摘 要 每年廣播機(jī)構(gòu)有一定的機(jī)房需要進(jìn)行裝修改造。我們在設(shè)計(jì)裝修改造的方案前需對原有環(huán)境進(jìn)行測量以為設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)，驗(yàn)收中也需要有一定的聲學(xué)指標(biāo)來反映改造的效果。因此房間聲學(xué)指標(biāo)的測量對機(jī)房改造具有極其重要的作用。本文將介紹聲學(xué)指標(biāo)測量的概念和方法。

關(guān)鍵詞 環(huán)境噪聲 隔聲量 混響時間 時間延時分析測量

中圖分類號：TB54 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0 前言

每年廣播機(jī)構(gòu)有一定的機(jī)房需要進(jìn)行裝修改造。我們在設(shè)計(jì)裝修改造的方案前需對原有環(huán)境進(jìn)行測量以為設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)，驗(yàn)收中也需要有一定的聲學(xué)指標(biāo)來反映改造的效果。因此房間聲學(xué)指標(biāo)的測量對機(jī)房改造具有極其重要的作用。測量房間聲學(xué)指標(biāo)包括主觀值和客觀值，本文為客觀值的測量。

1 聲學(xué)指標(biāo)的測量

廣播機(jī)房的房間聲學(xué)指標(biāo)測量可分為三個階段。第一階段為在拆除原有裝修材料后，對機(jī)房進(jìn)行的測量，主要目的是全面的反映房間本身的自然條件及周邊環(huán)境對房間的影響，測量數(shù)據(jù)將成為聲學(xué)設(shè)計(jì)的主要依據(jù)。第二階段為施工期間的測量，在局部裝修完成后可進(jìn)行現(xiàn)場測量，可根據(jù)施工進(jìn)度進(jìn)行數(shù)次測量。由于聲學(xué)設(shè)計(jì)方法的不夠完善，或施工材料的實(shí)際值和設(shè)計(jì)值有偏差以及施工工藝都會造成實(shí)際裝修效果和設(shè)計(jì)目標(biāo)有出入。根據(jù)施工期間的測量值可及時調(diào)整設(shè)計(jì)方案及材料的使用，以避免完工后無法修改的錯誤。第三階段為完工后的測量，主要提供驗(yàn)收依據(jù)，根據(jù)測量值可通過活動裝置可進(jìn)行最后的調(diào)整。

廣播機(jī)房主要為語言錄音機(jī)房和直播機(jī)房，此類房間主要為語言播音使用，因此測量的內(nèi)容比文藝錄音棚要少，房間聲學(xué)指標(biāo)測量的內(nèi)容主要有環(huán)境噪聲的測量，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔音測量，混響時間的頻率響應(yīng)測量，時間延時分析測量。本文使用的測量工具為TerraSonde公司的 Audio Toolbox 3測試儀。

環(huán)境噪聲是指機(jī)房外圍如走廊，外墻，通風(fēng)系統(tǒng)等所產(chǎn)生的噪聲，它決定了室內(nèi)為了達(dá)到一定的噪聲評價(jià)曲線（NR曲線）而需要的外圍隔聲量，是機(jī)房裝修中隔聲設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。如NR20要求1000hz為25db，走廊噪聲為75db，則需要設(shè)計(jì)至少50db的隔聲量。測量位置可選擇走廊、窗外、外墻處，離地面1.2米以上，離墻面及其它硬反射面1-2米，測量時間可選擇工作日的白天和晚上的工作時間內(nèi)，可使用測試儀的sound study garph功能，它可把1分鐘-24小時的選擇時間段分為120段，根據(jù)每段將記錄下噪聲的峰值或平均值畫圖，得到噪聲曲線。

隔聲量測量是指對現(xiàn)有圍護(hù)結(jié)構(gòu)如隔墻、樓板、門、窗的隔聲能力的測量，反映了房間圍護(hù)結(jié)構(gòu)對外圍噪聲的隔絕能力。將測量話筒放置于機(jī)房內(nèi)，離地面1.2米以上，離墻面及其它硬反射面1～2米，將揚(yáng)聲器放置于圍護(hù)結(jié)構(gòu)外部，如隔墻外，走廊外或?qū)Рラg外，如果在樓層中間則在樓下房間將揚(yáng)聲器放置在樓下房間。注意揚(yáng)聲器角度，不要對住角落。

測量步驟如下：（1）連接信號發(fā)生器的輸出到放大器再到揚(yáng)聲器。在放大器前加入一級電平控制可方便的調(diào)節(jié)電平大小。（2） 將測量話筒放置于圍護(hù)結(jié)構(gòu)邊緣，啟動正弦波單音頻信號，記錄聲壓值，頻段可選為倍頻程或1/3倍頻程。（3） 將測量話筒放置于被測房間中央，啟動正弦波單音頻信號，記錄聲壓值。（4）比較兩者差值，即為隔聲量?；祉憰r間是聲源衰減60db所需要的時間，它是傳統(tǒng)體現(xiàn)房間音質(zhì)的重要指標(biāo)?；祉憰r間的測量可在一個寬頻帶或在幾個不同的頻段上?；祉憰r間的測量是由測試儀發(fā)出寬帶的粉紅噪聲信號輸入到揚(yáng)聲器，然后自動停止，由測量話筒得到信號的衰減時間，系統(tǒng)示意圖如圖1。

圖1

圖2

根據(jù)房間大小，可選擇幾個不同的位置進(jìn)行測量，離地面1.2米以上，離墻面及其它硬反射面1-2米。應(yīng)用混響時間測量步驟如下：（1）連接信號發(fā)生器的輸出到放大器再到揚(yáng)聲器。在放大器前加入一級電平控制可方便的調(diào)節(jié)電平大?。唬?）將測量話筒放置于話筒架上并指向揚(yáng)聲器。通過能量圖或直接測量的方法確定話筒到揚(yáng)聲器的距離并輸入到測試儀；（3）設(shè)置噪聲信號的時間間隔；（4）設(shè)置噪聲信號的大小，信號在不損害設(shè)備的前提下越大越好，至少高于房間本底噪聲30db以上才可以保證測量結(jié)果不被干擾；（5）輸出噪聲信號，等幾次掃頻后停止信號，可在設(shè)備上讀出數(shù)據(jù)。

時間延時分析測量（TDA）就是利用正玄波的掃頻輸出，通過放大器到揚(yáng)聲器的輸出，利用一只校正后的測量話筒接收輸出信號，話筒連接到一個窄的帶通濾波器到測試儀。圖2是系統(tǒng)測量示意圖。

如果我們對一個系統(tǒng)進(jìn)行多次掃頻測量，每一次間隔一個固定的時間，這樣我們就可以得到不同時間間隔的頻響圖，把這些圖形放到 一起，加上時間坐標(biāo)就可以得到三維圖形，這個三維圖形又可稱之為“瀑布圖”（如圖3）。

圖3

以往我們在測量一個房間的響應(yīng)的時候，一般用拍巴掌來主觀評價(jià)房間的狀況或在1/3倍頻程段用粉紅噪聲通過揚(yáng)聲器和測量話筒來得到各個頻點(diǎn)的電平值，用這些電平值可得到頻響圖。如果頻響圖顯示某些頻段不平，就利用均衡器提升或衰減予以補(bǔ)償。對于控制間來說，這種方法是有缺陷的。因?yàn)榕陌驼浦饕牭氖侵懈哳l的響應(yīng)情況，對低頻段的情況幾乎沒有什么反映。在一些頻段，特別是低頻段在相鄰的比1/3倍頻程窄的范圍內(nèi)會出現(xiàn)大量的波峰和波谷相交錯的情況，在以上的1/3倍頻程測量中是得不到顯示，如果用均衡器對這些頻段動作是沒有作用的，因?yàn)槿魏?/3倍頻程內(nèi)的波峰或波谷會被同時提升或降低，而對頻響不會有任何的平滑作用。另外一方面，頻域范圍內(nèi)的頻響不是影響控制間的聲學(xué)的全部。時基問題如混響、回聲同樣有著較大的影響。例如在頻響圖上看到500hz到1000hz范圍的電平較大出現(xiàn)波峰，很可能是因?yàn)檫@些500hz到1000hz范圍的混響時間長或出現(xiàn)回聲，所以聲能在該頻段內(nèi)駐留的時間長，從而測量出來的能量比較大，用均衡器去衰減的話，只是使電平值減小而不能改變混響的狀況，聲場環(huán)境得不到改善。為了進(jìn)行準(zhǔn)確的TDA測量，聲波從揚(yáng)聲器傳播到測量話筒的時間是必須知道的。這個時間被稱為Ts。信號發(fā)生器對我們感興趣的頻段進(jìn)行掃頻，如果我們不用帶通濾波器的話，任何噪聲或者是因?yàn)榉块g混響和回聲而造成的延遲信號會和測試信號一起進(jìn)入測試話筒，給測試儀帶來錯誤的讀數(shù)結(jié)果。帶通濾波器跟著信號發(fā)生器進(jìn)行掃頻變化，可保證只有當(dāng)前被測頻率進(jìn)入測試儀，噪聲被輸入端衰減，使結(jié)果更加精確。由于信號發(fā)生器的震蕩信號到達(dá)測試話筒需要一定時間（Ts），所以帶通濾波器的掃頻需要延時Ts以配合測量信號的到達(dá)。

在我們使用的測試儀TOOLBOX中，我們可以使用1/24倍頻程的間隔測量顯示TDA圖形。應(yīng)用TDA測量的步驟如下：（1）連接信號發(fā)生器的輸出到放大器再到揚(yáng)聲器。在放大器前加入一級電平控制可方便的調(diào)節(jié)電平大??；（2） 將測量話筒放置于話筒架上并指向揚(yáng)聲器。通過能量圖或直接測量的方法確定話筒到揚(yáng)聲器的距離并輸入到測試儀；（3） 設(shè)置掃頻次數(shù)；（4）設(shè)置帶通濾波器的Q值。在大多數(shù)情況下，我們都設(shè)置較高的Q值；（5）設(shè)置輸出電平；（6） 設(shè)置掃頻時間及間隔。

測試的結(jié)果可存儲在本機(jī)，通過串口輸入到PC中，使用配套的軟件及可生成瀑布圖。

2 結(jié)束語

通過以上指標(biāo)的測量我們可以及時得到房間音質(zhì)數(shù)據(jù)，調(diào)整裝修方案。我們在實(shí)際工作中運(yùn)用以上指標(biāo)測量所裝修的機(jī)房均取得滿意效果。需要強(qiáng)調(diào)的是客觀測量結(jié)果根據(jù)不同的條件會產(chǎn)生一定的誤差，需與主觀評價(jià)相結(jié)合，方能得到滿意的結(jié)果。