室内声学原理概要.pptx

第十章室内声学原理;室内声学基本概念 室内声场的分析方法 室内稳态声场 房间内声场的衰减与混响时间 房间共振 音质设计的一般要求;房间对声音的影响主要表现在以下四个方面： 引起反射声 改变音质 由于简振波的激发，增加声能密度 使声音在空间的分布发生变化; 波动声学 几何声学 统计声学;几何声学方法： 使用条件：反射面或障碍物的尺寸要远大于声波的波长。 ;当声波的频率较高，即声波的波长小于房间中反射面的尺度时，可以用几何光学中光线的概念把声波的传播看做沿声线传播的声能，而忽略声波的波动性能，这是几何声学的方法。;由于房间各表面对声音反射时还要吸收一部分声能，因此，反射声随反射次数的增多，强度将逐渐减弱。此外，反射声到达人耳处的路程要长于直达声，因而反射声到达听声人处的时间要滞后于直达声，反射次数越多的声音，滞后的时间也就越长。; 需要注意的是，对于低频声，63~125Hz，波长为5.4m~2.7m。在一个各个表面尺寸均小于声波波长的小房间内，几何反射定律将不适用。此外，当声波在大房间内遇到小尺度的障碍物，或尺寸较小的反射板时，将产生弯曲，即形成明显的声衍射，但不会造成明显的扩散反射。; 对于中频声：500~1000Hz，波长范围68cm~34cm，当遇到大的天花板和墙壁时，仍然遵循几何定律。但遇到与声波波长相近的构件和装修处理时，则要形成扩散反射。对于高频声：2000~8000Hz，波长范围17cm~4cm，这时大部分室内构件将会形成明显的声影。此外，一般的天花板与墙面仍会遵循几何反射定律。;室内声的组成： 直达声 近次反射声 混响声;直达声：由声源直接到达接收点的声音。直达声的声强基本上按照与声源距离的平方成反比而衰减。 近次反射声：一般是指在直达声之后相对延迟时间为50ms内到达的反射声。近次反射声会对直达声起到加强作用。此外，短延时反射声和侧向反射声对音质有很大影响。 ;混响声：在近次反射声后陆续到达的，经过多次反射的声音统称为混响声。在声场，混响声的声强对于该接收点的声音强度起决定作用，而其衰减率的大小对音质有重要影响。 回声：直达声与第一次反射声???间，或者相继到达的两个反射声之间在时间上相差50ms以上，而反射声的强度又足够大，使听着能明显分辨出两个声音的存在。 ;房间内的声能密度达到了稳定状态，形成了稳定声场。 当声源发出的声功率与在房间内被吸收掉的声功率相等时，房间内的声能保持一定。;直达声场 ： 由声源直接传到接收点的直达声所形成的声场 。直达声场是自由声场。 距点声源距离r 处与直达声相对应的声压级为 ;混响声场： 经过室内表面反射后到达接收点的反射声所形成的声场，称为混响声场 。混响声场近似看作是扩散声场 。;;;离声源比较近时，直达声占主要地位； 当离声源中心的距离逐渐增大时，房间的影响相对增强； 当距离增加到一定程度时，房间内的混响声场转化为占主要地位。 ; 室内稳态声场; 由直达声场为主转化为以混响声场为主时，这个转折点离声源中心的距离r0叫做自由场半径、混响半径，有时也叫做临界距离 。 ;临界距离（混响半径）; 房间内声场的衰减与混响时间;; 房间内声场的衰减与混响时间;; 房间内声场的衰减与混响时间;房间共振与声染色 声源发声，激发房间某些固有频率（或称简正频率）的声音，即出现共振，声源中的某些频率被特别的加强，从而出现“声染色”现象。;驻波原理 驻波的特点不是振动的传播，而是媒质中各质点都做稳定的振动。;如果两平行面间的距离为l，产生轴向共振的条件为;;在已知房间尺寸的矩形房间内，由最低共振频率至任一频率 的范围内，该房间的共振频率总数N由下式确定 ：;简正频率“简并化” ; 房间共振; 房间共振; 影响房间共振的因素;合适的响度 声源的能量 观众厅的容积 房间的体形与吸声状况 适合要求的允许噪声级 扩声系统的考虑 ;1）选择房间的尺寸 房间的尺寸大小要保证整个室内都有足够的响度。若房间过大，传到远处的能量过小，就必须考虑用电声了。房间的尺寸也决定混响时间。混响时间大体与房间容积成正比，与吸声量成反比。满场的混响时间不要太低于空场的混响时间。 此外，房间的大小还要使听众不要离舞台太远，在视觉上产生隔离感，并会使视觉与听觉脱节。 ; 音质设计的一般要求;3）考虑房间内的声扩散问题 采用材料表面吸声或采用不规则形状材料、交错布置等，可使声场分布均匀，不产生回声或声聚焦现象。;4）混响时间选择和计算 其目的是根据使用要求选择合适的混响时间。混响时间并不是决定室内音质的唯一参量，但不可否认它是一个非常重要的参量。因此，要根据房间