Litt mere teori om hvordan vi hører romlighet for lave frekvenser
I innlegg #43 skrev jeg om hvordan vi mennesker kan detektere lydens retning for lave frekvenser ved tidsdifferansen mellom
trykkets nullgjennomgang i hvert øre.
For at tidsdifferansen skal merkes må følgende to vilkår være oppfylt: først, må det være tilstrekkelig trykk ved ørene slik at det
blir nok nerver som fyrer ved nullgjennomgang, og for det andre, at det er tilstrekkelig endring i trykket (gradienten) over hodet -
fra øre til øre - slik at nullgjennomgangen skjer ved ulik tid for hvert øre.
Når begge disse vilkårene er oppfylt – som de er ute i friluft – kan man enkelt lokalisere lyden. I ett rom vil situasjonen bli mere
komplisert, men fortsatt mulig når de to vilkårene er oppfylt.
Kvålsvoll sier i innlegget ovenfor at denne tidsforskjell mellom ørene, utgjør omlag 1ms, for et signal rett fra siden. Det stemmer
godt med andre kilder. Han skriver videre at, hva slags partikkelhastighet lyden har er irrelevant for det kan ikke høres, øret er
trykkfølsomt fordi hodet er tett nok. Det blir som om en har en trykkfølsom mikrofon i hvert øre. Partikkelhastighet er en følge
av at lyden har retning, er det ikke partikkelhastighet, så er retningen borte, så hvis lyden høres ut til å komme fra siden, så er
det partikkelhastighet, men vi kan altså ikke høre dette alene. Dette tror jeg er en god beskrivelse.
Figuren ovenfor viser rommodene på tvers av lytteretningen. For ett rom som er 4 meter bredt så tilsvarer dette frekvenser på
43, 86, 129 og 172 Hz. Førsteordens noden er asymmetrisk. Det vil si at fortegnet er ulikt på de to veggene (rød og blå) og denne
noden kan bare drives av et differansesignal. Det betyr at hoveddelen av musikken, som er lik i begge kanaler, ikke kan drive
noden i rommet for denne frekvensen på 43 Hz. Kun differansen mellom kanalene kan drive nodens stående bølge (dette blir mere
utblandet lengre bak i rommet).
For denne frekvensen på 43 Hz vil trykket være null midt i rommet for slike differansesignaler. Men siden ørene er plassert litt
ulikt til hver side så er det også her at forskjellen mellom ørene er størst. Vi sier at trykkets gradient (stigning) er høyest her.
Venstre øre hører +litt og høyre øre hører -litt.
Men, som Kvålsvoll også sier i sitt innlegg. Vi får ikke noen fysisk taktil opplevelse av bare partikkelhastighet, for uten trykk så
er det ikke noen kraft.
Dette trykket må skaffes tilveie i lydens andre retning. Ørene er trykksensorer så de bryr seg lite om retningen bortsett fra at de
trigges av tidsdifferanser som vi har sett.
Andre ordens noden er symmetrisk, Det vil si at fortegnet er likt på de to veggene og denne noden kan bare drives av et sumsignal.
Differansesignaler vil ikke kunne drive nodens stående bølge.
Tredjeordens noden er asymmetrisk. Kun differansen mellom kanalene kan drive nodens stående bølge på 129 Hz. Vi har også her
maksimal gradient midt i rommet.
I langsretningen er forholdene omtrent like, bortsett fra at høyttalerne nå står i samme ende og driver nodene av lydens sumsignal
(all lyd). Alle nodene vil bli drevet såfremt vi ikke har høyttalere på bakvegg med motsatt fase og tidsforsinket som for DBA. Rommet
gir oss altså berg og daler i trykket for ulike frekvenser avhengig av hvordan rommet er dempet som vi så i innlegg #6.
Vi kan høre romlighet for lave frekvenser når følgende spiller på lag:
- Positivt eller negativt trykk i langsretningen.
- Trykkgradient i tversretningen.
Jeg håper dette kan bidra til en teoretisk bakgrunn for romlighet (spatialt for lave frekvenser) som gjør at vi kan diskutere ulike løsninger og konfigurasjoner mere inngående.
Jeg har masse spørsmål rundt DBA (CABS), retningsstyrte høyttalere, dempning, spille på langs eller tvers av rommet, fasevending av subber
for musikk uten diffsignaler i bass, osv. Jeg tror at det i dag er mulig å få både i pose og sekk om man ønsker. Både homogen frekvensrespons
i rommet og romlighet i bassen.
