Лепендин Л.Ф. - Акустика (1040529), страница 65
Текст из файла (страница 65)
Учитывая выражение для средней длины свободного пробега 1=4УУЗ, имеем 4згт„— — г!а(г — а) сз (() = — "е Уровень плотности акустической энергии У= 10 )й — ''" +90 — 4 34 4, !п(1 — а)й (Ч!12.15) Отсюда для стандартного времени реверберации получаем г))аралу Эй ринга гва = с )ц () (Ч11.2. 16) где Ъ' — объем помещения; Я вЂ” площадь поверхности, ограничивающей помещение; и — средний коэффициент поглощения покрытий границ. Оптимальное время реверберации.
Изменяя в данном помещении отношение АГУ по своему усмотрению, можно построить зал с тем или иньш временем ревер. берации. Выбор времени реверберации во многом определяется субъективным восприятием процессов нарастания и спадания уровня интенсивности. Например, если время реверберации велико, то при воспроизведении речи или музыки остаточный звук может перекрыть последующие элементы звучания. Вследствие этого звучание музыки будет нечетким, речь неразборчивой. При малом времени реверберации сигнал воспринимается четко, но без своеобразной фоновой окраски. Относительно того, какое время реверберации оптимально, нет едиаого мнения. В основу определения оптимального времени реверберации различные авторы положили те или иные постулаты.
Так, например, Кнудсен исходил из требования, по которому вреия реверберации должно быть таким, чтобы всс частотные ко шо ненты звучания одновременно достигали порога слышимости. Однако его услоьн 354 приводит к тому, что оптимальное время реверберации больше для низких частот, чем для высоких. Согласно Дрейзену, для выбора оптимального времени реверберации необходимо ограничивать флуктуации процесса затухания звука в таких пределах, чтобы при всех частотах зти флуктуации находились на равном уровне физиологического восприятия.
Если строить график зависимости оптимального времени реверберации от частоты, положив в основу те или другие постулаты [18[, то получаются кривые, которые показывают, что оптимальное время реверберации на низких частотах (50 Гц) имеет значение БО 1,8 с и — 2,8 с, затем уменьшает. ся. На частотах 200 — ! 500 Гц ем из атмиплзгив оптимальное время реверберации остаетсн постоянным (~!с) и да. лес с повышением частоты медленно увеличивается.
При строительстве залов и рй студий не всегда строго руковод. ствуются рекомендациями об оптимальном времени реверберации. гм Время реверберации хороших в акустическом отношении помещений приведено на рис. 11!!.2.2. Эта диаграмма времени ревербера. 1дз Из(ГК ции получена в результате обследования большого числа залов. Кривые дают полное представление о времени реверберации действующих залов и студий верхних и нижних частот. Из рассмотрения диаграммы видно, что реальное время реверберации зависит от объема помещения и характера передач. Для речевых студий значение времени реверберации на нижних и верхних частотах лежит в пределах 0,3 — 0,5 с, на средних — 0,4 и 0,5 с.Малое время реверберации в речевых студиях связано с необходимостью четкого восприятия речи диктора. В студиях общего назначения время реверберации на низних и высоких частотах лежит в пределах 0,5 — 1 с, на средних — 0,78 — 1 с.
Музыкальные студии и залы для низких частот имеют время реверберации в пределах 1,6 — 2с; для средних — 1,65 — 1,8 с; для высоких — в пределах от 0,5 до !с. Согласно основным принципам получения оптимального времени реверберации, принадлежащим различным авторам, оптимальное время реверберации должно уменьшиться при переходе к средним частотам. Например, по Дрейзену, время реверберации иа частоте 100 Гц примерно 1,4с; на средних частотах — !с [18]. УР 1РР грр Рис.
Н!!.2.2 й тгП.З. ХАРАКТЕРИСТИКИ АКУСТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОМЕЩЕНИЙ Акустическое отношение и эквивалентная реверберации. Плотность звуковой энергии в поме!ненни можно представить в виде плотности энергии бз, образованной волнами, идущими от источника в точку приема по кратчайшему пути, и плотности энергии Ж„возникающей за счет волн, дошедших в точку приема в результате многократных отражений. Допустим, что источник звука создает сферические звуковые волны и имеет акустическую мощность (Р,.
В этом случае плотность энергии Здесь Ж,=У„/(4пг'с); Ж,=У,!(Ас), где А — коэффициент поглощения. Отношение плотности акустических волн диффузного поля 8, к плотности энергии прямой волны Ж, называют акустическим огпнашением )т: Жв 4кгэ я э А где г — расстояние от источника до точки приема. Полная плотность акустической энергии в точке приема Ж = 8, + Ж, = 8, (1+ й) = Ж, . (ЧП.3.2) Если акустическое отношение значительно больше единицы, то плотность акустической энергии поля 8=8,, Иначе говоря, при большом акустическом отношении звук, воспринимаемый в точке приема, определяется резонансными и !в!д — ", реверберацпонными свойствами пометцения.
Наоборот, если акустическое отношение значительно меньше единицы, то воспринимаемый сигнал характеризуется только свойствами источника звука, А а не свойствами помещения. Согласно (П!.3.1), акустическое отл' ношение пропорционально квадрату расстояния до излучателя. Поэтому с увеличением расстояния от источника зву- 0 Ь~ В, тм йс ка УвеличиваютсЯ эффекты РевеРбеРаРвс', у!!.з.! ционных искажений излучаемого звука. Так, например, при восприятии звучания громкоговорителя, расположенного вдали от слушателя, всегда имеются ярко выраженные реверберационные эффекты помещения.
Эти эффекты значительно ослаблены, если слушатель находится вблизи громкоговорителя. Особенно большое значение имеет учет акустического отношения при организации вещания с помощью каналов усиления. Если диктор (или оркестр) находится вблизи микрофона, то на звуковые сигналы, передаваемые по радиоканалу, реверберационные свойства помещения студии не оказывают влияния, При увеличении расстояния От диктора до микрофона акустическое отношение увеличивается и звук, передаваемый из студии, содержит реверберационную окраску. Для количественной оценки явления реверберации с учетом акустического отношения вводят понятие эквивалентной реверберации.
Допустим, что стационарный сигнал выключается в момент времени 1=0 (рис. И1.3.1). Вдали от источника звука (К~ 1) уровень после- звучания уменьшается по прямой А на 60 дБ спустя время Вблизи источника начальный уровень сигнала имеет 60 дБ: 10 !я — = 1О 1я — ' + 1О !я = 60 еа ео д зяб и в момент выключения звука мгновенно уменьшится на 1О 1д +)7 дБ, 1+)7 77 поскольку исчезнут прямые сигналы. С уровня 60 — !0 1д 1+)7 сигнал уменьшается по прямой А'.
Ве наклон совпадает с А, поскольку наклон кривой определяется объемом и полным коэффициентом по- глощения помещения. Как показывает опыт, затухание послезвучания А' со скачком уровня в начальный момент и затухание без скачка оцениваются слухом, как эквивалентные по гулкости, если оба процесса послезву- чания достигают одного и того же уровня через время 1о-0,2 после выключения источника. Время, в течение которого уровень сигнала в эквивалентном процессе уменьшается на 60 дБ, называют эквивалент- ным временем реверберации. На основании построений, приведенных на рис. 711.3.1, составим два уравнения: х 60 х+!0 1я [(1+)7)Я] 60 го !во 1о 1э Исключая из уравнений х, находим формулы эквивалентного вре- мени реверберации: — = — + 1й 1+я гэ !во 60 Й (И1.3.3) !во що+ !во 1Я К1 + )7) Я ! ' из которых следует, что при изменении акустического отношения можно уменьшить эквивалентное время реверберации, В частности, при й>) 1, т.
е. на больших расстояниях от источ- ника 1, !м, а вблизи источника, где И=О, оно приблизительно равно нулю. На других расстояниях, для которых 0 = Р ( со, эквива- лентное время реверберации может иметь значения в пределах от 0 до (вв. Например, при (во — — 1,5 с и. К =1 1,5 6,02+ 1,5!к 2 Для микрофона, обладающего направленностью, формула эквива- лентного времени реверберации имеет вид 1 1 щ+)7 — = — + — 1я —, 1э !во 6!о Й где Ф=Ф(6) — функция направленности микрофона, которая выра- жается отношением чувствительности микрофона для прямых звуков Е„к чувствительности для звуков диффузного поля Е,: Ф(0) = ® Коэффициент четкости.
Качество звучания источника в отдельных местах помещения большей частью бывает различным. Для количест- венной оценки этой величины используют коэффициент четкости. В реверберационном сигнале можно выделить полезную часть. Условно считают, что она имеет длительность не больше 50 мкс. Коэффициен- том четкости называют отношение средней плотности акустической 357 энергии полезной 'части реверберационного сигнала к средней плотности акустической энергии полного реверберирующего сигнала; с, =. 50 — й'0) и 0= ню — ~ й'р)ЛГ ! т.
о Наблюдения субъективных эффектов, вызываемых у слушателей явлениями реверберации, показывают, что реверберационный сигнал неоднороден. Г1олное время послезвучания делится на две части: время от начала послезвучания до ~,=50 мкс, в течение которого эффект реверберации создает ощущение четкости звукового сигнала, и время от 50 мкс до оо, в течение которого последующие сигналы воспринимаются с фоном предыдущих реверберацнонных сигналов, причем этот фон является помехой и ухудшает разборчивость. Чем ниже коэффициент четкости О, тем слабее четкость. Допустимые значения коэффициента четкости лежат в пределах от 70 до 30оо Коэффициент диффузности, илн индекс днффузности поля, Мерой количественной оценки диффузности звукового поля в помещении является индекс диффузности.
Эту величину экспериментально определяют в некоторой точке объема помещения слеРяс УП З.З дующим способом. В помещении возбуждают сигнал переменной частоты (воющий тон) и в исследуемом месте зала помещают микрофон с острой характеристикой направленности. Сигналы, принятые микрофоном при его ориентации в пределах изменения телесного угла 0 — 4п, наносят на пространственную полярную диаграмму и получают систему отрезков, сходящихся в одной точке. На рис. Ъ'Н.3.2 приведена схематическая диаграмма пространственного распределения интенсивности звука для закрытого помещения.
Длины отрезков пропорциональны и н т е н с и в н о от и з в у к а, принятого со стороны направления Г), Г)+ЛЯ. В пределах угла 4яср й 1 ъ~ средняя интенсивность звука 1= — т 1, (1,— интенсивность по гчму я ~ направлению; и — число взятых направлений). Абсолютное отклонение от среднего значения Л1;=1; — 1, а среднее абсолютное отклоне- л 1 чт ние Л1= — 7 Л1ь Относительное отклонение интенсивности, усредпенное по всем направлениям, т=Л111. Индекс диффузности звукового поля в помещении равен ~а = ) ш1шо где т, — относительное отклонение интенсивности от среднего, изме- 388 ренное в реверберационной, камере, т. е. в помещении с заглу~ненными границами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
