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脉冲响应分析的意义(脉冲响应测量混响时间的条件)

混响时间可以用两种方法之一来测量。首先,通过粉尘噪声测试信号允许在声学检查下的房间或空间达到稳定状态。粉红噪声信号打开几秒钟,然后突然关闭,并记录和测量合成声音。所使用的粉红噪声通常是覆盖至少80Hz至10kHz范围的宽带信号。然后在计算过程中将其滤波为八度或1/3倍频程。

另一种方法是可以使用滤波后的噪声带。这种技术在任何噪声条件下或在必须测量非常低的混响时间的情况下都是有用的。正如上次建立的那样,尽管混响时间被定义为声音衰减或降低60dB所需的时间,但实际上这不是现在发生的情况。衰减的第一个5dB被忽略,然后在20dB或30dB窗口上测量衰减,以产生T20或T30值,据推测,就像它们在完整的60dB衰减周期中被测量一样。

虽然这大大降低了进行可靠测量所需的信噪比,但是经常被遗忘的是,在声音振幅中需要更大的无噪声衰减,因为固有噪声点评会影响结果。在实践中,衰减曲线的基数必须比环境噪声水平高至少10dB。这个加上衰减曲线顶部的5dB将被忽略或通过计算丢弃,这意味着,对于T30测量(即30dB衰减测量),声音信号在背景噪音上必须至少为45dB[5+30+10=45dB],或在T20测量的情况下,5+20+10=35dB。图1总结了T20测量的情况。

图1.测量房间中的声音衰减,以计算RT值。

在许多情况下,使用宽带信号达到45dB的信噪比要求非常高的声信号,特别是在背景噪声的光谱内容被考虑时。例如,假设我们在控制得当的背景噪声房间内测量,例如40dBA。因此,在测量位置,声级必须至少为85dBA,这是非常大的。

现在想象一下,我们需要测量一个噪音级别为60dBA的房间的RT。这意味着我们必须产生至少105dBA,所以测试扬声器将会非常努力发挥其功能,并且操作者在测试期间必须佩戴听力保护装置。在实践中,它可能会比这更复杂,因为我们需要确保在每个倍频带频率处满足10dB的最小信噪比准则,并且采用 A加权 SPL读数通常会低于低频声级。

例如,对于40dBA的背景噪声电平,125Hz和250Hz频段可以在大约45dB至50dB(假设为NC 30-35分布)的情况下,因此需要在这些频段中在室内产生90dB至95dB的测试声级。对于60dBA的情况,这些低频部件通常可能需要至少105dB至110dB的测试声压级。 (现在,使用20dB或30dB衰减测量变得更加明显,就好像必须测量整个60dB的衰减,将需要产生高达140dB的声级)!

测量混响时间的另一种方法是测量脉冲响应。取决于空间的大小和灵敏度(以及您是否飞往测试地点!),可以使用冲动源(例如气球爆裂或发令手枪)。在这种情况下,房间里的声音没有达到稳定状态,但是由于我们关注对声音衰减的速度,所以这并不重要,只要能够实现足够的信噪比。图2显示了测量技术的原理。

脉冲声音使房间的声级突然增加,然后缓慢衰减,衰减时间或速率取决于房间的混响时间。这可以通过在最初的5dB下降之后注意到声音衰减20dB或30dB所需的时间,如图2(T1-T2)所示。

图2.使用房间脉冲响应的RT测量原理。

每种方法都有优点和缺点。只要有适当的分析软件,我更喜欢脉冲技术。它可以更好地了解房间的声学特性。这是因为完整的反射序列是可用的,然后可以以各种各样的方式进行分析。

图3.典型的房间脉冲响应/声音衰减曲线。

在处理之前,典型的房间脉冲响应可能看起来像图3所示的那样。在这里,可以看到气球爆炸的直接声音,紧接着是强烈的早期反射,最后是室内声音衰减开始。

图4.非线性声衰减曲线(每秒的dB)。

在发生强烈反射的地方,这可能会影响RT测量,不同的设备和软件可能会给出不同的答案。一个例子就是图4所示的声音衰减。声音衰减图显示了这个房间有三个不同的衰减时间。最初,声音在前150毫秒内相当迅速地衰减约15dB。 (这相当于600ms的60dB或0.6秒的RT)。然后声音趋向稳定并基本保持约400ms,然后开始我们所认为的传统衰减。其衰减率约为1dB / 120ms,相当于7.2秒的RT。

自动测量系统将忽略前5dB的衰减,然后开始计数,可能导致大约4.6秒的RT。虽然在技术上可能是正确的,但这是一个无意义的数字,并突出显示需要了解为什么我们首先测量RT,当我们拥有这个魔术数字时,我们将要做什么?然而,无法看到衰减曲线,你不知道你的测量是错误。正如我经常说的那样,声音不仅仅是一堆数字。这些数字当然可以帮助我们做好工作,但是你必须知道你有正确的数字,就像生活中的许多其他事情一样。

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