現(xiàn)代音響工程設(shè)計(jì)手冊

1、第十五章 擴(kuò)聲系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和系統(tǒng)調(diào)校、測試工具各類擴(kuò)聲音響系統(tǒng)的聲場分布設(shè)計(jì)和聲學(xué)特性計(jì)算一直是系統(tǒng)設(shè)計(jì)師最感困惑的事，既復(fù)雜又費(fèi)時(shí)，與工程完成后的實(shí)測結(jié)果存在不小差距。擴(kuò)聲系統(tǒng)的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法都是根據(jù)揚(yáng)聲器系統(tǒng)的特性和布局，采用經(jīng)典公式，用人工計(jì)算方法對典型的幾個(gè)特殊位置進(jìn)行直達(dá)聲和混響聲等參數(shù)計(jì)算，由于各揚(yáng)聲器聲源存在相位差，靠經(jīng)典公式計(jì)算很難得到多個(gè)聲源疊加的準(zhǔn)確公式。此外房間界面的吸收與反射也難以獲得精確數(shù)據(jù)。如果系統(tǒng)最后的調(diào)試又未能達(dá)到最佳值，那么實(shí)際完成的聲學(xué)特性與設(shè)計(jì)結(jié)果出現(xiàn)差距就不足為奇了。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和系統(tǒng)測量、調(diào)校軟件終于突破了系統(tǒng)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)測試中的世界性難題。使優(yōu)

2、秀性能的音響器材發(fā)揮出應(yīng)有的優(yōu)良特性，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)最佳調(diào)校。并能在工程實(shí)施之前就可預(yù)聽到工程完成后現(xiàn)場任何位置的音響效果。采用計(jì)算機(jī)聲學(xué)軟件進(jìn)行聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)現(xiàn)已成為各音響工程公司前期設(shè)計(jì)工作的主要手段。用計(jì)算機(jī)做聲場數(shù)據(jù)分析報(bào)告（3D彩色圖）、建聲設(shè)計(jì)和最后音響效果的評(píng)估已成為音響工程投標(biāo)過程中的重要技術(shù)依據(jù)。早在20世紀(jì)80年代初，盡管那時(shí)的計(jì)算機(jī)技術(shù)水平還是在昂貴的“386”時(shí)期。美國JBL專業(yè)揚(yáng)聲器公司根據(jù)系統(tǒng)發(fā)展的需要，率先開發(fā)了CADP（Complex Array Designer Program/復(fù)雜揚(yáng)聲器陣列設(shè)計(jì)師程序）的聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件。該軟件在1986年5月為1988年漢城奧運(yùn)會(huì)

3、主會(huì)場進(jìn)行了系統(tǒng)聲學(xué)設(shè)計(jì)，并取得了成功。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛躍發(fā)展，JBL公司又對這個(gè)應(yīng)用軟件升級(jí)為CADP2，它的設(shè)計(jì)內(nèi)容更為豐富，數(shù)據(jù)庫中不僅儲(chǔ)存了JBL全部揚(yáng)聲器產(chǎn)品的數(shù)據(jù)模型，同時(shí)還提供了世界上著名品牌（如EV、ALTEC、EAW、TOA和COMMUNITY等）揚(yáng)聲器的部分?jǐn)?shù)據(jù)模型，供系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)選用。CADP2提供的有限脈沖響應(yīng)濾波器FIR（Finit Impulse Response filter）并以ASII文件形式輸出，通過Hpersignal-Acoustic聽覺信號(hào)軟件作卷積運(yùn)算，可模擬預(yù)聽廳堂中任一位置的音響效果。美國BOSE公司在80年代初也開發(fā)了名為Modeler聲學(xué)設(shè)計(jì)

4、軟件和Auditioner模擬預(yù)聽系統(tǒng)，如圖15-1所示。圖15-1 Bose的Modeler電腦設(shè)計(jì)軟件和Auditioner預(yù)聽系統(tǒng)(a)Modeler的聲壓分布圖 (b)AuditionerII預(yù)聽系統(tǒng)1984年春，德國ADA公司的聲學(xué)工作者Rainer Feistel&Rostock在很多揚(yáng)聲器專業(yè)公司的大力支持下開發(fā)了在DOS環(huán)境下運(yùn)行的EASE（Enhanced Acoustic Simulator for Engineers）高級(jí)聲學(xué)工程模擬軟件。90年代后期由原來的EASE 2.0版本發(fā)展到現(xiàn)在的WINDOWS操作系統(tǒng)下的EASE 4.0版本，并把高級(jí)反射模擬預(yù)聽軟件E

5、ARS（Enhanced Auralization Reflectogram Simulator）合并在一起，使它具有更豐富的新特性和更易操作的界面。EASE/EARS 4.0采用開放式數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，不但本身儲(chǔ)存了各種著名品牌揚(yáng)聲器的數(shù)據(jù)模型和建聲材料數(shù)據(jù)，而且還可輸入任何揚(yáng)聲器的數(shù)據(jù)和任何建聲材料數(shù)據(jù)，供系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)選用。同時(shí)還支持與其他專業(yè)公司同類軟件的數(shù)據(jù)文件相互轉(zhuǎn)換，如JBL的CADP2、EVI的Audio/Acousta CADD等。用EASE 4.0軟件計(jì)算出來的各項(xiàng)聲學(xué)評(píng)估參數(shù)與工程完成后的實(shí)際測試結(jié)果非常相似，誤差可精確到±2dB。因此被廣泛采用。如果說良好的系統(tǒng)設(shè)計(jì)是系

6、統(tǒng)音響效果的基礎(chǔ)，那么最佳的系統(tǒng)調(diào)校和測量是系統(tǒng)音響效果的保證。為獲得精確的最優(yōu)化的系統(tǒng)調(diào)校，充分發(fā)揮系統(tǒng)中各設(shè)備的潛力，1996年美國JBL公司與SIA軟件公司聯(lián)合開發(fā)了JBL Smaart 1.0現(xiàn)場測量、分析和系統(tǒng)優(yōu)化控制的計(jì)算機(jī)軟件模塊。2000年經(jīng)多次升級(jí)推出了功能更為強(qiáng)大的SIA Smaart Live 4.0版的應(yīng)用軟件，使它成為優(yōu)化專業(yè)音響系統(tǒng)調(diào)校和測量必不可少的最先進(jìn)的工具。本章將專門論述上面系統(tǒng)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)調(diào)校工具兩者的原理、功能和應(yīng)用方法。15.1擴(kuò)聲系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中可解決哪些問題？1、選擇揚(yáng)聲器和確定安裝位置根據(jù)擴(kuò)聲系統(tǒng)的功能和需要達(dá)到的聲學(xué)

7、技術(shù)特性指標(biāo)，選擇適宜的揚(yáng)聲器或揚(yáng)聲器組合以及它們的安裝位置。2、聲場設(shè)計(jì)計(jì)算計(jì)算擴(kuò)聲系統(tǒng)聲音覆蓋區(qū)內(nèi)的最大聲壓級(jí)、聲場分布不均勻度和傳輸頻率特性，并用3D彩色圖表達(dá)計(jì)算結(jié)果。3、計(jì)算各聽眾位置的直達(dá)聲、直達(dá)聲+混響聲和直達(dá)聲與混響聲的聲能比D/R。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，可提出改進(jìn)揚(yáng)聲器的布局和安裝位置，或重新選擇揚(yáng)聲器類型。4、計(jì)算房間混響時(shí)間RT60和優(yōu)化建聲設(shè)計(jì)混響時(shí)間RT60是聽感效果的重要條件。過小時(shí)，聲音變“干”，不豐滿；過大時(shí)，會(huì)產(chǎn)生隆隆聲，聲音渾，聽不清。不同用途的擴(kuò)聲系統(tǒng)都有最適宜的混響時(shí)間要求，通過計(jì)算，采取適當(dāng)?shù)慕暭夹g(shù)措施，最終可達(dá)到滿足要求的RT60。在軟件設(shè)計(jì)中還可根據(jù)要求

8、的RT60，通過內(nèi)部運(yùn)算可自動(dòng)找出數(shù)據(jù)庫內(nèi)的吸聲材料配置。5、消除反射回聲通過Level-Time-Path（聲壓級(jí)-傳播時(shí)間-傳播途徑）或聲線法，可找出高于3次反射的強(qiáng)反射聲的傳播途徑及其相應(yīng)的反射面。利用這個(gè)特性可確認(rèn)有害的回聲現(xiàn)象，并通過更換反射面的吸聲材料消除反射回聲。此外，通過聲音傳播時(shí)間的計(jì)算，確定各聲源（揚(yáng)聲器）需插入的延時(shí)量，使各聲源的聲音能“同步”到達(dá)觀眾區(qū)，提高聲音的清晰度。6、聲音清晰度計(jì)算為滿足不同節(jié)目的清晰度要求，聲學(xué)設(shè)計(jì)軟件可用輔音清晰度損失Alcons%（Percentage Articulation Loss Of Consonanls）、快速說話傳遞指數(shù)RAS

9、TI（Rapid Speech Transmisson Index）和透明度C值（測量）等3種方法表達(dá)。7、聲音預(yù)聽在上述各項(xiàng)設(shè)計(jì)完成后，預(yù)聽軟件可在建立的模型中播放預(yù)先錄制的節(jié)目。用戶可通過計(jì)算機(jī)的監(jiān)聽揚(yáng)聲器或立體聲耳機(jī)收聽到擴(kuò)聲系統(tǒng)服務(wù)區(qū)內(nèi)任何一個(gè)指定位置的聲音效果。如果計(jì)算機(jī)內(nèi)的虛擬模型建得非常精確，那么在工程實(shí)施之前預(yù)聽到聲音效果與工程完成后現(xiàn)場的聲音效果非常接近。15.1.2 JBL-CADP2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件CADP2是一種在Windows 95 系統(tǒng)版本以上操作系統(tǒng)運(yùn)行的系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件，它可完成RT60混響時(shí)間計(jì)算、直達(dá)聲場計(jì)算、反射聲場計(jì)算、直達(dá)聲+反射聲場計(jì)算、直達(dá)聲+混響聲場計(jì)

10、算、直達(dá)聲與混響聲聲能比D/R計(jì)算、傳輸頻率特性計(jì)算、LTP（聲壓級(jí)傳播時(shí)間傳播路徑）計(jì)算和清晰度計(jì)算（Alcons%）等。1、 CADP2的三個(gè)基本功能設(shè)計(jì)程序（1）建立房間聲學(xué)模型為什么要專門創(chuàng)建房間的聲學(xué)模型呢？它與建筑設(shè)計(jì)圖有何不同呢？這是因?yàn)椋?建筑圖通常提供的是兩維空間的圖形，它不能涉及全部聲學(xué)空間。聲學(xué)特性計(jì)算程序需要涉及全部聲學(xué)空間的三維空間（3D）圖形。 建筑圖通常包含與聲學(xué)特性不相關(guān)的信息；聲學(xué)模型不需要包括比聲波波長更小尺寸的物體。 聲學(xué)模型要求房間的表面結(jié)構(gòu)為平坦的表面，這是因?yàn)槟７侣暡▊鞑ブ荒芟抻谄教沟谋砻妫虼嗽诼晫W(xué)模型中曲線的表面只能用一系列的小塊平面近似表達(dá)。

11、聲學(xué)模型要求每個(gè)平面設(shè)有表面吸聲的信息（吸聲材料），建筑圖就沒有此信息。CADP2的房間聲學(xué)模型由四個(gè)視圖表示：第一象限為：斜軸測圖（立體圖），第二象限為頂視圖（俯視圖），第三象限為正面視圖，第四象限為側(cè)視圖。如圖15-2所示。圖15-2 房間的四象限聲學(xué)模型圖通過鍵盤或鼠標(biāo)輸入建筑圖中的房間三維尺寸。用FLIE目錄下的NEW命令創(chuàng)建聲學(xué)模型，單擊TOOLSNEW PLANE 命令就可以作圖了。（2）安裝、定位和瞄準(zhǔn)選定的揚(yáng)聲器組或揚(yáng)聲器陣列 根據(jù)擴(kuò)聲工程的使用功能、服務(wù)區(qū)的范圍和供聲方案選定揚(yáng)聲器組（或揚(yáng)聲器陣列），然后在房間聲學(xué)模型中安裝、定位和瞄準(zhǔn)這些揚(yáng)聲器。CADP2可把多個(gè)揚(yáng)聲器箱疊

12、積在一起組成揚(yáng)聲器組或揚(yáng)聲器陣列，并把這些揚(yáng)聲器組或陣列可作為單個(gè)揚(yáng)聲器裝置來處理，進(jìn)行定位、瞄準(zhǔn)，儲(chǔ)存和檢索。如圖15-3所示。從軟件數(shù)據(jù)庫中取出相應(yīng)揚(yáng)聲器產(chǎn)品的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，輸入到安裝好的揚(yáng)聲器系統(tǒng)中，并賦予適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)功率，即可開始各項(xiàng)聲學(xué)參數(shù)的計(jì)算。圖15-3 揚(yáng)聲器組的定位圖15-4和圖15-5是把揚(yáng)聲器裝置的波束射線（簡稱聲線）從房間的邊到邊和從房間的前到后進(jìn)行掃描試驗(yàn)，初步?jīng)Q定揚(yáng)聲器的安裝角和觀眾區(qū)的覆蓋范圍。圖15-6是揚(yáng)聲器安裝角的調(diào)整。圖15-4 揚(yáng)聲器波束的前后覆蓋范圍圖15-5 揚(yáng)聲器波束的左、右覆蓋范圍圖15-6 揚(yáng)聲器安裝角的調(diào)整（3）聲學(xué)特性的計(jì)算和顯示CADP2提供直

13、達(dá)聲、反射聲和混響聲場的計(jì)算。采用功率相加或平均值相加法進(jìn)行聲源合成。用顏色表達(dá)房間各位置的聲壓級(jí)。用戶可調(diào)整圖面的分解度和參考刻度。并把多個(gè)揚(yáng)聲組成的揚(yáng)聲器組合可作為單個(gè)揚(yáng)聲器來處理，這里涉及多聲源（揚(yáng)聲器）聲功率的合成問題。 多聲源功率的求和方法在聲場設(shè)計(jì)中，首先遇到的是在房間中任何位置聽到的聲源是如何相加合成的。CADP2設(shè)計(jì)軟件引入了兩種聲音功率合成方法。·功率求和法（power Summation）功率求和法的前提是兩個(gè)聲源之間的距離大于10倍聲波波長，此時(shí)各聲波到達(dá)聽眾位置的相位是不相關(guān)的，可用均方根求和合成聲功率： (15-1)式中：Pj為單個(gè)聲源的聲功率，單位為瓦（W

14、）。從式中可看到，兩個(gè)相等聲功率的聲波，它們的合成功率比單個(gè)聲源的聲功率增加3dB（即增加一倍功率）。聲壓級(jí)增加6dB。功率求和法的特點(diǎn)是快捷、簡單，但沒有考慮復(fù)雜信號(hào)的合成結(jié)果。如果用同一個(gè)信號(hào)源驅(qū)動(dòng)兩個(gè)靠近的揚(yáng)聲器（其間距離為聲波的分?jǐn)?shù)波長），此時(shí)到達(dá)聽眾位置的信號(hào)應(yīng)考慮是相關(guān)的。因此它只能完成聲功率合成的近似結(jié)果。·復(fù)雜信號(hào)的平均值求和（Average Complex Summateon）/ACSACS是一種采用全頻段信息的處理方法。引入了聽覺測試中可表達(dá)聲音響度和音色的倍頻程或1/3倍頻的測量方法。對倍頻程或1/3倍頻程頻帶的信號(hào)進(jìn)行真實(shí)有效值的復(fù)雜求和。 聲學(xué)特性的計(jì)算和結(jié)

15、果顯示由于聲學(xué)特性計(jì)算的項(xiàng)目很多，每個(gè)項(xiàng)目又有不同頻段的計(jì)算，為使這些計(jì)算不產(chǎn)生混亂，計(jì)算層的管理顯得十分重要。CADP2保持現(xiàn)代軟件設(shè)計(jì)的理念，允許用戶在數(shù)據(jù)輸入和操作中使用透明層管理概念。CADP2采用三種層面類型工作：房間聲學(xué)模型、揚(yáng)聲器組和特性計(jì)算。每個(gè)層面可形成一張透明膠片的概念，并且總是可以相互調(diào)整，在任何時(shí)間都可刪除，修改和上下移動(dòng)。任何層面可以被隱匿，以顯示其他層面上被遮蔽的細(xì)節(jié)。計(jì)算結(jié)果以彩色等級(jí)在各視圖中顯示。2、 聲學(xué)特性計(jì)算（1）混響時(shí)間RT60計(jì)算房間混響時(shí)間是影響聽覺效果的重要參數(shù)。CADP2可對已有表面裝飾設(shè)計(jì)的房間進(jìn)行混響時(shí)間計(jì)算，也可根據(jù)房間用途要求的混響時(shí)間

16、，輸入房間各表面吸聲材料的吸聲數(shù)據(jù)，然后計(jì)算RT60，計(jì)算結(jié)果由圖15-7所示的曲線顯示?；祉憰r(shí)間可根據(jù)吸聲面積的大小和房間的容積等數(shù)據(jù)，根據(jù)平均吸聲系數(shù)的大小，可選用賽賓（Sabine）費(fèi)茲羅伊/賽賓（Filzoy/Sabine）、諾斯-埃林（Norris-Eyring）和賽賓/諾斯-埃林（Sabine/Norris-Eyring）等4個(gè)常用公式計(jì)算。計(jì)算結(jié)果由圖15-7所示的曲線顯示。圖中各條曲線由上到下依次是：目標(biāo)值、Filzroy（s）、Sabine、Filzroy（NE）和Norris-Eyring公式計(jì)算的結(jié)果。圖15-7 混響RT60的計(jì)算結(jié)果顯示（2）直達(dá)聲場計(jì)算直達(dá)聲場是指只

17、計(jì)算各聲源的直達(dá)聲參數(shù)，不計(jì)算各種反射聲。計(jì)算頻帶范圍從125HZ8KHZ倍頻程范圍內(nèi)選擇。通常選擇計(jì)算125HZ、500HZ、1000HZ、2KHZ、4KHZ和8KHZ等多個(gè)倍頻程的直達(dá)聲場，并由此也可獲得系統(tǒng)傳輸頻率特性的數(shù)據(jù)和聲場不均勻度數(shù)據(jù)。圖15-8 直達(dá)聲場的計(jì)算結(jié)果顯示（3）反射聲場計(jì)算反射聲場是聲學(xué)領(lǐng)域極其重要的研究課題。近次反射聲可增加直達(dá)聲的強(qiáng)度、明亮度和豐滿度。但延長時(shí)間超過50ms的多次反射聲會(huì)給我們帶來很多麻煩，產(chǎn)生回聲，影響聲音清晰度和出現(xiàn)聲反饋嘯叫等。通過反射聲場的計(jì)算，可發(fā)現(xiàn)房間中聲波反射最強(qiáng)烈的表面和影響聲音清晰度的因素，從而可改進(jìn)建聲和電聲設(shè)計(jì)方案。反射聲場

18、的計(jì)算要比直達(dá)聲場復(fù)雜的多。首先要輸入房間各表面選用的吸聲材料的吸聲數(shù)據(jù)，然后確定需計(jì)算反射聲的反射次數(shù)。一般3次反射范圍內(nèi)的反射聲場計(jì)算較快（近次反射聲），但更多次的反射聲計(jì)算需要很長時(shí)間，甚至超過8個(gè)小時(shí)，因此往往讓計(jì)算機(jī)在整個(gè)晚上自動(dòng)計(jì)算，第二天就可以看到結(jié)果（這樣可不影響白天的工作）。（4）直達(dá)聲+近次反射聲、直達(dá)聲+混響聲和直達(dá)聲與混響聲的聲能比（D/R）計(jì)算比直達(dá)聲晚到50ms以內(nèi)的反射聲稱為近次反射聲或早期反射聲，近次反射聲對聲音清晰度、豐滿度和聲壓級(jí)等有很大貢獻(xiàn)，人耳又難以把它與直達(dá)聲區(qū)分（但計(jì)算機(jī)可把它們區(qū)分），因此在聲場設(shè)計(jì)中一般都把直達(dá)聲+近次反射聲合并在一起考慮?；祉懧?/p>

19、是比直達(dá)聲晚到50ms以后的各次反射聲。它的貢獻(xiàn)是使聲音渾厚和聲場均勻。但它并不傳播聲音信息，還可掩蔽直達(dá)聲，影響聲音清晰度。直達(dá)聲與混響聲聲能比（D/R）的計(jì)算結(jié)果，可作為音質(zhì)評(píng)價(jià)的參考依據(jù)。（5）輔音清晰度損失計(jì)算輔音清晰度損失百分率Alcons%的計(jì)算結(jié)果可直接指示語言清晰度指數(shù)AI（Articulation Index）或語言可懂度指標(biāo)。語言清晰度與混響時(shí)間RT60、直達(dá)聲與混響聲的聲能比（D/R）、背景噪聲電平和聲壓級(jí)大小等因素有關(guān)。CADP2可根據(jù)房間的實(shí)際情況選擇NC15NC65等11種背景噪聲環(huán)境之一，并在2KHZ倍頻程帶寬內(nèi)自動(dòng)計(jì)算Alcons%或AI值。服務(wù)區(qū)內(nèi)各位置的計(jì)算

20、結(jié)果用顏色表達(dá)：輔音清晰度損失范圍在03%時(shí)，用紅色顯示，清晰度為優(yōu)秀。Alcons%= 37%為藍(lán)色，清晰度為良好。Alcons%= 715%為綠色，清晰度為一般。Alcons%= 1530%為黃色，清晰度為差。Alcons%30%為紫色，清晰度為無法接受。圖15-9是語言清晰度指數(shù)計(jì)算的輸入?yún)?shù)選擇菜單。除可選擇房間的背景噪聲曲線、噪聲電平測量的倍頻程中心頻率外，還可選擇直達(dá)聲+近次反射聲的截止時(shí)間（Cut off time），即直達(dá)聲與混響聲的分隔時(shí)間。圖15-9 語言清晰度指數(shù)計(jì)算的輸入?yún)?shù)選擇菜單（6）聲壓級(jí)傳播時(shí)間傳播路徑LTP（LevelTimePath）計(jì)算CADP2的LTP是

21、利用聲音射線（簡稱聲線）方法計(jì)算聲源（揚(yáng)聲器）到達(dá)聽眾位置的直達(dá)聲，近次反射聲和多次反射聲的聲壓級(jí)、傳播路徑和到達(dá)聽眾位置的時(shí)間等參數(shù)。這是調(diào)整揚(yáng)聲器安裝位置、指向、插入延時(shí)、分析房間聲學(xué)特性和計(jì)算反饋前的系統(tǒng)增益等非常有用的工具。圖15-10是LTP計(jì)算的一個(gè)圖例。中間是LTP的參數(shù)輸入菜單和計(jì)算結(jié)果。菜單窗口中的Level Summary（聲壓級(jí)摘要）的Partition Time（分隔時(shí)間）是輸入直達(dá)聲（包括早期反射聲）與混響聲（后期反射聲）的分隔時(shí)間，軟件默認(rèn)的分隔時(shí)間為7ms，相當(dāng)EASE軟件中C7測量（講話清晰度）。當(dāng)然也可輸入50ms或80ms的分隔時(shí)間（相當(dāng)于EASE中的C50

22、和C80），這是用來測定音樂節(jié)目清晰度的指標(biāo)。圖15-10 LTP計(jì)算圖輸入分隔時(shí)間后，就可計(jì)算出Early Total早期反射聲（包括直達(dá)聲）和后期反射聲Late Total的聲壓級(jí)及早期反射聲與后期反射聲的聲壓級(jí)比值（Early：Late）的計(jì)算結(jié)果。在菜單的聲線路徑選項(xiàng)中（Selected Path），可輸入聲線反射次數(shù)（Reflection），然后即可計(jì)算出聲源到達(dá)指定聽眾位置的時(shí)間Arrived Time及相應(yīng)聲壓級(jí)的計(jì)算結(jié)果。右下角是各反射聲到達(dá)聽眾區(qū)的時(shí)間（橫坐標(biāo)，刻度為秒）和相應(yīng)的聲壓級(jí)（縱坐標(biāo)，刻度為dB）。在模型的三個(gè)視圖中還顯示各聲線在房間中的實(shí)際路徑。計(jì)算非常方便。圖1

23、5-11是LTP Echogram的計(jì)算窗口，此窗口可用來計(jì)算反饋前的系統(tǒng)增蓋（相當(dāng)于我國標(biāo)準(zhǔn)的傳聲增蓋）。在CADP2的系統(tǒng)增蓋計(jì)算中，規(guī)定講話人的嘴口位于話筒后面2英尺（0.68公尺）的地方，這個(gè)距離通常是實(shí)際使用中最差的位置，大多數(shù)講話人都在這個(gè)距離之內(nèi)。講話人嘴口的高度為5英尺（1.52公尺）。講話人在話筒處產(chǎn)生的平均聲壓級(jí)為77.3dB。此時(shí)的聲反饋還沒有滿足系統(tǒng)振蕩（嘯叫）條件。給系統(tǒng)增加驅(qū)動(dòng)電平，使揚(yáng)聲器聲源在話筒點(diǎn)產(chǎn)生的聲壓級(jí)提高到與講話人在話筒點(diǎn)產(chǎn)生相同的聲壓極，此時(shí)系統(tǒng)處于臨界振蕩（嘯叫）狀態(tài)，此狀態(tài)是無法實(shí)際應(yīng)用的，因?yàn)樗幱谡袷幍倪吘?，工作極不穩(wěn)定，音質(zhì)極差。為此必須再

24、減小6dB的驅(qū)動(dòng)功率，使系統(tǒng)具有穩(wěn)定工作的余量。此時(shí)可開始計(jì)算聽眾區(qū)不同位置的系統(tǒng)增蓋了。圖15-11 LTP Echogram 計(jì)算系統(tǒng)增蓋(a)話筒處聲壓級(jí)的計(jì)算 (b)聽眾位置的聲壓級(jí)計(jì)算用LTP計(jì)算出講話者不用擴(kuò)聲系統(tǒng)（系統(tǒng)關(guān)閉）時(shí)聽眾位置的聲壓級(jí)為55.1dB，以及開通擴(kuò)聲系統(tǒng)時(shí)揚(yáng)聲器系統(tǒng)在同一聽眾位置的聲壓級(jí)為75.3dB，由此可得到那個(gè)聽眾位置的系統(tǒng)增蓋為75.3dB-55.1dB=20.2dB。（7）系統(tǒng)聲音預(yù)聽運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)可優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)果。但在設(shè)計(jì)中還存在太多的模糊函數(shù)，例如房間中的多個(gè)共振頻率和聲聚焦的存在、聲波多次反射的不確定性及其引起的時(shí)間延遲難以確切計(jì)

25、算、多聲源之間的相互作用和影響、舞臺(tái)上聲源對觀眾區(qū)聲音的影響等。為此CADP2又進(jìn)一步開發(fā)了在系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，實(shí)際工程尚未開始之前就可試聽房間內(nèi)任何位置的音質(zhì)效果的計(jì)算機(jī)軟件。如果對某些位置的聽覺效果不滿意，可對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，直至滿意為止。模擬試聽軟件不僅可作為系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)果的補(bǔ)充，同時(shí)又可給看不懂系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)果報(bào)告的工程業(yè)主提供既能看到試聽位置又能聽到系統(tǒng)的預(yù)示結(jié)果。15.1.3 EASE系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件1998年德國ADA（Acoustic Design Ahnert）公司把運(yùn)行在DDS操作平臺(tái)上的EASE2.12版本的系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件升級(jí)到在Windows 98操作平臺(tái)上運(yùn)行的EASE3.0版本。2

26、001年又升級(jí)到EASE4.0版本。新版EASE3.0/EASE 4.0包括了原有DOS版本的全部功能，又增加了許多新特性，使它成為被廣泛采用的系統(tǒng)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)軟件。采用32bit的數(shù)字結(jié)構(gòu)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了其他類似的系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件。32bit的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)擴(kuò)展了軟件模塊內(nèi)部可實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)、縮短了系統(tǒng)分析計(jì)算時(shí)間和預(yù)聽結(jié)果的處理時(shí)間。EASE3.0/4.0版本已把EASE（設(shè)計(jì)模塊）和EARS（預(yù)聽播放模塊）兩種功能集合在一起，可讓你在系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后立即選擇任何一個(gè)收聽位置，幾秒鐘后即可從PC機(jī)的監(jiān)聽揚(yáng)聲器或監(jiān)聽耳機(jī)中直接聽到那個(gè)位置的真實(shí)聲音。如果聲學(xué)模型建立精確，那么EASE3.0/4.0的工程計(jì)算結(jié)果與

27、工程完工后的實(shí)測結(jié)果非相似，誤差可精確到±2dB。EASE的基本功能設(shè)計(jì)程序和CADP2一樣，包括建立房間聲學(xué)模型、安裝定位并瞄準(zhǔn)揚(yáng)聲器和聲學(xué)特性計(jì)算及顯示部分。1、 建立房間模型（簡稱建摸）EASE 的房間模型與CADP2一樣，包括全向視圖、側(cè)視圖、頂視圖和正視圖。房間建摸還包括在房間各表面上貼入吸聲材料，以便開始后面各項(xiàng)聲學(xué)特性的計(jì)算。EASE中儲(chǔ)存的墻面材料（Ease Wall）都是美國的吸聲材料，在選用時(shí)應(yīng)盡量選擇與國內(nèi)接近的吸聲材料或者用Ease Wall建立自己國內(nèi)的吸聲材料庫。EASE所有模擬的結(jié)果都是針對聽眾范圍而言的，所以即使模型建好了，揚(yáng)聲器也加入了，其他條件都具

28、備了，如果沒有加入聽眾區(qū)域，EASE是不會(huì)進(jìn)行模擬計(jì)算的。如果場地復(fù)雜，整個(gè)場地可分解為若干個(gè)聽眾區(qū)，一種稱為格柵的特別功能，可立刻把座位填滿觀眾區(qū)。用聲源可檢查觀眾區(qū)與聲反射表面的相互作用。2、 安裝、定位和瞄準(zhǔn)揚(yáng)聲建摸結(jié)束后，可根據(jù)系統(tǒng)用途和供聲方案選定揚(yáng)聲器并在房間模型相應(yīng)的位置擺放和瞄準(zhǔn)揚(yáng)聲器。EASE聲源數(shù)據(jù)庫中儲(chǔ)存了很多世界各大品牌揚(yáng)聲器的詳細(xì)數(shù)據(jù)，供計(jì)算時(shí)選用。為適應(yīng)選用其他沒有儲(chǔ)存的揚(yáng)聲器產(chǎn)品，可輸入這些新穎揚(yáng)聲器的數(shù)據(jù)。EASE聲源數(shù)據(jù)庫揚(yáng)聲器的頻率分解度均為1/3倍頻程，指向性均用5度精度的揚(yáng)聲器極坐標(biāo)數(shù)據(jù)輸入。揚(yáng)聲器信息包括用戶自己規(guī)定的分頻器和均衡器?？砂褑蝹€(gè)揚(yáng)聲器組合

29、為揚(yáng)聲器陳列，開發(fā)一種復(fù)雜揚(yáng)聲器陳列，這種復(fù)雜揚(yáng)聲器陳列可包括驅(qū)動(dòng)器延時(shí)的調(diào)整和波束控制等。一種新的球型顯示特征還可詳細(xì)檢查揚(yáng)聲器陣列中的聲波干擾圖，可從任何角度在球形內(nèi)部任何地方觀察揚(yáng)聲器組的遠(yuǎn)聲場3D圖。聲源干擾的計(jì)算可選擇復(fù)雜功率相加或Ureda相加或簡單均方根相加法的任一種。3、 聲學(xué)特性計(jì)算EASE可完成CADP2同樣的全部聲學(xué)特性指標(biāo)的計(jì)算和結(jié)果顯示。詳細(xì)方法可查閱EASE3.0用戶手冊和指導(dǎo)（EASE 3.0 Users Manual & Tutorial，已有中文譯文）。這里僅對三種清晰度指標(biāo)的計(jì)算作進(jìn)一步說明。（1）輔音清晰度損失Alcons%EASE 2.12采用1

30、971年提出的Peutz Short Form公式計(jì)算結(jié)果，EASE 3.0/4.0采用后來提出的Peutz Long Form計(jì)算方法。兩種Alcons%標(biāo)準(zhǔn)的對照如表（15-1）所示。Peutz Long Form輔音清晰度損失計(jì)算公式為：Alcons= (15-2)式中：A=-0.32lg B=-0.32lg C=0.5lg把上述數(shù)據(jù)代入式（15-2）可得到：Alcons=0.9 (15-3)式中：Pdiff為分隔時(shí)間后的聲能Pdir為分隔時(shí)間前的聲能表15-1 Alcons%輔音清晰度損失Alcons值EASE 2.12EASE 3.0Excellent優(yōu)秀03%07%Good良好37

31、%711%Fair一般711%1115%Poor劣質(zhì)1115%1518%采用計(jì)算公式Peutz Short FormPeutz Short Form（2）快速語言傳遞指數(shù)RASTI快遞語言傳遞指數(shù)RASTI的計(jì)算公式為：RASTI=0.9482-0.1845ln（Alcons%） （15-4）對應(yīng)兩種輔音清晰度損失標(biāo)準(zhǔn)將產(chǎn)生兩種快速語言傳遞指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，如表（15-2）所示。表 15-2 快速語言傳遞指數(shù) RASTIRASTI值EASE 2.12EASE 3.0Excellent 優(yōu)秀0.75 10.61Good良好0.60.750.450.6Fair一般0.450.60.30.45Poor劣質(zhì)0

32、.30.450.250.3Unacceptable不能接受00.300.25（3）C測量清晰度指數(shù)（Clarity Measures）上述兩項(xiàng)清晰度指數(shù)是表明語言節(jié)目的清晰度標(biāo)準(zhǔn)，語言清晰度要求分隔時(shí)間可短些。但對音樂節(jié)目來說，它要求有足夠的后期反射聲，因此要求的分隔時(shí)間長一些。C測量清晰度指數(shù)根據(jù)分隔時(shí)間的長短可分別表達(dá)語言節(jié)目的清晰度和音樂節(jié)目的清晰度。它的計(jì)算公式如下： (15-5)式中：Csplit是不同分隔時(shí)間的C值，有C7、C50 和C80三檔數(shù)值； P（t）dt是聲能隨時(shí)間的變化函數(shù)。C7、C50 和C80是在分隔時(shí)間7ms、50ms、80ms前后的聲能比，C7、是以7ms分隔時(shí)

33、間為聲能劃分點(diǎn)，它前后的聲能比D/R大于-15dB的聽眾區(qū)表示聲音良好的區(qū)域，越靠近0dB數(shù)值的區(qū)域，聲音清晰度越好。C50是以50ms分隔時(shí)間為聲能劃分點(diǎn)，它前后的聲能比D/R大于0dB以上的任何區(qū)域代表有良好的清晰度，類似于Alcons 50ms的數(shù)值。在具有較大混響時(shí)間的房間中，大于-5dB的C50任何值都可認(rèn)為有良好清晰度。C80是以80ms分隔時(shí)間為聲能劃分點(diǎn)，它前后的聲能比D/R在8dB以內(nèi)的任何區(qū)域都有良好的音樂演出效果。C80的數(shù)據(jù)可反映房間是否適合于音樂廳、歌舞廳還是劇場使用。4、EARS收聽模擬模擬收聽的聲音是把EASE產(chǎn)生的聲學(xué)和電聲數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)楣┲饔^評(píng)價(jià)的音頻信號(hào)，由LA

34、KE有限技術(shù)公司發(fā)明的LAKE Convolution或EASE（Electronically Auralized Room Simulaction）軟件來完成。EARS和EARS RT是一種雙耳聽感程序，這個(gè)程序考慮了房間的聲學(xué)特性和人頭聽感特性兩種特性的結(jié)合，雙耳聽感特性比單耳聽感特性更符合人類的聽音特性。EARS RT是一種在線聽感程序，用LAKE卷積濾波器軟件可產(chǎn)生一種連續(xù)收聽的信號(hào)，可實(shí)時(shí)（Real Time）聽到結(jié)果。模擬收聽從EASE創(chuàng)建的反射圖開始到收聽體驗(yàn)評(píng)價(jià)為結(jié)束，需要完成下列5個(gè)步驟：第一步：創(chuàng)建反射圖。反射圖代表選擇聽音點(diǎn)的房間聲學(xué)特征。第二步：在反射圖中增加反射聲的尾

35、部。反射圖的尾部延伸是增加現(xiàn)實(shí)的聽感色彩。第三步：把反射圖的聲學(xué)特性與人類的聽覺特性相結(jié)合，在最后的卷積計(jì)算中創(chuàng)建雙耳聽感特性的信號(hào)。第四步：最后的卷積。把建立的.bir雙耳聽感特性的信號(hào)送到有限脈沖響應(yīng)濾波器FIR（Finite Impulse Response-filter）與節(jié)目信號(hào)合并在一起處理，軟件會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)波形文件（WAV File）的信號(hào)電平和房間不同位置上聽覺響度的強(qiáng)弱變化。最后卷積的輸出既可選擇LAKE的輸出，也可選擇EARS的輸出，詳見圖15-12的方框圖。第五步：可在房間的建聲模型中選擇任何一個(gè)聽音位置收聽現(xiàn)場的聽覺感受，作為音質(zhì)主觀評(píng)價(jià)的依據(jù)。圖15-12 EARS模擬

36、收聽系統(tǒng)信號(hào)處理原理圖圖15-12是上述五個(gè)步驟歸納起來的模擬收聽系統(tǒng)的信號(hào)處理原理圖。首先使用EASE建模中揚(yáng)聲器系統(tǒng)產(chǎn)生的直達(dá)聲和反射聲圖，這是整個(gè)信號(hào)處理過程的基礎(chǔ)，反射聲圖代表座位區(qū)任何一位置的聲學(xué)特征。然后再在反射聲的尾部增加尾部。這個(gè)具有完整聲學(xué)特性的房間模型可根據(jù)輸入點(diǎn)坐標(biāo)隨時(shí)可調(diào)用該點(diǎn)由指定揚(yáng)聲器產(chǎn)生的直達(dá)聲和反射聲的詳細(xì)數(shù)據(jù)。但在EASE軟件進(jìn)行計(jì)算之前，還需輸入聲線的倍頻程頻率、反射次數(shù)、反射持續(xù)時(shí)間（一般為300ms）和聲線衰減的截止值（通常為-60dB）等數(shù)據(jù)。由于聲音的聽感還與人耳的聽覺特性有關(guān)，因此還需把房間的聲學(xué)特性通過EARS中的快速富里哀轉(zhuǎn)換FFT（Fast

37、Fourier Transform）與人頭的聽覺特性相結(jié)合成為能反映臨場真實(shí)聽感的雙耳聽感特性。實(shí)時(shí)在線（Online）收聽的節(jié)目源既可采用由LAKE技術(shù)公司發(fā)明的視窗信號(hào)，也可采用EASE中的男聲波形文件（WAV File）信號(hào)或外接CD信號(hào)源。被選的收聽信號(hào)與雙耳聽感特性在有限脈沖響應(yīng)濾波器FIR中混合后形成LAKE和EARS兩種輸出，通過FFT轉(zhuǎn)換進(jìn)行LAKE卷積或EARS卷積計(jì)算，最后由計(jì)算機(jī)聲卡完成數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換后成為模擬試聽信號(hào)。EASE已成為建聲工程師、電聲工程師和工程業(yè)主在擴(kuò)聲音響工程完工前需要了解工程效果必不可少的先進(jìn)工具。要了解更多EASE信息，可通過網(wǎng)站查閱。15.2精確

38、測量和優(yōu)化系統(tǒng)調(diào)試軟件SIA Smaart Live 4.0良好的系統(tǒng)設(shè)計(jì)只能說完成了工程的一半，只有通過最佳的系統(tǒng)調(diào)校才能實(shí)現(xiàn)最佳效果。因此在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件問世后不久，系統(tǒng)精確測量和優(yōu)化系統(tǒng)調(diào)試軟件應(yīng)運(yùn)而生了。美國JBL公司在推出CADP2系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件后不久，1996年又首創(chuàng)推出了JBL-Smaart系統(tǒng)精確測量和優(yōu)化系統(tǒng)的調(diào)試軟件。JBL-Smaart軟件由實(shí)時(shí)測量模塊和基本分析模塊兩部分組成。在一臺(tái)裝有立體聲聲卡的手提電腦上運(yùn)行，可對擴(kuò)聲系統(tǒng)的各種聲學(xué)特性進(jìn)行精確測量和評(píng)估，根據(jù)測量結(jié)果便可對系統(tǒng)進(jìn)行最優(yōu)化的調(diào)校。最終可達(dá)到正確的聲音平衡、寬闊平坦的傳輸頻率特性、精確的時(shí)間基準(zhǔn)和獲得

39、更高的反饋前系統(tǒng)增益。1999年美國EAW公司將JBL-Smaart升級(jí)為功能更強(qiáng)大的SIA-Smaart Pro軟件。2001年美國SIA軟件公司又推出了優(yōu)化和控制擴(kuò)聲系統(tǒng)軟件SIA-Smaart Live 4.0。此軟件已被世界同行廣泛采用，并稱為是EASE系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件的姐妹篇。15.2.1 SIA Smaart Live 4.0的基本功能1、RTA（Real-Time Analyzer）實(shí)時(shí)頻譜分析儀SIA-Smaart Live可提供一臺(tái)雙通道的實(shí)時(shí)頻譜儀。它可以1、1/3或1/16倍頻程的窄帶分辨率顯示數(shù)據(jù)。如圖15-13所示。實(shí)時(shí)頻譜分析儀只能指示擴(kuò)聲系統(tǒng)頻率特性的結(jié)果和它與房間混

40、響聲能量的相互作用，但它沒有時(shí)間分辨能力。因此必須用傳遞函數(shù)測量方法給房間的聲學(xué)特性和系統(tǒng)頻率響應(yīng)特性之間的相互作用注入更多的鑒別能力。圖15-13 雙通道RTA實(shí)時(shí)頻譜儀2、傳遞函數(shù)測量傳遞函數(shù)測量是對一個(gè)系統(tǒng)或一個(gè)裝置（如均衡器）的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)進(jìn)行比較。它既可在時(shí)域范圍內(nèi)比較，也可在頻域范圍內(nèi)比較。測量比較的參數(shù)包括信號(hào)傳遞過程中的相移和延時(shí)、頻率響應(yīng)特性、兩個(gè)信號(hào)之間的相關(guān)性和聲壓級(jí)測量等等。從比較結(jié)果中可找出產(chǎn)生問題的原因，通過系統(tǒng)調(diào)校解決問題，達(dá)到最佳結(jié)果。這是系統(tǒng)調(diào)校中非常有效的一種工具。圖15-14傳遞函數(shù)測量的基本配置圖。用Smaart軟件運(yùn)行的計(jì)算機(jī)有兩個(gè)輸入口，一個(gè)稱

41、為基準(zhǔn)信號(hào)（#0），來自被測系統(tǒng)的輸入信號(hào)源，另一個(gè)為測量信號(hào)（#1），來自被測系統(tǒng)的輸出端。這樣可讀出整個(gè)被測系統(tǒng)的信號(hào)傳輸特性（即傳遞函數(shù)特性）。圖15-14 傳遞函數(shù)測量的基本配置為能進(jìn)一步區(qū)分整個(gè)系統(tǒng)傳輸特性中電聲系統(tǒng)和房間系統(tǒng)（建聲系統(tǒng)）兩個(gè)分系統(tǒng)各自的傳輸特性，可采用圖15-15所示的系統(tǒng)配置圖。圖15-15 可區(qū)分電聲系統(tǒng)和建聲系統(tǒng)傳遞函數(shù)測量配置圖基準(zhǔn)信號(hào)（A）既可與電聲系統(tǒng)的輸出信號(hào)（B）比較，也可與測量話筒的輸出信號(hào)（C）進(jìn)行比較。這樣既可看到均衡調(diào)節(jié)對系統(tǒng)性能的影響，又可聽到揚(yáng)聲器發(fā)出的聲音變化。基準(zhǔn)信號(hào)（A）通過測量調(diào)音臺(tái)的一個(gè)主輸出送到計(jì)算機(jī)聲卡的一個(gè)輸入端（#0）；

42、均衡器的輸出信號(hào)和測量話筒的輸出信號(hào)通過測量調(diào)音臺(tái)的選擇由它的輔助輸出（AUX）送到計(jì)算機(jī)聲卡的另一個(gè)輸入端（#1）。這樣的安排既可對被測信號(hào)（B）或（C）進(jìn)行切換，還可在測量調(diào)音臺(tái)上對它們進(jìn)行電平匹配的控制。大多數(shù)擴(kuò)聲系統(tǒng)中都設(shè)有一臺(tái)調(diào)音臺(tái)，因此也可利用此調(diào)音臺(tái)中沒有使用的輸入通道和AUX輸出作為測量系統(tǒng)輸入信號(hào)的切換和調(diào)節(jié)，可省去一臺(tái)測量調(diào)音臺(tái)。傳遞函數(shù)測量的測試信號(hào)源可用一臺(tái)CD播放機(jī)或噪聲信號(hào)源作為外接信號(hào)源使用。測量和計(jì)算結(jié)果采用便于理解的頻域方法顯示或儲(chǔ)存，如圖15-16所示。圖15-16 傳遞函數(shù)測量和計(jì)算結(jié)果的實(shí)時(shí)顯示為能精確地比較，傳遞函數(shù)計(jì)算時(shí)，兩個(gè)信號(hào)在時(shí)間上必須精確對準(zhǔn)

43、?？梢杂肧maart內(nèi)部的延時(shí)定位器及其內(nèi)部的信號(hào)延時(shí)特性來完成。3、脈沖響應(yīng)測量脈沖響應(yīng)是描述基準(zhǔn)信號(hào)通過系統(tǒng)傳播后信號(hào)產(chǎn)生的變化，它包含大量的房間聲學(xué)信息，這些信息包括聲音到達(dá)聽眾位置（測量話筒位置）的時(shí)間和混響聲場的衰減信息等；尋找揚(yáng)聲器和話筒之間的精確延時(shí)以及兩個(gè)聲源到達(dá)聽眾位置的延時(shí)差等，以便系統(tǒng)調(diào)校時(shí)在有關(guān)聲源中插入適當(dāng)?shù)难訒r(shí)補(bǔ)償。脈沖響應(yīng)測量的基本配置同圖15-14傳遞函數(shù)測量的配置。圖15-17(a)是一個(gè)小房間的脈沖響應(yīng)圖。橫坐標(biāo)是聲音傳播的時(shí)間，縱坐標(biāo)是測量位置的相對聲壓級(jí)(dB)，可以看到比基準(zhǔn)信號(hào)晚6ms處有一個(gè)明顯的尖峰信號(hào)，這個(gè)第一大峰代表“第一個(gè)到達(dá)”的直達(dá)聲，峰

44、值位置的時(shí)間就是基準(zhǔn)信號(hào)通過系統(tǒng)的精確延遲時(shí)間。圖15-17(b)是在峰值信號(hào)附近把時(shí)間刻度放大的脈沖響應(yīng)圖，以便提高測量精度。其他用途的測量方法與延遲測量相同。測量結(jié)果除可在時(shí)域中顯示外，還可通過FFT轉(zhuǎn)換在頻域中顯示。圖15-17 脈沖響應(yīng)的時(shí)域圖(a)一個(gè)小房間的典型脈沖響應(yīng)圖 (b)時(shí)間刻度放大的脈沖響應(yīng)圖4、延遲定位器在傳遞函數(shù)測量中，為能精確比較兩個(gè)信號(hào)，必須用延遲定位器校正兩個(gè)信號(hào)的起始時(shí)間。在脈沖響應(yīng)測量中，延遲定位器還有下述用途：（1） 尋找兩個(gè)信號(hào)之間的延時(shí)揚(yáng)聲器和話筒位置之間的精確延遲時(shí)間，設(shè)置揚(yáng)聲器之間的延時(shí)。（2） 測試房間的聲學(xué)特性信息，包括反射聲的到達(dá)時(shí)間和混響聲

45、的衰減等，以便為精確分析提供依據(jù)。（3） 延遲定位器可自動(dòng)計(jì)算延遲時(shí)間，然后自動(dòng)設(shè)定延時(shí)值。最大內(nèi)部延時(shí)為250ms。5、SIA Smaart Live測試結(jié)果的顯示方法SIA Smaart Live測試結(jié)果的顯示除大家熟悉的用倍頻程（或分?jǐn)?shù)倍頻程）顯示系統(tǒng)傳輸頻率特性（RTA）外，還有如圖15-18(a)的時(shí)域數(shù)據(jù)顯示（振幅時(shí)間特性）；圖15-18(b)聲波信號(hào)的衰減率顯示（利用振幅時(shí)間特性自動(dòng)計(jì)算信號(hào)的衰減率）和如圖15-18(c)所示的3D彩虹圖譜，即在同一屏幕上可同時(shí)顯示時(shí)間（X軸）、頻率（Y軸）和信號(hào)振幅（以256個(gè)色彩等級(jí)顯示）三者之間的關(guān)系。可自動(dòng)算出房間的混響時(shí)間，并為識(shí)別房間

46、中的聲波衰減、反射和設(shè)置延時(shí)提供依據(jù)。6、內(nèi)部信號(hào)發(fā)生器SIA Smaart Live的內(nèi)部信號(hào)發(fā)生器可提供系統(tǒng)測試用的基準(zhǔn)信號(hào)源。它可產(chǎn)生正弦波、雙正弦波、粉紅噪聲和用戶規(guī)定的無限循環(huán)的聲音文件等四種信號(hào)。粉紅噪聲信號(hào)是傳遞函數(shù)測量、脈沖響應(yīng)測量和延時(shí)定位器等使用的一種極好的激勵(lì)信號(hào)源。測量和優(yōu)化擴(kuò)聲系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)踐SIA Smaart Live是由聲學(xué)顧問、系統(tǒng)設(shè)計(jì)師、安裝工程師和調(diào)音師們組成的工作小組設(shè)計(jì)、并經(jīng)多次改進(jìn)和完善得出的一種測量和優(yōu)化擴(kuò)聲系統(tǒng)的非常有用的工具。在系統(tǒng)調(diào)校中又如何應(yīng)用呢？1、測量什么？為什么？系統(tǒng)測試（測量和調(diào)試）前，首先要問自己“測量什么？為什么？”擴(kuò)聲系統(tǒng)的性能，

47、無論是固定安裝系統(tǒng)、流動(dòng)演出系統(tǒng)還是兩者兼有的混合系統(tǒng)，可以有很多測量方法，定性的或定量的。在評(píng)價(jià)一個(gè)系統(tǒng)的性能時(shí)，列出了一些最重要的問題：（1）系統(tǒng)傳輸頻率特性：系統(tǒng)傳送聲音的頻率范圍是否在預(yù)期的設(shè)計(jì)偏差范圍內(nèi)？（2）系統(tǒng)的功率處理能力：在不超過規(guī)定的失真和發(fā)生損壞的條件下，系統(tǒng)可處理的總功率是多少？（3）聲場覆蓋范圍：在全部傳輸頻率范圍內(nèi)，系統(tǒng)能否提供有足夠聲壓級(jí)和聲均勻度要求的覆蓋區(qū)域？（4）主觀音質(zhì)感受：這是最重要的判據(jù)。聽眾/自己/表演者/操作者期望的音質(zhì)感覺和聲像一致性感覺如何？（5）系統(tǒng)穩(wěn)定性/傳聲增益：系統(tǒng)可調(diào)到多大的有用電平？打開使用多個(gè)話筒時(shí)，系統(tǒng)的傳聲增益有多大？如果系統(tǒng)

48、僅作音樂重放（如舞廳），這個(gè)參數(shù)就不重要了。（6）交流哼聲和噪聲：系統(tǒng)中有交流哼聲、噪聲或其他不必要的噪聲嗎？（7）系統(tǒng)配置和信號(hào)途徑：你了解系統(tǒng)配置和信號(hào)途徑嗎？均衡器、延時(shí)器、壓限器、電子分頻器或媒體矩陣、系統(tǒng)控制器等的分布位置及數(shù)量。（8）系統(tǒng)工作狀態(tài)：系統(tǒng)全部組件都工作正常嗎？沒有任何一種硬件和軟件（即使是SIA Smaart Live）能夠正確回答這些問題。調(diào)校一個(gè)擴(kuò)聲系統(tǒng)要懂得硬件設(shè)備的特性、精確的測量結(jié)果、有辨別能力的耳朵、專門的訓(xùn)練和處理復(fù)雜系統(tǒng)問題的方法。每個(gè)系統(tǒng)都可能遇到許多各不相同的復(fù)雜問題。然而，在測量和優(yōu)化擴(kuò)聲系統(tǒng)中，以下幾個(gè)步驟是必不可少的。2、傳遞函數(shù)測量SIA

49、Smaart Live的核心是系統(tǒng)傳遞函數(shù)的計(jì)算。傳遞函數(shù)可在每個(gè)時(shí)間（時(shí)域）或頻域中顯示和比較被測系統(tǒng)的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)之間的差異。計(jì)算機(jī)聲卡的兩個(gè)輸入信號(hào)必須在時(shí)間上對準(zhǔn)，此項(xiàng)工作可用時(shí)間定位器和它內(nèi)部的信號(hào)延遲特性來完成。測量結(jié)果可存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)，隨時(shí)可調(diào)用比較。3、系統(tǒng)調(diào)校步驟：第一步：初步試聽和評(píng)估測量前首先試聽音質(zhì)，并回答前面列出的問題。環(huán)繞聽眾區(qū)走動(dòng)收聽，尤其是聲音覆蓋區(qū)的邊緣區(qū)域，檢查那里各揚(yáng)聲器組（或單元）的聲場覆蓋情況，還可關(guān)掉部分揚(yáng)聲器組進(jìn)行試驗(yàn)。花一點(diǎn)時(shí)間試驗(yàn)、了解系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意圖和各組件之間的相互關(guān)系十分必要。第二步：鑒別潛在問題開始測量前，首先要解決明顯存在的問題，如交流哼聲、接地回路問題以及沒有固定好連