无顶空间内混响感特性的研究

混响时间是反映时间域内声能衰变率的参量,它大体上可反映扩散空间内的主观混响感。但是,对于庭院等无顶空间而言是否适用,值得研究。因为在这些空间内,声能衰变过程中缺失了大量来自顶面的反射声,虽然混响时间可能变化不大,但会显著影响主观听觉上混响的感受。本文通过模拟声场的主观试听实验,发现反射声的方向性因素不可忽略,其对混响感有明显影响。由于混响时间是以单声道收录为界定的,因此,它不能充分反映无顶空间内的主观混响感。     

庭院空间的音质

中国传统戏场有不少是庭院式的。在这种顶面敞开的空间中,混响很少,声场基本上是非扩散的,故其声学性能与全封闭房间有很大不同。经典的室内声学例如赛宾混响公式在此不再适用。且由于缺失了大量来自顶面的反射声,使反射声序列的精细结构有很大变化,在仅仅表征声音衰变速率的混响时间参量中却反应不出来。致使虽具有与封闭房间相同3D混响时间的庭院空间中,其混响感可能明显不同。本文分析了庭院空间内声场的若干特征,对庭院式戏场音质作了初步探讨。     

声场的计算机模拟

本文首先评述两种主要的计算机模拟方法:Monte Carlo法和声线法;然后用本文发展的扩散反射声线法研究房间形状、吸声器分布以及吸声系数对混响的影响;最后以一个模拟教室为例,计算其混响时间,前80ms反射声的方向分布等声场参数,说明计算机模拟在房间声学中的应用。     

音乐厅音质设计

本文简要介绍音乐厅建筑实践的发展史和四个最近设计成功的大厅。简要叙述现在于大厅内能测量且与主观响应有关的客观参数,即混响时间、初始时间延迟间隙、响度、扩散、侧向反射和早期对后期能量比。最后,简短地报道近来声场模拟方法的发展,用这些方法可以预测某些声学特性。     

ODEON仿真与实际测量语言传输指数实验对比

近年来音质仿真技术的快速发展为语言传输指数STI的预测提供了一个潜在的解决方案。但这种方法的有效性如何,则是在使用该技术之前应该考虑的问题。本文对3个房间内音质仿真与实际测量STI进行实验对比,研究表明:在仿真模型与实际空间的声学等效较为准确的情况下,使用音质仿真软件ODEON计算得到的STI误差较小;混响时间的变化在背景噪声较高时可能会对仿真STI的准确性带来显著影响,随着混响时间的增加,仿真与实际测量STI的差值可能变大;信噪比的变化并不会给仿真STI的准确性带来显著影响;仿真脉冲响应与实际测量脉冲响应的频谱有一定差别,时域上的反射声序列也不相同,但这些差别对仿真STI的影响并不大;仿真过程中比较容易产生的信噪比误差对仿真STI产生了较大影响。由于影响音质仿真结果的因素较多,仿真模型与实际空间的声学等效也比较复杂,尤其是对于没有实际参照校准的房间来说,想要获得准确的STI预测结果是比较困难的。     

礼堂音质——测试和模拟的比较

用一台微处理机模拟了一个普通礼堂的音质,主要是混响时间和声场起伏。混响时间的计算、测试与模拟结果之间的比较表明,在正确选用观众吸声量后,模拟得到的混响时间比按公式计算得到的混响时间更接近实验结果,在125Hz到4000Hz的频率范围内,平均相对偏差小于10％,而声场起伏的测试值与模拟值大致相符。文中还讨论了观众吸收及模拟中的一些细节问题。     

厅堂内声场强度的计算

厅堂内的声场强度通常只能通过实测或模型试验得到。但从几何声学的观点,厅堂内一点的声强可以射向该点的直接声和各早期反射声的声强之和加以表达。本文介绍了一种计算直接声和各早期反射声之和的方法。通过对一个剧场的实测和计算对比,证明计算是相当可靠的。计算时反射次数最多为三次,声线长度最长为三倍直接声线长。各点的偏差大部分均小于1dB。若计算满场情况或增加反射次数和计算的声线长度,则偏差还可减小。     

声学测量用电火花式脉冲声源及其声学特性

电火花发出的声脉冲具有脉冲宽度小、无方向性和声级高等特点,因此它是研究厅堂音质的脉冲响应,混响时间和模型试验的理想声源.当声级足够高而稳定时,还可作为隔声测量和高声强冲击波换能器近场校正之用.这里我们采用了高电压小电容放电的方式.在控制电路方面设有自动、手动和遥控装置,便于使用.本脉冲发声器电路简单,性能稳定,装置紧凑,使用方便. 本文主要介绍火花发声器的原理,电路设计的特点,声源的声学特性以及应用等.     

早期声在厅堂中的分布

厅堂内早期反射声能分布与厅堂的容积、体形、吸声布置及接收点的位置等有关,其形成的早期声场与完全扩散声场有较大的差别。因而有关与早期反射声能相关的音质参量在厅堂中的分布情况无法用扩散场的理论来预计。本文通过对四个厅的测量结果,来分析早期反射声能在厅堂中分布的特性。     

语音清晰度和平均混响时间在车内声学中的应用

乘用车的车内声学性能直接影响人的主观感受,但仅靠主观评价来判定是不够的;必须通过引入有力的客观参量来刻画车内听觉的舒适度效果。而如何来设计车内噪声试验方案来诊断和改善声学水平则成了一个重要的环节。在乘用车车内噪声品质的开发过程中,综合应用语音清晰度和平均混响时间两个指标对车内吸声性能进行了对比分析。通过对实车主观评价和客观测试,讨论了语音清晰度、车内平均混响时间、吸声系数和声压衰减斜率的概念及相互关系,从而确定了高速道路行驶工况下的语音清晰度主要取决于车内吸声材料的性能。提出了将车内相关部位进行材料吸声改进作为改善语音清晰度的主要措施之一。     

电影对白录音棚的声学设计

本文讨论了录音棚的声学设计。研究了穿孔板吸声结构,玻璃棉毡,胶合板半圆柱,可变吸收的板和转动柱体。建成了电影录音棚,获得很好的效果,在125Hz到4000Hz范围内混响时间不随频率变化。当打开或关上全部吸声板和柱体时,混响时间分别为0.6秒和1.0秒。提供了高度的声扩散,理想的清晰度和丰满度,并且便于传声器的放置。     

厅堂中混响时间测量的一些实际问题

本文根据多年来在一些大厅中进行混响时间测量(空场和满场)的经验,以及利用不同声源所积累的资料,分析了测量的误差.由于记录读数误差导致的混响时间的变异系数可控制在5％左右,而由于厅内声场不均匀性所引起的变异系数则在10％左右.至于利用不同声源所得结果之间的偏差则往往小于上述的误差范围,因此它们的差异并不显著.比较时所用声源有乐队、白噪声、啭音、发令枪声和气球的爆破声.本文还指出,在某些厅堂中测得的混响时间重复率较低,类似情况或更严重者(相差达50—100％)在文献中亦有报导,值得注意.因此,制订规范化的测量方法也就非常必要.为模拟厅堂满场条件的声学特性,曾利用棉衣代替观众进行了混响时间的比较性测量,结果基本上一致.     

早期反射声时响度影响的实验研究

大厅内产场强度的分布,对于稳态声源来说取决于各处的直达声和来自所有界面的反射声.但是对于语言和音乐等脉冲性质的声源,由于人耳的积分效应,只有直达声和早期反射声才对听众席上所感受到的响度起主要作用,因此作为音质评价参量,要考虑到声场的有效强度.于是在消声室内利用“干”语言录音进行一系列主观试听实验,以求了解短延时回声(早期反射声)对响度评价的作用.实验中由电声装置产生出含有原始声和单个或多个延时回声的声场.实验结果表明声场的感受响度与回声能量、入射角及其延迟时间分布有关.对多个短延时回声和超过30-50ms的单个回声来说,能量相加规律并不适用.在有些情况下实际感受的响度比能量相加规律要小得多.     

语音特性及声场因素对老年人警报语音可懂度和主观感受的影响*

警报语音广播是紧急情况时提高建筑物内疏散效率的有效手段。通过实验室研究的方法,研究了语音特性及声场因素对老年群体警报语音可懂度和主观感受的影响。主观感受选取了听音容易程度和感知紧迫性两个维度。研究结果表明,老年人警报语音可懂度和听音容易程度评价主要受语速、信噪比和混响时间的影响,且呈现一致的变化趋势,即随着语速和混响时间降低以及信噪比的增加,老年人可懂度和听音容易程度得分均升高,而声压级(最低设置为60dB)、有无警铃和噪声类型没有显著影响。感知紧迫性随语速和声压级的增加而显著增加,信噪比、混响时间及有无警铃声对感知紧迫性并无显著影响。采用人声播报的警报语音其可懂度和感知紧迫性显著高于合成声。比较老年人和年轻人群体的结果发现,在语速、声压级和噪声类型对主观评价的影响上有显著差异。为建立老年人理想且安全的声环境,应采用人声播报并适当降低语速以保证可懂度,同时混响及信噪比条件两方面的改善都是必要的。     

几种人工混响装置的特性分析

本文简要地阐述混响室、板式混响器(钢板混响器,金箔混响器),弹簧混响器,电子混响器(模拟式和数字式电子混响器)等工作原理。对其混响声的主要特性参量:混响时间T_(60)及混响时间频率特性T_(60)-f;初次反射声的延迟时间及其与频率的关系;简正频率密度,反射声密度以及各自混响声的音色主观评价进行了比较分析,指出各种人工混响装置的特色. 最后,对人工混响装置在模拟厅堂及各种环境(包括某些特殊效果)中对不同声源进行声加工时应选取的特性参量以及人工混响装置的选取提出了参考意见。 总之,根据不同节目内容和特点,合理地选取人工混响装置及其特性参量对提高声音的技术质量和艺术质量是十分重要的。     

南海海域跨海沟环境的声场会聚特性

利用南海北部海域的声传播实验数据分析了跨海沟条件下的声传播特性。结果表明:由于负梯度声速剖面和海底地形的共同作用,导致声能量在开始随着海沟深度变化向更深层位置上弯曲传播,传播损失在海沟中心位置附近达到最大。在海深逐渐变浅的距离上,由于海底反射使得声能量逐渐会聚,声传播损失比单纯陆坡变到深海环境下要减小20 dB以上。当会聚效果小于扩散和海底反射等引起的损失时,声传播损失达到最小,之后随着距离增大而增大;在海沟最后一段,当海深在8 km范围内从850 m突然变浅到311 m,声场能量逐渐会聚效果再次凸显,使得声传播损失减小10 dB。利用射线理论和抛物方程近似数值分析,解释了海沟环境下的由于地形变化引起的声场会聚传播特性。     

小尺度封闭空间声场的无网格数值算法

无网格法是一种新兴的数值计算方法,具有不需要网格支持的特点。本文将该方法引入室内声学建模,推导了无网格声场数值计算模型,并将其应用于典型小尺度封闭空间内部声场的数值分析。针对声传递函数,将本方法与理论解和SYSNOISE计算结果进行了比较,并将计算的混响时间与实验测量结果作了对比,表明本方法具有良好的精度。     

多个延迟声的音质评价试验

一般剧场的一楼中部地区音质常常不好,这和直达声后的短延迟反射声的分布状况有关.本试验用电声模拟几个不同延迟(20～110毫秒)的反射声,组成若干种延迟声的组合,在露天条件下对各种组合进行了“成对比较”的主观音质评价.声源采用了在露天录制的音乐、语音等三种节目. 从初步试验结果的统计分析中,讨论了在没有混响的情况下,不同的延迟声对于音质效果的影响.除此之外,还讨论了各项评价指标之间的相关趋势.     

国内声学文献索引

(声学分类:0.总类;1.物理声学;2.水声学;5.机械振动学;4.噪声控制学;5.超声学;6.语言声学;7.生理声学;8建筑声学;9.电声学;10.声学测试;11.大气声学;12.地声学;13.生物声学;14.音乐声学;15.宇宙声学) ‘ 0.总 类大厅声学发展中若干热点的管见,王季卿,声学技术,7(1988),No.4,L8.厅堂音质评价参量——声能比的发展与现状,邵龙,电声技术,(1988),No.4,30立体声同期录音工艺中几含问题的探讨,潘洪泽,电声技术,(1988),No.4,60.5期国内声学文献索弓肺音研究动态,陈燕芳等,电声技术,(1988),No.5,24.循环音乐彩灯,颜文章,电声技术,(1988),No.4,46.…     

早期反射声图谱的本质及瞬态扩散系数

厅堂内一点接收到的各早期反射声,对该点的音质影响很大。但一般从示波器上所摄得的早期反射声图诸,有时并不可靠.为了在设计过程中对这些反射声图谱进行比较或改进,可以利用计算机和以瞬态扩散的概念为基础,从各早期反射声在时间、空间和幅度三方面扩散是否均匀来考虑,定义出一个单一的量瞬态扩散系数D.利用D就可以对厅堂内各点或各厅堂之间的反射声图谱定量地进行比较.D也可用于厅堂内瞬态响应的分析和研究.