Громкоговорители (динамики) на средних и высоких частот обладают определенной направленностью. Это свойство можно изобразить в виде характеристики направленности (графика), что показывает зависимость звукового давления в точке, находящейся на определенном расстоянии от центра внешней поверхности диффузора и от угла между центральной осью динамика и направлением на указанную точку. С ростом частоты характеристика направленности становится более острой. Пример на мидбасовом динамике:
Звуковое давление, измеренное на одном и том же расстоянии от громкоговорителя, но под разными углами к его центральной оси, уменьшаются тем быстрее, чем выше частота и больше угол измерения (-15°, -30°, -60°). На графике видно, что с 2000 Гц динамик имеет острую направленность, таким образом АЧХ будет зависеть от места расположения слушателя.
Линза акустическая – это устройство для фокусировки звука путём изменения длины пути, проходимого акустической волной, и её преломления (рефракции) на граничных поверхностях. Она схожа с оптической, но изготавливается из материалов, которые обладают минимальным затуханием и волновым сопротивлением, близким к волновому сопротивлению окружающей среды. Чаще всего это твердые материалы.
В рупорных громкоговорителях применяются секционированные многоячейковые рупоры, которые обеспечивает широкую характеристику направленности в рабочей полосе частот. Угол расхождения всей излучаемой звуковой энергии практически не меняется, так как определяется веером осей отдельных каналов.
Акустические линзы бывают плоскогиперболические (JBL L300) или с переменным показателем преломления (GRUNDIG Box 703 Audioprisma).
Физические законы акустики во многом аналогичны законам оптики. Принцип работы линзы основан на разности скоростей распространения колебаний, присущих той или другой среде. В акустике возможно выполнение линз в виде конструкций, где изменение эффективной скорости звука достигается удлинением пути звуковой волны. Для обеспечения на выходе линзы кругового распространения звуковых волн, угол наклона щелей должен изменяться по мере удаления от оси линзы по определенному закону.
Такие АС применяются в кинотеатрах. Их расчет и конструкция были разработаны Белкиным Б.Г. еще в 1952 году. Они представляют систему наклонных каналов, симметрично расположенных в вертикальной плоскости (угол наклона щели увеличивается по мере удаления по обе стороны от рабочей оси громкоговорителя). Чем больше угол наклона, тем больше путь звуковой волны и тем шире характеристика направленности. Существует предельный угол наклона, при превышении которого звуковые колебания будут отражаться обратно. Эта величина зависит от размеров устья рупора.
На рисунке ниже показана кинотеатральная акустическая система 30А-3 Ломо. В ней на ВЧ громкоговорителе установлен рупор где применена акустическая линза с переменным показателем преломления звуковой линзы. Подставка под ВЧ позволяет регулировать угол наклона. Такая АС обеспечивает нужную направленность излучения во всем диапазоне рабочих частот.
