диффузор шредера что это
Диффузоры Шредера — акустика по-дилетантски
Как обычно, запись будет длинная и нудная. Кому теория неинтересна — перематывайте в самый конец, там будут картинки )))
Все описанное придумано не мной, а собрано на просторах сети. Область знаний совсем не моя, надеюсь нигде не напортачил, если кто какой криминал найдет — поправляйте!
COVID-19 провоцирует на работу с проектами второго, третьего, девятого и двадцать третьего эшелонов. Вот и я неожиданно добрался до акустики в квартире.
Несмотря на любовь к качественному звуку дома, по части акустической подготовки я никогда особенно не заморачивался — все-таки в квартире в первую очередь должно быть удобно жить, это же не концертный зал. Поэтому при ремонте 8 лет назад «акустическая подготовка» свелась к шумоизоляции стены от соседей. Ну и место размещения акустических систем я выбрал на этапе планировки, чтобы не пристраивать их куда-нибудь в угол потом. В остальном обычная жилая комната: диван, полки с книгами, шкаф с посудой, рабочий стол, телевизор.
Но в начале февраля этого года стало интересно, а как на самом деле обстоят дела с акустикой помещения?
Известно, что два уха человеку даны чтобы определять положение звука в пространстве. Делается это мозгом автоматически, по разнице во времени между поступлением сигнала слева и справа. Например, справа от меня что-то бамкнуло, и звук прилетел в правое ухо. А в левое ухо он прилетит позже, либо обогнув голову (за счет дифракции), либо отразившись от стен и предметов. Вот по этой разнице мозг и поймет, что источник находится справа.
По мере снижения частоты (= увеличения длины волны) этот эффект снижается, так как размер головы в районе 20-25 см сопоставим с длиной звуковой волны частотой 1,3-1,6 кГц; соответственно снижение частоты приведет к тому, что разность фаз между двумя ушами будет все сложнее уловить. Именно поэтому низкочастотные источники в пространстве позиционируются хуже — комара на слух поймать можно, а грохот поезда идет как будто бы со всех сторон.
Но музыку мы слушаем обычно не в чистом поле, а в помещении. Значит огромное количество звуковой информации будем получать от отраженного сигнала. Понятно, что при отражении часть энергии сигнала расходуется, и он постепенно ослабевает. Если отражающие поверхности хорошо отражают сигнал — то он будет отражаться многократно, слабо при этом затухая. Комната при этом гудит и звенит, это называется реверберация.
Бывают, конечно, студии звукозаписи и шоурумы для прослушивания — там выполняется акустическая подготовка с уклоном в поглощение звука, а не в рассеивание. Но жить в таком помещении очень неуютно, так как элементарный бытовой вопрос ориентирования в пространстве на слух становится трудноразрешимым. В темноте просто невозможно определить насколько далеко еще до стены 🙂
Поэтому для домашнего аудио, в бытовой квартире без специализированного помещения обычно стараются акустическую подготовку выполнять локально, для конкретных источников звука (акустических систем). Для этого используются разные прибамбасы, об одном из которых я и расскажу — о диффузоре Шредера.
Манфред Шредер был специалистом в области акустики (насколько я понимаю, одним из первых); проводил исследования концертных залов. В частности, им была разработана вот такая шкала для звукового диапазона частот (спасибо, doctor-sound.com.ua!)
Диапазон А — это частоты, длина волны которых превышает длину волны помещения. То есть никаких резонансов и стоячих волн образоваться не может принципиально. Это область звукового давления, то есть звук не локализуется совсем. Для моей комнаты 6х4 метра предел этого диапазона F1 = 55 Гц.
Диапазон B — в нем работает волновая акустика, то есть собственные резонансы комнаты и гармоники низших порядков. Сверху он ограничен частотой Шредера — F2, она определяется по формуле, к ней позже вернемся.
Диапазон С — в нем все еще влияют резонансы комнаты (вернее уже их гармоники высших порядков), но уже начинает работать геометрическая акустика, то есть отражение сигнала и разность фаз. Верхняя граница примерно равна четырем F2.
Диапазон D — область работы исключительно геометрической акустики. Длина волны настолько мала, что никаких стоячих волн не может быть принципиально, звук обязательно отразится под углом.
Частота Шредера зависит от размера помещения (его объема V) и времени реверберации RT60 (то есть затухания звука). Второй параметр позволяет учесть как раз «общую акустическую подготовку» — покрытие стен, потолка и пола, наличие мебели, параллельность поверхностей. Чем меньше время реверберации — тем быстрее будет затухать звук и тем ниже будет частота Шредера.
Почему так важно, чтобы частота Шредера была пониже? Потому что со стоячими волнами бороться труднее. А если они образуются в том диапазоне частот, где мы привыкли ориентироваться по фазе звука, о «сцене» можно забыть.
ЧАСТЬ 2. Расчеты и измерения
Значит, нужно определить RT60. Не буду вдаваться в подробности методики, но смысл примерно такой: необходимо подать в комнату звуковой сигнал, а потом измерить, сколько времени потребовалось на его затухание. Желательно, на разных частотах, но если такой возможности нет — используют частоту 500 Гц. Я пользовался софтом Room EQ Wizard v5.19. Он распространяется свободно. Для измерений нужно со звуковой карты подать сигнал на усилитель, а измерительным микрофоном снять отклик помещения. Вместо измерительного микрофона я использовал шумомер по шкале С — это не совсем годится для измерений АЧХ, но для реверберации вполне сойдет.
Получилась вот такая картинка — это график изменения времени реверберации по частотам. Вот тут подробнее про него. Графиков так много потому, что есть различные методики расчета RT60, но основной разброс у них в частотах ниже 200 Гц, это не так принципиально. Выше этой частоты все графики болтаются в районе 0,4 с. Для комнаты в 72 м3 это неплохой результат (для комнат до 50 м3 рекомендуется 0,3 с, от 50 до 200м3 — 0,4-0,6 с).
Теперь у нас есть величина RT60 = 0,4 с, объем комнаты известен — 72 м3, можно посчитать частоту Шредера. У меня получилось F2 = 2000 * SQRT(0,4/72) = 149 Гц. Это прекрасно! Это значит, что в НЧ диапазоне акустические проблемы со стоячими волнами и резонансами ограничены частотой, где на них можно практически забить. Но это не мешает поработать с СЧ диапазоном, где содержится большая часть звуковой информации — речь, вокал и большинство инструментов.
Для этого нужно понять, где в комнате находятся «площадки первых отражений» — области, от которых сигнал от источников звука поступает к слушателю минимально ослабленным. Так как мы решили, что в этом диапазоне действуют правила геометрической акустики, то эти площадки можно построить по принципу «угол падения равен углу отражения» вручную. Однако удобнее воспользоваться онлайн-калькулятором, например вот тут.
К сожалению, калькулятор не меняет масштабы чертежа в соответствии с заданными размерами (у меня акустика стоит вдоль длинной стены), но суть от этого не меняется.
Вот именно в красных областях на стенах, полу и потолке должны располагаться разнообразные рассеиватели — тогда звук до слушателя будет доходить в первую очередь из источников, а комната мало будет на это влиять. Появится «сцена», «стереопанорама» и прочие аудиофильские радости.
Мне, в некоторой степени, повезло. Слева область первых отражений попала как раз в дверь соседней комнаты, которая никогда не закрывается. Значит, все, что туда попало — пропало. Справа эта область упирается в окно с глубоким подоконником и плотной шторой. Все это тоже работает как рассеиватель.
С полом делать особенно нечего — пышные ковры в силу избытка дома аллергиков завести не получится. С потолком тоже вряд ли — правда, он натяжной, соответственно имеет небольшую кривизну и должен слегка рассеивать. Кроме того, как раз в этом месте висит большая люстра.
Остаются две проблемные зоны — между акустикой спереди и за спиной слушателя. Дайте-ка угадаю, что у Вас дома между акустикой? Телевизор? И с этим ничего не сделать, разве что раздвижной экран для него. Правда, в моем случае он висит на полметра выше акустики и наклонен, но вряд ли это сильно поможет. Акустика стоит шире, чем края телевизора, поэтому там, на стенах, можно разместить те самые рассеиватели — диффузоры Шредера. Тут есть еще один фокус: ширина зоны (и не только этой, кстати), зависит от расстояния между стеной и акустикой. Если акустику отодвинуть от стены, то область сузится, а если придвинуть — расширится. Обычно при прослушивании я акустику инстинктивно от стены отодвигал на метр, но так жить неудобно, все вечно норовят споткнуться. Если же голую стену защитить от отражений, то акустику можно придвинуть без потери качества.
За спиной слушателя ровная стена. С картиной. Но если обратиться к размерам, станет очевидно, что область первых отражений имеет ширину всего-то 60 см. Поэтому пока будем считать, что картины и подушки на спинке дивана достаточно.
ЧАСТЬ 3. ДИФФУЗОР ШРЕДЕРА
Проектирование и изготовление этой конструкции много где широко освещается — например, вот статья, или вот отчет. Есть даже промышленные образцы. Но это, конечно, не наш путь.
Смысл устройства такой: за счет точно рассчитанной глубины «колодцев» одинаковой ширины формируются многократные отражения волн внутри них, что приводит к их значительно задержке по времени. То есть звук, попавший в такую штуку, попадет к слушателю позже, что условно «раздвинет границы» помещения. Кроме того, диаграмма рассеивания диффузора имеет форму полуцилиндра, то есть звук от одного источника, вошедший под одним углом, полетит обратно под разными углами. Добиться такого эффекта просто нанесением на стену неровностей, типа ячеек для яиц, нельзя, так как размер будет несопоставим со здравым смыслом.
Диффузоры Шредера делаются не от балды, а рассчитываются. Сначала нужно определиться с порядком — количеством колодцев. Их может быть 7, 11, 13, 17, 23 — ряд простых чисел. Чаще всего встречаются самые простые, N7. Увеличение порядка позволяет получить более равномерную диаграмму рассеивания.
Далее выполняется расчет глубины под конкретную частоту. Или наоборот, частоты при выбранной глубине. Я пошел вторым путем, так как исходил из эстетических соображений, а частотный диапазон в любом случае достаточно широкий, чтобы перекрыть интересующую меня область средних частот.
Для расчетов я скачал калькулятор QRDude. Там все наглядно и понятно, можно поиграть с размерами.
Выбрав удобоваримую полную толщину и ширину, а так же толщину стенок колодцев (обратите внимание, это важно, исходите из доступного материала — я закладывал фанеру 6 мм), можно посмотреть, что получилось.
Итак, моя конструкция перекрывает диапазон от 372 до 4648 Гц, более чем достаточно: нижняя граница попадает в фа-диез первой октавы, это половина диапазона гитары или певца-тенора. В калькуляторе есть прикольная кнопочка 
Ну ладно, размеры есть, разрешение от жены получено — поехали делать!
ЧАСТЬ 4. ИЗГОТОВЛЕНИЕ
Изначально я думал заказать распил у знакомых фрезеровщиков. Но грянул карантин, и на даче стало настолько нечего делать, что дошли руки и до этого. Заказал в Леруа Мерлен с доставкой на дачу материал (фанеру лиственницы на декоративные детали, березовую 6мм на перегодки) и приступил к работе.
На изготовление двух диффузоров высотой 1220 мм и шириной 482 мм мне потребовался один лист фанеры лиственницы 2,44х1,22 м и два листа березовой 1,525х1,525, а так же несколько реек 30х20.
Для распила использовал универсальную пилу — торцовку-циркулярку. Конечно, если есть стационарный станок с большой плитой — получится ровнее и аккуратнее, но тут задача просто ровно пилить по прямой. Из лиственницы изготовил внешний корпус и донышки колодцев. Из березы — перегородки. Рейка пошла на всякие вспомогательные элементы.
После того, как распил готов — самое нудное, разметка. Но торцевых деталях корпуса (в моем случае верхней и нижней) нужно начертить будущие колодцы в точном соответствии с картинкой из калькулятора. На месте донышек я приклеил кусочки рейки шириной 37 мм (как колодцы в калькуляторе). Обязательно нужно учесть толщину донышка — то есть к глубине колодца прибавить еще 9 мм. Чтобы не провтыкать с шириной перегородок — сделал из обрезков фанеры полоски, которые вкладывал при склеивании. Клеил все на столярный ПВА.
Теперь нужно к боковым панелям корпуса приклеить бруски, чтобы собрать сам корпус. Это единственные детали в моей конструкции, которые дополнительно держатся на саморезах, причем в боковые стенки саморезы вкручены изнутри, чтобы не было видно шляпок. На переднем плане — варианты окраски имеющимися лаками и морилками.
Собираем корпуса. Очевидно, что фанера из лиственницы большим спросом не пользуется — листы приехали довольно здорово гнутые, хранились неправильно. Из-за этого длинные стенки выгибались внутрь, и для жесткости пришлось добавить изнутри продольные ребра из рейки — так же прикрученные саморезами.
Но какая же фанера красивая!
Перед дальнейшей сборкой все нужно окрасить, потом это будет очень неудобно. Корпуса были покрыты смесью двух морилок — «красное дерево» и «венге», чтобы примерно попасть в цвет отделки комнаты. Отделка довольно пестрая, поэтому не так важно, на самом деле, как именно будет. После покрытия морилкой корпуса оставил сушить с распором изнутри, чтобы пока фанера влажная немного ушло напряжение. Не знаю, мне кажется, что помогло.
Корпуса и перегородки покрывал мебельным лаком НЦ-222М, он быстро сохнет и не имеет цвета практически. Донышки покрыл лаком НЦ-218М — он дает желтоватый оттенок, хотя и довольно долго источает противный запах, за что я его недолюбливаю.
Ну а дальше начинаем вклеивать перегородки. Для экономии материала и веса изделия я их делал разной глубины, соразмерно колодцам. Но по переднему краю они все должны быть выровнены! Приклеивал к брускам на торцах, так же вкладывал бруски внутри, чтобы выдерживать ширину.
Когда все перегородки на месте — вклеиваем донышки. Если все сделано точно, то ничего подрезать не придется. Минимальные зазоры ни на что не влияют — здесь важна перпендикулярность и размеры колодцев.
Вот что получилось.
Крепежа ни с какой стороны не видно — шляпки саморезов есть только на верхней и нижней стенках, они скрыты от зрителя. Кстати, на этих стенках фанера установлена «изнанкой наружу», чтобы внутри колодцев был красивый рисунок.
На стену все это предполагается крепить с помощью металлических полочных консолей — с обратной стороны они прекрасно поместятся в колодцах, и ничего не будет видно. Собственный вес конструкция держит — а ведь получилось по 14 кг!
К сожалению, пока домой привез только один — не хотел оба сразу в багажник наваливать, боялся побить. Поэтому оценить в интерьере сложновато. Ясно только, что с цветом можно было не заморачиваться, очень уж все пестрое в комнате. Но красивая фанера, слов нет!
Диффузор Шредера
С появлением первых акустических систем человек стремится не только качественно передавать звук, но и максимально точно принимать его, с минимальными потерями. Но, к сожалению, само помещение для прослушивания было неудачно сконструировано. B 1975 году Манфред Шрёдер предложил любопытную конструкцию для улучшения акустики помещения.
Диффузор Шредера
По мере развития аудиотехники стали создаваться и все более сложные системы звучания. Накоплению и обработке звука уделяется все больше времени и технологических усилий.
Как следствие, все более высокие требования предъявляются к помещениям, где записывается и прослушивается звук самых разных диапазонов. Ведь, независимо от того, где происходить звучание (то ли это звукозаписывающая студия концертный зал или камерное помещение, домашний кинотеатр или особая музыкальная комната) везде звук должен быть максимально качественным.
Однако разработчики дизайна помещения, а также акустические специалисты могут звуковую волну только поглотить, отразит и рассеять (диффузия). Довольно устойчивое распространение получили панели или поверхности со звукопоглощающими или звукоотражающими свойствами. Различают конструкции с плоской поверхностью или криволинейной.
Однако даже поглощенный или отраженный отражение звук — это всего лишь частичное решение проблемы.
В различного рода небольших студийных помещениях или в очень широких залах звук продолжает искажаться. Отразить звуковую волну — это всего лишь перенаправить распространение сигнала, а поглощение — снижение интенсивности отражения.
Но возможность рассеивания, то есть диффузии, никуда не делась, так что и на это свойство звуковой волны было обращено внимание специалистов по созданию специальных рассеивающих звук поверхностей в различных концертных помещениях.
Что такое акустические диффузоры?
Акустические диффузоры — это специальные конструкции, которые используют для рассеивания звуковых волн средних и высоких частот, предотвращая амплитудное искажение. Акустические рассеиватели поддерживают звуковые вибрации внутри комнаты и убирают порхающее эхо.
Разберем чуть подробнее сам процесс. Как было сказано выше, акустические диффузоры не могут поглотить или отразить звук. Их задача — рассеивать звуковую волну, причем в совершенно разных направлениях. Подобный процесс можно сравнить с тем, когда мощная океанская волна натыкается на целую груду разных по размеру глыб.
В результате такого столкновения сплошная водная масса разбивается на огромное количество разных по массе брызг, разлетающихся с разными скоростями в стороны. Также же и диффузор способен «разбить» звук, рассеять его на массу звуковых волн, создавая своеобразное диффузное поле. Помещение заполняется однородной звуковой энергией, позволяя раскрыть в полной мере возможности аудиосистемы.
Именно принцип разбивания (рассеивания) звуковой волны лежит в основе приборов, получивших название акустические диффузоры. И колоссальный вклад в развитие этого направления внес известный немецкий физик-теоретик Манфреда Шрёдера.
Его разработки в области акустики, посвященные рассеянию отражений от поверхностей стали толчком к развитию акустических диффузоров. Имя же ученого стало именем диффузора Шредера, построенного на его расчетах математической последовательности максимальной длины звуковой волны.
История появления диффузора Шредера
Исследования Манфреда Шрёдера, проведенные еще в 70-х годах прошлого столетия, осуществлялись в разных по своей конфигурации концертных залах. Основной такой работы стал факт разного восприятия человеческим ухом звука, распространяющегося в широких и вытянутых помещениях.
А вот идентичные сигналы воспринимаются хуже.
Так, акустика помещений со значительной шириной приводила к тому, что звуковые отражения, попадающие в разные уши слушателей, в основном исходят от потолка и обладают схожими параметрами. В более вытянутых концертных помещениях звук перед попадание к слушателю, отражается от боковых стен. В результате отраженный звук поступает в левое и правое ухо со значительными отличиями.
Проведя целый комплекс исследований, а также осуществив необходимые расчеты, Манфредом Шрёдером была разработана конструкция, обладающая оригинальным звукорассеивающим эффектом. Конструкция, получившая впоследствии имя немецкого ученого-акустика, представляет собой одну из разновидностей акустических диффузоров. Основа данной вариации диффузора — набор специальных углублений, расположенных параллельно, но имеющих разную глубину.
Для создания такой конфигурации Манфред Шрёдер систематизировал параметры акустики нескольких десятков самых известных европейских концертных залов. Обобщенные данные показали, что большинство концертных залов имеют широкие помещения, что связано с желанием организаторов вместить как можно больше зрителей.
Рассчитанная им математическая модель позволила создать конструкцию, которая рассеивает звуковую волну не только в достаточно широком диапазоне, но и в самых разных помещениях. Для улучшения акустических параметров залов отраженный от потолка звук перенаправляется на стены, откуда уже с разным временным интервалом улавливается левым и правым ухом зрителей.
По сути, акустическая система Шредера оказывает влияние на ранние отражения звуковой волны от встречающихся на пути звука препятствиях. Происходит задержка во времени отражений, время их прихода увеличивается, что качественным образом сказывается на акустике небольшого помещения.
Материал изготовления диффузора и применение
Диффузор Шредера, являясь, по сути — это фазовая дифракционная решетка, которая разбивает поступающую звуковую волну на широкий частотный диапазон.
Причем эффект наблюдается и при значительном угле падения.
Как уже было отмечено выше, по своей конструктивной особенности диффузор Шредера представлен блоком специальных разноглубинных ячеек с одинаковой шириной.
Как правило, для изготовления конструкции используют различные породы дерева. Отлично подходит древесноволокнистая плита (ДВП). МДФ — это плотно спрессованная под высоким давлением и высокой температуре мелкая стружка.
Более тонкие перегородки служат для разделения ячеек. Непосредственно глубина ячеек рассчитывается методом математической последовательности квадратичных вычетов (QRD) из теории чисел, исследованной А. М. Лежандром и K. Ф. Гауссом. Этого используется акустический калькулятор (см. ниже).
При демонстрации диаграммы рассеивания звуковой волны, попавшей в одномерный диффузор Шрёдера, результат напоминает по своей форме полуцилиндр. Конечная форма диаграммы зависит от угла падения на диффузор звуковой волны. Срабатывает закон зеркального отражения.
Рис. 2. Рассеивания звуковой волны с использование диффузора Шредера.
Рис. 1. Диаграммы рассеивания давления звуковой волны 1000 Гц с использование диффузора слева и без справа.
Как видно на рисунке выше — левая диаграмма — это результат воздействия на волну диффузора Шредера. Правая диаграмма — отражение звука в стандартном варианте от плоской поверхности. Рассеивание на левой диаграмме значительно лучше, что качественно сказывается на акустических свойствах даже небольшого помещения, делая его акустически значительно больше.
Математические расчеты позволяют разрабатывать конструкторам-акустикам конструкции с заданными звукорассеивающими параметрами, рассчитанными под конкретное помещение.
Получив в свое распоряжение научно обоснованное и рассчитанное решение, ряд компаний начали производство акустических диффузоров Шредера.
Примеры диффузора Шредера
Акустический диффузор QRD 7
Так, в 2006 году украинской компанией «Акустические материалы и технологии» был создан акустический диффузор QRD 7-го порядка (p=7). На производственных мощностях киевской компании изготавливаются две модели диффузоров Шредера, отличающимися размерами. Один из них DS6 имеет параметры 600х600х220 мм, второй — DS12 более широкий с размерами 1200х600х220 мм.
Рис. 3. Акустический диффузор QRD 7.
В качестве материала используется австрийская древесно-стружечная плита «Egger». ДСП покрывается пленкой (ламинируется), которая имитирует ценные породы дерева. Производство не ограничивается двумя указанными размерами. Имея соответствующую документацию и расчетные формулы, специалисты могут изготовить акустический диффузор Шредера любого размера с необходимыми акустическими характеристиками.
Раздвижной диффузор Шредера
Также в качестве демонстрации возможностей диффузора Шредера предлагается единственная в Европе раздвижная акустическая рассеивающая конструкция. Акустическое устройство используется для прослушивания качества звучания Hi-End техники в референсной комнате магазина «Мюзик Холл». Как элементы акустической отделки диффузор Шредера используется в киевской звукозаписывающей студии «Стар Медиа Саунд».
Рис. 4. Раздвижная акустическая рассеивающая конструкция Шредера 
Рис. 5. Раздвижная акустическая рассеивающая конструкция Шредера
Использование акустического диффузора позволило скромные размеры используемых помещений условно, но значительно «расширить» в плане акустических свойств.
Ультратонкий диффузор Шредера
Совместная американо-китайская группа специалистов-акустиков разработала очень легкий и при этом ультратонкий диффузор Шредера. Конструкция рассеивателя в 10 раз меньше своих более крупных «собратьев». Такие параметры позволили использовать и значительно меньше исходного материала, а учитывая, что при изготовлении применяется древесина, экологический аспект налицо.
Кроме того, компактную конструкцию проще разместить в совершенно разных помещениях, при этом не только сэкономить на ее изготовлении, но и добиться потрясающего акустического эффекта. Существенно преимущество в сравнении с более габаритными диффузорами Шредера.
Рис. 6. Ультратонкий диффузор Шредера
Прототипы ультратонкого и компактного диффузора были распечатаны из пластмассы на 3D-принтере. Оригинальные же конструкции будут изготавливаться из натурального дерева, обладающего прекрасными акустическими свойствами.
Варианты изготовления диффузоров и материалы
Рассмотрим три основных вида акустических диффузоров, выпускаемых компаниями в настоящий момент.
Акустический диффузор HolzAkustika Diffuser 700–2200 Hz
Данные диффузоры позволяют менять акустические свойства конструкции. Достигается это наличием специальных съемных кассет, устанавливаемых в рамку. Кассеты отличаются функциональным предназначением: поглотители (абсорберы) и рассеиватели (диффузоры). Наличие кассет обусловлено возможностью очень сбалансированно рассеивать звук во всех направлениях в широком диапазоне.
При необходимости сделать звук более глухим используются поглотители, а если необходим более сухой звук, то диффузоры. Комбинацией двух видов кассет опытным путем можно добиться оптимального звучания. Замена и компоновка кассет осуществляется без конструктивных изменений.
Материал изготовления учитывает финансовые возможности. Более упрощенный вариант кассет предусматривает акустические диффузоры, выполненные из пенополистирола. Более дорогие модификации используют дерево (береза). Во второй случае получается более яркий и чистый звук. Кроме того, внешне дерево выглядит более эффектно.
Деревянный акустический деревянный диффузор ECHOTON Schroeder 400 Hz to 8 kHz
Рис. 8. Акустический деревянный диффузор ECHOTON Schroeder 400 Hz to 8 kHz.
Суть конструкции данной модификации акустического диффузора схода с предыдущей, только вместо квадратных секций-ячеек используются длинные продольные секции. Однако сохраняется ранняя глубина продольных секций-ячеек. Размеры такого диффузора составляют 1200х600х150 мм.
Материал изготовления дерево, порода которого предлагается на выбор: дуб Баррик светлый и Венге, Индиан Эбони светлый, Либерика молочная, Орех донской.
Пиксельный акустический деревянный диффузор Echoton Pixels 500-3300 Hz
Еще один вариант акустического диффузора, только вместо квадратных кассет или продольных ячеек используются сосновые параллелепипеды. Размер изделия 600х600х170 мм.
Расчет диффузора Шредера
Диффузор Шрёдера состоит из серии ячеек различной глубины, но одинаковой ширины, выполненных в корпусе из дерева, MDF или других листовых материалов. Разрез типовой конструкции диффузора (p=7) изображен на рисунке слева. Перегородки, разделяющие соседние ячейки, выполняются из жесткого материала и имеют толщину значительно меньшую по сравнению с шириной ячеек.
Конструкция диффузора основана на математической последовательности квадратичных вычетов (QRD) из теории чисел, исследованной А. М. Лежандром и K. Ф. Гауссом. Последовательность определяется следующим соотношением:
Например, подставив p=17 и n=7 в указанное соотношение, получим S7 = 49*modulo(17). Modulo(17) означает, что число 17 последовательно вычитается из 49 до появления существенного остатка. Другими словами 17 вычитается из 49 дважды и остаток 15 является ответом.
Таким образом, для p=17 имеем следующую последовательность чисел: S17 = 0, 1, 4, 9, 16, 8, 2, 15, 13, 13, 15, 2, 8, 16, 9, 4, 1; 0, 1, 4.
Для больших значений n последовательность повторяется с периодом n=17.
Фактическая глубина ячеек в конструкции диффузора зависит от значения его проектной частоты Fo. Шрёдер предложил следующую формулу для расчета глубины ячеек в зависимости от выбранных значений n и p:
где dn — глубина ячейки с номером n, F o — проектная частота диффузора, с — скорость звука в воздухе, p — простое число (порядок диффузора), соответствующее количеству ячеек.
Ширина ячеек W постоянна и должна быть мала по сравнению проектной длинной волны диффузора, т.е. значение W 
Рис. 10. Примерный разрез акустического диффузора Шредера QRD
В калькуляторе Параметры набирать через точку, ноль перед точкой вводить не обязательно.
Оффлайн калькулятор можно найти на сайте subwoofer-builder.com. Ребята подготовили программу для расчета.
Установка акустических диффузоров
Основное размещение акустических модулей — это потолок и боковые стены помещения. Для определения оптимального положения для достижения максимального эффекта пригодится обыкновенное зеркало. Перемещая зеркало вдоль боковых стен необходимо увидеть в нем отражение динамиков, излучающих звуковую волну.
Также место фиксации диффузоров на боковых стенах и потолке находится в зависимости от того, насколько интенсивно будет использоваться помещение. Так, например, в звукозаписывающих студиях и репетиционных залах максимальное качество звука достигаемся при равномерном распределении модулей диффузоров.
В комнатах контроля звуки иной вариант размещения. Здесь применяется принцип «живой угол-мертвый угол». На потолке, боковых стенах и за излучателями звука (динамиками) размещается основная часть поглотителей звука. А в противоположной стороне помещения размещаются рассеиватели звуковой волны — диффузоры.
Эмпирическим путем было установлено, что теплый и приятный звук достигается в случае применения в помещении органических материалов. В частности комната, оборудованная дубовым паркетом или пробковым полом, а также такими потолками — оптимальные условия для достижения отличной акустики. А вот бетонные стены или стеклянные поверхности, наоборот, крайне неблагоприятны, так как искажают звук.
Кроме того, необходимо учитывать и наличие в помещении предметов мебели. Так, обыкновенная книжная полка может выступить в роли естественного диффузора, то есть рассеивает звук. А вот мягкий диван — классический поглотитель не только пыли, но и звуковой волны. Именно поэтому правильное сочетание мебели, материала изготовления полов и потолка, а также размещение диффузоров — залог высоких акустических параметров помещения.
Впечатления от людей
Mexkb (Никита)
Основательный анализ, но вот из практики использования отметил бы один естественный минус. Если при изготовлении диффузора использовать дерево, за его акустические свойства, то в итоге изделие получается довольно внушительным по весу.
В моем случае необходимо было закрыть фронтальную стену с размерами порядка 180х120х40. После прикидок, получилось, что общий вес конструкции потянул бы ха 100 кг. Это многовато, особенно учитывая, что стены оборудованы звукоизоляционной облицовкой. Гипсокартон вряд ли успешно выдержит такую нагрузку.
Было бы интересно рассчитать акустический диффузор Шредер, но с пустотелым содержанием. Был бы компромиссный вариант. Вот, например, как в случае с поролоном.
Gepard
Расскажу про свой опыт использования диффузоров Шредера. Имеются в наличии самодельные акустические системы (высота 40 см). Диффузоры разместил на стене, АС поставил под них. Еще два горизонтальных диффузора, сверху уже некуда было монтировать, поэтому один просто положил на пол. Второй же оставалось «прилепить» на вертикальные. Получилась довольно громоздкая «система».
Результат «эксперимента». Послушал несколько музыкальных инструментальных композиций, а также джазовых концертов. Впечатления прекрасные. Первое, что отметил, так это удивительное ощущение существенного увеличения пространства, комната стала словно «дышать». Границы инструментов словно растаяли, понизилась точечная локализация. Восприятие звука становиться намного комфортнее. Очень доволен.
WLM-аудиоманьяк
При монтировании диффузоров Шредер отметил ряд интересных особенностей, ранее не замечаемых. А именно заметно лучше пространственное разделение инструментов, стали отчетливо слышны даже подпевки солисту. Теперь придется переслушать все свои любимые композиции, так как эффект потрясающий.
Графоманщик
Из моего опыта экспериментов с акустическими диффузорами могу отметить, что на боковые стенки и пол лучше всего подойдут диффузоры с цилиндрической Х.Р. (из-за большего расстояния). Сферические лучше ставить позади или вокруг акустики.
Пример построения диффузоров Шредера
На просторах интернета можно найти множество проектов рассеивателей, сделанных своими руками. Например: рассеиватель Skyline или очень большая статья про изготовление QRD. Или вот видео от американских коллег: