Кіріспе
Дыбыс толқындарын бағыттауға арналған физикалық құрылым. Акустикалық толқын жетекші – дыбыс толқындарын бағыттауға арналған физикалық құрылым, яғни акустикада қолданылатын жетекші.
An acoustic waveguide is a physical structure for guiding sound waves, i. e., a waveguide used in acoustics.
Мысалдар
Бір мысал – кемелерде палубалар арасындағы байланыс үшін қолданылатын сөйлеу түтігі. Басқа мысалдарға тарату желісіндегі динамик корпусының артқы бөлігі, құлақ жолы және стетоскоп жатады. Бұл термин қатты денелердегі басқарылатын толқындарға да қатысты. Дыбыс таратуға арналған арна да тарату желісі сияқты жұмыс істейді (мысалы, кондиционердің арнасы, автомобильдің глушительі және т.б.). Арнада ауа сияқты дыбыс таралуын қолдайтын орта бар. Оның ұзындығы әдетте басқарылатын толқын ұзындығының төрттен бір бөлігіне тең, бірақ көлденең қимасының өлшемдері одан кіші. Дыбыс түтіктің бір жағынан қысымды таралу бағытында өзгерту арқылы енгізіледі, бұл дыбыс жылдамдығымен көлденең қимаға перпендикуляр қысым градиентінің пайда болуына әкеледі. Толқын тарату желісінің соңына жеткенде, оның мінез-құлқы желі соңындағы жағдайға байланысты болады. Үш негізгі сценарий бар: төмен кедергілі жүктеме (мысалы, ұшын ашық қалдыру) қысым өзгеруінің таңбасын керітетін, бірақ қысым толқынының бағытын сақтайтын шағылған толқынды тудырады. Характерлі кедергіге (төменде анықталғандай) сәйкес келетін жүктеме толқынды және оған байланысты энергияны толығымен сіңіреді. Шағылысу болмайды. Жоғары кедергілі жүктеме (мысалы, желі ұшын бітеу) қысым толқынының бағытын керітетін, бірақ қысымның таңбасын сақтайтын шағылған толқынды тудырады. Тарату желісі төрт терминалды модель сияқты жұмыс істейтіндіктен, тарату желісі компонентінің кедергісін анықтау немесе өлшеу мүмкін емес. Бірақ оның кіріс немесе шығыс кедергісін өлшеуге болады. Бұл желінің көлденең қимасының ауданы мен ұзындығына, дыбыс жиілігіне, сондай-ақ арнадағы дыбыс тарату ортасының сипаттамалық кедергісіне байланысты. Тек жабық ұшты түтікшеде (электрлік қысқа тұйыққа теңеуге болады) кіріс кедергісі компонент кедергісі ретінде қарастырылуы мүмкін. Егер тарату желісінің ұзындығы шектеулі болса және екі ұшы да сәйкес келмесе, толқын сіңірілгенше көп рет алға-артқа қозғалуы мүмкін. Бұл құбылыс резонанс түрі болып табылады және желіге берілген кез келген сигналды әлсіретуге бейім. Егер бұл резонанстық әсер белсенді кері байланыс механизмімен және қуат енгізумен біріктірілсе, музыкалық ноталар сияқты периодты акустикалық сигналдарды (мысалы, орган түтігінде) тудыруға болатын тербеліс құруға болады. Дегенмен, тарату желісі теориясының қолданылуы акустикада сирек кездеседі. Ағынмен және қайтымды ағынмен толқындарды бөлетін төрт терминалды эквивалентті модель қолданылады. Бұл физикалық өлшенетін акустикалық сипаттамаларды, шағылысу коэффициенттерін, оқшаулағыш материалдың материалдық тұрақтыларын, ауа жылдамдығының толқын ұзындығына (Мах саны) әсерін енгізуді жеңілдетеді. Бұл тәсіл сондай-ақ түтіктің акустикалық кедергісі сияқты практикалық емес теориялық ұғымдардан қашуға мүмкіндік береді, оны дыбыс көзімен және акустикалық компоненттің жүктемесімен өзара әрекеттесуіне байланысты өлшеуге болмайды.
A low impedance load (e. g. leaving the end open in free air) will cause a reflected wave in which the sign of the pressure variation reverses, but the direction of the pressure wave remains the same. A load that matches the characteristic impedance (defined below) will completely absorb the wave and the energy associated with it. No reflection will occur. A high impedance load (e. g. by plugging the end of the line) will cause a reflected wave in which the direction of the pressure wave is reversed but the sign of the pressure remains the same. Since a transmission line behaves like a four terminal model, one cannot really define or measure the impedance of a transmission line component. One can however measure its input or output impedance. It depends on the cross sectional area and length of the line, the sound frequency, as well as the characteristic impedance of the sound propagating medium within the duct. Only in the exceptional case of a closed end tube (to be compared with electrical short circuit), the input impedance could be regarded as a component impedance. Where a transmission line of finite length is mismatched at both ends, there is the potential for a wave to bounce back and forth many times until it is absorbed. This phenomenon is a kind of resonance and will tend to attenuate any signal fed into the line. When this resonance effect is combined with some sort of active feedback mechanism and power input, it is possible to set up an oscillation which can be used to generate periodic acoustic signals such as musical notes (e. g. in an organ pipe). The application of transmission line theory is however seldom used in acoustics. An equivalent four terminal model which splits the downstream and upstream waves is used. This eases the introduction of physically measurable acoustic characteristics, reflection coefficients, material constants of insulation material, the influence of air velocity on wavelength (Mach number), etc. This approach also circumvents impractical theoretical concepts, such as acoustic impedance of a tube, which is not measurable because of its inherent interaction with the sound source and the load of the acoustic component.