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1、第2 7 卷第5 期 2 0 0 8 年1 0 月 声学技术 1 l2 7N o5P I2 0 d2 0 0 8 旋转双传声器测量室内方向性脉冲响应的研究 赵跃英，冯善勇，盛胜我 L * 目* p m2 z ) T h em e a s u r e m e n to f d i r e c t i o n a l i m p u I s er e s p o n s ew i t hr o t a t i n g d u a l - m i c m p h o n e ss y s t e m z h a oY u e y l n f ，F e n g s h a n y o 0 9 2 ，s
2、 h e n gs h c n g w 0 3 I I m m u t e 叫 咖s 目c s ，知“鲫U H z wr 5 峨5 h 8 “2 埘岬2 - c h m 、 1 引言2 测量系统的基本原理 在窜内声学研究中，方向性脉冲响应函数表达 了脉冲响应中沿特定方向入射的脉冲能量随时间 变化的规律，它不仅反映了到达脉冲的能量、时间、 频率特性同时还包古了脉冲的掌间方向信息。方 向性脉冲响应函数可以用来得到声场各个方向的 反射、扩散厦能量流动等物理特性，也町进一步与 反映音质空问感的窑观参量相联系I I 。 利用声源信号町完全重复的特点，作者提出在 声源重复发射信号的同时，使用两个匹配的传声
3、器 在不同平面内同步旋转，获得相当于两个圆形传声 器阵列所拾取的空间信息，从而得斟房间内空间各 个方向完整的方向性脉冲响应。文中对这种旋转取 传声器的测量原理及应用作了介绍及讨论。 tJ 一 。一。z 一。 w o f 目“ 搿景：；! 黼鬻譬7 黝。，。 日 到* * z 岫y 嗌I I 【“目。c d u 目 计算机系统以扫频信号重复激励无指向性扬 声器系统发出相应的声信号。设直角坐标系的 为水平面，测量中心为坐标原点，z 轴垂直向J ：， 空问任一方位的位置矢量与z 轴的夹角记为疗，其 在铆面内的投影与x 轴的夹角记为0 。 接收系统为周定在同一转盘上的两个传声器， 两传声器绕。轴转动，
4、旋转半径分别为月、R z 两传 声器旋转平面与z 轴的交点分别为d 和+ d ，如图l 所示。转盘缓慢匀速转动一周，声源共发射个周 期，将测得的数据分段，通过相关运算得到2 个 声压脉冲响应，分别记为鬼一) 和 k ( f ) 协- L 2 ，_ J ，所得的结果等效于两个轴 线重合的不同高度的圆形传声器阵列的实时测量， 相应的测点记为O 和Q 扣而阵列中各个测点转 动的影响町以通过数据处理得到修正。 记菩测点与z 轴的夹角为硪。、呜。，适当选 取时问元A f ，使其略大于单个脉冲波包掠过所有 测点所需要的堆大时间，例如实际测量中选取 A r ，2 I n s ，在此时间段内各个相应测点移动的
5、角 度约为00 r ，其影响可忽略不计，即在A t 时间段 内，所有测点的位置是唯一确定的，阵列测量的数 据处理方法均可应用。让时间元A r 在f 时轴上滑 移即可根据测点的确切位置在整个时域中对传声 器的旋转影响进行修正。 以测点O 为中心，将空间离散成肿立体角单 元记为Q 。I m - 1 ，2 ，MJ 并将A r 时问段内 入射至测点范围内的声波看成沿再个立体角单元 第5 期赵跃英等：旋转双传声器测量室内方向性脉冲响应的研究 3 3 7 同时入射的脉冲平面渡的叠加，对应Q 。方向的脉 平面波的声压方值可表达为H ) - 茄刊匡一) 吨z 一帆2 - 一) + 如2 扫k 聃 其中。，和吒
6、胁为Q 。方向上的平面波到达测 点与到达O 点间的时间差，由平面波声压与能量间 的关系即可以得到完整空间的各个方向的脉冲平 面波的能量响应函数。 3 实际测量应用 实际的测量应用在一扎堂内进行。采用无指向 性十二面件扬声器作为声源，声源放置在舞台口中 部离舞台地面1 _ 6 5 m 。测量中心为O ，声源位于 x 轴正方向，两个相匹配的传声器之间的高度差 捌2 m ，旋转半径，- = n = 02 m 。 H 目皿 2 自勰# m ”H R * 自一) F * 2D m l 呷“k m m 6 h g j m t k “I I 、 在观众席内中轴线右侧选取与声源相距7 的 位置作为测点，图2
7、与图3 是测点处得到的典型实 例。图2 为识别出来的直达脉冲和较强反射脉冲的 方位。由图可见，反射脉冲的方位角为 ( B 计= 怛4 0 ，4 5 。J ，与实际拱形网架顶面的反射 相符。围3 则为脉冲响应中，沿顶面方向的反射及 散射脉冲能量在纠面内的投影从图中可以看出 早期反射能量太于后期反射能量，面早期能量中前 方3 0 。附近的反射能量较强，而后期能量在各个方 向的分布则较为均匀。 8 。 目3 * n # t * y 十m 自 o fc m d l “”l h 4 结论 根据室内声学铡量的特点，使用两个匹配的传 声器在不同平面内同步旋转，形成由两个圆形阵列 组成的空问阵列，可以得到测点
8、处沿空间各个方向 的入射脉冲能量随时间的变化。通过方向性脉冲响 应的测量，不仅可以对较强的早期反射脉冲一一识 别，还可以用米研究声场的局部特性以厦空间特 性。该系统结构简单、测量方便，较易在室内声学 的现场测量中得到应用。 值得指出，上述实验结果是针对全频带脉冲响 应的频带滤波结果需根据具体情况采用不同的数 据处理方法，吼得到足够的精度。 考主t 1 1 丌蛐 劬nK a B u a 】c is 出 n ID i 吲1 0 a l 衄唧b o ” s y 咖mb 删o 5 P 撕dd e c 0 啪I u h o n b l y f ”“I a 】 i m 叫I 啪硝d 血l dA S a I
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