
室內聲場的建立和衰減過程
發布日期:2018-10-12 瀏覽量:2336次
1.室內聲場結構
多數情況下,電聲音響系統是在封閉的空間內工作的,如演播室,影劇院,錄音棚等,聲波在一個封閉空間的傳播,會在室內空間形成復雜的聲場,在生場中某一位置上聽到的聲音有三部分組成,即直達聲近次反射聲(又稱早期反射聲)和混響聲(多次反射聲)。
(1)直達聲,指從聲源發出的聲音直接傳播到聽音點的聲音,直達聲主要是傳遞信息,保證聽眾區有足夠的聲壓級,提高聲音的清晰度。
(2)近次反射聲,指相對直達聲延遲50ms以內到達的反射聲,近次反射聲到達較早,經過反射次數較少,可以提高聲壓級,有助于加強直達聲,增加聲音的空間感。
(3)混響聲,指比直達聲晚到50ms以后得經過多次反射的聲音,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,一部分被反射,一部分被吸收,混響聲可以使聲場均勻,使音質豐滿,但是會降低聲音的清晰度,如果混響聲過大,就會掩蔽直達聲。
2.室內聲場的建立和衰減
當生源持續不斷的以相同的頻率和指向發出聲能時,首先到達空間某點p處的是直達聲,接著到達的是各個方向的一次,二次反射聲等早期反射聲,接著是多次反射的混響聲,使p點處的聲能不斷加強,過了一定時間以后,當被周壁和室內物體吸收的聲能與聲源發出的能量相等時,室內就形成了一個穩定的聲場。
如果在室內打開或關閉一個聲源,并觀察聲場的建立和衰減過程,會發現升壓和聲壓級的變化,如圖2-7所示。
圖中實線表示室內表面反射強的情況,虛線表示是室內吸聲強的情況,如果對聲能吸收能力強,則衰減快,可以較快地達到穩定,反之,如果對聲能吸收能力差,則衰減慢,達到穩定的時間就較長。
室內聲壓級
室內聲場可以看作是自由空間的直達聲和由許多反射聲形成的混響聲的疊加,直達聲和混響聲是不相干的,他們在空間的疊加就表現為聲能密度的疊加,生源在室內連續發生,當生產達到穩態時,若是哪個部位的聲壓相同,且室內聲波是無規則的在各個方向傳播的,可以說這種聲場是均勻的,也可以稱為室內達到了聲擴散,室內聲場擴散越充分,空間感程度越強,這時在距離R處的聲壓級為:
整個自由空間(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,而且忽略了空氣對聲音的吸收。
房間總聲壓級與接收點離聲源距離的關系和自由空間不一樣,在靠近聲源處,總聲壓級以直達聲為主,混響聲可以忽略,在遠離聲源處,總聲壓級以混響聲為主,直達聲可以忽略,總聲壓級與接收點離聲源的距離無關,此時改變室內吸聲量才會對聲場特性有明顯影響。
在室內接收點處的相對聲壓級與生源距離r、指向性因素Q,房間面積常數R的關系如圖2-10所示,圖中呈45度角的直線是直達聲。R越大,則室內吸聲量越大,混響半徑就越長,R越小,則室內吸聲量越小,混響半徑就越短。
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