聲波傳輸基本現(xiàn)象

聲波傳輸基本現(xiàn)象第1頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)聲波傳輸基本現(xiàn)象聲波的疊加及干涉聲波的反射、折射和吸收聲擴(kuò)散聲衍射第2頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月聲波的疊加及干涉

聲波的疊加聲波的干涉駐波第3頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月聲波的反射、折射和吸收聲波的反射及應(yīng)用聲波的折射聲波的吸收吸音系數(shù)（見第四節(jié)）第4頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)室內(nèi)聲場一、室內(nèi)聲場的基本特征室內(nèi)聲場的組成簡正方式和簡正頻率室內(nèi)聲場的基本特征第5頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月簡正方式和簡正頻率駐波條件：L=n*λ/2

式中：（n＝1，2，3，……），λ相應(yīng)波長按駐波條件形成的每一個駐波稱為房間的一個簡正方式，其相應(yīng)的頻率為簡正頻率。簡正頻率相同而簡正方式不同的現(xiàn)象，稱之為簡正頻率的“簡并”。第6頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月二、混響和混響時間室內(nèi)聲場的建立穩(wěn)定和衰減混響時間的計算1）混響時間的定義2）賽賓(W.C.Sabine)公式3）艾潤(C.F.Eyring)公式4）其它混響公式混響時間的頻率特性第7頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月脈沖聲的時間序列第一反射聲直達(dá)聲前期反射聲混響聲第8頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月混響和混響時間混響時間的定義：通常，我們定義Lp衰減60(dB)的時間為混響時間。記為T60。T60＝（Tb-Ta）×60/（Lpa-Lpb）0－60abt（s）T60第9頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月賽賓公式T=KV/A或T60＝0.161V/Sα第10頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月艾潤公式0.161V－S㏑（1－α）T60＝第11頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月房間常數(shù)第12頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月混響半徑(臨界距離)第13頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月聲源指向因子Q：自由聲場中，聲源在某方向上某點(diǎn)產(chǎn)生的聲強(qiáng)Id與相同功率無指向性聲源在該方向該點(diǎn)產(chǎn)生的聲強(qiáng)Ido的比值第14頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月房間的傳輸響應(yīng)1、頻率/聲壓關(guān)系曲線自激現(xiàn)象，相鄰極大值之間的平均間隔：第15頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月2、混響室房間的自然混響來自：一是反射波延時疊加的空間回響效果；二是兩面相互平行的墻面之間形成大量的駐波共振?；祉憰r間的調(diào)節(jié)：高、中頻使用面積可改變的吸聲簾幕，低頻使用可移動的吸聲體。（音箱內(nèi)）第16頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月混響時間的頻率特性混響時間的頻率特性是指：房間的混響時間隨聲信號的頻率變化而變化的特性（T60頻譜）第17頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月室內(nèi)聲場的基本特征室內(nèi)聲源輻射的連續(xù)穩(wěn)定聲波，室內(nèi)各受音點(diǎn)接受到的聲壓值也是穩(wěn)定的，聲壓隨聲源距衰減沒有室外明顯。由于室的周邊對聲的反射作用，室內(nèi)聲源停止發(fā)聲后，室內(nèi)聲并不立即停止，而是繼續(xù)持續(xù)以段時間，這種聲的殘響現(xiàn)象通常稱之為混響。由于室形狀的復(fù)雜性，聲波在室內(nèi)傳播時，還會產(chǎn)生回聲、聚焦、蛙鳴以及聲染色等特異聲現(xiàn)象。第18頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月矩形房間的駐波狀態(tài)第19頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月三、室內(nèi)聲場分布房間常數(shù)混響半徑聲源指向因子室內(nèi)聲場分布的計算第20頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)室內(nèi)音質(zhì)評價的評價與改善室內(nèi)音質(zhì)設(shè)計的基本要求主要評價量及評價標(biāo)準(zhǔn)室內(nèi)噪聲水平最佳混響時間混響時間的頻率特性混響感前期反射聲的時間序列與方向序列聲場擴(kuò)散特性第21頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月一、室內(nèi)音質(zhì)評價室內(nèi)音質(zhì)設(shè)計的基本要求無噪聲干擾語言用房，應(yīng)追求聲音的清晰音樂用房，要求聲音圓潤、豐滿和足夠的力度立體聲效果用房，追求立體感、空間感和臨場感整個聲場應(yīng)充分?jǐn)U散、分布均勻沒有回聲、顫音、蛙鳴、嗡聲（低頻聲染色）以及聲聚焦等明顯特異聲缺陷第22頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月室內(nèi)噪聲水平“噪聲評價指數(shù)”（N曲線）“N25線”、“N90線”Lp=a+bNA聲級〔dB（A）〕N曲線用于噪聲頻譜比較特殊的場合，突出了噪聲的煩惱度；A聲級〔dB（A）〕計量較為方便，多用于一般噪聲。第23頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月最佳混響時間結(jié)論：混響時間是影響室內(nèi)音質(zhì)的最基本要素，也是最基本評價量。音質(zhì)主觀評價術(shù)語：“清晰”、“平衡”、“豐滿”、“力度”、“圓潤”、“明亮”、“柔和”、“臨場感”等都與混響時間相關(guān)。最佳混響時間：對于不同用途的聲室，不同的音質(zhì)設(shè)計，應(yīng)有不同容積的室空間，在此容積下，有某一段混響時間范圍，其間聲效果最好。最佳混響時間通常取500Hz—1000Hz作為標(biāo)準(zhǔn)。第24頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月最佳混響時間現(xiàn)代演播室、錄音室等聲室，都要求有短而平直的混響時間，因為：短混響的節(jié)目可以通過電聲手段任意加進(jìn)人工混響，以模擬各種聲現(xiàn)場的情景，而如果節(jié)目已據(jù)有長時間的混響則很難減短。短混響的房間由于吸音條件好，有利于降低背景噪聲。在電視節(jié)目中，多數(shù)節(jié)目不希望在畫面中出現(xiàn)傳聲器，這樣現(xiàn)場拾音距離較大，如混響時間長，就會影響講話者的親切感和實(shí)在感。第25頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月混響感混響感是人對混響程度的主觀感受。聽覺比＝混響聲聲能密度（es）/直達(dá)聲聲能密度（ed）“混響感”比“最佳混響時間”更能反映聽音者的聽音音質(zhì)。第26頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月前期反射聲的時間序列與方向序列前期反射聲的時間序列前期反射聲的方向序列第27頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月聲場擴(kuò)散特性聲波室內(nèi)傳播是靠界面反射進(jìn)行的。如果這種傳播完全處于無規(guī)狀態(tài)，從統(tǒng)計觀點(diǎn)來說可以認(rèn)為聲波通過室內(nèi)任何位置的幾率是相同的，通過的方向幾率也是相同的，各反射聲相遇時的位相也是無規(guī)的，由此造成的室內(nèi)聲場平均能量密度分布是均勻的，我們就將這種統(tǒng)計平均均勻的聲場稱為擴(kuò)散聲場。實(shí)際聲場擴(kuò)散特性的評價方法：實(shí)測混響時間，并計算與理論值的偏差；或者根據(jù)實(shí)測混響曲線的不規(guī)則度來評價實(shí)際聲場的擴(kuò)散特性。實(shí)測室內(nèi)聲壓級分布并與理想分布比較。測量實(shí)際聲場的指向擴(kuò)散度，并據(jù)此評價其擴(kuò)散特性。第28頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月聲場擴(kuò)散特性在“刺猬圖”中，每根“針”的長度表示該方向傳來的聲能強(qiáng)度。設(shè)各空間角測次樣本總數(shù)為N，則針長平均值第29頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月室內(nèi)音質(zhì)的改善常見聲缺陷及其對音質(zhì)的影響室內(nèi)音質(zhì)改善的建筑聲學(xué)方法第30頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月常見聲缺陷及其對音質(zhì)的影響外界噪聲對室內(nèi)聲場的干擾通過門、窗、管道進(jìn)入；透過墻壁等傳入，二次聲源。建筑物構(gòu)建受機(jī)械撞擊，振動沿隔離物傳播輻射干擾混響時間對音質(zhì)的影響混響時間過長混響時間過短混響時間頻率特性畸變房間大小及線度比例對簡正頻率分布的影響第31頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月室內(nèi)音質(zhì)改善的建筑聲學(xué)方法控制噪聲和振動干擾，提高聲信噪比修正混響時間及其頻率特性，以符合設(shè)計要求改善房間形體、結(jié)構(gòu)，提高房間擴(kuò)散性能長方體形房間長、寬、高比例盡量避免1:2、1:1等簡單比例關(guān)系。房間容積應(yīng)足夠大，使間隔較大的簡正頻率盡量推向很低頻段使頻率范圍內(nèi)頻率分布均勻。對長寬高比例不當(dāng)?shù)姆块g，可通過空間分割盡量減少房間平行內(nèi)壁。室內(nèi)吸聲材料和吸聲結(jié)構(gòu)的鋪裝以非對稱為宜。合理設(shè)計反射面，改善前期反射聲反射面的形體處理改變反射面或聲源位置第32頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)吸聲與隔聲材料的結(jié)構(gòu)與機(jī)理吸聲材料與吸聲機(jī)理多孔吸聲材料穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)薄板、薄膜吸聲結(jié)構(gòu)掛簾吸聲結(jié)構(gòu)空間吸聲體隔聲材料與結(jié)構(gòu)隔聲的基本參量與常用計算公式常用隔聲構(gòu)件及隔聲量第33頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)F0=（d/2π）×√P/T(t+δ)式中：F0共振頻率（Hz）；P穿孔率T腔深（cm）；t板厚（cm）；δ板厚修正；d穿孔的孔徑（cm）第34頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月隔聲的基本參量與常用計算公式透射系數(shù)：τ＝Eτ/E0隔聲量：R＝10lg1/τ（dB）隔聲量頻率特性：隔聲量與入射聲頻率的關(guān)系。平均隔聲量：各頻帶隔聲量的算數(shù)平均值。隔聲量定律：（m為隔聲材料的面密度）當(dāng)聲波垂直入射時：R0=20lgm＋20lgf－43(dB)當(dāng)聲波無規(guī)入射時：R=20lgm＋20lgf－48(dB)雙層墻共振頻率：f0＝600/√L×√1/m1-1/m0（Hz）雙層墻的附加隔聲量：R`=20lg(m1＋m2)＋20lgf－48（dB）R=R`+ΔR第35頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月常用隔聲構(gòu)件及隔聲量隔聲門：35—40（dB）隔聲窗隔聲聲閘：N=10lg1/

s〔cosφ/2πd2

+（1－α）/A〕N為附加隔聲量隔聲屏（聲障）：N=2δ/λ稱為夫累涅爾數(shù)δ＝a＋b－c第36頁，課件共37頁，創(chuàng)作