устройство для выделения определённой полосы частот из сложного звука; является акустическим аналогом электрического фильтра (См.
Электрический фильтр)
. Простейший Ф. а. - резонатор Гельмгольца (см.
Резонатор акустический)
. Теория Ф. а. разработана методом электромеханических аналогий на основе теории электрических фильтров с использованием уже установленных для последних классификации и терминологии. Ф. а., пропускающие все частоты от нулевой до некоторой заданной, называются низкочастотными; высокочастотные Ф. а. пропускают все частоты выше заданной и не пропускают низких частот. Ф. а., пропускающие более или менее узкий диапазон частот между двумя заданными частотами, называются полосовыми.
Низкочастотный Ф. а. (
рис. 1, а) представляет собой совокупность одинаковых полостей, соединённых узкими трубками (электрический аналог,
рис. 1, б)
. В первом приближении можно считать, что вся кинетическая энергия системы сосредоточена в воздухе, движущемся в трубках, а потенциальная - связана с упругой деформацией воздуха в полостях. Верхняя граница полосы пропускания этого Ф. а.:
, где
S и
l площадь поперечного сечения и длина трубки,
V - объём полости,
с - скорость звука в воздухе.
Высокочастотный Ф. а. (рис. 2, а) состоит из узкой трубы с просверленными в ней на одинаковом расстоянии отверстиями (электрический аналог, рис. 2, б). В этой системе кинетическая энергия сосредоточена в воздухе, движущемся вблизи отверстий, а потенциальная связана с воздухом в трубе. Под действием низкочастотных составляющих поля воздух в отверстиях интенсивно колеблется, поэтому для этих составляющих в системе происходит "короткое замыкание". На высоких частотах воздух в отверстиях не успевает колебаться, поэтому высокочастотные составляющие свободно проходят по трубе. Комбинацией низкочастотного и высокочастотного Ф. а. можно получить полосовой Ф, а., полоса пропускания которого определяется размерами отверстий и резонаторов.
Ф. а. широко применяется в технике для снижения шума, создаваемого потоком отработанных газов в реактивных двигателях и в двигателях внутреннего сгорания (автомобильный глушитель - пример Ф. а.). В архитектурной акустике они используются для уменьшения передачи шума по вентиляционным каналам и трубам. В этом случае Ф. а. часто применяется в сочетании с облицовкой воздушных каналов и труб звукопоглощающими материалами. Основным свойством Ф. а. - способностью выделять полосу частот из сложного звука - обладают плоскопараллельные пластинки; они называются интерференционными Ф. а. и применяются для выделения звуковых волн, распространяющихся по определённому направлению. Например, пластинка, толщина которой равна целому числу полуволн на заданной частоте, выделит составляющую звукового поля этой частоты, распространяющуюся в нормальном к ней направлении.
Лит.: Ржевкин С. Н., Курс лекций по теории звука, М., 1960; Тартаковский Б. Д., Ультразвуковые интерференционные фильтры с изменяемыми частотами пропускания, "Акустический журнал", 1957, т. 3, № 2, с. 183-91.
Рис. 1. Схема низкочастотного акустического фильтра а и его электрического аналога б.
Рис. 2. Схемы высокочастотного акустического фильтра а и его электрического аналога б.