تعتمد صفوف مكبرات الصوت المنخفضة على المبادئ الصوتية للتحكم في انتشار طاقة الترددات المنخفضة. يحول التصميم السليم المصادر غير الموجهة إلى أنظمة موجهة من خلال تأثيرات التداخل الموجي التي يتم قياسها بحسب الأطوال الموجية الكبيرة (3.43–11.32 متر).
تحقيق تكوينات القلب الأحادي إشعاعًا غير متماثل عبر التلاعب بالطور. تعمل السماعات الفرعية التي تطلق الصوت من الخلف بقطبية معكوسة، مما يخلق تداخلًا هدامًا خلف المصفوفة، ويسمح بتجميع الطاقة الأمامية مع إلغاء الإشارة من الخلف. وتمكن معالجات الإشارات الرقمية من محاذاة الطور بدقة لتصحيح الاستجابة القابلة للتكيف مع التردد.
المسافة تؤثر بشكل مباشر على تماسك موجات الصوت. ولإعادة إنتاج تردد 100 هرتز (طول الموجة λ=3.43 متر)، يجب أن تبقى العناصر على مسافة أقل من 1.7 متر لتجنب التداخل الهدام والتشويه الناتج عن التداخل. وتحقيق تماسك جيد يضمن جمع الإشارات بكفاءة عبر مستوى الجمهور.
الطول المادي يحدد عرض الحزمة الأفقية. ضعف طول المصفوفة يقلل عرض الحزمة بنسبة 50%، مما يزيد من الاتجاهية. مصفوفة بطول 8 أمتار عند تردد 40 هرتز (طول الموجة λ=8.6 متر) توفر تغطية ±15°— وهي مثالية للملاعب التي تتطلب توصيلًا دقيقًا للطاقة.
العلاقات الرئيسية:
| المعلمات | التأثير على الإشعاع | التطبيق العملي |
|---|---|---|
| مسافة أكبر من λ/2 | قرون تداخل هدامة | تغطية غير متسقة |
| طول المصفوفة – | زاوية الانتشار – | اتجاهية محسنة |
| انعكاس الطور الخلفي | تشكيل قلبي الشكل | تقليل الضوضاء على المنصة |
يُستخدم التكديس العمودي لصناديق السماعات الفرعية خاصية الاقتران المشترك لتعزيز إخراج الترددات المنخفضة، مما يعطي زيادة تصل إلى 6 ديسيبل لكل مضاعفة في عدد الصناديق عندما تعمل السماعات في نفس الطور. يؤدي التكديس الزائد إلى تشكيل فصوص عمودية ويتطلب التحقق من الجوانب الهيكلية.
تتطلب الإعدادات المواجهة توافق الطور ضمن 0.1 مللي ثانية للحفاظ على تماسك الموجات. من الضروري تطبيق تأخيرات زمنية دقيقة تتناسب مع مسافات فصل الوحدات للحصول على إلغاء فعال من الخلف.
تحدد زوايا الافتتاح بين أزواج السماعات المنخفضة مدى الانتشار الأفقي. الزوايا الضيقة (45°-60°) تعزز الاتجاهية نحو الأمام، بينما توزع الزوايا الأوسع (90°-120°) التغطية على نطاق واسع من منطقة الجمهور، مما يقلل من التسرب خارج المحور بمقدار 5-8 ديسيبل.
يتطلب التحكم الفعال في الترددات المنخفضة استراتيجيات تأخير دقيقة لتشكيل استجابات الاتجاهية وتعزيز جمع الطاقة نحو الأمام.
تستخدم المنصات الحديثة لمعالجة الإشارات الرقمية خوارزميات تحسب تأخيرات العناصر بفترات تتراوح بين 0.5 و4 مللي ثانية. يحسّن التوقيت المُحسَّن من كفاءة الجمع بنسبة تصل إلى 3 ديسيبل عبر نطاق 40-100 هرتز مع الحفاظ على الاتساق الطوري.
تستخدم التكوينات الأمامية تأخيرات زمنية متسلسلة لتوليد إزاحات افتراضية للمصدر، مما يقلل من انتشار الصوت أفقيًا بمقدار 15-20°. تستفيد التطبيقات ذات المسافة الطويلة من هذه التقنية ولكنها تتطلب تعويضًا دقيقًا باستخدام المعادل الطيفي فوق 80 هرتز.
يؤدي عكس القطبية مع تأخير ربع الطول الموجي إلى إلغاء خلفي يتراوح بين 12-15 ديسيبل ضمن نطاق 40-80 هرتز. تشمل المعلمات الرئيسية:
تحسّن محاكاة BEM انتشار الموجات ذات التردد المنخفض بدقة 92٪ في التنبؤ بالسلوك الاتجاهي وتفاعلات الحدود، وفقًا لدراسات الهندسة الصوتية لعام 2023.
تساعد الاختبارات في ظروف نصف الفضاء على تقليل الانعكاسات البيئية، مما يسمح بإجراء مقارنة مباشرة بين البيانات التجريبية والمحاكاة.
تحقق صفائف القلبية (Cardioid) مؤشر اتجاهية (DI) بمقدار 4.2 ديسيبل عند 40 هرتز، وتتفوق على التكوينات من نوع طرف الإرسال (End-fire) بمقدار 1.8 ديسيبل في البيئات الخاضعة للرقابة.
يزيد توسيع الصفوف من الإخراج بمقدار 3-6 ديسيبل لكل مضاعفة، لكنه يفاقم تحديات توافق الطور. عادةً ما تواجه الأماكن التي تحتاج إلى إخراج أكبر من 120 ديسيبل انخفاضًا بنسبة 30-40٪ في كفاءة رفض الإشارة من الخلف.
ينهار التوجيه أدناه 50 هرتز - يصبح عرض الحزمة 15° لمصفوفة مكونة من 6 عناصر عند 80 هرتز غير موجه ( omnidirectional) أدناه 45 هرتز. تُظهر الأنظمة التجارية تباينًا بين 10-15 ديسيبل من الأمام/الخلف عبر نطاق 30-100 هرتز.
تظهر عدم الاتساق اللوني عندما تتصل مصفوفات السماعات الفرعية بشكل ضعيف مع الأنظمة ذات النطاق الكامل. تُسبب تحديات التزامن الزمني انحرافات في الطور تتجاوز 90°، مما يؤدي إلى تباين يتراوح بين 8-12 ديسيبل في استجابة الترددات المنخفضة عبر قاعات مختلفة. تلجأ الحلول الحديثة بشكل متزايد إلى نشر تكوينات هجينة لتغطية المناطق مقابل مناطق الإخراج.
مصفوفة السماعات الفرعية هي تكوين يتكون من عدة سماعات فرعية تعمل معًا لإدارة وتوجيه الصوت ذي التردد المنخفض بشكل أكثر فعالية من سماعة فرعية واحدة.
تعمل مصفوفات السماعات الفرعية على شكل القلب من خلال التلاعب بطور السماعات الخلفية، والتي تكون مضبوطة على قطبية معكوسة، مما يسمح بإلغاء الصوت من الخلف وجمع الطاقة في المقدمة.
تحمي المسافة الصحيحة من التداخل الهدام والتشويه الزاوي، وتحقيق انتشار متناسق لموجات الصوت في منطقة الجمهور.
تُستخدم معالجات الإشارة الرقمية لتحقيق اتجاه الطور بدقة وتصحيح الاستجابة المتكيفة مع التردد، لتحسين أداء صفوف السماعات المنخفضة.
أخبار ساخنة
EN
