结构声学混响时间估值方法研究

发布时间：2017-03-21 05:01

  本文关键词：结构声学混响时间估值方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：对于不同的现代建筑,人们要求不同用途的厅堂能够为听众提供良好的听音效果,这主要取决于室内音质参数,包括声压级与声强级水平、室内声场的不均匀度、清晰度和明晰度、混响时间等。其中混响时间是用来描述房间声学特性的参数。经过一个世纪的发展,混响时间已经成为室内声学中的一个重要、可靠的标准。混响时间的重要性不仅仅体现在厅堂音质方面的客观评价,而且在材料吸声量测量方面也有重要作用,一直是被公认的、具有明确概念的、与主观感受良好相关的客观参数,对于工程声学的发展起到了重要的作用。目前,测量混响时间比较准确且常用的方法有两种,即中断声源法和脉冲响应积分法。其中中断声源法是最常用的测量混响时间方法,使用起来也最方便,只要对测得的声压级衰变曲线进行集合平均便可获得最终的衰变曲线。但需要对厅堂内多个相同位置的声源传声器位置点进行测量,测量的可重复性较差,最大的缺点是声衰变受到无规过程中不可避免的瞬时起伏的影响。而脉冲响应积分法可以很好的解决无规过程中的瞬时起伏问题,获得的衰变曲线光滑、波动小,而且只需对一个声源传声器位置进行测量,便能得到准确的测量结果。本文首先根据普通实验室和学术报告厅的平面图、立面图,利用计算机辅助设计软件EASE对房间进行三维建模,按照装饰图提供的装饰材料,对模型内的各个面进行材料设定,进而获得各个频段的仿真混响时间。然后对房间的不同声源位置和传声器位置完成声压采集,进行实验测量。分别采集了非稳态噪声的声能衰变曲线和脉冲激励的室内声能衰变曲线。利用美国NI公司LabVIEW虚拟仪器编程对采集的不同信号源的响应进行计算获得实际测量的混响时间。提出了基于滑移窗截断混响时间估值方法,基于此方法计算不同激励声源的混响时间,对不同信号源获得的混响时间与仿真混响时间进行对比,得到了较准确的计算结果,对实际工作具有一定的参考意义。
【关键词】：EASE 混响时间 声能衰变曲线 脉冲积分法 声源中断法
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU112
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第一章 绪论12-20
• 1.1 引言12-14
• 1.2 研究背景及其意义14-16
• 1.3 混响时间国内外研究动态及发展趋势16-18
• 1.4 本文的工作18-20
• 第二章 结构声学评价指标20-28
• 2.1 声与声场20-21
• 2.1.1 概述20
• 2.1.2 结构声学测量的有关概念20-21
• 2.2 声波的反射、折射、散射和衍射21-22
• 2.2.1 声学边界条件21
• 2.2.2 声波的反射和折射21
• 2.2.3 声波的散射和衍射21-22
• 2.3 声压与声压级22-23
• 2.3.1 声压22
• 2.3.2 声压级22-23
• 2.4 声功率与声强23-24
• 2.5 声压级的合成24-25
• 2.6 响度和响度级25-27
• 2.7 本章小结27-28
• 第三章 混响时间测量主要方法28-44
• 3.1 声学测量常用信号28-31
• 3.1.1 纯音信号28
• 3.1.2 啭音信号28
• 3.1.3 猝发音信号28-29
• 3.1.4 噪声信号29-31
• 3.2 声学设施31
• 3.2.1 混响室31
• 3.3 混响时间的公式计算31-34
• 3.3.1 自由声场31-32
• 3.3.2 扩散声场32
• 3.3.3 赛宾公式的提出32-33
• 3.3.4 公式的演变33-34
• 3.3.5 计算公式的使用前提34
• 3.4 中断声源法34-36
• 3.4.1 室内混响34-35
• 3.4.2 测量方法35-36
• 3.5 脉冲声能密度曲线法36-38
• 3.5.1 脉冲声能衰变法36-37
• 3.5.2 脉冲反向积分法37-38
• 3.6 三分之一倍频程滤波器设计38-43
• 3.6.1 数字信号处理(DSP)概述38-40
• 3.6.2 倍频程40-42
• 3.6.3 数字滤波器设计42
• 3.6.4 巴特沃兹滤波器设计42-43
• 3.7 本章小结43-44
• 第四章 仿真建模与混响时间分析44-58
• 4.1 声学模拟软件的发展趋势44
• 4.2 声学仿真软件评价指标44-49
• 4.2.1 直达声44-45
• 4.2.2 总声压级45-46
• 4.2.3 辅音清晰度损失(ALC)46-47
• 4.2.4 快速语言传输指数RASTI47
• 4.2.5 直达声混响声比47-48
• 4.2.6 语言可懂度48
• 4.2.7 音乐明晰度48
• 4.2.8 早期衰变时间EDT48-49
• 4.3 专业声学软件EASE49-51
• 4.3.1 EASE软件的发展概况49
• 4.3.2 EASE软件的适用条件49-51
• 4.4 EASE建模流程51-53
• 4.5 混响时间仿真53-56
• 4.5.1 建立实验室声学模型53-55
• 4.5.2 室内吸声材料设置55
• 4.5.3 混响时间仿真结果55-56
• 4.6 本章小结56-58
• 第五章 实验研究及结果分析58-88
• 5.1 测量方案与测量条件58-62
• 5.1.1 测量方案58-61
• 5.1.2 测量条件61-62
• 5.2 声压数据采集62-66
• 5.2.1 传声器标定及安装62-65
• 5.2.2 声信号采集65-66
• 5.3 基于滑移窗截断法的信号去噪方法研究66-69
• 5.4 实验结果分析69-77
• 5.4.1 实验结果69-74
• 5.4.2 结果分析74-77
• 5.5 学术报告厅混响时间的仿真和测量77-85
• 5.5.1 学术报告厅混响时间仿真77-80
• 5.5.2 混响时间测量与计算80-83
• 5.5.3 结果比较83-85
• 5.6 昆钢科技大厦重要会议室混响时间测量85-87
• 5.7 本章小结87-88
• 第六章 总结与展望88-92
• 6.1 结论88-89
• 6.2 展望89-92
• 6.2.1 研究中存在的不足89
• 6.2.2 展望89-92
• 致谢92-94
• 参考文献94-98
• 附录A 测点与声源位置平面图98-106
• 附录A1 实验室测点与声源位置98-101
• 附录A2 学术报告厅测点与声源位置101-106
• 附录B 各测点混响时间频率特性曲线106-110
• 附录B1 实验室混响时间特性曲线106-108
• 附录B2 学术报告厅混响时间特性曲线108-110
• 附录C 攻读硕士学位期间发表的论文与参加的科xO项目110
• 附录C1 攻读硕士期间发表的论文110
• 邮录C2 攻读硕士期间参加的科研项目110

【参考文献】

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本文编号：259036