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各位兄台!我老交代!!!!
各位兄台!我老交代!!!!胡说八道了!!!还是各位兄台请教班主吧!!!我只是瞎折腾,何必苦苦逼我呢!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
二次余数扩散板简介.
1979 年, M.R. Schroeder 博士提出了使用二次余数制作声学扩散板的理论. 之后, 二次余数扩散板就成为大家喜欢用的校声工具.
大家看到二次余数这个字眼,就会联想到高深的数学. 如果要深入了解声学 (Acoustics),恐怕概非用偏微分方程不可, 但是, 大部分读者都不是数学家, (我的本行是代数拓扑, 不是偏微分方程). 所以便给我出了个难题: 如何尽量少用数学向读者解释啥是二次余数扩散板.
希望以下的数学不会太难…
以下是二次余数扩散板的具体数据。
从一个台湾网站上参考的,考虑到既要加工方便又要数据准确,所以都正好凑成整数,最多小数点一位。各位可以改变数据从而改变扩散频率,不过要凑成整数较困难。以下的数据做成的二次余数扩散板的扩散频率是614-4777HZ,我是用厚度为1.8CM的MDF板做的,分别做了高度为120CM和200CM的两种,120CM的重量一个人勉强可以抬起,200CM的两个人抬也很吃力。
1.决定踏步宽度:1.8CM
踏步宽1.8, 最高扩散频率=34400/1.8/4=4777HZ
波速=34400 CM/SEC 以1/4波长计算
2.决定扩散板厚度:15.8CM
扩散板总厚度=15.8 背板=1.8CM
最深踏步深度=15.8-1.8=14CM
最低扩散频率=34400/14/4=614HZ
3.决定总踏步数:29踏步(53CM)
总踏步数自行决定,但踏步数越多对扩散的解析度越好,如7踏步可以
把入射波分成7个分方向(7股波音)反射回去,目前定为29踏步
扩散板总宽度=1.8*29=52.2
加上踏步间之粘接縫总宽度=53CM
4.决定扩散板总高度:200CM
若书架型喇叭高度可定为120CM
落地型可定为200CM,以节省材料费
5.二次余数(n=踏步数 N=总踏步数)
二次余数=n**2/N之余数,如第5踏步=5**2/29之余数=25
踏步数 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
余数 0 1 4 9 16 25 7 20 6 23 13 5 28 24 22 22 24 28 5 13 23 6 20 7 25 16 9 4 1 0
6.决定各踏步深度最深踏步深度/最大余数)*踏步余数
踏步深度 0 0.5 2 4.5 8 12.5 3.5 10 3 11.5 6.5 2.5 14 12 11 11 12 14 2.5 6.5 11.5 3 10 3.5 12.5 8 4.5 2 0.5 0
7.故第一踏步板深=15.8(总厚)-1.8(背板厚)-0.5=13.5CM, 以此类推。
板高 14 13.5 12 9.5 6 1.5 10.5 4 11 2.5 7.5 11.5 0 2 3 3 2 0 11.5 7.5 2.5 11 4 10.5 1.5 6 9.5 12 13.5 14
1. 同余数的概念.
什么是同余数? 用个例子来说明比较容易了解: 12, 22 两个数, 12 除以 10 余数是 2; 22 除以 10 余数也是 2. 这两个数同时用 10 除, 余数相同. 这时我们把 12, 22 这两个数称为: 以 10 为 “模数” 之下的两个同余数. 记成:
让我们来看一下另一个例子: 8 除以 6 余数是 2, 56 除以 6 的余数也是 2. 所以我们说 “56 和 8 模 6 同余”, 记成:
这样大家对同余数应该可以理解了吧?
2. Schroeder 生成函数.
Schroeder 在他的文章里提出了一个式子, 用来产生一系列的正整数:
为了以后说明方便, 我把它称为 Schroeder 生成函数.
范例. 在使用 Schroeder 生成函数时, 我们需要选定一个非 2 的质数 N. 为了说明方便, 取 N = 7:
从 0 开始:
(1) 0 的平方是 0, 除了 7 后余 0
(2) 1的平方是 1, 除了 7 后余 1
(3) 2的平方是 4, 除了 7 后余 4
(4) 3的平方是 9, 除了 7 后余 2
(5) 4的平方是 16, 除了 7 后余 2
(6) 5的平方是 25, 除了 7 后余 4
(7) 6的平方是 36, 除了 7 后余 1
(8) 7的平方是 49, 除了 7 后余 0
(9) 以下循环…
取所有的余数: 0, 1 , 4, 2, 2, 4, 1; 0, 1, 4, 2, 2, 4, 1; 0…
我们可以看到几件事:
(i) 这组数 7 个一循环. (一般来说 N 个一循环),
(ii) 除了 0 以外 1, 4, 2, 2, 4, 1 这 6 个数是对称的.
性质 (i) 的证明: 基本上我们需要证明的是对 , x2 与 (x + N)2 用 N 除后的余数相同. 但是:
(x + N)2 = x2 + 2xN + N2.
从右侧我们可以看出: (x + N)2 除以 N 后的余数会与 x2 除以 N 后的余数相同. (证明完毕)
性质 (ii) 的证明: 要证明 (ii), 就是要证明: 对 , x2 与 (N - x)2 用 N 除后的余数相同. 但是:
(N - x)2 = x2 - 2xN + N2.
从右侧我们可以看出: (N - x)2 除以 N 后的余数会与 x2 除以 N 后的余数相同. (证明完毕)
注释: 这两个性质都不需要 N 是质数.
3. 离散傅立叶变换 (Discrete Fourier Transform).
一个数列 r[1], r[2], …, r[N] 的离散傅立叶变换是:
离散傅立叶变换的意义是把 r[1], …, r[N] 这组数使用不同的中心频率作加权平均! 循用上节的例子: N = 7. 利用 Schroeder 生成函数产生的七个数: s[0] = 0, s[1] = 1, s[2] = 4. s[3] = 2. s[4] = 2, s[5] = 4, s[6] = 1 (s[7] = 0,…). 我们定义七个新的数: n = 1 到 7:
让我们再看一下: s[1] = 1 |
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