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室內(nèi)聲場(chǎng)的建立和衰減過程
發(fā)布日期:2018-10-12 瀏覽量:2277次
1.室內(nèi)聲場(chǎng)結(jié)構(gòu)
多數(shù)情況下,電聲音響系統(tǒng)是在封閉的空間內(nèi)工作的,如演播室,影劇院,錄音棚等,聲波在一個(gè)封閉空間的傳播,會(huì)在室內(nèi)空間形成復(fù)雜的聲場(chǎng),在生場(chǎng)中某一位置上聽到的聲音有三部分組成,即直達(dá)聲近次反射聲(又稱早期反射聲)和混響聲(多次反射聲)。
(1)直達(dá)聲,指從聲源發(fā)出的聲音直接傳播到聽音點(diǎn)的聲音,直達(dá)聲主要是傳遞信息,保證聽眾區(qū)有足夠的聲壓級(jí),提高聲音的清晰度。
(2)近次反射聲,指相對(duì)直達(dá)聲延遲50ms以內(nèi)到達(dá)的反射聲,近次反射聲到達(dá)較早,經(jīng)過反射次數(shù)較少,可以提高聲壓級(jí),有助于加強(qiáng)直達(dá)聲,增加聲音的空間感。
(3)混響聲,指比直達(dá)聲晚到50ms以后得經(jīng)過多次反射的聲音,生源除了向聽音位置按直線方向傳播以外,同時(shí)也向四面八方輻射,這些輻射聲波遇到墻面或其他較大的障礙物時(shí),一部分被反射,一部分被吸收,混響聲可以使聲場(chǎng)均勻,使音質(zhì)豐滿,但是會(huì)降低聲音的清晰度,如果混響聲過大,就會(huì)掩蔽直達(dá)聲。
2.室內(nèi)聲場(chǎng)的建立和衰減
當(dāng)生源持續(xù)不斷的以相同的頻率和指向發(fā)出聲能時(shí),首先到達(dá)空間某點(diǎn)p處的是直達(dá)聲,接著到達(dá)的是各個(gè)方向的一次,二次反射聲等早期反射聲,接著是多次反射的混響聲,使p點(diǎn)處的聲能不斷加強(qiáng),過了一定時(shí)間以后,當(dāng)被周壁和室內(nèi)物體吸收的聲能與聲源發(fā)出的能量相等時(shí),室內(nèi)就形成了一個(gè)穩(wěn)定的聲場(chǎng)。
如果在室內(nèi)打開或關(guān)閉一個(gè)聲源,并觀察聲場(chǎng)的建立和衰減過程,會(huì)發(fā)現(xiàn)升壓和聲壓級(jí)的變化,如圖2-7所示。
圖中實(shí)線表示室內(nèi)表面反射強(qiáng)的情況,虛線表示是室內(nèi)吸聲強(qiáng)的情況,如果對(duì)聲能吸收能力強(qiáng),則衰減快,可以較快地達(dá)到穩(wěn)定,反之,如果對(duì)聲能吸收能力差,則衰減慢,達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間就較長(zhǎng)。
室內(nèi)聲壓級(jí)
室內(nèi)聲場(chǎng)可以看作是自由空間的直達(dá)聲和由許多反射聲形成的混響聲的疊加,直達(dá)聲和混響聲是不相干的,他們?cè)诳臻g的疊加就表現(xiàn)為聲能密度的疊加,生源在室內(nèi)連續(xù)發(fā)生,當(dāng)生產(chǎn)達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí),若是哪個(gè)部位的聲壓相同,且室內(nèi)聲波是無規(guī)則的在各個(gè)方向傳播的,可以說這種聲場(chǎng)是均勻的,也可以稱為室內(nèi)達(dá)到了聲擴(kuò)散,室內(nèi)聲場(chǎng)擴(kuò)散越充分,空間感程度越強(qiáng),這時(shí)在距離R處的聲壓級(jí)為:
整個(gè)自由空間(聲源位于房間中間),Q=1;半自由空間(位于—墻面上或地面上),Q=2;自由空間(位于兩墻面交線處上),Q=4;自由空間(位于三面墻的墻角處),Q=8;上式是假定氣溫、濕度等處在通常條件下,而且忽略了空氣對(duì)聲音的吸收。
房間總聲壓級(jí)與接收點(diǎn)離聲源距離的關(guān)系和自由空間不一樣,在靠近聲源處,總聲壓級(jí)以直達(dá)聲為主,混響聲可以忽略,在遠(yuǎn)離聲源處,總聲壓級(jí)以混響聲為主,直達(dá)聲可以忽略,總聲壓級(jí)與接收點(diǎn)離聲源的距離無關(guān),此時(shí)改變室內(nèi)吸聲量才會(huì)對(duì)聲場(chǎng)特性有明顯影響。
在室內(nèi)接收點(diǎn)處的相對(duì)聲壓級(jí)與生源距離r、指向性因素Q,房間面積常數(shù)R的關(guān)系如圖2-10所示,圖中呈45度角的直線是直達(dá)聲。R越大,則室內(nèi)吸聲量越大,混響半徑就越長(zhǎng),R越小,則室內(nèi)吸聲量越小,混響半徑就越短。
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