2 8; 3,0 м при изменении ДЛ в пределах от О (ненаправленные громкоговорители) до (ступенями через 2 дБ) и для значений углов t) от О

Результаты этих расчетов, полученные для В=3,0 м и ДА=10 дБ (как иуеЮЩие наибольший интерес), представлены графически на рис. 3.2. Здесь

Рнс 3 1 к расчету зоны стереоэффекта

для каждого отдельного случая приведены рассчитанные значения \ср и р. Зона стереоэффекта заштрихована, а зона расположения слушательских мест, для которых выполнялся расчет, оставлена незакрашенной. Заметим, что при Б=3,0 м наибольшее увеличение зоны стереоэффекта наблюдается при ДЛ = =40 дБ и \j 70°, что соответствует углу на громкоговорители 2ф 140°. Завн-

Р 0,37

р =о,т

p=0,S

р= 0,772

р = flJ**

р=0,!3

Рис 3 2 Влияние формы и ориентации в пространстве характеристик направленности громкоговорителей на размер зоны стереоэффекта

симостн коэффициента р от степени направленности громкоговорителей АЛ, полученные для разных значений углов гр, приведены на рис 3 3.

Полученные данные свидетельствуют о следующем: а) наименьший размер зоны стереоэффекта получается при применение! направленных громкоговорителей, но расположен-

Рис 3 3 Зависимость коэффициента использования площади прослушивания испытуемой системой воспроизведения от степени направ-енности громкоговорителей для разных углов пересечения акустических осей громкоговорителей

ных таким образом, чтобы их акустические оси были параллельны; б) несколько больший размер зоны стереоэффекта обеспечивают ненаправленные громкогов! . рители, в) наибольшее расширение зоны стереоэффекта наблюдается при использовании направленных громкоговорителей, акустические оси которых направлены навстречу друг другу под определенным углом.

3.3. Оптимальные характеристики направленности громкоговорителей при стереовоспроизведении

Подавляющее большинство выпускаемых в настоящее время акустических систем и значительная часть базовых моделей (см. табл. 3.1) обеспечивают очень узкую зону стереоэффекта. Во-первых, это создает значительные неудобства для слушателя, вынуждая его располагаться на оси симметрии системы. Во-вторых, практически исключается возможность коллективного прослушивания с целью получения высокого качества воспринимаемого стереоэффекта Для слушателей, расположенных сбоку от оси симметрии системы, воспринимающих только ближайший громкоговоритель, звучание по сути дела становится монофоническим.

Этот недостаток, присущий большинству стереофонических звуковоспроизводящих систем не является непреодолимым. Из рис. 3.2 и 3.3 видно, что применение направленных и определенным образом ориентированных громкоговорителей может быть достаточно эффективной мерой для расширения зоны стереоэффекта. Иными словами с помощью характеристик направленности громкоговорителей оказывается возможным компенсировать действие на орган слуха временной разности \Хх,у и разности уровней ALx,y путем создания в каждой точке прослушивания определенной по значению и знаку компенсирующей разности уровней.

При этом уравнение компенсации имеет вид [II]

;.Д.,.+ ДЧ.+ ДД(Ф., = 0 (3-2)

где ДLдф -компенсирующая разность уровней, в децибелах, создаваемая в данной точке за счет различия характеристик направленности Д1{1) и Д2(11;2) громкоговорителей, н определяемая как

Д Lд = Д, Ш - Д, Ш = /С. + 20 Ig + /Со

(3.3)

Обычно значения ДLд(ф рассчитываются только для центрального КИЗ, так как стабилизация его местоположения при боковом смещении слушателя является необходимым и достаточным условием стабилизации всей панорамы. Это следует из того факта, что наклон кривых, характеризующих относительное смещение КИЗ в функции AL или Дт не зависит ни от размера В, ни от координат слушателя при у>В.

Из (3.3) следует, что существует множество форм оптимальных характеристик направленности, так как определяющим фактором является их разность. Чаще всего на практике используются два пути получения разности ДLдф

Наиболее распространенным для двухканальиой стереофонии является создание громкоговорителей, обеспечивающих получение для каждого слушательского места значений разности факторов направленности, обеспечивающих направленное излучение звука только в горизонтальной плоскости. При этом з вертикальной плоскости излучение звука должно быть по возможности ненаправленным

Получение характеристики направленности каждого из громкоговорителей в горизонтальной плоскости монотонной в функции угла и к тому же не имеющей резких перегибов возможно, если точную компенсацию (полную нейтрализацию действия на орган слуха) величин Ахх.у и \Lx,y производить лишь для точек, образующих прямую линию, параллельную базе громкоговорителей [11].

Результаты расчетов Доп1(ф) для разных значений и расстояний уо представлены на рис. 3.4. Для удобства сравнения выполнена нормировка каждой полученных кривых и, кроме того, они построены в децибелах. Из рис. 3.4 следует, что форма оптимальной характеристики направленности громкоговорителей зависит от Уо и В; чем больше В и меньше расстояние до линии ко.м-яеисацин, тем острее должна быть характеристика направленности Гр1 и Гр2;

О -5 -10 -15 -го дВ -20 -15 -10 -5 О

Рис, 3.4. Оптимальные по передаче пространственной информации характеристики иаправ-лениостн для правого (сплошные линии) и левого (пунктирные линии) громкоговорителей стереофонической акустической системы для разных баз при уь=2 м (а) н разных Уо прн В=1,8м (б)

прн !/о>1,5 м влияние этого фактора существенно снижается; акустические осн громкоговорителей с оптимальной направленностью (в зависимости от выбранных значений В и уо) пересекаются на оси симметрии под углом 80-120°; изменение направленности каждого из громкоговорителей в пределах угла 60°, считая от его акустической осн для случаев, имеющих наибольший практический интерес (В = 2,8-3,0 и Уо>\,5 м), составляет 6-8 дБ. Заметим, что результаты этих вычислений достаточно хорошо согласуются с данными § 3.2. Для уменьшения влияния вертикальной направленности таких громкоговорителей иа получаемые результаты, громкоговорители следует располагать на уровне ушей слушателя, если же вертикальная направленность незначительна, то расположение колонок по высоте безразлично. Следует лишь помнить, что чрезвычайный их подъем приводит к неестественному по высоте положению стереопанорамы.

Другим, менее распространенным в настоящее время способом расширения зоны стереоэффекта (одинаково пригодным для стереофонии и квадрафонин), является применение громкоговорителей, имеющих определенную форму направленного излучения в вертикальной плоскости при отсутствии направленности в горизонтальной. Для получения требуемого эффекта громкоговорители Должны устанавливаться ниже (это расположение является более предпочти-