Acoustics. The perfect acoustics of a car. Jan Hoekstra

Transcriptie

1 Acoustics The perfect acoustics of a car. Jan Hoekstra

2 Onderwerpen: Wat is geluid? Een stukje theorie. Acoustics. Toepassingen.

3 Vragen?

4 Bedankt.

5 Wat is geluid? Geluid is een verstoring van de atmosfeer die door mensen kunnen worden gehoord. Bijna alles kan deze verstoring van de atmosfeer veroorzaken. Geen atmosfeer, geen geluid. Mate van verstoring noemen we geluidsdruk.

6 Wat is geluid? Verstoringen van de atmosfeer kunnen worden voorgesteld als trillingen. Geluid bestaat uit een verzameling van trillingen. Geluidsgolven.

7 Wat is geluid?

8 Wat is geluid? Frequentie Amplitude Fase Golflengte Geluidsdruk db s Luidheid

9 Akoestiek: De invloed van de omgeving op het geluid. Open lucht concert. Galmende kerk Blikkerige tunnel Wapperende tent

10 Akoestiek: Reflectie Resonantie Demping Lenzen Haas-effect

11 Reflectie: Reflectie

12 Reflectie: Early reflections Late reflections

13 Reflectie:

14 Reflectie Voordelen: Verrijkt het geluid. Laat PA krachtiger klinken. Geluid bereikt het gehele publiek Straalt warmte uit. Nadelen: Geluid is niet meer transparant. Snel akoestische terugkoppeling Hol geluid.

15 Reflectie (early):

16 Reflectie (early):

17 Reflectie (late):

18 Reflectie (late): Galmtijd volgens Sabine: T60 = 0.16V / Sxa a = gemiddelde absorbtiecoefficient V = volume van de ruimte S = totale oppervlakte

19 Reflectie (late):

20 Reflectie (late): Galmtijd volgens Sabine: T60 = 0.16x90 / 126x0,2 = 0,57s a = gemiddelde absorbtiecoefficient V = volume van de ruimte S = totale oppervlakte

21 Reflectie (late): Mean free path: De gemiddelde afstand die geluid binnen een ruimte kan afleggen tot de eerste reflectie. MFP = 4V/S Mean free time: De gemiddelde beschikbare tijd voor dat geluid voor het eerst wordt gereflecteerd. MFT = MVP / 344

22 Reflectie (late): Mean free path: De gemiddelde afstand die geluid binnen een ruimte kan afleggen tot de eerste reflectie. MFP = 4x90 / 126 = 3m Mean free time: De gemiddelde beschikbare tijd voor dat geluid voor het eerst wordt gereflecteerd. MFT = 3 / 344 =8,7ms

23 Reflectie: Critical distance: De afstand waarbij het gereflecteerde geluid harder wordt ten op zichte van de bron.

24 Resonantie:

25 Resonantie:

26 Resonantie:

27 Resonantie: Staande golven hebben de eigenschap zich zelf te versterken. Er is dus weinig energie nodig om deze frequenties instant te houden.

28 Resonantie: F res =s/2l Fres = grondtoon S =344 m/s L = afstand tussen muren

29 Resonantie: F res =s/2l 1e Harmonische = 2xFres 2e Harmonische = 3xFres 3e Harmonische = 4xFres

30 Demping: Demping/absorptie

31 Demping: Absorptiecoefficient α:

32 Demping: Voorbeeld: Voor een frequentie van 1000Hz is de absorptie coëfficiënt 0,7. De afname van het geluid wordt dan: 20 log α = (20 log gereflecteerd geluid / oorspronkelijk geluid) 20 log 0,7 = -3dB Bijvoorbeeld: Drapes (velour, 2x fullness)

33 Lenzen:

34 Lenzen:

35 Lenzen:

36 Haas-effect:

37 Haas-effect: Indien de tijd tussen het originele geluid en een eerste reflectie niet groter is dan 20mS wordt de plaats de bron bepaald door het originele geluid. Hierbij is het volume van minder belang! Wordt het volume van het vertraagde geluid extra versterkt ontstaat er een breed, ruimtelijk, geluidsbeeld.

38 Toepassingen: Akoestische aanpassing Miking

39 Akoestische aanpassing:

40 Akoestische aanpassing: Geen wanden, vloeren en plafonts die parallel lopen. Minstens onder een hoek van 12 In de controle kamer de akoestiek dusdanig dat deze het geluid niet kleurt. Opnameruimtes akoestisch regelbaar.

41 Akoestische aanpassing: Demping hoge frequenties

42 Akoestische aanpassing: Demping midden frequenties (Helmhotz resonator)

43 Akoestische aanpassing: Demping lage frequenties

44 Akoestische aanpassing: Demping lage frequenties

45 Akoestische aanpassing: Demping lage frequenties

46 Akoestische aanpassing: Diffusers

47 Miking: Indien het verschil tussen twee geluidsbronnen meer dan 3dB is kunnen wij dit verschil onderscheiden. Indien het verschil tussen twee geluidsbronnen groter is dan 20dB, is de bron met het laagste geluidsniveau niet meer waarneembaar.

48 Miking: Afstand Hoogte

49 Miking: Overspraakscheiding (db): 20log(hoogte/afstand)

50 Miking: Voorbeeld: Hoogte = 50cm Afstand = 100cm Overspraakscheiding = 20log(50/100) = -6dB

51 Frequentie: Het aantal trillingen per seconde. Wordt aangegeven in Hertz (Hz) Frequentie wordt ook wel de toonhoogte genoemd. Voorbeeld: 500Hz (0,5kHz)

52 Amplitude: De hoogte (sterkte) van het geluid noemt men amplitude. Dit wordt veelal aangegeven in db s. Voorbeeld: -6dB

53 Fase: De verschuiving in de tijd van een signaal t.o.v. een ander. Wordt aangegeven in graden. Voorbeeld: 180 graden

54 Golflengte: De lengte van de golf aangegeven in meters. Golflengte = 344 / frequentie NB De snelheid van het geluid is 344 meter per seconde. Voorbeeld: 500Hz (0,5kHz) Golflengte = 344 / 500 = 0,688 meter

55 Geluidsdruk: De intensiteit waarmee geluid wordt geproduceerd aangegeven in newtons/m 2. Voorbeeld: Nagenoeg stil 20 µnewtons/m 2. Voorbeeld: Popconcert newtons/m 2.

56 DeciBel db: Een waarde waarmee de verhouding tussen twee gelijksoortige gegevens wordt aangegeven. Er wordt gebruik gemaakt van logaritmes om het resultaat handzamer te maken. Ook het oor heeft een gevoeligheidkromme die logaritmish van vorm is. Geluid tweemaal zo luid vereist tienmaal zoveel vermogen.

57 DeciBel db: Geluidsdruk in DeciBel db-spl. Net hoorbaar geluid: 20 µnewtons/m 2. db-spl=20log x / 20 µnewtons/m 2 X = gemeten geluidsdruk.

58 Luidheid: Hoe ervaren wij de luidheid van het geluid. Het aantal db s vertelt weinig over hoe hard wij geluid ervaren. Luidheid in foons. Foons = db-spl bij 1000Hz Luidheid -> relatie db-spl en frequentie.

59 Luidheid: Bij lage geluidsdruk is het oor minder gevoelig voor hoge- en lage tonen. Vandaar de loudnessschakelaar.

60 Luidheid: Luidheid wordt gemeten m.b.v. een gewogen geluidsdrukmeter. A gewogen db(a) B gewogen db(b) C gewogen db(c) D gewogen db(d)

61 Luidheid: Gevoeligheid oor Weging Luidheid meten

62 Luidheid db(a):