku wywołana zacieniającym działaniem głowy. Badania naukowe nad kierunkowością słuchu wykazały, że decydujące znaczenie mają różnice czasu docierania dźwięku do każdego ucha. Największa czułość ucha ludzkiego przypada na zakres częstotliwości od około 1000 Hz do 3000 Hz. Zacieniające działanie głowy powoduje, że w przypadku źródeł położonych asymetrycznie, każde ucho odbiera dźwięki o różnym natężeniu. Różnica jest tym większa, im działanie głowy jako przeszkody będzie silniejsze, a więc będzie większa dla tonów wysokich. W przypadku dźwięków złożonych, a w szczególności przy słuchaniu muzyki, ucho zacienione odbiera dźwięki o innej barwie wskutek zmniejszenia zawartości dźwięków o wyższych częstotliwościach. Różnica ta, jest dodatkowym czynnikiem ułatwiającym lokalizację poszczególnych źródeł dźwięku, np. wokalistów, czy instrumentów muzycznych. Sądzę, że te podstawowe zależności pozwolą naszym Czytelnikom zrozumieć zasady jakimi będziemy się kierowali przy doborze miejsc montażu głośników. Ponieważ celem stereofonicznego przekazu dźwiękowego jest wytworzenie u słuchacza doskonałej iluzji, że znajduje się on w pomieszczeniu w którym zachodzą naturalne zdarzenia dźwiękowe. Odbierany przez niego obraz dźwiękowy jest przestrzenny, a poszczególne źródła dźwięku są rozmieszczone prawidłowo. Większość wrażeń słuchowych ma charakter subiektywny – każdy człowiek słyszy inaczej. Poniżej przedstawię niektóre kryteria jakimi będziemy się kierowali przy ocenie brzmienia systemu akustycznego. 

Zniekształcenia są to wszelkie deformacje dźwięku w porównaniu z oryginałem, wywołane zniekształceniem przebiegów elektrycznych w torze akustycznym systemu elektroakustycznego.

Zakłócenia są to wszelkie szumy toru akustycznego, także wszelkie hałasy, spowodowane pracą silnika samochodu i hałasem toczenia kół, oraz wszelkie inne hałasy jakie słyszymy w kabinie w czasie jazdy.

Czystość obrazu dźwiękowego jest to czystość brzmienia poszczególnych instrumentów i ich grup w całości utworu muzycznego, umożliwiająca ich wyłowienie słuchem z obrazu dźwiękowego, oraz ostrość konturów poszczególnych elementów składowych konstrukcji utworu muzycznego. Proszę o zwrócenie uwagi jak częstym zjawiskiem jest „rozmazanie” głosu wokalisty lub zmieszanie głosu wokalisty z akompaniamentem w taki sposób, że słowa utworu muzycznego są niezrozumiałe.

Atmosfera akustycznajest to subiektywne odczuwanie wrażenia współobecności w pomieszczeniu, w którym trwa koncert lub nagranie. Słuchacz zatraca poczucie przebywania przed głośnikami swojego systemu audio i zostaje wirtualnie przeniesiony na koncert. Oczywiście podczas budowy naszego systemu audio będziemy do tego dążyć, wyobraźmy sobie, że pędzimy naszym autkiem i jednocześnie jesteśmy na koncercie naszego ulubionego zespołu muzycznego.

Barwa dźwięku jest to właściwe brzmienie poszczególnych instrumentów i ich grup, jak też subiektywnie odczuwana barwa dźwięków orkiestry, wokalisty lub zespołu muzycznego jako całości.

Równowaga głośności jest to subiektywnie odczuwana proporcja pomiędzy głośnością poszczególnych instrumentów, a także stosunek najgłośniejszych dźwięków do średnich i najcichszych. 

Naszym celem będzie zbudowanie w naszym samochodzie takiego systemu nagłośnienia, który najwierniej odtworzy to, co zostało nagrane przez wykonawcę muzycznego. Nagranie odtworzone w samochodzie, na naszym sprzęcie audio, zabrzmi piękniej, słyszalne będą dźwięki basu, naturalnie zabrzmią głosy wokalistów, wysokie częstotliwości dodadzą odtwarzanej muzyce plastyczności i ciepła. 

Wszystkie stacje nadające na falach UKF, i wszystkie (no prawie) nagrania na kasetach i płytach CD są nagrane w wersji STEREO. Oznacza to, że oprócz samego dźwięku, w przekazie zawarta jest informacja z jakiego kierunku dobiega dźwięk. Im lepszym sprzętem i poprawniej zamontowanym dysponujemy, z tym z większą wiernością odtwarzana jest muzyka i z większą precyzją możemy określić ustawienie wykonawców na scenie. 

Słuchacz na podstawie dźwięku dobiegającego z dwu głośników – lewego kanału i prawego kanału, jest w stanie określić pozorne źródła dźwięku znajdujące się miedzy tymi głośnikami, czyli słyszeć poszczególnych wykonawców i instrumenty z miejsc w jakich znajdowali się na scenie w czasie nagrania. 

Chciałbym, by nasi Czytelnicy, dysponując podstawową wiedzą z dziedziny akustyki, byli w stanie sami zbudować, lub udoskonalić brzmienie instalacji audio w swoim samochodzie. W kolejnych artykułach postaram się podpowiedzieć Wam jak to zrobić. 

Zapraszam do lektury kącika car audio w kolejnych numerach naszego pisma .