体育馆混响时间测量观摩实验
Smaart实际案例分析(1)
SIA软件公司美国马萨诸塞州Whitinsville市第一大街 邮编01588---------------------------------------------------SIA-Smaart® Pro 分析模块案例学习（1）圆顶体育馆作者：Sam Berkow SIA声学/SIA软件公司大家好！最近我碰到一个很有意思的声学测量问题，我觉得这个问题可以作为一个典型案例共享到我们网站上。
这几年里，我一直专注于大量体育场馆的声学设计和扩声系统搭建。
这次有一个联盟棒球/橄榄球大型穹顶体育场，邀请我去对他们的声学和扩声系统性能进行测量和评估。
下面介绍一下我是如何利用Smaart Pro软件（Smaart系列软件的早期版本）来测量传输函数（Transfer Function）和脉冲响应（Impulse Response）的。
为了在如此大混响的场地内测量完整的脉冲响应，我把Smaart软件中自动延迟功能的FFT 尺寸设为131027点，并把采样率从常用的44.1KHz降低到11.025kHz。
大家应该都明白我这样设置的原因：因为自动延迟功能要求的时间常数TC必须不小于待测音响环境的衰减时间。
时间常数的数值等于FFT尺寸除以采样率，单位是秒。
由于穹顶体育馆的混响时间相当长，因此我采用很大的FFT尺寸，并减小采样率，得到的FFT时间常数可以达到11.888秒！但是这样虽然增大了时间常数，根据奈奎斯特采样定理，付出的代价是5512Hz以上的音频数据全部丢失。
（译者注：由于处理能力的提升，目前常用的smaart、systune等软件在脉冲响应模式下，无需降低采样率，一般也能达到10秒以上的时间常数。
）测量系统采用粉红噪声作为参考信号，测试话筒放在上层看台的前方区域。
所有场内扬声器组全部开启，空场状态下进行测试。
（测量结果的WAVE音频文件可以从Rational Acoustics官网上下载。
）采用Smaart分析模块对测得的脉冲响应音频文件进行分析，横坐标是对数频率刻度，纵坐标为振幅。
建筑声学实验报告--厅堂混响时间测量
ACHITECHTURE AND URBAN DESIGN建筑声学实验报告厅堂混响时间测量2009-10-10一、实验目的与要求：混响时间是用于评价厅堂音质的一个重要的指标，对于各种用途不同的房间对应有不同的混响时间，因此在厅堂音质设计中混响时间是重要的一个方面，对于音乐厅、影剧院、播音室、多功能厅、会议厅等鉴定其音质质量，混响时间是主要手段。
混响时间国外一般采用专用的直读式混响计，测量秒的混响时间。
希望通过实验能使我们了解测试仪器的组成、测试方法和结果的整理。
实验的意义：指导我们今后的对音质有要求的空间的设计。
因为不同的房间对音质的要求不同，混响时间也就不同。
如果房间的混响时间过长，会导致听音的清晰度下降。
但混响时间过短，就会影响声音的丰满度。
二、实验原理与要求混响时间的测试是根据混响时间的定义，（室内声场达到稳定，声源停止发声后，残余声能在室内往复反射，经表面材料吸收，室内平均声能密度下降为原有数值的百分之一所需要的时间，或者说声音衰减60dB所经历的时间。
）通过测量声场中生压的衰减曲线求出混响时间。
由于实测中难以得到高于室本底噪声60dB的声压级，故常取衰减曲线以其声压级5-35dB 一段为准，。
每个点中心频率测量三次。
三、实验装置与方框图厅堂混响时间测量常用仪器设备分为声源装置和接受装置两大部分。
仪器组成及布置方框图如下。
声源装置：由讯号源、功率放大器和输出声源讯号的扬声器组成。
接收装置：由传声部器、测量放大器或声级计带滤波器和电平记录仪组成。
我们这次实验用的是丹麦的直读式混响计，主要包括扬声器、传声器、滤波器、信号发生器。
由丹麦生产，所用频程为1/3倍频程。
操作简单，方便快捷。
四、实验方法与步骤1、声源的布置：我们把扬声器放在报告厅前台右上角。
2、传声器的位置：我们在报告听里选择了六个不同的位置，离开声源 1.5米以外，高度为1.5米，进行测量，每个位置测量三次，然后取其平均值。
具体报告厅平面图如图13、测量方法:（1）将电平记录仪电源开关置“开”、将输入衰减器置0db 、低频响应置“20hz 三记录速度置“315mm/s ”、整流响应置“有效置”、按下“100mv ”校准电压开按钮，调节输入电位器使笔位于20db 线处。
体育馆声学设计及测量规程
体育馆声学设计及测量规程1. 背景介绍体育馆作为一个容纳大量观众、举办各类体育赛事和文艺演出的场所，其声学设计和测量对于提供良好的听觉体验至关重要。
本文将详细探讨体育馆声学设计的要求以及测量规程。
2. 声学设计要求2.1. 声音均衡性体育馆是举办各种活动的场所，例如体育比赛、音乐会等。
在不同的活动中，声音的均衡性对于听众来说是至关重要的。
声音均衡性可以通过合理的音源安置和声音反射控制来实现。
2.2. 声音延迟体育馆中的声音延迟会影响听众的听觉体验。
特别是在举办体育比赛时，观众需要听到与运动员动作相一致的声音。
设计师需要合理安置扬声器和调整声音延迟，以确保听众能够听到准确的声音。
2.3. 噪音控制体育馆是一个容纳大量观众的场所，噪音是不可避免的。
为了提供良好的听觉体验，噪音控制是非常重要的。
设计师可以采用吸音材料、噪音屏障等方法来减小噪音的传播和反射，以达到噪音控制的目的。
2.4. 音质优化体育馆的声音特点对于不同的活动可能有所不同。
比如，音乐会需要更好的声音质量，而体育比赛可能更注重声音的传达和清晰度。
设计师应根据不同的活动类型进行音质优化，以提供最佳的听觉体验。
3. 声学测量规程3.1. 合适的测试设备在进行声学测量前，需要选择合适的测试设备。
常用的设备包括声压级计、频谱分析仪、回声时间测量仪等。
这些设备能够准确测量声音的强度、频谱特性和回声时间等重要参数。
3.2. 测量点的选择在体育馆中，测量点的选择对于测量结果的准确性和代表性至关重要。
应选择代表性的位置，包括观众席、舞台、运动场地等，并进行多点测量以获得全面的声学信息。
3.3. 测量参数的分析在进行声学测量后，需要对测量参数进行分析。
包括声压级、频谱特性、回声时间等。
通过对这些参数的分析，可以评估体育馆声学设计的效果，并进行必要的调整和优化。
3.4. 合理的测量标准为了保证测量的准确性和可比性，需要制定合理的测量标准。
这些标准可以包括声音强度的上限、回声时间的要求等。
混响时间测定
袀For personal use only in study and research; not forcommercial use螇实验(6) 室内混响时间测定蚂一、实验目的和要求蚀混响时间是目前用于评价厅堂音质的一个重要的和有明确概念的客观参数，是判断室内的语言清晰度和音乐丰满度的一个定量指标。
根据房间的使用要求不同，它的混响时间也不相同，使观众认为合适的混响时间称为“最佳混响时间”。
袈学会用定量的方法了解分析室内声环境质量，混响时间是室内音质的最重要的评价指标，是厅堂音质设计的主要依据。
因而混响时间的测量也是建筑声学测量的重要内容。
掌握混响时间的测定方法，是城市规划专业和建筑学专业的声学实验内容。
0.3 到10 秒的混响袅混响时间测量国内外一般都采用专用的直读式混响计，测量范围是时间。
肁二、实验内容莁测试封闭办公室的混响时间，测试环境为空室情况下。
衿三、测试原理羄W·C·赛宾通过研究提出，当声源停止发声后，声能的衰减率对人耳的听觉效果有明显的影响。
他曾对室内声源停止发声后声音衰减到刚听不到的水平所需时间 （秒）进行了测定，并定义此过程的时间为“混响时间” 。
他发现这一时间为房间容积和室内吸声量的函数。
螄混响时间 T60 的定义：当室内声场达到稳态，声源停止发声后声音衰减 60dB 所经历的时间（以秒计） ，即平均声能密度自原始值衰减至百万分之一（ 60dB ）所需的时间，称为混响时间。
计算混响时间的赛宾公式为：0.161V 膁T 6060 A 蚆进一步完善的伊林 - 努特生公式为：袂A —室内总吸声量（㎡） S —室内总表面积（㎡） 4m —空气吸收系数 螈本实验因使用 JT121 声学分析仪，可直接读出混响时间值。
蒄四、测试设备蚃厅堂混响时间测量的常用仪器设备分为声源装置和接收装置两大部分。
莈1. 声源部分：由讯号源、讯号功率放大器和输出声源信号的扬声器组成。
常用的讯号源为 由讯号发声器发出的啭声或白噪声。
高校体育馆声学特性测量与分析
【 ｙ ｗ ｒｓ ｍ ａｉｍ；ａｏ ｓｃｍｅｓｒｍ ｎ ；ｒｖｒｅａｉ ｉ ；ｄｆ ｉｏ Ｋｅ ｏｄ ｇ ｎ ｓ Ｊｙ ｕ ｃ ｕｔ ａｕ ｅｔ ｅ ｅｂｒｔ ｎ ｔ ｉ ｅ ｏ ｍｅ ｅ ｎｔ ｎ ｉ ｉ
１ 引言
高校体育馆是学校进行体育教学 、 体健身 、 文 体育
淀体育馆 、 北京林业 大学 田家炳体育馆 、 中国传媒大学 体育馆 和中央 民族大学逸夫体育馆 。北吭体育馆 总建 筑 面积 为 １ １． ｍ ， １ ７ 比赛 场 地按 ３ ４ 布置， ３ ６ ２ｍｘ ４ｍ 属 于中型 体育馆 ， 观众容量为 ３７ ０座 ， ４ 进行举重 比赛时，
Ｙ ｅ．Ｑ ａ ｕ Ｐ ｉ １Ｎ
（ ｏ ｍｕ ｉ ｔ ｎ Ａ ｏｓ ｃ ａ ｏａ ｒ ｎ Ｃ ｍｍ ｎ ａｏ ｎｖｒｉ ｆＣ ｉａ ｅｉｇ １ ０ ２ ，Ｃ ｉａ Ｃ ｍ ｎｃ ｉ ｃｕｉ ｓＬｂ ｒｔ ｙ ｉ ｏ ｕ ｉ ｔ ｎ Ｕ ｉ ｓｙ ｏ ｈ ，Ｂ ｉｎ ０ ４ ｈ ） ａｏ ｔ ｏ ｃｉ ｅ ｔ ｎ ｊ ０ ｎ
ｉ ｎｖｒ ｔ ｓｉ ｅ ｉ ａｄ ｔｅｃ ａ ｔ ｉｉ ｆｔｅｐ ｙｉ ｌ ｅ ｏ ｎ ｒａ ｒｃ ａｇ ｓｉ ａｅ ｔｅ ｅ ｉ ｆ ｅｕ ｉｅ ｉｅ ｎ Ｂ ｉｎ ｎ ｈ ｈ ｒｃ ｒ ｔ ｓｏ ｈ ｈｓ ａ ｌ ｓｎ ａｄ ｇｅｔ ｈｎｅ ｎｔｅ ｐ ｃ，ｈ ｒｌ － ｖ ｓ ｉ ｊｇ ａ ｅｓｃ ｃ ｓ ｅ ｈｓ ｐ ｍ
（ 中国 传媒 大 学 传 播 声 学 研 究所 ， 北京 １０ ２ ） ００ ４
【 摘 要 １高校体 育馆和社会体 育馆在使用功能上有其共 同之处 ， 也存在明显的差别。针 对北京 ５所高校体 育馆 但
的 声 学 测量 结 果 ， 合 高 校 体 育 馆 以体 育 教 学 为 主 、 间设 计 灵 活 的 特 点 ， 高 校 体 育馆 建 筑 声 学设 计 和 衡 量 标 准 结 空 对 中存 在 的 问题 进 行 了初 步 的 探 讨 。
体育馆声学设计及测量规程
体育馆声学设计及测量规程体育馆声学设计及测量规程是为了保证体育馆的声学环境符合使用要求及相关标准的设定。
以下是关于体育馆声学设计及测量规程的一些参考内容。
一、声学设计要求：1. 室内噪声限值：根据国家标准确定体育馆内各种活动的噪声限制，例如体育比赛、音乐会等。
要保证噪声控制在合理范围内，不影响运动员和观众的正常活动和交流。
2. 音质要求：体育馆内的声学环境需要符合相关标准的音质要求，包括声场均衡性、音源定位准确性等，以提供良好的听觉体验。
3. 反射控制：通过合理的材料选择和处理措施，控制体育馆内墙壁、天花板和地板的反射情况，以减少声音的漫射和回声，提高声音的清晰度和可听性。
4. 吸声措施：通过吸声材料的使用，减少体育馆内的吸声时间，以改善声音的衰减和防止反射声的产生。
二、声学测量要求：1. 噪声测量：根据国家标准进行噪声测量，包括现场测量和前期测量。
现场测量结合真实的使用情况，测量各种活动状态下的噪声水平；前期测量用于评估体育馆建设前的环境噪声水平。
2. 音质测量：通过声学参数测量，如吸声时间、回声时间等，评估体育馆内的音质情况。
可以使用声音传播器、音频分析仪等设备进行测量。
3. 声源定位测量：使用声音传播器等设备，结合声音定位算法，准确测量体育馆内不同位置的声音源的方位和距离。
4. 反射测量：通过声学反射测量设备，如反射率测量仪，测量体育馆内墙壁、天花板和地面的反射率，以评估反射情况。
三、声学测量参数及评价指标：1. 吸声时间（RT）：用来评估体育馆内的吸声性能，要求合理范围内的吸声时间以降低回声和提高声音的清晰度。
2. 回响时间（T30）：用来评估体育馆内声音的衰减情况，要求合理的回响时间以减少声音的持续时间和声音交叠的现象。
3. 声场均衡度（EDT）：用来评估体育馆内声场的均匀性，要求相对平缓的声场衰减曲线，避免明显的声音衰减差异。
4. 噪声指数（NI）：用来评估体育馆内的噪声水平，要求符合相关的噪声限制标准。
混响时间测定
实验(6) 室内混响时间测定一、实验目的和要求混响时间是目前用于评价厅堂音质的一个重要的和有明确概念的客观参数，是判断室内的语言清晰度和音乐丰满度的一个定量指标。
根据房间的使用要求不同，它的混响时间也不相同，使观众认为合适的混响时间称为“最佳混响时间”。
学会用定量的方法了解分析室内声环境质量，混响时间是室内音质的最重要的评价指标，是厅堂音质设计的主要依据。
因而混响时间的测量也是建筑声学测量的重要内容。
掌握混响时间的测定方法，是城市规划专业和建筑学专业的声学实验内容。
混响时间测量国内外一般都采用专用的直读式混响计，测量范围是0.3到10秒的混响时间。
二、实验内容测试封闭办公室的混响时间，测试环境为空室情况下。
三、测试原理W ·C ·赛宾通过研究提出，当声源停止发声后，声能的衰减率对人耳的听觉效果有明显的影响。
他曾对室内声源停止发声后声音衰减到刚听不到的水平所需时间（秒）进行了测定，并定义此过程的时间为“混响时间”。
他发现这一时间为房间容积和室内吸声量的函数。
混响时间T60的定义：当室内声场达到稳态，声源停止发声后声音衰减60dB 所经历的时间（以秒计），即平均声能密度自原始值衰减至百万分之一（60dB ）所需的时间，称为混响时间。
计算混响时间的赛宾公式为：AVT 161.060=进一步完善的伊林-努特生公式为：mVS VT 4)1ln(161.060+--=α式中 60T —混响时间 0.161—常数 V —房间容积（m ³） A —室内总吸声量（㎡） S —室内总表面积（㎡） m 4—空气吸收系数本实验因使用JT121声学分析仪，可直接读出混响时间值。
四、测试设备厅堂混响时间测量的常用仪器设备分为声源装置和接收装置两大部分。
1.声源部分：由讯号源、讯号功率放大器和输出声源信号的扬声器组成。
常用的讯号源为由讯号发声器发出的啭声或白噪声。
本实验使用的声源是白噪声发声源。
体育场馆声学设计及测量规程
体育场馆声学设计及测量规程嘿，朋友们！咱今天来聊聊体育场馆声学设计及测量规程这档子事儿。
你说这体育场馆啊，就好比一个大舞台，那声音要是弄不好，不就跟唱歌跑调似的，多别扭呀！咱先说说这声学设计。
你想想，要是在一个场馆里，声音乱糟糟的，这边喊加油听不清，那边裁判哨声都模糊了，那比赛还有啥劲呢？所以啊，这声学设计可得讲究。
就跟咱家里装修似的，得布置得合理，让声音能顺畅地传播，还不能有回声啥的捣乱。
那怎么设计呢？首先得考虑场馆的形状和大小吧。
你看那圆形的场馆和方形的场馆，声音传播起来能一样吗？肯定不一样呀！然后呢，得选好材料，那些能吸音的材料就像声音的小海绵，能把多余的声音都吸走，让场馆里清清爽爽的。
还有啊，音响设备的位置也很重要呢，不能随便乱放，得放在最合适的地方，让声音均匀地覆盖整个场馆。
再来说说测量规程。
这就好比给声音做个体检，看看它是不是健康。
咱得用专业的仪器去测量声音的各种指标，就像咱去医院检查身体一样。
测量的时候可得仔细了，不能马虎，一个小数据错了可能就会影响整个结果呢。
比如说，测量声音的响度吧，要是测错了，那声音要么太响震得人耳朵疼，要么太轻听都听不清，那多糟糕呀！还有声音的清晰度，这可太重要了，要是不清晰，那说话都跟含了块糖似的，谁能明白呀！测量的时候还得注意环境因素呢，不能有太多干扰，不然测出来的能准吗？你说这体育场馆声学设计及测量规程重要不？那当然重要啦！这直接关系到大家在场馆里的体验呀。
要是声音效果好，大家看比赛、参加活动都带劲，心情都愉快。
要是不好呢，那不是添堵嘛！所以啊，那些搞体育场馆建设的人可得好好重视起来，把这声学设计和测量规程都弄得妥妥当当的。
咱老百姓去体育场馆，不就图个开心、热闹嘛。
要是声音乱七八糟的，那多扫兴呀！所以呀，这可不是小事儿，得认真对待。
就像做饭一样，调料放得好，这菜就好吃；声学设计和测量做得好，这体育场馆就好用。
总之呢，体育场馆声学设计及测量规程是非常重要的，可不能小瞧了它们。
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体育馆混响时间测量观摩实验
一、实验目的
厅堂混响时间的测量原理与实验方法
二、实验仪器
B&K公司Diarc建筑声学测量系统、特制脉冲声源发生器、A计权声级计
信号源：脉冲声源、MLS信号、E-sweep信号
三、实验原理
1、混响时间
声波在室内传播时，要被墙壁、天花板、地板等障碍物反射，每反射一次都要被障碍物吸收一些。
这样，当声源停止发声后，声波在室内要经过多次反射和吸收，最后才消失，我们就感觉到声源停止发声后声音还继续一段时间，这种现象叫做混响。
混响时间不仅在音质评价方面，还在材料声学性能的测试、噪声控制等领域都是十分重要的参数。
适度的混响，可以明显改善声音质量，改变音乐的音色和风格。
混响时间的定义：声能密度降为原来的1/106时所需的时间，相当于声压级衰变60分贝。
某频率的混响时间是室内声音达到稳定状态，声源停止发声后残余声音在房间内反复经吸声材料吸收，声压级衰减60dB所需的时间，用T60或者RT表示。
赛宾公式：
其中：V为房屋的容积、
S为室内总面积、
为房间内所用表面材料的平均吸声系数。
2、混响时间的测量方法
2.1稳态噪声切断法
稳态噪声切断法是最常见的，使用起来也最方便，它先在房间内用声源建立一个稳定的声场，然后使声源突然停止发声，用传声器监视室内声压级的衰变，同时记录衰变曲线，最后从衰变曲线计算声压级下降60dB的时间而测得混响时间。
但这种方法有一个缺点就是声衰变严重地受到无规过程中不可避免的瞬时起伏的影响，所以对相同的声源和传声器点必须测量多次进行平均。
其测量原理图如图1所示。
稳态噪声切断法测量混响时间测得的响应和声压级衰变曲线如图2、图 3 所示。
2.2 MLS 最大长度序列信号或扫频信号测量法
采用具有随机性、自相关近似为D函数，长度为N的周期序列信号作为声源，可以求出系统的脉冲响应，并抑制背景噪声的影响，在低信噪比的情况下测量混响时间。
此时，系统的脉冲响应等于输入输出互相关，其中，h(t)—系统的脉冲响应，S i—输入信号，S o—输出信号。
3、测量频率
测量混响时间所选取的频率，不应少于以6个倍频程中心频率：125Hz、250Hz、500 Hz、1000 Hz、2000 Hz、4000 Hz。
如有必要，应增加频率间隔为1/3倍频程的中心频率。
4、测点选择
为保证数据可靠，建议作多次测量求平均，测点应均匀分布在厅堂内，一般不少于4-9点。
四、实验内容
1、一般规定：
1.1被测厅堂应提供满场状况、排演状况和空场状况三种被测状况，本实验仅对空场状况进行测量
1.2厅堂的门、窗均应关闭，门窗帘应展开
1.3在所选测点上混响时间测量时信噪比至少满足40dB要求（MLS可低至20dB）
1.4测量传声器应是无指向性的，离墙1.5米以上，高度置于离地1.5米左右
2、混响时间的测量的观摩实验
2.1连接Dirac测量系统
2.2调试测量仪器并对其进行校准
2.2选定测点
2.3利用脉冲声源和MLS信号进行混响时间测量
1）利用特制射钉枪制成脉冲信号源发出脉冲声源
2）使用体育馆扩声系统播放MLS信号
2.4 Dirac得到两种信号源测量混响时间结果，对比两种信号源测得的混响时间差异
五、实验数据处理
本次实验测量地点位于体育馆篮球场北边靠中线处。
Dirac测量系统打开时的界面
Dirac测量系统校正界面
参数设置
脉冲声源时域图像
脉冲声源混响时间图像倍频程
三分之一倍频程
使用MLS声源实验时的监控界面
MLS声源混响时间图像
脉冲声源和MLS信号混响时间倍频程图像对比
脉冲声源：由图像可知，脉冲声源的最大混响时间大概为2.3s，4k频段以内的混响时间大部分都在1.9s左右；
MLS信号：由图像可知，MLS信号的最大混响时间大概为2.1s，2k频段以内的混响时间大部分在1.8s左右。
二者在600Hz左右的混响时间曲线有一个凹陷，说明体育馆的吸声材料对此频段的声音的吸收最多。
除了脉冲信号和MLS信号，我们还做了E-sweep信号声源的混响实验，以下是该信号的混响时间图像。
比较三种信号的混响时间倍频程图，我们可以发现体育馆的最大混响时间都达到2s左右，声音效果很好，这也反映了体育馆声学系统的设计之精良。
E-sweep信号声源混响时间图像
倍频程
六、实验体会
这次实验收获很大，傅老师为这次实验付出了很多的心血，我也因此而学到了很多东西。
通过这次实验，我开阔了自己的眼界，见识到了先进的BK公司的设备，也了解了仪器的基本操作方法，也通过这次实验更加的了解了测量在科学研究中的重要性。
通过这次实验，我了解到了声音的魅力，也对我们学校体育馆中声音系统有了更加深入的了解，也因此更加的佩服傅老师在声学上的造诣。