Ny lyddiffusor er ti gange tyndere end eksisterende designs

Forskere fra North Carolina State University og Nanjing University har udviklet en "ultratynd" lyddiffusor, der er 10 gange tyndere end de meget anvendte diffusorer, der findes i optagestudier, koncertsteder og biografer for at reducere ekkoer og forbedre lydkvaliteten. Det nye design bruger mindre materiale, hvilket ville reducere omkostningerne, samt optager langt mindre plads.

I et typisk værelse med flade vægge, lydbølger hopper normalt af væggene, som lys, der reflekterer fra et spejl. Dette skaber ekkoer og overlappende lydbølger, der resulterer i ujævn lydkvalitet afhængigt af, hvor du er i rummet.

"Lydspredere er paneler placeret på et rums vægge og loft for at sprede lydbølger i mange forskellige retninger, eliminering af ekkoer og uønskede lydreflektioner - i sidste ende forbedring af lydkvaliteten, "siger Yun Jing, en adjunkt i mekanik og rumfartsteknik ved NC State og tilsvarende forfatter til et papir om værket.

Men de mest udbredte diffusorer, kaldet Schroeder diffusorer, kan være meget omfangsrig. Det er fordi størrelsen på en diffuser styres af bølgelængden af ​​den lyd, den skal diffundere. Specifikt, dybden af ​​en Schroeder diffuser er omkring halvdelen af ​​bølgelængden af ​​den laveste lyd, den har brug for at diffundere.

For eksempel, en typisk mands stemme kan være så lav som 85 hertz, med en bølgelængde på 4 meter eller 13,1 fod. Hvis det er den laveste lyd, skal Schroeder -diffusoren håndtere, diffusoren skal være cirka 2 meter - eller godt 6,5 fod - tyk.

Men den nye, ultratyndt diffusordesign kræver en tykkelse, der kun er 5 procent af lydens bølgelængde. Så, i stedet for at være 2 meter tyk, den ville kun være 20 centimeter - eller mindre end 8 tommer - tyk.

"Spredere er ofte lavet af træ, så vores design ville bruge 10 gange mindre træ end Schroeder -diffusordesignet, "Siger Jing." Det ville resultere i lettere, billigere diffusorer, der giver folk mulighed for bedre at udnytte deres plads. "

Denne reduktion i diffusortykkelse er muliggjort af designet af de enkelte celler i diffusoren.

En Schroeder -diffuser ligner et panel med firkanter med jævnt mellemrum, som er identiske i længde og bredde, men varierer i dybden.

Den ultratynde diffusor består også af kvadrater med jævnt mellemrum, men firkanterne synes at have forskellige størrelser. Det er fordi hver af firkanterne faktisk er en blænde, der åbner i en tynd, underliggende kammer. Disse kamre har alle identiske dimensioner, men størrelsen af ​​åbningerne varierer betydeligt - hvilket opnår den samme lyddiffusion som de meget større Schroeder -diffusorer.

"Vi har bygget fuldt funktionelle prototyper ved hjælp af en 3D-printer, og det virker, "Jing siger." Designet skulle fungere lige så godt ved hjælp af træ. "

Papiret, "Ultratynd akustisk metasurface-baseret Schroeder-diffuser, "er udgivet i American Physical Society journal Fysisk gennemgang X .