TECHNOLOGIA

70

70

Estrada ii S

Studio •

• lluty 22002

70

70

F

ale dŸwiêkowe s¹ przemieszczaj¹cymi siê
zmianami ciœnienia powietrza. Podczas po-

ruszania siê fala dŸwiêkowa powoduje sprê-
¿anie moleku³ powietrza w jednym punkcie.
Nazywamy to stref¹ zwiêkszonego ciœnienia
lub sk³adow¹ dodatni¹ (+). Po sprê¿eniu na-
stêpuje proces rozprê¿enia moleku³ i powsta-
je strefa niskiego ciœnienia lub sk³adowa u-
jemna (–). Oba te procesy trwaj¹ naprzemien-
nie do momentu, kiedy energia fali dŸwiêko-
wej wygaœnie.

Czêstotliwoœæ fali dŸwiêkowej okreœla

szybkoœæ zmian ciœnienia lub cykli w czasie.
Jeden cykl (okres) jest zmian¹ stanu od wy-
sokiego ciœnienia do niskiego i znów do wy-
sokiego. Liczba cykli na sekundê to Hertz (Hz).
Ton o czêstotliwoœci 1.000Hz oznacza wiêc
1.000 cykli na sekundê.

D³ugoœæ fali dŸwiêkowej jest odleg³oœci¹ fi-

zyczn¹ od pocz¹tku jednego cyklu do pocz¹t-
ku nastêpnego. D³ugoœæ fali dŸwiêkowej od-
niesiona jest do czêstotliwoœci rozchodzenia
siê dŸwiêku w powietrzu (344 metry na se-
kundê). Szybkoœæ dŸwiêku jest sta³a i nieza-
le¿na od czêstotliwoœci (choæ zale¿y od ciœ-
nienia atmosferycznego, wilgotnoœci, tempe-
ratury itp.).

G³oœnoœæ.

Pod wp³ywem dŸwiêku ciœ-

nienie powietrza zmienia siê – raz jest wiêk-
sze, a raz mniejsze od normalnego ciœnienia
atmosferycznego. Dziêki temu ucho ludzkie
jest w stanie odbieraæ dŸwiêki. Zmieniaj¹ce
siê ciœnienie, zwi¹zane ze sprê¿aniem i roz-
prê¿aniem moleku³ powietrza, jest proporcjo-
nalne do g³oœnoœci, jak¹ odbiera narz¹d s³u-
chu. Czym wiêksza zmiana ciœnienia, tym g³oœ-
niejszy dŸwiêk. W warunkach idealnych ucho
ludzkie wychwytuje zmiany ciœnienia rzêdu
0,0002 mikrobara. Jeden mikrobar jest równy
jednej milionowej ciœnienia atmosferycznego.
Próg bólu wynosi ok. 200 mikrobarów, za-
tem zakres g³oœnoœci odbieranych przez nas
dŸwiêków jest bardzo szeroki. Ten zakres
amplitudy najlepiej wyra¿aæ w logarytmicz-
nej skali decybelowej (dB). WartoϾ w decy-
belach SPL (Sound Preasure Level – poziom
ciœnienia dŸwiêku) odniesiona jest do 0,0002
mikrobara (0dB SPL). 0dB SPL to próg s³yszal-
noœci, a 120dB SPL to próg bólu. 1dB jest naj-
mniejsz¹ zmian¹ ciœnienia dŸwiêku, jak¹ mo-
¿emy us³yszeæ. Zmiana ciœnienia dŸwiêku o
3dB jest zauwa¿alna, a zmiana o 6dB jest bar-
dzo znacz¹ca. Jeœli ciœnienie dŸwiêku wzroœ-

nie o 10dB, wówczas odbierzemy taki dŸwiêk
jako dwukrotnie g³oœniejszy. Warto zapamiê-
taæ te wartoœci, czêsto bêd¹ nam potrzebne.

Cechy œ

œrodowiska d

dŸwiêko-

wego.

Ka¿de œrodowisko dŸwiêkowe

wykazuje cechy, które maj¹ wp³yw na rozcho-
dz¹cy siê w nim dŸwiêk i wywo³uj¹ jego zmia-
ny. Fala dŸwiêkowa – jak ka¿da inna fala –
podlega odbiciu, za³amaniu i ugiêciu. Fala
dŸwiêkowa odbija siê od powierzchni p³as-
kich i innych obiektów, jeœli obiekt jest pod
wzglêdem fizycznym równy b¹dŸ wiêkszy ni¿
d³ugoœæ fali dŸwiêku. Poniewa¿ fale o niskiej
czêstotliwoœci maj¹ wiêksz¹ d³ugoœæ, mog¹
byæ odbijane tylko przez wiêksze obiekty. Wy¿-
sze czêstotliwoœci s¹ odbijane przez mniejsze
obiekty i powierzchnie. Jeœli poszczególne
sk³adowe dŸwiêku nie zostan¹ odbite w jed-
nakowy sposób, dŸwiêk odbity bêdzie mia³
inn¹ charakterystykê czêstotliwoœciow¹ ni¿
dŸwiêk bezpoœredni. Odbicia dŸwiêku s¹ Ÿród-
³em powstawania takich zjawisk jak echo, po-
g³os i fale stoj¹ce. Echo ma miejsce gdy
dŸwiêk wtórny jest opóŸniony na tyle w sto-
sunku do dŸwiêku pierwotnego (z uwagi na
odleg³oœæ od powierzchni odbijaj¹cych), ¿e
s³uchacz odbiera je jako oddzielne powtórze-
nie dŸwiêku podstawowego. Pog³os zawie-
ra w sobie wiele odbiæ dŸwiêku, powoduj¹-
cych jego wybrzmiewanie w pomieszczeniu,
nawet jeœli dŸwiêk podstawowy ju¿ uleg³ za-
nikowi. Fale stoj¹ce powstaj¹ w pomieszcze-
niu gdy d³ugoœæ fal o okreœlonych czêstotli-
woœciach równa jest odleg³oœci miêdzy dwo-
ma równoleg³ymi œcianami. Wówczas to
dŸwiêk oryginalny i dŸwiêk odbity zaczyna-
j¹ siê wzajemnie wzmacniaæ. Zazwyczaj ma
to miejsce w przypadku niskich czêstotliwo-
œci, co wynika z d³ugoœci ich fal i trudnoœci
w ich absorpcji.

Ugiêcie fali dŸwiêkowej ma miejsce, gdy

przechodzi ona przez zmiany w gêstoœci œro-
dowiska akustycznego. WielkoϾ zmiany mo-
¿e zale¿eæ od obiektów fizycznych, jak np. ko-
tary izoluj¹ce dŸwiêk) lub od efektów atmo-
sferycznych, takich jak wiatr lub temperatu-
ra. Te ostatnie zjawiska nie wystêpuj¹ w œro-
dowiskach studyjnych.

Fale dŸwiêkowe bêd¹ ulega³y ugiêciu pod

wp³ywem przedmiotów, które znajd¹ siê na
ich drodze, a które bêd¹ mniejsze wymiara-
mi ni¿ d³ugoœæ fali. Poniewa¿ fale o mniejszych
czêstotliwoœciach maj¹ wiêksz¹ d³ugoœæ ni¿

Studyjne techniki

mikrofonowe (4)

W tym odcinku naszego
cyklu opartego na publikacji
„Microphone Techniques For
Music Studio Recording“
wydanej przez firmê Shure
Brothers, omówimy najwa¿-
niejsze pojêcia zwi¹zane
z akustyk¹.

Podczas budowy studia projektowego lub nie-
wielkiego studio produkcyjnego, zazwyczaj za-
chodzi potrzeba dokonania kilku adaptacji œcian
i wykonania kilku ekranów akustycznych. Wiele
niewielkich studiów – zazwyczaj z uwagi na
znaczne koszty takiego przedsiêwziêcia – wyko-
rzystuje do tego celu niedrogie dywany lub wy-
k³adziny dywanopodobne. Jak wynika jednak
z dokonanych pomiarów, nie jest to dobre roz-
wi¹zanie.
Zacznijmy od teorii. Absorpcja jest zamian¹ ener-
gii dŸwiêkowej, która przenika przez ró¿nego ty-
pu materia³y, w ciep³o. Ró¿ne materia³y charakte-
ryzuj¹ siê ró¿nym efektem absorpcji w funkcji
czêstotliwoœci. Dla ka¿dego materia³u podawany
jest wspó³czynnik absorpcji wyra¿ony w sabi-
nach i zawieraj¹cy siê miêdzy 0 a 1. Dla uprosz-
czenia mo¿na myœleæ o tym wspó³czynniku jak
o procentach poch³oniêtej (zamienionej w ciep³o)
energii dŸwiêku. Dajmy konkretny przyk³ad. Da-
ny materia³ charakteryzuje siê wspó³czynnikiem
absorpcji wynosz¹cym 0,67 przy 1kHz. To ozna-
cza, ¿e absorbuje on 67 procent przechodz¹cej
przez niego fali o czêstotliwoœci 1kHz.

T£UMIENIE DWIÊKU
(uwaga na dywany!)

Estrada ii S

Studio •

• lluty 22002

71

fale o wiêkszych czêstotliwoœciach, fale o ni¿szych czêstotliwoœciach
czêœciej ulegaj¹ ugiêciu. Skutkiem tego wy¿sze czêstotliwoœci ³atwiej
jest st³umiæ i zablokowaæ ni¿ basy, które z natury s¹ wielokierunko-
we (rozchodz¹ siê we wszystkich kierunkach). Kiedy odizolujesz dwa
instrumenty w pomieszczeniu za pomoc¹ zas³ony akustycznej, zau-
wa¿ysz, ¿e w ka¿dym z nich dŸwiêk sta³ siê nieco zamulony w zakre-
sie niskich czêstotliwoœci. Wynika to w³aœnie z ugiêcia niskich czêsto-
tliwoœci wokó³ bariery akustycznej.

DŸwiêki b

bezpoœrednie o

oraz o

odbite.

Bardzo istot-

n¹ cech¹ dŸwiêku dobiegaj¹cego bezpoœrednio ze Ÿród³a jest utrata
jego energii w miarê oddalania siê od punktu wyjœcia. Zjawisko to o-
pisuje prawo odwrotnoœci kwadratów: gdy odleg³oœæ od Ÿród³a dŸwiê-
ku ulega podwojeniu, poziom g³oœnoœci spada o 6dB. Z wczeœniej-
szej lektury ju¿ wiemy, ¿e spadek o 6dB jest wyraŸnie s³yszalny. Daj-
my przyk³ad. Jeœli dŸwiêk ze wzmacniacza gitarowego ma 100dB SPL
przy 30cm od kolumny, to przy 60cm bêdzie wynosi³ 94dB, przy 120cm
u¿ 88dB, a przy 240cm spadnie do 82dB. Zgodnie z t¹ sam¹ zasad¹,
jeœli skrócimy dystans o po³owê, poziom ciœnienia dŸwiêku wzroœnie
o 6dB. To oznacza, ¿e ten sam dŸwiêk bêdzie wytwarza³ ciœnienie 106dB
w odleg³oœci 15cm od g³oœnika, a 112dB w odleg³oœci 7,5cm.

Z drugiej jednak strony dŸwiêk odbity w pomieszczeniu w ka¿dym

jego punkcie ma niemal taki sam poziom. Dzieje siê tak, poniewa¿
fala dŸwiêkowa jest odbijana wielokrotnie do momentu a¿ przesta-
nie byæ bezkierunkowa. (Odbicia fal s¹ przyk³adem dŸwiêków nie ma-
j¹cych kierunku – bezkierunkowych).

Dlatego w³aœnie dŸwiêk bêd¹cy wynikiem odbijania fali bezpoœred-

niej od œcian (ambientowy)
jest obierany przez mikro-
fon jako coraz g³oœniejszy
w miarê oddalania mikro-
fonu od Ÿród³a dŸwiêku.
Proporcjê dŸwiêku bezpo-
œredniego do dŸwiêku od-
dawanego przez pomiesz-
czenie mo¿na kontrolo-
waæ odleg³oœci¹ mikrofo-
nu od Ÿród³a dŸwiêku
oraz, w mniejszym stop-
niu, doborem charaktery-
styki kierunkowej mikro-
fonu.

Jeœli mikrofon zostanie

umieszczony poza typo-
wym dla niego miejscem,
dŸwiêk ambientowy za-
cznie dominowaæ w na-
graniu i odpowiednia ró-
wnowaga mo¿e byæ trud-
na do osi¹gniêcia – bez
wzglêdu na rodzaj u¿yte-
go mikrofonu. Dystans,
poza którym dŸwiêk am-
bientowy jest g³oœniej-
szy od dŸwiêku podstawo-
wego nazywa siê dystan-
sem krytycznym. Bêdzie
on tym krótszy, im w da-
nym pomieszczeniu bê-
dziemy mieli do czynienia
z wiêkszym poziomem
dŸwiêku odbitego lub po-
ziomem dŸwiêków nie-
po¿¹danych.

E

i

S

Rozk³ad wspó³czynnika t³umienia ró¿nych
materia³ów w funkcji czêstotliwoœci:
1. Nie szkliwiona ceg³a.
2. Ciê¿ki dywan na pod³o¿u betonowym.
3. Nie malowany blok betonu.
4. Pianka typu Sonex 2.
5. Materia³ typu Acoustile.

1)

2)

3)

4)

5)