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室内声场的建立和衰减过程

发布日期:2018-10-12 浏览量:599次

1.室内声场结构

多数情况下,电声音响系统是在封闭的空间内工作的,如演播室,影剧院,录音棚等,声波在一个封闭空间的传播,会在室内空间形成复杂的声场,在生场中某一位置上听到的声音有三部分组成,即直达声近次反射声(又称早期反射声)和混响声(多次反射声)。

(1)直达声,指从声源发出的声音直接传播到听音点的声音,直达声主要是传递信息,保证听众区有足够的声压级,提高声音的清晰度。

(2)近次反射声,指相对直达声延迟50ms以内到达的反射声,近次反射声到达较早,经过反射次数较少,可以提高声压级,有助于加强直达声,增加声音的空间感。

(3)混响声,指比直达声晚到50ms以后得经过多次反射的声音,生源除了向听音位置按直线方向传播以外,同时也向四面八方辐射,这些辐射声波遇到墙面或其他较大的障碍物时,一部分被反射,一部分被吸收,混响声可以使声场均匀,使音质丰满,但是会降低声音的清晰度,如果混响声过大,就会掩蔽直达声。

2.室内声场的建立和衰减

当生源持续不断的以相同的频率和指向发出声能时,首先到达空间某点p处的是直达声,接着到达的是各个方向的一次,二次反射声等早期反射声,接着是多次反射的混响声,使p点处的声能不断加强,过了一定时间以后,当被周壁和室内物体吸收的声能与声源发出的能量相等时,室内就形成了一个稳定的声场。

如果在室内打开或关闭一个声源,并观察声场的建立和衰减过程,会发现升压和声压级的变化,如图2-7所示。

图中实线表示室内表面反射强的情况,虚线表示是室内吸声强的情况,如果对声能吸收能力强,则衰减快,可以较快地达到稳定,反之,如果对声能吸收能力差,则衰减慢,达到稳定的时间就较长。

室内声压级

室内声场可以看作是自由空间的直达声和由许多反射声形成的混响声的叠加,直达声和混响声是不相干的,他们在空间的叠加就表现为声能密度的叠加,生源在室内连续发生,当生产达到稳态时,若是哪个部位的声压相同,且室内声波是无规则的在各个方向传播的,可以说这种声场是均匀的,也可以称为室内达到了声扩散,室内声场扩散越充分,空间感程度越强,这时在距离R处的声压级为:

整个自由空间(声源位于房间中间),Q=1;半自由空间(位于—墙面上或地面上),Q=2;自由空间(位于两墙面交线处上),Q=4;自由空间(位于三面墙的墙角处),Q=8;上式是假定气温、湿度等处在通常条件下,而且忽略了空气对声音的吸收。

房间总声压级与接收点离声源距离的关系和自由空间不一样,在靠近声源处,总声压级以直达声为主,混响声可以忽略,在远离声源处,总声压级以混响声为主,直达声可以忽略,总声压级与接收点离声源的距离无关,此时改变室内吸声量才会对声场特性有明显影响。

在室内接收点处的相对声压级与生源距离r、指向性因素Q,房间面积常数R的关系如图2-10所示,图中呈45度角的直线是直达声。R越大,则室内吸声量越大,混响半径就越长,R越小,则室内吸声量越小,混响半径就越短。

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