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)計提供參考依據(jù)，驗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)計提供參考依據(jù)，驗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)計方法的不夠完善，或施工材料的實際值和設(shè)計值有偏差以及施工工藝都會造成實際裝修效果和設(shè)計目標(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。因為拍巴掌主要聽的是中高頻的響應(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，因為任何1/3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，很可能是因為這些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，任何噪聲或者是因為房間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?。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，需與主觀評價相結(jié)合，方能得到滿意的結(jié)果。