ตัวกระจายเสียงแบบเศษเหลือกำลังสอง (QRD) ที่ออกแบบสำหรับ 250 Hz ต้องใช้ร่องลึกราว 56 cm ขณะที่ตัวกระจายเสียงเมตาแบบปรับให้เหมาะสมที่สุดซึ่งหนาเพียง 3 cm ครอบคลุมช่วง 250 Hz ถึง 2 kHz (Jiménez, Cox, Romero-García และ Groby, Scientific Reports 2017) บนแผงที่ผ่านการวัดจริง QRD ไม้อัดมีสัมประสิทธิ์การกระจายเสียง 0.63 ที่ 1 kHz และ 2 kHz เทียบกับราว 0.10 ของแผ่นสะท้อนเรียบเพียงอย่างเดียว (Tronchin และคณะ, Applied Sciences 2021) การทดสอบสนามเสียงอิสระที่อยู่เบื้องหลังตัวเลขเหล่านั้น คือ ISO 17497-2 วางแหล่งกำเนิดเสียงห่างจากตัวอย่าง 10 m และวางตัวรับบนส่วนโค้งรัศมี 5 m ซึ่งเป็นการจัดวางที่คล้ายห้องไร้เสียงสะท้อนมากกว่าห้องนั่งเล่น ที่โรงอุปรากรลวีฟ ซึ่งมี 998 ที่นั่งและปริมาตร 5,500 m³ ตัวกระจายเสียงแบบ Schroeder ที่ติดตั้งในปี 2012 กระจายเสียงเป็นหลักในช่วงสูงกว่าราว 1 kHz (Kamisiński, Archives of Acoustics 2012) เรารวบรวมข้อมูลจากบทความ JASA ต้นฉบับของ Schroeder รายการ ISO 17497 ที่ BSI และ DIN Media มหาวิทยาลัยปาร์มา งานศึกษา Acoustics และ Applied Sciences ของ MDPI วารสาร Scientific Reports, Physical Review X เอกสารข้อมูลจำเพาะของ RPG Acoustical Systems และ EBU Tech 3276
สรุปโดยย่อ
- ความลึกร่องของ QRD เป็นไปตาม d_n = s_n x λ0 / 2N โดย N เป็นจำนวนเฉพาะคี่ (Stanford CCRMA บทความเรื่องตาข่ายท่อนำคลื่น QRD)
- QRD 500 Hz ที่มีร่อง 9.4 cm ใช้งานได้เพียงตั้งแต่ 375 Hz ถึง 1,824.8 Hz (Khrystoslavenko และ Grubliauskas, VILNIUS TECH 2019)
- QRD แบบ N = 7 สำหรับ 500 Hz ถึง 5 kHz ต้องมีร่องที่ลึกที่สุด 0.2 m (Pardo-Quiles และคณะ, Acoustics 2024)
- ISO 17497-2 ซึ่งเผยแพร่เมื่อพฤษภาคม 2012 ยาว 15 หน้า และวัดสัมประสิทธิ์การกระจายเสียงเชิงทิศทางในสนามเสียงอิสระ (DIN Media รายการ ISO 17497-2)
- แผ่น MDF เรียบมีสัมประสิทธิ์การกระเจิง 0.117 แต่สัมประสิทธิ์การกระจายเสียง 0.35 ที่ 1 kHz (Farina, มหาวิทยาลัยปาร์มา 2000)
- สัมประสิทธิ์การกระจายเสียงของ QRD ไม้อัด: 0.63 ที่ 1 kHz และ 2 kHz เทียบกับราว 0.10 ของแผ่นเรียบ (Tronchin และคณะ, Applied Sciences 2021)
- แผงอะคริลิกที่ใช้ QRD เพิ่มจาก d = 0.10 ที่ 400 Hz เป็น 0.62 ที่ 2 kHz (เอกสารข้อมูลจำเพาะ RPG Diviewsor 79)
- QRD 250 Hz ต้องใช้ความลึกราว 56 cm ส่วนตัวกระจายเสียงเมตา 3 cm ครอบคลุม 250 Hz ถึง 2 kHz (Jiménez และคณะ, Scientific Reports 2017)
- ตัวกระจายเสียงแบบ Schroeder ทั่วไปหนาราวหนึ่งความยาวคลื่น ส่วนรุ่นพื้นผิวเมตาบางกว่าราวหนึ่งลำดับขนาด (Zhu และคณะ, Physical Review X 2017)
- ตัวกระจายเสียงของโรงอุปรากรลวีฟเพิ่ม GL ที่ 4 kHz ราว 0.7 dB ทั่วบริเวณที่นั่งชั้นล่าง (Kamisiński, Archives of Acoustics 2012)
- ตัวกระจายเสียงหนึ่งถึงสามตัวในห้องขนาด 25.2 m³ เพิ่มค่า C80 ได้ 3.3 ถึง 12.4 dB ที่ 1 และ 2 kHz (Azad และคณะ, Acoustics 2019)
1. ความถี่ออกแบบ ความลึกของร่อง และความกว้างของร่อง
Schroeder เสนอพื้นผิวที่อาศัยทฤษฎีจำนวนเป็นครั้งแรกในปี 1975 โดยใช้ลำดับความยาวสูงสุด (Schroeder, JASA 57, 149-150, 1975) และส่วนขยายในปี 1979 เปลี่ยนไปใช้ลำดับเศษเหลือกำลังสองเพื่อขยายแบนด์วิดท์ จุดเด่นคือแบนด์วิดท์ถูกกำหนดด้วยสองมิติที่อ่านได้จากแบบ ความลึกของร่องกำหนดขอบล่างของช่วงที่ใช้งานได้ และความกว้างของร่องกำหนดขอบบน ร่องที่ลึกที่สุดคือสิ่งที่เปลืองพื้นที่ เพราะความลึกเป็นสัดส่วนของความยาวคลื่นที่ออกแบบ
การศึกษาการออกแบบจาก VILNIUS TECH แสดงให้เห็นว่าช่วงนี้อาจแคบเพียงใด QRD 500 Hz ที่มีร่อง 9.4 cm ใช้ประโยชน์ได้เพียงตั้งแต่ 375 Hz ถึง 1,824.8 Hz คิดเป็นอัตราส่วน 4.87 หรือราว 2.3 อ็อกเทฟ (1,824.8 / 375 = 4.87 และ log2 ของ 4.87 = 2.28) การคงความกว้างแผงไว้ที่ 1 m แล้วเพิ่มจำนวนเฉพาะ N ทำให้ร่องแคบลง ซึ่งดันขีดจำกัดบนให้สูงขึ้น แต่ก็ดึงความถี่ออกแบบให้สูงขึ้นตามไปด้วย (Khrystoslavenko และ Grubliauskas 2019) สูตรความลึกเองมีอธิบายไว้ในบทความ QRD ของ Stanford CCRMA
| ตัวชี้วัด | ค่า | แหล่งที่มา |
|---|---|---|
| กฎความลึกของร่อง | d_n = s_n x λ0 / 2N โดย N เป็นจำนวนเฉพาะคี่ | Stanford CCRMA บทความ QRD แบบตาข่ายท่อนำคลื่น 2 มิติ (ICMC 2004) |
| ลำดับเศษเหลือกำลังสอง N = 7 | 0, 1, 4, 2, 2, 4, 1 | Pardo-Quiles, Rodríguez และ Rodríguez-Rodríguez, Acoustics 2024 |
| QRD N = 7 สำหรับ 500 Hz ถึง 5 kHz | λ0 = 0.682 m ร่องลึกที่สุด 0.2 m | Pardo-Quiles และคณะ, Acoustics 2024 |
| ออกแบบที่ 500 Hz ร่อง 9.4 cm | ใช้งานได้ตั้งแต่ 375 Hz ถึง 1,824.8 Hz | Khrystoslavenko และ Grubliauskas, VILNIUS TECH 2019 |
| แผงกว้าง 1 m เปรียบเทียบ N = 7 กับ N = 23 | ออกแบบที่ 330 Hz (ขีดจำกัดบน 1,204.4 Hz) เทียบกับ 1,100 Hz (ขีดจำกัดบน 4,014.6 Hz ร่อง 4.3 cm) | Khrystoslavenko และ Grubliauskas, VILNIUS TECH 2019 |
| กฎความกว้างของร่อง | w = λmin / 2 | Suyatno และ Lianto, Journal of Physics: Conference Series 2021 |
| จุดเริ่มต้นของการเปลี่ยนทิศทางเสียง | ราว 0.5 x f0 | Kamisiński, Archives of Acoustics 2012 |
หมายเหตุด้านบริบท: กฎคร่าว ๆ ที่เผยแพร่สำหรับปลายด้านต่ำขัดแย้งกันเอง ตารางของ VILNIUS TECH กำหนดขีดจำกัดล่างที่ 0.75 x f0 (375 / 500 = 0.75 และ 247.5 / 330 = 0.75) ขณะที่ Kamisiński ระบุว่าตัวกระจายเสียงเริ่มเปลี่ยนทิศทางเสียงที่ 0.5 x f0 ควรถือว่าตัวเลข “ใช้งานได้ตั้งแต่” ทุกค่าเป็นค่าเฉพาะของวิธีออกแบบนั้น ๆ
2. การวัดการกระจายเสียง: ISO 17497 และสัมประสิทธิ์ของ AES
มีตัวเลขมาตรฐานสองค่าสำหรับพื้นผิวที่กระจายเสียง และทั้งสองตอบคำถามต่างกัน ISO 17497-1 วัดสัมประสิทธิ์การกระเจิงแบบตกกระทบสุ่มในห้องเสียงก้อง คือพลังงานจำนวนเท่าใดที่ออกจากทิศการสะท้อนแบบกระจกเงา ส่วน ISO 17497-2 วัดสัมประสิทธิ์การกระจายเสียงเชิงทิศทางในสนามเสียงอิสระ คือพลังงานที่สะท้อนกระจายตัวสม่ำเสมอเพียงใดตลอดการตอบสนองเชิงขั้ว BSI ระบุชัดเจนว่าส่วนที่ 1 ไม่ได้มีไว้เพื่อบรรยายความสม่ำเสมอเชิงพื้นที่ของการกระเจิง (BSI, BS ISO 17497-1:2004+A1:2014)
ช่องว่างระหว่างสองค่านี้ไม่ใช่เรื่องทางวิชาการล้วน ๆ แผ่น MDF เรียบที่วัดที่ 1 kHz มีสัมประสิทธิ์การกระเจิง 0.117 แต่สัมประสิทธิ์การกระจายเสียง 0.35 และผู้เขียนสรุปว่าสัมประสิทธิ์การกระเจิง “โดยทั่วไปเป็นปริมาณที่แตกต่างจากสัมประสิทธิ์การกระจายเสียงอย่างมาก” (Farina, มหาวิทยาลัยปาร์มา 2000) ในด้านสนามเสียงอิสระ Hargreaves, Cox, Lam และ D’Antonio เปรียบเทียบนิยามของสนามเสียงอิสระ และเสนอสัมประสิทธิ์ที่อิงสหสัมพันธ์ในตัวเองว่าดีที่สุด (JASA 108, 1710-1720, 2000) รายการของ ISO ส่วนที่ 2 อยู่ที่ DIN Media
| ตัวชี้วัด | ค่า | แหล่งที่มา |
|---|---|---|
| การเผยแพร่และการแก้ไขเพิ่มเติมของ ISO 17497-1 | เผยแพร่ 22 กรกฎาคม 2004 แก้ไขเพิ่มเติมในปี 2014 สถานะยังใช้งานอยู่ อยู่ระหว่างการทบทวน | BSI, BS ISO 17497-1:2004+A1:2014 |
| การเผยแพร่ ISO 17497-2 | พฤษภาคม 2012 15 หน้า ระบุว่ายังใช้งานอยู่ | DIN Media รายการ ISO 17497-2:2012 |
| เรขาคณิตสนามเสียงอิสระของ ISO 17497-2 | แหล่งกำเนิดห่างจากตัวอย่าง 10 m ตัวรับอยู่บนรัศมี 5 m ระยะห่างสูงสุด 5° และอย่างน้อย 80% ของตัวรับอยู่นอกโซนการสะท้อนแบบกระจกเงา | Tronchin, Farina, Bevilacqua, Merli และ Fiumana, Applied Sciences 2021 |
| มาตรวัดการกระจายเสียงในสนามเสียงอิสระที่แนะนำ | สัมประสิทธิ์ที่อิงสหสัมพันธ์ในตัวเอง | Hargreaves, Cox, Lam และ D’Antonio, JASA 2000 |
| แผ่น MDF เรียบ ที่ 1 kHz | การกระเจิง 0.117 การกระจายเสียง 0.35 | Farina, มหาวิทยาลัยปาร์มา 2000 |
| แผงครึ่งทรงกระบอกหมุน 90° ที่ 1 kHz | การกระเจิง 0.20 การกระจายเสียง 0.52 | Farina, มหาวิทยาลัยปาร์มา 2000 |
| ชุดไมโครโฟนในแบบจำลองการจำลองของ Farina | ไมโครโฟน 37 ตัวห่างกัน 5° แหล่งกำเนิด 10 m ตัวรับ 5 m | Farina, มหาวิทยาลัยปาร์มา 2000 |
หมายเหตุด้านบริบท: เอกสารข้อมูลของ AES ว่าด้วยความสม่ำเสมอของการกระเจิงบนพื้นผิว (กำหนดรหัส AES-4id-2001) ไม่สามารถดึงจาก aes.org ได้ในระหว่างการค้นคว้านี้ เนื้อหาจึงถูกอธิบายที่นี่ผ่านบทความของ Hargreaves และคณะ และ Tronchin และคณะ เท่านั้น ซึ่งระบุว่า AES “เสนอเทคนิคการวัดสัมประสิทธิ์ความสม่ำเสมอของการกระจายเสียง” และทั้งสองส่วนของ ISO วัดตั้งแต่ 100 Hz ถึง 5 kHz ในแถบหนึ่งในสามอ็อกเทฟ
3. สมรรถนะที่วัดได้: QRD เทียบกับแผ่นเรียบ
แม้แต่ QRD ที่สร้างอย่างดีก็ไม่เข้าใกล้สัมประสิทธิ์การกระจายเสียงที่ 1 QRD ไม้อัดที่ดีที่สุดในการทดสอบที่ปาร์มาปี 2021 มีค่า d = 0.63 ที่ 1 kHz และ 2 kHz ซึ่งสูงกว่าค่าราว 0.10 ของแผ่นสะท้อนเรียบเพียงอย่างเดียวประมาณหกเท่า (0.63 / 0.10 = 6.3) นอกช่วงความถี่ออกแบบ แผงเดียวกันลดลงเหลือ 0.23 ที่ 250 Hz หรือ 37% ของค่าสูงสุดนั้น (0.23 / 0.63) และทิศทางการวางสำคัญพอ ๆ กับวิธีก่อสร้าง (Tronchin และคณะ, Applied Sciences 2021)
แผงเชิงพาณิชย์ที่ใช้ QRD แสดงรูปแบบเดียวกัน คืออ่อนต่ำกว่าช่วงที่ออกแบบและไม่สม่ำเสมอภายในช่วงนั้น Diviewsor 79 แบบอะคริลิกของ RPG เพิ่มจาก 0.10 ที่ 400 Hz เป็น 0.48 ที่ 500 Hz ตกลงมาที่ 0.30 ที่ 1.25 kHz และจบที่ 0.62 ที่ 2 kHz (RPG Acoustical Systems, Diviewsor 79) จุดตกอย่างที่ 1.25 kHz คือเหตุผลที่ค่าเฉลี่ยเพียงค่าเดียวอาจทำให้เข้าใจผิดสำหรับสินค้ากลุ่มนี้
| ตัวชี้วัด | ค่า | แหล่งที่มา |
|---|---|---|
| QRD ไม้อัด วางแนวตั้ง ไม่มีแผ่นรองหลัง ที่ 1 kHz และ 2 kHz | d = 0.63 | Tronchin และคณะ, Applied Sciences 2021 |
| QRD ตัวเดียวกัน ที่ 250 Hz / 8 kHz | d ≈ 0.23 / 0.22 | Tronchin และคณะ, Applied Sciences 2021 |
| แผ่นสะท้อนเรียบเพียงอย่างเดียว | d ≈ 0.10 ตั้งแต่ 1 kHz ขึ้นไป | Tronchin และคณะ, Applied Sciences 2021 |
| แผงอะคริลิกที่ใช้ QRD ที่ 400 Hz / 500 Hz / 2 kHz | d = 0.10 / 0.48 / 0.62 | RPG Acoustical Systems เอกสารข้อมูลจำเพาะ Diviewsor 79 |
| แผงเดียวกัน จุดตกที่ 1.25 kHz | d = 0.30 | RPG Acoustical Systems เอกสารข้อมูลจำเพาะ Diviewsor 79 |
| ตัวกระจายเสียงแบบโพรง Galav2 เทียบกับ MDF เรียบ ที่ 1 kHz | d = 0.86 เทียบกับ 0.35 | Farina, มหาวิทยาลัยปาร์มา 2000 |
| QRD ที่ได้จากการทำนาย แบบออกแบบที่ 500 Hz | ค่า d ที่ปรับให้เป็นมาตรฐานสูงสุด 0.61 ที่ 800 Hz (N = 11) การกระเจิงสูงสุด 0.99 (N = 23) | Khrystoslavenko และ Grubliauskas, VILNIUS TECH 2019 |
หมายเหตุเกี่ยวกับค่าผิดปกติ: ห้องที่ใช้วัดเปลี่ยนคำตอบได้ ทีมที่ปาร์มายังทดสอบในห้องกึ่งไร้เสียงสะท้อนด้วย ซึ่งการสะท้อนจากผนังที่ไม่พึงประสงค์ทำให้ค่าสูง “อย่างสม่ำเสมอ” และผลถูกตัดสินว่าใช้ไม่ได้ การทดสอบที่ใช้ได้ทำในห้องปฏิบัติการเสียงก้องขนาด 16 x 20 x 7 m โดยใช้การกำหนดหน้าต่างเวลา ไมโครโฟน 25 ตัวห่างกัน 7.5° และแผงขนาด 900 x 600 mm ที่สร้างบนจำนวนเฉพาะ 17 และ 13 สำหรับเป้าหมาย 250 Hz ถึง 2 kHz
4. การแลกเปลี่ยนระหว่างความลึก น้ำหนัก และการดูดซับเสียง
ทุกหนึ่งอ็อกเทฟของการกระจายเสียงเบสที่เพิ่มขึ้นจะเพิ่มความลึกที่ QRD แบบดั้งเดิมต้องการเป็นสองเท่า เพราะความลึกของร่องแปรตามความยาวคลื่นที่ออกแบบ นี่คือเหตุผลที่ตัวกระจายเสียงแบบ Schroeder ในช่วงเบสกินความลึกของห้องมากถึงเพียงนั้น QRD ที่ออกแบบสำหรับ 250 Hz ต้องใช้ความลึกราว 56 cm และ QRD แบบ N = 5 สำหรับ 500 Hz หนาถึง 27.4 cm แล้ว การพับร่องช่วยลดได้เพียงราวครึ่งหนึ่ง (Jiménez, Cox, Romero-García และ Groby, Scientific Reports 2017) แนวการวิจัยนี้ คือช่องแคบเสียงช้าที่ติดตั้งตัวสั่นพ้องแบบ Helmholtz จัดอยู่ในสาขาที่กว้างกว่าของวัสดุเมตาเชิงเสียง
ผลของตัวกระจายเสียงเมตาชี้ว่ากฎความลึกเป็นคุณสมบัติของร่อง ไม่ใช่ของการกระจายเสียง บทความเดียวกันรายงานแผงที่มีความหนาระหว่าง 1/46 ถึง 1/20 ของความยาวคลื่นที่ออกแบบ และอีกทีมหนึ่งบรรยายตัวกระจายเสียงแบบ Schroeder ทั่วไปว่าหนา “ในระดับหนึ่งความยาวคลื่น” ก่อนจะสร้างรุ่นพื้นผิวเมตาที่บางกว่าราวหนึ่งลำดับขนาด (Zhu, Fan, Liang, Cheng และ Jing, Physical Review X 2017) ร่องยังดูดซับเสียงด้วย ซึ่งมีความสำคัญเมื่อตัวกระจายเสียงเข้ามาแทนผิวสำเร็จที่สะท้อนเสียง
| ตัวชี้วัด | ค่า | แหล่งที่มา |
|---|---|---|
| QRD แบบดั้งเดิมสำหรับ 250 Hz | ลึกราว 56 cm | Jiménez และคณะ, Scientific Reports 2017 |
| QRD แบบ N = 5 สำหรับ 500 Hz | หนา 27.4 cm | Jiménez และคณะ, Scientific Reports 2017 |
| ตัวกระจายเสียงเมตาแถบความถี่กว้างที่ปรับให้เหมาะสม | หนา 3 cm 250 Hz ถึง 2 kHz ค่า d ที่ปรับให้เป็นมาตรฐานเฉลี่ยราว 0.65 ค่าสูงสุด 0.9 | Jiménez และคณะ, Scientific Reports 2017 |
| ตัวกระจายเสียงแบบ Schroeder พื้นผิวเมตา | บางกว่าการออกแบบดั้งเดิมที่หนาราวหนึ่งความยาวคลื่นประมาณหนึ่งลำดับขนาด | Zhu และคณะ, Physical Review X 2017 |
| QRD ตัวสั่นพ้องแบบเยื่อ | บางกว่าตัวกระจายเสียงแบบร่องประมาณ 1 ลำดับขนาด | Zhao และคณะ, Applied Physics Express 2021 |
| ขนาดและมวลของแผงเชิงพาณิชย์ที่ใช้ QRD | สี่เหลี่ยมจัตุรัสด้านละ 23-5/8 in ลึก 9-1/8 in หนักราว 10 lb/ft² | RPG Acoustical Systems เอกสารข้อมูลจำเพาะ Diviewsor 79 |
| แผงเดียวกัน ค่าการดูดซับเสียง | NRC 0.30 SAA 0.26 | RPG Acoustical Systems เอกสารข้อมูลจำเพาะ Diviewsor 79 |
| QRD แบบไฮบริดตัวสั่นพ้องรูปทรงเส้นขอบฟ้า พิมพ์ 3 มิติ | สัมประสิทธิ์การดูดซับสูงสุด 0.9 ใกล้ 2,000 Hz (ท่ออิมพีแดนซ์) | Suyatno และ Lianto, Journal of Physics: Conference Series 2021 |
หมายเหตุด้านบริบท: งานต่อเนื่องปี 2020 จากกลุ่มตัวกระจายเสียงเมตาบรรยายแผง 3 cm ว่าบางกว่าการออกแบบแบบดั้งเดิม 20 เท่า (Jiménez และคณะ, Tecniacústica 2020) เรื่องการดูดซับเสียงของกลุ่ม QRD Yang, Shen และ Wang พบว่าค่านี้เปลี่ยนไปอย่างเห็นได้ชัดตามรูปทรงการติดตั้ง โดยเฉพาะต่ำกว่าความถี่ออกแบบ และมีจุดสูงสุดของการดูดซับสองจุด (JASA 2006) ตัวเลขของตัวสั่นพ้องแบบเยื่อมาจากบทคัดย่อของบทความเท่านั้น (Zhao และคณะ 2021)
5. QRD ในห้องแสดงคอนเสิร์ต สตูดิโอ ห้องเรียน และห้องฟัง
เหตุผลด้านการกระจายเสียงสำหรับห้องแสดงคอนเสิร์ตมาก่อน บทความของ Schroeder ปี 1979 ให้เหตุผลว่าห้องสมัยใหม่ที่มีเพดานต่ำต้องใช้รูปทรงเพดานและโครงสร้างพื้นผิวพิเศษ เพื่อกันเสียงช่วงแรกออกจากระนาบกลางและส่งไปทางด้านข้าง (Schroeder, JASA 65, 958-963, 1979) การปรับปรุงตามมา ภายในปี 1986 มีการเพิ่ม QRD ให้กับหอประชุม 750 ที่นั่งของมหาวิทยาลัยไอดาโฮซึ่งออกแบบไว้เดิมในปี 1935 โดยผลการวัดสอดคล้องกับการทำนายด้วยคอมพิวเตอร์อย่างใกล้ชิด (Graffy และ Paoletti, JASA 1986) สำหรับตัวชี้วัดของห้องที่การปรับปรุงเหล่านี้มุ่งเป้า โปรดดูสถิติเวลาก้องและ C80 ของห้องแสดงคอนเสิร์ตของเรา
ในห้องขนาดเล็ก ผลอาจใหญ่เกินสัดส่วน ในห้องทดสอบขนาด 25.2 m³ ตัวกระจายเสียงทรงปิรามิดหรือทรงนูนหนึ่งถึงสามตัวเพิ่มค่า C80 ได้ 3.3 ถึง 12.4 dB ที่ 1 และ 2 kHz โดยหลักคือการเปลี่ยนทิศทางเสียงไปยังพื้นและเพดานที่ดูดซับเสียง (Azad, Meyer, Lokki และ Siebein, Acoustics 2019) สิ่งเหล่านี้ไม่ใช่ QRD และผู้เขียนเตือนว่ากฎที่ได้จากห้องที่ไม่กระจายเสียงไม่สามารถนำไปใช้กับกรณีอื่นได้ ข้อแนะนำห้องฟังของ EBU กำหนดให้มีการกระจายเสียงแต่ไม่ได้ระบุถึงตัวกระจายเสียงโดยเฉพาะ (EBU Tech 3276, 1998) ส่วนด้านความถี่ต่ำของห้องเดียวกันนี้อยู่ในสถิติการดูดซับเสียงของตัวดักเสียงเบสของเรา
| ตัวชี้วัด | ค่า | แหล่งที่มา |
|---|---|---|
| การปรับปรุงหอประชุมมหาวิทยาลัยไอดาโฮด้วย QRD | 750 ที่นั่ง ห้องออกแบบไว้เดิมในปี 1935 | Graffy และ Paoletti, JASA 1986 |
| ตัวกระจายเสียงแบบ Schroeder ด้านหลังใต้ระเบียงของโรงอุปรากรลวีฟ (พฤษภาคม 2012) | หอประชุม 5,500 m³ 998 ที่นั่ง GL ที่ 4 kHz เพิ่มขึ้นราว 0.7 dB ทั่วบริเวณที่นั่งชั้นล่าง | Kamisiński, Archives of Acoustics 2012 |
| ช่วงความถี่ที่ได้ผลของตัวกระจายเสียงที่ลวีฟ | กระจายเสียงสูงกว่าราว 1 kHz ดูดซับเสียงได้มากกว่าผ้าทอแขวนผนังเดิมในช่วงต่ำกว่า 1 kHz | Kamisiński, Archives of Acoustics 2012 |
| ห้อง 25.2 m³ ตัวกระจายเสียง 1 ถึง 3 ตัว ที่ 1 และ 2 kHz | C80 เพิ่ม +3.3 ถึง +12.4 dB T20 ลดลง 0.19 ถึง 0.80 s | Azad, Meyer, Lokki และ Siebein, Acoustics 2019 |
| ตัวกระจายเสียงเพดานห้องเรียนครอบคลุมราว 8% ของเพดาน | C50 เฉลี่ย +0.8 dB ที่ 1 kHz และ +1.5 ถึง +3.2 dB ที่ตัวรับด้านหลัง 1 ถึง 4 kHz | Arvidsson, Nilsson, Bard Hagberg และ Karlsson, Acoustics 2020 |
| ห้องฟังอ้างอิงของ EBU | สนามเสียงก้องกระจายตัวเพียงพอที่จะหลีกเลี่ยงเสียงสะท้อนกระพือ ตำแหน่งฟังห่างจากผนังข้างและผนังหลังอย่างน้อย 1.5 m | EBU Tech 3276 ฉบับพิมพ์ครั้งที่ 2 ปี 1998 |
| รูปทรงตัวกระจายเสียงของหอประชุมที่จำลอง | รูปตัว Y ดีที่สุด สี่เหลี่ยมผืนผ้า QRD อันดับสอง รูปทรงขอบแย่ที่สุด | Pardo-Quiles และคณะ, Acoustics 2024 |
หมายเหตุด้านบริบท: การศึกษาห้องเรียน (Arvidsson และคณะ, Acoustics 2020) ใช้ตัวกระจายเสียงแผ่นไฟเบอร์อัดแข็งแบบโค้ง ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวดูดซับแบบสั่นพ้องที่ 125 ถึง 250 Hz ด้วย และค่าความต่างที่เพิ่งสังเกตได้ของ C50 ที่ 1 dB (ตาม ISO 3382-1) หมายความว่าผลเพิ่มโดยเฉลี่ยจากเพดานต่ำกว่าระดับที่ได้ยิน แต่ผลเพิ่มที่ที่นั่งด้านหลังไม่ต่ำกว่า ข้อมูลของลวีฟมาจากบทความของ Kamisiński ใน Archives of Acoustics ข้อมูลล่าสุดที่มีสำหรับแนวทางห้องฟังของ EBU คือ EBU Tech 3276 ปี 1998
สรุป: ตัวกระจายเสียงแบบเศษเหลือกำลังสองในรูปแบบตัวเลข
| ตัวชี้วัด | ค่า | แหล่งที่มา |
|---|---|---|
| บทความแรกเกี่ยวกับตัวกระจายเสียงที่อาศัยทฤษฎีจำนวน | 1975, JASA 57, 149-150 | Schroeder, JASA 1975 |
| กฎความลึกร่องของ QRD | d_n = s_n x λ0 / 2N โดย N เป็นจำนวนเฉพาะคี่ | Stanford CCRMA บทความเรื่องตาข่ายท่อนำคลื่น QRD |
| QRD 500 Hz ร่อง 9.4 cm ช่วงที่ใช้งานได้ | 375 Hz ถึง 1,824.8 Hz | Khrystoslavenko และ Grubliauskas, VILNIUS TECH 2019 |
| ขีดจำกัดบนของ QRD แบบ N = 23 กว้าง 1 m | 4,014.6 Hz ด้วยร่อง 4.3 cm | Khrystoslavenko และ Grubliauskas, VILNIUS TECH 2019 |
| QRD แบบ N = 7 สำหรับ 500 Hz ถึง 5 kHz ร่องลึกที่สุด | 0.2 m | Pardo-Quiles และคณะ, Acoustics 2024 |
| การเผยแพร่ ISO 17497-2 | พฤษภาคม 2012 15 หน้า | DIN Media รายการ ISO 17497-2 |
| การเผยแพร่ ISO 17497-1 | กรกฎาคม 2004 แก้ไขเพิ่มเติมในปี 2014 | BSI, BS ISO 17497-1:2004+A1:2014 |
| มาตรวัดการกระจายเสียงในสนามเสียงอิสระที่แนะนำ | สัมประสิทธิ์ที่อิงสหสัมพันธ์ในตัวเอง | Hargreaves และคณะ, JASA 2000 |
| แผ่น MDF เรียบ ที่ 1 kHz | การกระเจิง 0.117 การกระจายเสียง 0.35 | Farina, มหาวิทยาลัยปาร์มา 2000 |
| QRD ไม้อัด (รูปแบบที่ดีที่สุด) เทียบกับแผ่นสะท้อนเรียบ | d = 0.63 เทียบกับราว 0.10 ที่ 1 kHz และ 2 kHz | Tronchin และคณะ, Applied Sciences 2021 |
| แผงอะคริลิกที่ใช้ QRD ที่ 2 kHz | d = 0.62 | RPG Acoustical Systems เอกสารข้อมูลจำเพาะ Diviewsor 79 |
| การดูดซับเสียงของแผงอะคริลิกที่ใช้ QRD | NRC 0.30 SAA 0.26 | RPG Acoustical Systems เอกสารข้อมูลจำเพาะ Diviewsor 79 |
| QRD ที่ออกแบบสำหรับ 250 Hz | ลึกราว 56 cm | Jiménez และคณะ, Scientific Reports 2017 |
| ตัวกระจายเสียงเมตาแถบความถี่กว้าง | 3 cm, 250 Hz ถึง 2 kHz ค่า d เฉลี่ยราว 0.65 | Jiménez และคณะ, Scientific Reports 2017 |
| ตัวกระจายเสียงแบบ Schroeder พื้นผิวเมตา | บางกว่าราวหนึ่งลำดับขนาด | Zhu และคณะ, Physical Review X 2017 |
| การปรับปรุงหอประชุมด้วย QRD ปี 1986 | 750 ที่นั่ง | Graffy และ Paoletti, JASA 1986 |
| ตัวกระจายเสียงของโรงอุปรากรลวีฟ GL ที่ 4 kHz | เพิ่มขึ้นราว 0.7 dB | Kamisiński, Archives of Acoustics 2012 |
| ค่า C80 ที่เพิ่มขึ้นในห้องขนาดเล็กจากตัวกระจายเสียง 1 ถึง 3 ตัว | 3.3 ถึง 12.4 dB ที่ 1 และ 2 kHz | Azad และคณะ, Acoustics 2019 |
| ตัวกระจายเสียงเพดานห้องเรียน ตัวรับด้านหลัง | C50 +1.5 ถึง +3.2 dB | Arvidsson และคณะ, Acoustics 2020 |
ระเบียบวิธีและแหล่งที่มา
ตัวเลขทุกตัวข้างต้นอ่านจากบทความหลัก รายการมาตรฐาน หรือเอกสารข้อมูลจำเพาะของผู้ผลิตที่ลิงก์ไว้ด้านล่าง ผลจากห้องปฏิบัติการและการจำลองมีป้ายกำกับระบุไว้ว่าเป็นเช่นนั้น และข้อมูลของผู้ผลิตก็ระบุว่าเป็นข้อมูลของผู้ผลิต
- Schroeder, M. R.: Diffuse sound reflection by maximum-length sequences, JASA 57, 149-150 (1975) และ Binaural dissimilarity and optimum ceilings for concert halls, JASA 65, 958-963 (1979)
- Stanford CCRMA: 2-D digital waveguide mesh with a quadratic residue diffuser, ส่วนการออกแบบ QRD
- Khrystoslavenko และ Grubliauskas, VILNIUS TECH: Theoretical predictions of sound scattering and diffusion coefficients from quadratic residue diffusers (2019)
- Pardo-Quiles, Rodríguez และ Rodríguez-Rodríguez: Design of optimal sound absorbers using acoustic diffusers for multipurpose auditoriums, Acoustics 2024
- Suyatno และ Lianto: Skyline quadratic residue diffuser-resonator (SQRD-R), Journal of Physics: Conference Series 1896 (2021)
- BSI: BS ISO 17497-1:2004+A1:2014 สัมประสิทธิ์การกระเจิงแบบตกกระทบสุ่มในห้องเสียงก้อง
- DIN Media: ISO 17497-2:2012 สัมประสิทธิ์การกระจายเสียงเชิงทิศทางในสนามเสียงอิสระ
- Tronchin, Farina, Bevilacqua, Merli และ Fiumana: Comparison failure and successful methodologies for diffusion measurements undertaken inside two different testing rooms, Applied Sciences 11(22) 10523 (2021)
- Farina, มหาวิทยาลัยปาร์มา: A new method for measuring the scattering coefficient and the diffusion coefficient of panels (2000)
- Hargreaves, Cox, Lam และ D’Antonio: Surface diffusion coefficients for room acoustics: free-field measures, JASA 108, 1710-1720 (2000)
- RPG Acoustical Systems: หน้าสินค้าและเอกสารข้อมูลจำเพาะของ Diviewsor 79 (ข้อมูลจากผู้ผลิต)
- Jiménez, Cox, Romero-García และ Groby: Metadiffusers: deep-subwavelength sound diffusers, Scientific Reports 7, 5389 (2017) รวมถึงงานต่อเนื่อง Tecniacústica 2020
- Zhu, Fan, Liang, Cheng และ Jing: Ultrathin acoustic metasurface-based Schroeder diffuser, Physical Review X 7, 021034 (2017)
- Zhao และคณะ: Ultrathin Schroeder diffuser based on membrane-type resonators, Applied Physics Express (2021) (เฉพาะบทคัดย่อ)
- Yang, Shen และ Wang: On the sound absorption of quadratic residue diffuser groups, JASA 119 (2006)
- Graffy และ Paoletti: In situ auditorium measurements of quadratic residue diffusors, JASA 80 (1986)
- Kamisiński, มหาวิทยาลัย AGH: Correction of acoustics in historic opera theatres with the use of Schroeder diffuser, Archives of Acoustics 37(3), 349-354 (2012)
- Azad, Meyer, Lokki และ Siebein: Effects of adding pyramidal and convex diffusers on room acoustic parameters in a small non-diffuse room, Acoustics 2019
- Arvidsson, Nilsson, Bard Hagberg และ Karlsson: Combination of absorbers and diffusers in a classroom, Acoustics 2020
- EBU: Tech 3276, Listening conditions for the assessment of sound programme material, ฉบับพิมพ์ครั้งที่ 2 ปี 1998
- ข้อสังเกตเกี่ยวกับข้อมูล: นี่เป็นสาขาที่เติบโตเต็มที่แล้ว ข้อมูลหลักส่วนใหญ่จึงเก่ากว่าปี 2023 ข้อมูลล่าสุดที่มีสำหรับมาตรฐานคือ ISO 17497-1 (2004 แก้ไขเพิ่มเติมในปี 2014) และ ISO 17497-2 (2012) และ BSI ระบุว่าส่วนที่ 1 อยู่ระหว่างการทบทวน ตัวเอกสาร AES-4id-2001 เองไม่สามารถเข้าถึงได้ระหว่างการค้นคว้า และอธิบายผ่านบทความที่อ้างถึงเท่านั้น ข้อมูลขัดแย้งระหว่างแหล่งที่มา: ขีดจำกัดความถี่ต่ำระบุเป็น 0.75 x f0 ในตารางของ VILNIUS TECH แต่เป็น 0.5 x f0 โดย Kamisiński บทความตัวกระจายเสียงเมตาให้ค่า 56 cm สำหรับ QRD อ้างอิง 250 Hz ในเนื้อหา แต่คำอธิบายภาพหนึ่งระบุ QRD 32 cm ข้อสรุปของบทความ VILNIUS TECH ที่ว่าร่องที่มากขึ้นเพิ่มการกระจายเสียงขัดแย้งกับส่วนผลลัพธ์ของบทความเอง ตัวเลขของ Farina, Khrystoslavenko และ Pardo-Quiles เป็นผลจากการจำลองบางส่วนหรือทั้งหมด ตัวเลขของ RPG เป็นข้อมูลของผู้ผลิต และห้องของ Azad กับ Arvidsson ใช้ตัวกระจายเสียงที่ไม่ใช่ QRD
อัปเดตล่าสุด: 18 ตุลาคม 2026 เราจะทบทวนและอัปเดตสรุปนี้ทุกไตรมาส และคาดว่าการปรับปรุงครั้งถัดไปจะเกิดขึ้นเมื่อ ISO ทบทวน ISO 17497-1 ที่กำลังดำเนินอยู่เสร็จสิ้น