Самый линейный массив

Впервые термин «линейный массив» появился в книге магистра электротехники и основателя компании Digital Equipment Corporation Кеннета Гарри Олсона «Acoustical Engineering» в 1957 году. Речь велась об акустических системах, способных производить направленную звуковую волну для трансляции на значительные расстояния.

Если поставить две одинаковые акустические системы друг на друга и подать на них одинаковый сигнал, то, теоретически, вблизи оси симметрии такого агрегата должно происходить активное взаимодействие двух волн. Поскольку там звуковые сигналы когерентны, то есть совпадают по амплитуде и фазе. Очевидно, волны будут складываться с увеличением звукового давления.

По мере удаления от оси симметрии фазы волн будут рассогласовываться и дело дойдёт до вычитания волн. Появятся провалы звукового давления. Можно даже найти точки, где звуковое давление будет вовсе равно нулю. Такое явление носит название «деструктивной интерференции» или «гребенчатого фильтра».

Поставив несколько одинаковых колонок «стопкой» с таким шагом, чтобы область деструктивной интерференции находилась вблизи боковой области излучения акустических систем, можно получить настоящий линейный массив. А можно и не получить. Если не добиться существенного повышения вблизи плоскости симметрии комплекса звукового давления. Ведь основная цель – минимизация ослабления звука с расстоянием. Кстати, в горизонтальной плоскости звук остаётся таким, как если бы колонка была одна.

Линейный массив представляет собой некий «акустический усилитель». Причем, работать он будет тем лучше, чем меньше будет межцентровое расстояние между громкоговорителями. А допустимая величина межцентрового расстояния определяется длиной излучаемой волны. Чем она больше, тем больше допустимое расстояние. Вернее – межцентровое расстояние должно быть меньше половины длины волны в рабочей полосе частот. Это – основное условие линейного массива.

С басами всё отлично. Частоты низкие, волны длинные. На средних частотах проблемы начинаются уже с размером громкоговорителя от 8 ̋. Поэтому больше особенно и не используют. А что делать с высокими частотами?

Безвыходных положений не бывает. Для воспроизведения высоких частот наиболее эффективны компрессионные драйверы с рупором. Причём рупор этот формирует волну с эллиптическим фронтом из-за уменьшения скорости звука на краях и гранях рупора. В силу их размера условие межцентрового расстояния менее половины длины волны соблюдено быть не может. Но можно добиться от драйвера излучения вертикального фронта звуковой волны. Это возможно, если разместить специальные переходные камеры перед рупором. В этом случае высокая направленность почти плоского фронта волны обеспечит высокочастотный звук на больших расстояниях.

«Поправить» структуру фронта звуковой волны, приблизив её к сферической, можно также применением рупора сложной многогранной формы.

Ещё одна важная, решаемая линейным массивом задача – равномерное распределение интенсивности звука на всей протяжённости участка работы. Это реализуемо при помощи различных методик компьютерного моделирования переменной кривизны массива в вертикальной плоскости. Вообще, к тому идёт, что каждый компонент массива будет управляться оперативно и индивидуально. Такие методики уже используются. Правда, мало, и на высокобюджетных мероприятиях.

Определённые сложности могут возникнуть при использовании линейных массивов в крытых помещениях, пусть и больших. Отражённые от потолка волны могут малопредсказуемо повлиять на и так довольно хрупкий эффект массива. Выход, опять же, один – компьютерная симуляция. Да и искривление массива может повлечь за собой появление провалов звукового давления. И чем это искривление больше – тем вероятность деструктивной интерференции выше. Капризная это штука, линейный массив.