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    如何测算听音室的混响时间


     响时间在室内声学设计过程中是一个十分重要的概念。如果设计不当会使厅堂的声音干涩,或含糊不清。

     
    众所周知,最终接受声音信号的是听音者,因此在设计时,就必须注意各种声音信号有怎样的混响时间,才能使听音者感觉到与某种风格的音乐或声音十分相近的声音。但听音者的这种感觉又与听音者的心理、身理、文化及环境等因素有很大的关系,而混响时间的控制,只能说明在某些方面达到了设计的要求,或者说满足了一部分听音者要求。
     
    人们所听到的各种声音,是由声源所发出的原始的声音与许多经过反射后的信号组成,由于听音环境的反射因素及声音信号的频率不同, 经过反射后的声音信号具有不同的频谱特性,它将原始声音信号中的内容进行了改变,有的对声音的反射使声音有一定的回声,而有的反射则使声混浊不清。一般来说声音经过物体的初次反射后(如:一次反射、二次反射),其声音较为清晰,并且增强了直达声的宽度,使其具有一定的回声效果。但声音经过多次反射后,就会使听音者感觉到声音有拖泥带水了。
     
    一般听音室的混响时间与会议室的混响时间的要求是有相当的区别的,会议室或演讲大厅对混响时间要求不能过长,这是因为人的语言主要集中于中、高频,过多的低频或过长的混响时间,会使演讲者的声混浊不清,使语言的可懂度降低。而歌舞厅则不然,听者在听音室主要注重音乐或歌声的整体效果是否融合,或者是否有足够的响度、丰满度或连贯性,演唱或演奏者的一些较小的弱点或缺陷就会被适当的反射声(混响时间)所掩蔽。
     
    对混响时间的测量在实际应用中是较为常用的,一般对于有经验的设计者来说,凭经验(个人的听感)是可以大致估算出厅堂的混响时间的,而对于无实际经验者,或需要一些较为准确的混响时间数据的设计者,就得依靠一些仪器来测量了。
     
    由信号发生器驱动扬声器发声,使室内的声音的混响产生一定的周期性,然后由传声器将厅堂内的声音拾取后,送入放大器放大,再经过滤波器后输入至对数记录仪中。对数记录仪中则将厅堂内声音的衰变过程记录于记录纸中。
     
    信号发生器中所产生的信号是调频的正弦信号,它的瞬时频率覆盖着一个较窄的频率范围,一般所选择的调制为10Hz。扬声器为一般常用的扬声器,在测试时可将其放于通常放置扬声器的位置即可。
     
    混响时间的确定从严格地来讲,不同的音乐须有不同的混响时间,它主要取决于是什么乐队演奏的什么乐曲,比如:在教堂的混响时间可达6~8秒;意大利米兰的“La-scala”剧院的混响时间为1.2秒。因此,很难用一个标准来衡量, 一般较为常规的方法,是将混响时间控制在1.5~2秒之间较为适宜,当然还要根据具体的如人数的多少、听音环境的面积等诸多因素来决定,不可一概而论,当听音室的体积较小时,其混响时间也取得较小,反之则较大。
     
    最佳混响时间除了室内的容积有关外,还与信号的频率有关。在实际情况中, 由于声音信号的频率是经常变化的,因而在信号的频率为500Hz时设定的最佳混响时间, 往往会使某一个偏离500Hz频率信号的声音因混响时间不同而产生变化。 同时因为一般的吸声材料的吸声系数都是低频小,高频大,而人们的听感对于低频信号的声音较为喜欢,因此在实际设计时,一般是将室内高频信号的混响时间控制在与信号在500Hz 时的混响时间相仿,而将低频信号的混响时间控制得稍许偏长一点,从而使室内的声音更加丰满一些。对于室内声设计中混响时间的选择也可参考一些现成的推荐值。
     
    在实际的室内声学及扩声系统安装峻工后,往往通过仪器检测的混响时间情况与理论上所设计的混响时间往往有一定的差距,其原因主要是实际工程中所使用的吸声材料的吸声系数与计算中的吸声系数有异;各种声源的指向性以及声波的反射结果与吸声材料在测量吸声情况时的条件不完全相符等。所以用“赛宾公式”计算出来的结果往往存在一些误差,由此可见,混响时间的计算公式的结果只是近似值,但是它并不影响在声学设计中的作用,通过该公式得出的结果,可以有指导性地选择所使用的吸声材料。
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