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混響時間的測量方法和步驟
發(fā)布日期:2021-1-15   點擊次數:
        音響系統(tǒng)是由建筑聲學及電聲學結合的產物,如果建筑聲學沒有處理好,再好的電聲設備也出不了好的聲音效果。


混響時間的測量方法和步驟


混響時間的衡量任何一個聲學廳堂的一個重要指標,RT60混響時間的定義是:聲音達到穩(wěn)態(tài)后,突然停止,聲音衰減60dB所需的時間即為混響時間,這個參量的重要意義是:RT60混響時間與房間的體積V成正比,與室內總吸聲量A成反比,它的計算式是:


混響時間的測量方法和步驟


其中V為體積,A=α s為總吸聲量;后來Eyring發(fā)現了大房間的RT60混響時間,對上面的公式進行了修正,公式如下:


混響時間的測量方法和步驟


這個公式考慮了空氣的吸聲和溫度的影響,是一個很精確的計算公式了,其中m為空氣衰減系數,S為表面積,α平均吸聲系數,V為體積,c為聲速,聲速會隨溫度的變化而變化,當聲速為常溫時取344m/s,而平均吸聲α<0.2時,F2可以簡化成F3式,這就是我們經常使用的公式了:


混響時間的測量方法和步驟


從公式來看混響時間和電聲設備沒關,是由廳堂的結構、裝修材料等物理結構決定的,但任何一項聲學指標都和它息息相關。如果混響時間太小,會使得聲音很“干”,不夠豐滿,如果太大,會產生很大的回音,使聲音模糊,無法聽清楚,因此我們要在進行聲學設計時就先選擇好適合于廳堂的混響時間,并且提供裝修材料進行設計,但什么樣的混響時間才是最好的混響時間呢?可以通過查看國家標準“500Hz最佳混響時間”表和“混響時間(500Hz)推薦值”。


今天我們要講的不是如何計算和設計混響時間,而是講如何使用SOUNDTEST測試系統(tǒng)進行混響時間的測量,以及SOUNDTEST測試系統(tǒng)的測試準確度和精度問題,并且還提到SOUNDTEST測試系統(tǒng)進行測試時應該注意的問題。


問題的提出:


我們以廣西玉林體育館為例:


混響時間的測量方法和步驟


一:測試設備:


1、DN6000(我們購買時為90000多元);

2、對照設備:SOUNDTEST測試系統(tǒng)(3500元);

3、TES1350A數字聲壓計;

4、SonyPCG-F680K筆記本電腦及SonyPCG-SRX55TX筆記本電腦(使用筆記本自帶的內置聲卡進行測試,內置為YAMAHAPCIDs1xNative聲卡)。


二:測試環(huán)境:


玉林體育館多個座位點,特別是比賽場區(qū),全部為空場測試。


三:測試目的及測試項目:


1、目的:因為玉林體育館暫時沒有進行建筑聲學設計,造成RT60時間偏長、聲聚焦、語言清晰度嚴重下降等問題,為了科學體現及量化聲學數據要求,并達到國家JGJ/T131-2000《體育館聲學設計及測量規(guī)程》的要求和規(guī)范,對玉林體育館進行了具體的測試。

2、測試項目:聲壓級測試、RT60(混響時間)測試、低頻頻率響應、高頻頻率響應、脈沖響應、ALCONS%(輔音清晰清晰度)、RaSTI(快速語言傳遞指數)等聲學測試項目。

3、另外還有一個目的就是把9萬多元的DN6000測試設備和3500元的SOUNDTEST測試設備進行精度和準確度對比,看看有多大差距。


四:測試結果現行說明:


1、我們在使用DN6000測試完后,接著使用SOUNDTEST進行測試,發(fā)現后者結果的精確度和DN6000的94%—99%的吻合。

2、測試過程中,我們還發(fā)現測試大的場館時,SOUNDTEST的精確度非常準確,基本上吻合了DN6000,但在測試小的場合時,精確度有所下降。


五:以下是部分測試結果圖形及對照數據:


混響時間的測量方法和步驟


說明:


從SOUNDTEST測試的上圖可以看出玉林體育館的混響時間明顯超標,中頻部分有的甚至達到7.8S,Wideband為7.345306S。按照中華人民共和國JGJ/T131-2000《體育館聲學設計及測量規(guī)程》,第二章“建筑聲學設計”要求,玉林體育館體積為60000M3,按照國家要求500Hz~1000Hz混響時間必須達到1.3s~1.6s左右,而實際測試卻在7.3s左右,可想而知體院館的建聲明顯不足。


混響時間的測量方法和步驟


說明:


我們使用DN6000只對500Hz、1000Hz、2000Hz、4000Hz、8000Hz進行了具體測試,從上表可以對比看出,SOUNDTEST測試的準確度和DN6000基本上完全吻合,不過DN6000在測試數據中沒法精確到小數點6位,而SOUNDTEST因為是通過電腦計算,可以精確到小數點6位的精度;從準確度來看,兩者的準確度完全相同。在體育館的混響時間測試中,便宜的SOUNDTEST反而在精度上略勝一籌。但是我個人認為,小廳堂混響時間的測量SOUNDTEST的準確度就沒有DN6000高。


當時在測試時,我們一直懷疑電腦聲卡的精確度和延時問題,特別是延時問題,因為電腦在處理接收過來的聲源時,肯定要有處理時間,這段處理時間雖然很短暫,但是對測試混響時間這種嚴格要求時間精確的聲學參數,短暫的延時也會造成精度及準確度的明顯下降,可是為啥SOUNDTEST的測試沒有出現精度下降呢?


翻看了內部資料及配套軟件RTA的技術說明,原來他們處理的很高明,就是測試聲源采用本身電腦相同聲卡進行發(fā)聲,因為是相同的聲卡,因此在發(fā)聲和接受處理時,兩個步驟的延時是固定的(相同的電腦、相同的聲卡、硬件配置相同、所有一切相同),在測量混響時間時,把兩個步驟的延時進行抵消處理即可,如此簡單。


混響時間的測量方法和步驟


混響時間的測量方法和步驟


在這里還要強調一個問題,就是在任何測試前,不管你是測試混響時間、頻率請求或者其它聲學參數時,一定要進行聲壓級的校準,否則你的測試是非常失敗的,沒有校準的話,測試精確度是無法得到保證的。校準的方法每個軟件都有自己的校準方法,但操作步驟相同,就是把一個聲壓計放在測試話筒相同位置,再從電腦發(fā)送聲源到擴聲系統(tǒng)中,這時讀出聲壓計的聲壓,并把讀出的數字輸入校準框中,這樣就校準成功了。


混響時間的測量方法和步驟


混響時間的測量方法和步驟


混響時間的測量方法和步驟


混響時間的測量方法和步驟


混響時間的測量方法和步驟


混響時間的測量方法和步驟


混響時間的測量方法和步驟


說明:


上圖低頻的上揚是因為本身體育館有低頻噪聲的存在,所以才上揚,在沒有任何聲源的時候,就存在的噪聲。在測試頻率響應時,聲源發(fā)聲控制在14K左右,所以PAS頻率響應只顯示到14K左右?梢钥闯鲈谌绱嘶祉憰r間的體育館均勻度能夠很好的控制在10dB左右,電聲設備那是很不簡單的。


SOUNDTEST混響時間測試方法


首選打開配套光盤,找到“SOUNDTEST測試系統(tǒng)配套軟件—sound technology—Rtal32v15”目錄,分別運行“SpectraRTA1.32v15和SpectraRTA1.32自動注冊軟件”,這樣就能安裝注冊了。


測試前,把SOUNDTEST測試系統(tǒng)連接好:SOUNDTEST的蓮花輸出連接到聲卡的輸入(最好是line,如果沒有只好是mic了),聲卡的輸出連接到擴聲系統(tǒng)的調音臺上,SOUNDTEST的測試話筒放置到測試點并連接到APA的任何1路mic輸入。運行spectraRTA,出現下面的窗口,先進行聲壓級的校準。操作如下:點擊“calibrate”按鈕,出現校驗窗口,再點擊“Run calibrate Procedure”開始校驗。


混響時間的測量方法和步驟


點擊“Run calibrate Procedure”后,會出現下面的窗口,軟件告訴我們要進行5步的操作,實際上我們已經操作了第一步,你要操作的只是2~5步了。這時你要叫你的助手拿一個聲壓計放置在和SOUNDTEST測試話筒相同的地方,然后再從你的電腦發(fā)送一個粉紅噪聲測試信號,軟件建議你使用1000Hz的單頻信號,比如1000Hz的純音進行測試(操作要點:點擊“calibrate”按鈕右邊的“Generator”->“1KTone”即可),當然你還必須調整你的擴聲系統(tǒng)運行在正常狀態(tài),輸入到調音臺的測試信號不能出現削波,大部分設備調整在0dB左右等等。這時叫你的助手把測試到的聲壓級告訴你,輸入到校驗框,我的是65dB,輸入65即可,接著按下“start”進行下步。


混響時間的測量方法和步驟


接著按下“Start”后,出現校準成功窗口,窗口中提示你最大聲壓級是多少,噪聲多少等等,并給出警告,如果調節(jié)了整個鏈路的任何輸入、輸出增益,必須重新進行校驗。


混響時間的測量方法和步驟


按下“確認”后,會出現保存窗口,以后如果你的音量沒有重新調節(jié)過的話,就可以不用再校準了,可以直接使用這個文件進行校準。


混響時間的測量方法和步驟


校準成功后,按下“Reverb”出現測量混響時間窗口后,按下“Start”鍵,這時你會聽到當的一聲,電腦開始發(fā)送測試信號,同時軟件開始進行計算了。通過一段時間的計算,馬上會顯示出測試好的混響時間,而且測試的精度和準確度極高。


混響時間的測量方法和步驟


混響時間的測量方法和步驟


測試好的圖形如果要保存的話,可以按鼠標右鍵,進行拷貝,然后粘貼到“畫圖”里面即可。

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