房間脈沖響應(yīng)的測量方法

1、聲場脈沖響應(yīng)是指聲場中接收位置收到的由脈沖聲源輻射的信號序列。室內(nèi)聲學(xué)中把這些系統(tǒng)脈沖響應(yīng)函數(shù)稱為聲場脈沖響應(yīng)，同 一房間，尸源到接收點的脈沖響應(yīng)是唯一的， 它包含了室內(nèi)尸場的所 有聲學(xué)特性。當(dāng)聲源為單位脈沖聲源時，接收位置收到的信號就是聲 源至該點的聲場脈沖響應(yīng)。根據(jù)測量脈沖響應(yīng)的脈沖聲源不同，可以把脈沖響應(yīng)的測量分為 兩類：傳統(tǒng)聲源法和數(shù)字化聲源法。傳統(tǒng)的方法是使用白然聲源（氣球、發(fā)令槍等），而數(shù)字化聲源是使用計算機(jī)產(chǎn)生數(shù)字信號， 經(jīng)過D/A 轉(zhuǎn)換后由揚聲器發(fā)出。m序列法測房間脈沖響應(yīng)由主控計算機(jī)產(chǎn)生的m序列經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換、功率放大后饋至揚 聲器發(fā)聲，測點處的傳聲器將聲信號轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)

2、過放大、A/D轉(zhuǎn) 換后輸回到計算機(jī)進(jìn)行記錄并進(jìn)行相應(yīng)的分析處理，從而得到聲場的脈沖響應(yīng)函數(shù)。PC對于發(fā)出m序列信號的聲源，室內(nèi)接收點的接收信號是m序列信號與房間脈沖響應(yīng)的卷積，若再與 m序列信號進(jìn)行相關(guān)運算， 相當(dāng)于m序列的白相關(guān)函數(shù)與房間脈沖響應(yīng)的卷積，等于沖擊函數(shù) 與房間脈沖響應(yīng)的卷積，即為房間脈沖響應(yīng)。m序列的產(chǎn)生m序列是最大長度線性移位寄存器序列的簡稱，將n個移位寄存器 串接起來,在時鐘控制下，寄存器的存儲信號由上一級向下一級傳遞， 將某些寄存器的輸出信號反饋回來進(jìn)行運算，運算結(jié)果又饋回輸入端，即可獲得一寄存器愉出的序列。適當(dāng)設(shè)置其反饋連接，該序列周期可達(dá)到最大長度t = 2n 1 ,

3、該序列就是 m序列，表示為 m(mub,i),寄存器個數(shù)n稱為m序列的級。在m序列法測量 中m序列用1 土值，而不是0和1,對應(yīng)關(guān)系為(0,i)t(1,1)。而反饋連 接可用一本原多項式f(x)表示：f (x) =c0 c1x c2x2 -、 'CnxnC0 = 1,cn =1(并不是所有的反饋連接都可以形成 m序列，一個n階線性移位 寄存器為最長線性移位寄存器的充分必要條件， 是它的聯(lián)接多項式為 GF(2)上的n次本原多項式。)m序列的基本特性(1) 序列中1和0個數(shù)具有均衡隹，即2n1個序列元素中，'T的個數(shù)和0'的個數(shù)幾乎各白占有一半的個數(shù)，其中1的個數(shù)恰好比0的

4、個數(shù)多1。(2) 將一個m序列和一個延遲t后的m序列模2相加的結(jié)果仍 為m序列，生成后的m序列可以看作原m序列經(jīng)過t延時后的結(jié)果(3) 隨著m序列的階次n增大，周期T增大，序列的1和0 出現(xiàn)可看作是隨機(jī)的，因此 m序列也稱之偽隨機(jī)序列，具有類似白 噪聲的特性。(4) 為了產(chǎn)生實際中的波形和利于數(shù)學(xué)處理，常常采用的是m序列 的雙極型形式，即mi -1,1，這里m =1-2a定義1設(shè)a=(a1,a2,)是周期為T的二元序列，通過變換bk = l 2司得到的-1,1的序列記為b=(b1,b2,)凡=土 ZA 卜(0<r<Z-l)1 ff=L所以可以得到m序列白相關(guān)函數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式：_、

5、T 1、 1Rmm(k) = (k) - T可以看出若取多個周期，則 k=0時，m序列的歸一化白相關(guān)函數(shù)值為1,其它時刻時值為-1/T。1 80.6 4 2 0 。0.0.單極性m序列1 8 6 4 2 00.0.0.0.雙極性m序列1020/II3020當(dāng)m序列輸人到一個線性非時變系統(tǒng)后，跟據(jù)線性系統(tǒng)的相關(guān)理論 系統(tǒng)的輸入mi和輸出偵之間的互相關(guān)函數(shù)*my(k),與輸入序列之間 的白相關(guān)函數(shù)Wk)的關(guān)系如下：my(k) =h(k) (k)而m序列的白相關(guān)函數(shù)近似滿足:(k) =p8(k)其中 &(k) = *1, k=0L0,k,0將其代入上式得h(k)=.<Mk)+£ Omy(k)=W mjyj*, k = °1LT1 T ，k封T 1偵這里下標(biāo)j+k是根據(jù)模T而計算出來的。由上式可知：用已知的 m序列去激勵一個未知系統(tǒng)，只要將輸入的 序列與輸出求相關(guān)就可以得到被測系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)。上式中的第二項是直流項，該直流項會使得到的脈沖響應(yīng)產(chǎn)生一個直流偏移，這個偏% 2、1 T)移可以通過m序列預(yù)處理，即把m序列的-1變?yōu)?q( q 而消除掉。若用矩陣形式來表示1 H =MYT 1H為脈沖響應(yīng)向量，M為雙極性的m序列循環(huán)右移矩陣，T為m序 列的周期，Y為輸出響應(yīng)向量。用已知