Демонстрация звуковой компенсации с инверсией фазы динамика

Эксперимент с компенсацией звука

Компоненты и материалы

• Низковольтный источник переменного тока
• Два одинаковых низкочастотных динамика (вуферы)
• Два резистора 220 Ом (для ограничения мощности на каждом динамике)

Для лучших результатов используйте одинаковые динамики в стандартных акустических корпусах. Резисторы предотвращают перегрузку диффузоров при подключении к источнику переменного тока.

Перекрестные ссылки

Lessons In Electric Circuits, Vol. 2, Chap. 1: Basic AC Theory

Цели обучения

• Иллюстрировать, как сдвиг фазы может вызывать конструктивную или деструктивную интерференцию между волнами
• Подчеркнуть роль фазировки динамиков в стерео-аудиосистемах

Схема

Иллюстрация

Инструкции

1. Подключите каждый динамик к источнику переменного тока через резистор 220 Ом. Этот резистор контролирует мощность, подаваемую на диффузор.
2. Сгенерируйте низкочастотный тон 60 Гц и проверьте, что оба динамика излучают звук.
3. Разместите динамики в 1–2 футах друг от друга, лицом к лицу, и послушайте тон 60 Гц.
4. Инвертируйте полярность (поменяйте местами положительный и отрицательный выводы) только на одном динамике. Сравните воспринимаемую громкость.
5. Повторяйте инверсию полярности туда-сюда, отмечая, как меняется уровень звука.

Инверсия соединений одного динамика инвертирует его фазу. Когда две волны в фазе, они усиливают друг друга, и тон звучит громче. Когда они противофазны на 180°, они компенсируют друг друга, давая заметное падение громкости. Этот принцип применим ко всем волновым явлениям — акустическим, электрическим, водным, световым — и лежит в основе технологии активной шумокомпенсации.

В многосистемной стереосистеме правильная фазировка обеспечивает, чтобы звуковые волны складывались конструктивно, а не частично компенсировали друг друга, максимизируя общую громкость. Хотя у систем переменного тока нет фиксированной «полярности», относительная последовательность подключения все равно влияет на производительность.

Системы шумокомпенсации захватывают фоновый шум, генерируют инвертированную копию и накладывают два сигнала. Для стационарного шума компенсация проста. Для широкополосного случайного шума требуется продвинутая сигнальная обработка для генерации точной противоположной волны в реальном времени.