J Curve Array กระบวนการผสมผสานใน Coupled Arrays

อาร์เรย์แบบ Multiple Unit สามารถกำหนดค่าเป็นแบบ Hybrid ได้ด้วยการการผสมผสานทั้ง Coupled Line Source และ Point Source Array หรือเรียกอีกชื่อว่า J Curve Array ไว้ด้วยกัน นี่เป็นอีกวิธีที่จะเห็นได้ทั่ว ๆ ไป โดยการใช้ลำโพงลำดับที่สามวางเรียงซ้อนกันและกำหนดมุมองศา

การออกแบบระบบเสียงส่วนใหญ่ มักจะไม่ได้วางองค์ประกอบลำโพงอาร์เรย์ไว้ในแนวตั้งตรงทั้งหมด (Coupled Line Source) อย่างน้อยที่สุดนักออกแบบรู้สึกว่า จำเป็นต้องเล็งลำโพง 1 ถึง 2 ใบล่างของอาร์เรย์ ไปยังที่นั่งแถวต้น ๆ และนี่คือ Coupled Arrays แบบ “J curve” ที่จะอ้างถึงในตอนนี้

อาเรย์แบบ Hybrid

อาร์เรย์แบบ Hybrid จะเป็นรูปร่างที่มีความไม่สมมาตรโดยธรรมชาติอยู่แล้ว ดังนั้นจะเริ่มโดยการสำรวจจากปัจจัยนี้ทันที

พารามิเตอร์ที่สำคัญคือ จุดเปลี่ยนระหว่างอาร์เรย์ทั้งสองแบบ ซึ่งเป็นการครอสโอเวอร์เชิงพื้นที่ที่ไม่สมมาตร (Asymmetric Spatial Crossover)

ตำแหน่งและระดับของความไม่สมมาตรของครอสโอเวอร์เชิงพื้นที่ จะเป็นผลมาจากปริมาณสัมพัทธ์ขององค์ประกอบในอาร์เรย์ทั้งสองประเภท

ต่อมาจะสร้างสถานการณ์จำลองเพื่อแยกผลกระทบให้เห็น โดยในกรณีนี้จะเป็นการปรับสัดส่วน หรือจำนวนขององค์ประกอบลำโพงทั้ง Line Source และ Point Source โดยปริมาณองค์ประกอบลำโพงโดยรวมยังคงอยู่ที่ 16 ใบ (ในทุกกรณี)

ในส่วนของ Line Source จะแสดงในรูปแบบที่สมมาตรเท่านั้น เนื่องจากก่อนหน้านี้ได้แสดงให้เห็นถึงข้อเสีย จากการลดระดับเสียง Level Tapering ในอาเรย์ประเภทนี้ไว้แล้ว (ทบทวนเพิ่มเติม)

ส่วน Point source จะแสดงทั้งในรูปแบบที่สมมาตร รวมทั้งการผสมระดับเสียง Level Tapering  และมุม Splay ที่ไม่สมมาตรอีกด้วย

ตัวอย่าง Line Source ประกอบด้วยองค์ประกอบลำโพง สอง สี่ และแปด จากสิบหกองค์ประกอบทั้งหมด ในสถานการณ์ที่แตกต่างกัน

จากรูปจะเริ่มต้นด้วย แปดองค์ประกอบลำโพงของแต่ละประเภทคือ Line Source และ Point Source

ในกรณีนี้ ช่วงความถี่สูงแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่า อาร์เรย์ทั้งสองประเภทอยู่ร่วมกันในลักษณะที่แตกต่างกัน

องค์ประกอบ 8 ใบของ Line Source ด้านบน แสดงถึงลักษณะการทำงานของความเข้มข้นลำเสียง ในขณะที่ Point Source 8 ใบด้านล่าง แสดงถึงลักษณะการแพร่กระจายของเสียง HF

รูปทรงที่เกิดขึ้น เปรียบเสมือนปืนที่ถูกเล็งไปยังหลังห้อง ซึ่งในความเป็นจริงอาจจะไม่พบห้องที่มีผู้ชมกระจายตัวตามรูป

ตอนนี่เรากำลังพยายามผสมสองรูปทรงที่ไม่สามารถเชื่อมต่อกันได้ในระยะไกล นั่นคือปิรามิดจาก Line Source และส่วนโค้ง Point Source)

เริ่มจากรูปทรงปิรามิดกันก่อน

จาก Coupled Line Source อาเรย์ และกระบวนการ Line Source จะสร้างรูปทรงปิรามิด และจนกว่าปิรามิดคู่ขนานจะเสร็จสมบูรณ์หรือขึ้นถึงยอดสูงสุด Line Source จะไม่สามารถแสดงเป็นมุมครอบคลุมที่กำหนดได้ แต่จะเป็นความกว้างทางกายภาพที่กำหนดไว้แทน

ระยะทางที่ถึงจุดสูงสุดและมุมครอบคลุมที่เกิดขึ้นนั้น แปรผันตามความถี่เสียงเป็นอย่างมาก

ปริมาณของความแปรปรวนทางสเปกตรัม ที่มีต่อความกว้างที่กำหนดภายในปิรามิด จะเปลี่ยนตามระยะทาง ดังนั้นทำให้สิ่งนี้ไม่เคยคงที่

ในส่วน Coupled Point Source จะถูกกำหนดโดยมุมที่ครอบคลุม โดยไม่จำเป็นต้องไปไกลแบบ Line Source สำหรับมุมที่จะคงที่ในระยะทาง

Coupled Point Source สามารถคงที่ได้ในระยะทางที่ไม่จำกัด ปริมาณของความแปรปรวนทางสเปกตรัมที่อยู่ในมุมครอบคลุม จะคงที่ได้ตลอดระยะทาง

ต่อจากนี้จะรวมเอาความแตกต่างนี้เข้าด้วยกัน คำถาม : แล้วจะสร้างรูปแบบการตอบสนองแบบรวม ที่มีความเสถียรในระยะทางและความถี่ได้อย่างไร ? คำตอบคือ “ยังไม่มี”

มาดำเนินการกันต่อ ด้วยการลดปริมาณของ Line Source

สิ่งที่เกิดขึ้นคือการลดเสียงใน On Axis และลดความแคบของลำเสียงจากปริมาณที่มากของ Line Source จนเกือบไม่สังเกตเห็น

การตอบสนองของ HF ที่ส่วนบนแสดงความหนาขึ้นเล็กน้อยในพื้นที่ ซึ่งเกิดจากการผสานระหว่างโซนรวมและโซนกระจายเสียง

ทั้งนี้ยังคงแสดงรูปร่างปืนที่เล็งไปที่ด้านหลังเช่นเดิม ถึงแม้ว่าจะลดสัดส่วน Line Source ลงเหลือเพียงสองหน่วยก็ตาม

ส่วนประกอบลำโพงเพียงสองใบที่มุมศูนย์องศา ยังคงแสดงความเข้มข้นของลำเสียง ที่ไม่สามารถเข้ากับองค์ประกอบการกระจายลำเสียงที่อยู่ใกล้เคียงได้

อีกสถานการณ์หนึ่งที่แสดงในที่นี้คือ “Log Angle Taper” นี่คือรูปแบบของ Point Source แบบไม่สมมาตร เนื่องจากไม่มีมุมใดที่เป็น 0 องศา

โดยแต่ละมุม Splay จะค่อย ๆ เริ่มต้นจนเกือบไม่มี (0.2 องศา) ซึ่งการแยกครั้งนี้กลับไม่มีนัยสำคัญ และผลลัพธ์ที่ได้จะใกล้เคียงกับอาร์เรย์แบบ Hybrid มากกว่า Point Sources แบบไม่สมมาตรที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้ รูปร่างกระบอกปืนยังคงอยู่ในมุมมองการตอบสนองของ HF

มุม Splay Angle และ เอฟเฟกต์ระดับเสียงอย่างไม่สมมาตร

ก่อนที่จะจบเรื่องอาร์เรย์แบบ Hybrid ลองใช้เวลาสักครู่เพื่อพิจารณาผลกระทบของการลดระดับเสียง  Level Taper ดังแสดงในรูป

เนื่องจากก่อนหน้านี้ได้แสดงให้เห็นข้อเสียในการลดระดับเสียง Level Tapering ของ Coupled Line Source ดังนั้นครั้งนี้จะจำกัดเฉพาะการลดระดับเสียง Level Tapering ขององค์ประกอบ ลำโพง Point Source เท่านั้น

การลดระดับในทุกกรณีจะค่อยเป็นค่อยไป และถึง 8 dB ที่ใบล่างสุด

ผลลัพธ์ไม่ได้ให้จุดสังเกตุใด ๆ ของการปรับปรุงในส่วนของการแยก ระหว่างระบบ Line Source และ Point Source

โดยเฉพาะช่วง HF ในพื้นที่ครอบคลุม โดยจะมีเพียงองค์ประกอบ Point Source เท่านั้นที่แสดงถึงการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญ โดยจะสร้างรูปทรงที่แสดงระดับความแปรปรวนชึ้นต่ำ (เส้นทะแยงมุม) ที่เพิ่มขึ้น และใกล้เคียงกับรูปทรงที่อาจพบได้ในสถานการณ์จริง

อย่างไรก็ตาม ลำเสียงที่ด้านบนยังคงเจาะทะลุถึงด้านหลังของห้องนี้อยู่ดี !!

สรุป J Curve

ลำโพง Line Source และ Point Source การที่จะรวมเอาความต่างเหล่านั้นเข้าด้วยกัน เพื่อให้สอดคล้องกันทั้งระยะทางและความถี่ ยังเป็นส่วนที่ไม่สามารถทำได้จริง ถึงแม้จะเข้าเงื่อนไข Coupled Line Source เพียง 2 ใบก็ตาม

ต่อมาการใช้เทคนิดต่าง ๆ ไม่ว่าจะเป็น Log Angle Taper และ Level Taper ก็ไม่สามารถแสดงถึงความคืบหน้าที่สำคัญต่อการรวม Coupled Arrays ทั้งสองแบบได้เลย ดังเช่นตัวอย่างที่กล่าวมาข้างต้น