Slaboproudý obzor
Roč. 69 (2013) Číslo 1
Recenze
Acoustics: Sound Fields and Transducers
Autoři: Leo L. Beranek, Tim J. Mellow
Vydavatel: Academic Press / Elsevier.
2012, vydání první, 720 stran, ISBN: 978-0-12-391421-7.
V nakladatelství Academic Press vyšla před několika měsíci
velmi zajímavá monografie, týkající se akustiky
a elektroakustiky. Kniha Acoustics: Sound Fields
and Transducers staví na klasické knize Leo Beranka
Acoustics z roku 1954, k níž přidává řadu nových teoretických
i prakticky orientovaných poznatků.
V úvodních kapitolách kniha pokrývá základní teoretické
aspekty akustiky. Jsou intuitivně vysvětleny fyzikální principy
související se zvukem a jsou odvozeny fundamentální vztahy
pro šíření a vyzařování zvukové vlny do prostoru. Zajímavý
didaktický prvek představuje například paralelní odvození
vlnové rovnice v jedné a ve třech souřadnicích. Dále jsou
vysvětleny elektromechanické a elektroakustické analogie
impedančního i admitančního typu a jejich vzájemný převod,
jsou vyloženy základy popisu dvojbranů pomocí matic a jsou
odvozeny kaskádní a impedanční matice pro dva vybrané typy
měničů. Samostatná kapitola pak podává přehled akustických
prvků, včetně fyzické podoby prvků realizujících akustickou
hmotnost, poddajnost, odpor či jejich kombinace a příkladů
na výpočet impedance z fyzických rozměrů a podoby prvku.
Je uveden vliv viskózních a tepelných ztrát na šíření vlny
ve vlnovodech. Najdeme zde rovněž popis základních
idealizovaných zdrojů zvuku, jako je např. bodový zdroj,
dipól, či zdroj pro beamforming, včetně vyzařovací impedance
a náhradních obvodů.
V další části se kniha podrobně zabývá elektroakustikou.
Je podán přehled o různých typech mikrofonů – tlakových,
gradientních a jejich kombinacích. Vedle obecných principů
a teorie zde najdeme i detailní rozbor konkrétních komerčně
dostupných mikrofonů. Velký prostor je věnován
elektrodynamickým reproduktorům, jejich ekvivalentním
obvodům s příslušnými vztahy, a rovněž reproduktorům
tlakovým s různými typy vlnovodů. Nechybí ani praktické
aspekty – jak změřit Thiele-Smallovy parametry reproduktoru
či jak navrhnout magnet a cívku. Pasáž věnovaná reproduktorovým soustavám rozebírá vliv různých konstrukcí ozvučnice,
uvádí také rozsáhlé řešené příklady na praktický návrh
reproduktorového systému včetně analýzy ozvučnice
s basreflexem nebo zvukovodem (transmission line). Konečně
jsou pokryty reprosoustavy s více měniči, konstrukce výhybek
a její důsledky. K aktuálním tématům patří pasáže o akustice
mobilních telefonů (velikost, odezva, odolnost či energetické
nároky měničů). Dále je krátce pojednáno o základech
akustiky uzavřených prostorů a návrhu poslechové místnosti.
Nejprve jsou analyzovány vlastní kmity dutého kvádru
a následně se přechází ke statistické akustice a pojmům, jako
je difúzní pole, doba dozvuku či poloměr dozvuku.
Závěrečné kapitoly knihy jsou velmi hutné a přinášejí
v detailním pohledu analytická řešení vlnové rovnice
pro nejrůznější akustická pole zejména v cylindrických
21
a sférických souřadnicích. K odvození je použito jednak
metody okrajových podmínek, jednak integrální metody
hraničních prvků s využitím Greenovy funkce. Jako příklady
bych uvedl rozptyl rovinné a kulové vlny okolo tuhé koule,
vyzařování konvexního a konkávního kulového vrchlíku
umístěného v nekonečné ozvučnici či vyzařování pružného
disku v prostoru. Konečně jsou představeny akustické aplikace
analýzy obvodů metodou stavových proměnných včetně
několika komplexních příkladů.
Nespornou kvalitou knihy je její vysoká odbornost a šíře
a hloubka pokrytých témat. U takto odborného díla ovšem
překvapí, jak srozumitelně a pochopitelně je text psán. Výklad
je veden velmi názorným, někdy až téměř laickým způsobem,
což ocení zejména ti čtenáři, kteří se s akustikou
a elektroakustikou teprve seznamují. Text je dobře a logicky
strukturován. Kniha obsahuje řadu rozsáhlých a komplexně
pojatých příkladů, na nichž je ukázáno využití teorie pro řešení
ryze praktických úloh. Zdravá rovnováha teorie a praxe a také
vzácná schopnost autorů podat odbornou problematiku
srozumitelně činí z této knihy dílo, jež má potenciál oslovit jak
profesionálního akustika či inženýra, tak studenta nebo obecně
jakéhokoli technicky orientovaného čtenáře. Ti první v knize
najdou odpovědi na řadu složitých problémů z praxe, ti druzí
se mohou pochopitelnou formou seznámit se základy
i pokročilejšími poznatky z oboru. Knihu lze tedy doporučit
všem, kdo mají blízko k akustice a elektroakustice a chtějí mít
při ruce kvalitní a přehledný zdroj informací o těchto
disciplínách.
Ing. Zbyněk Bureš, Ph.D.
Download

Acoustics: Sound Fields and Transducers