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17 2022-02

    如何測算聽音室的混響時間


     響時間在室內聲學設計過程中是一個十分重要的概念。如果設計不當會使廳堂的聲音干澀,或含糊不清。

     
    眾所周知,最終接受聲音信號的是聽音者,因此在設計時,就必須注意各種聲音信號有怎樣的混響時間,才能使聽音者感覺到與某種風格的音樂或聲音十分相近的聲音。但聽音者的這種感覺又與聽音者的心理、身理、文化及環境等因素有很大的關系,而混響時間的控制,只能說明在某些方面達到了設計的要求,或者說滿足了一部分聽音者要求。
     
    人們所聽到的各種聲音,是由聲源所發出的原始的聲音與許多經過反射后的信號組成,由于聽音環境的反射因素及聲音信號的頻率不同, 經過反射后的聲音信號具有不同的頻譜特性,它將原始聲音信號中的內容進行了改變,有的對聲音的反射使聲音有一定的回聲,而有的反射則使聲混濁不清。一般來說聲音經過物體的初次反射后(如:一次反射、二次反射),其聲音較為清晰,并且增強了直達聲的寬度,使其具有一定的回聲效果。但聲音經過多次反射后,就會使聽音者感覺到聲音有拖泥帶水了。
     
    一般聽音室的混響時間與會議室的混響時間的要求是有相當的區別的,會議室或演講大廳對混響時間要求不能過長,這是因為人的語言主要集中于中、高頻,過多的低頻或過長的混響時間,會使演講者的聲混濁不清,使語言的可懂度降低。而歌舞廳則不然,聽者在聽音室主要注重音樂或歌聲的整體效果是否融合,或者是否有足夠的響度、豐滿度或連貫性,演唱或演奏者的一些較小的弱點或缺陷就會被適當的反射聲(混響時間)所掩蔽。
     
    對混響時間的測量在實際應用中是較為常用的,一般對于有經驗的設計者來說,憑經驗(個人的聽感)是可以大致估算出廳堂的混響時間的,而對于無實際經驗者,或需要一些較為準確的混響時間數據的設計者,就得依靠一些儀器來測量了。
     
    由信號發生器驅動揚聲器發聲,使室內的聲音的混響產生一定的周期性,然后由傳聲器將廳堂內的聲音拾取后,送入放大器放大,再經過濾波器后輸入至對數記錄儀中。對數記錄儀中則將廳堂內聲音的衰變過程記錄于記錄紙中。
     
    信號發生器中所產生的信號是調頻的正弦信號,它的瞬時頻率覆蓋著一個較窄的頻率范圍,一般所選擇的調制為10Hz。揚聲器為一般常用的揚聲器,在測試時可將其放于通常放置揚聲器的位置即可。
     
    混響時間的確定從嚴格地來講,不同的音樂須有不同的混響時間,它主要取決于是什么樂隊演奏的什么樂曲,比如:在教堂的混響時間可達6~8秒;意大利米蘭的“La-scala”劇院的混響時間為1.2秒。因此,很難用一個標準來衡量, 一般較為常規的方法,是將混響時間控制在1.5~2秒之間較為適宜,當然還要根據具體的如人數的多少、聽音環境的面積等諸多因素來決定,不可一概而論,當聽音室的體積較小時,其混響時間也取得較小,反之則較大。
     
    最佳混響時間除了室內的容積有關外,還與信號的頻率有關。在實際情況中, 由于聲音信號的頻率是經常變化的,因而在信號的頻率為500Hz時設定的最佳混響時間, 往往會使某一個偏離500Hz頻率信號的聲音因混響時間不同而產生變化。 同時因為一般的吸聲材料的吸聲系數都是低頻小,高頻大,而人們的聽感對于低頻信號的聲音較為喜歡,因此在實際設計時,一般是將室內高頻信號的混響時間控制在與信號在500Hz 時的混響時間相仿,而將低頻信號的混響時間控制得稍許偏長一點,從而使室內的聲音更加豐滿一些。對于室內聲設計中混響時間的選擇也可參考一些現成的推薦值。
     
    在實際的室內聲學及擴聲系統安裝峻工后,往往通過儀器檢測的混響時間情況與理論上所設計的混響時間往往有一定的差距,其原因主要是實際工程中所使用的吸聲材料的吸聲系數與計算中的吸聲系數有異;各種聲源的指向性以及聲波的反射結果與吸聲材料在測量吸聲情況時的條件不完全相符等。所以用“賽賓公式”計算出來的結果往往存在一些誤差,由此可見,混響時間的計算公式的結果只是近似值,但是它并不影響在聲學設計中的作用,通過該公式得出的結果,可以有指導性地選擇所使用的吸聲材料。
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