MLS-一种创新型的建筑声学测量方式

jessy

高背景噪声情况下应如何进行建筑声学测试呢？<br>
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ü 如何不使用笨重的扬声器就可以进行建筑声学测试呢？<br>
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ü 在混响时间非常短的情况下如何进行建筑声学测试呢？<br>
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透射损失测量<br>
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RTA840的MLS测试模式即不昂贵也常被使用。。在高噪声水平下或在噪声激激励水平不充分的房间里，这是唯一实用的方法。在新的ISO140系列标准和相应的EN标准里对于隔声测试要求,特殊情况下高低频带宽要扩展到50-5000Hz。现有扬声器条件下，当频率低于100Hz时，由于扬声器发声效率较低以及这些频率的背景噪声较高，大多数工程师难于测量。。以下的实例清晰的显示了RTA840的MLS模型如何促进了测试的可能性。系统使用的是Norsonic RTA 840分析仪，Norsonic Power Amplifier 和 Norsonic Dodecahedron Loudspeaker 229.墙壁的隔声值大约是60dB。所有实例的背景噪声水平是30-40dB。<br>
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实例1：宽带噪声和并行频率分析<br>
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被描述的测试系统给了单独频率波段一个噪声激发水平，70到90dB。这些相对低的频率是基于音量和声源房间的吸声面积所定。<br>
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上面的窗口显示了声源房间的测试水平和接收房间的激发噪声水平。<br>
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下面的窗口再次显示了激发噪声水平，也就是接收房间的背景噪声水平。很明显在中高频段实测的接收水平是不准确的，因为他们被背景噪声掩盖了。背景噪声和接收水平相差10dB只适用于低频部分。<br>
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宽带粉红噪声和并行频率分析只有在透射损失低的隔声和背景噪声低的情况下才可以使用。<br>
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实例2：1/3倍品程噪声和连续（串行）频率分析<br>
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通过同时使用RTA840 连续扫频功能和噪声发生器里的1/3倍品程过滤器，实测频段的激发能量可以增加12-15分贝。<br>
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由于连续噪声激发和连续测量，测量系统现在也可以针对中频进行准确的测量。<br>
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这个实例的隔声值为52分贝，但是由于高频的高背景噪声，结果仍然不准确。<br>
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由于实例1和实例2相对简单的测试，并行测试和连续测试都不能给出准确的结果。如果不使用更大功率的扬声器和放大系统，是不可能得到准确的隔声值的。<br>
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实例3：宽带噪声和并行MLS频率分析<br>
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用RTA840的MLS模式测量同一面墙。在这种模式下，分析仪可以测量S/N比率，并且可以以图表的方式显示MLS和传统测量方法的比率值。<br>
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在下面的窗口里清晰的显示所有频段都被准确地测量了。准确的测量结果是隔声值为56dB，和实例1不准确的测量结果相差12dB，和实例2相差4dB。<br>
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MLS平均值非常重要，为了在接收房间里对于高达3150Hz的所有频率给出10分贝的S/N比率，要求测量时间大约为8分钟。3150Hz对于透射损失测量来说通常是高频上限。如果要在高达5000Hz的可选扩展频率范围内进行测试，提高平均值是非常重要的。尽管这增加了测量时间，但是选择是很少的。<br>
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此外，从S/N图表上可以看出，对于大多数的频带，背景噪声水平低于准确的实测接收水平，所以在背景噪声很高的环境下（如餐馆和迪厅）进行测量是可能的。即使分割墙的透射损失隔声值远远大于60分贝，如果背景噪声比较低的话，也仍然有可能测量，或者MLS平均值更大一点也可以测量。<br>
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RTA840的MLS模式为在困难条件下的测量提供了更多的可能性。首先，宽带白噪声可能被转化为红激发噪声，从而在S/N比率问题较大的低频，给了更多的能量，例如扬声器系统在50-100Hz。其次，并行MLS测试可能被分为两个或多个选择频率范围，这些频率范围事后可以通过AVRG寄存器求平均。这种方式使使用者能够在背景噪声很大和隔声值很高的最困难的测试条件下准确的测量。<br>
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应用MLS进行透射损失计算<br>
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最大长度序列（MLS）技术实际上是基于一些人们了解不多的理论：<br>
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ü 测试对象由脉冲方法激发。<br>
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ü 脉冲任何的变形（时域拖尾）都是源于被测对象对脉冲造成的。<br>
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ü 重复激励会使背景噪声因平均而去除。<br>
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RTA840的噪声发生器当被扩展用作MLS时会输出一种非常特殊的信号。这种信号包括一系列的脉冲信号，每一个信号的振幅相同（归一化到1），但是极性会以某种特定方式变化（例如，振幅为+1或-1）。<br>
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MLS信号的频谱看上去像白噪声频谱，但是它没有白噪声信号的统计属性，振幅要么是+1要么是-1，不符合高斯分布。这一系列脉冲的自相关是t=0时的一个脉冲，看上去也和白噪声相象。<br>
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当进行隔声测试时脉冲被送入发声室的扬声器中去，。对于大多数的实际应用中，房间比扬声器更多地改变脉冲的性状，所以扬声器对改变脉冲性状的贡献并不显著。<br>
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改变了性状的脉冲叫做房间的脉冲响应，因为它表现了房间对脉冲产生响应的方式。当我们用一系列脉冲激励房间时，将会最终得到一系列脉冲响应。<br>
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RTA840MLS模式的激发信号包含周期，每个周期包含217 –1个脉冲，他们等距的延时间轴分布。脉冲频率是设置分析仪需要测量的最高频率的函数。<br>
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分析仪捕捉和保留每一个脉冲响应，并与下一个收到的脉冲响应叠加。以这种方式，MLS信号周期里的所有脉冲响应都是时间步进的（就像同时发生的一样）并且累加在一起。<br>
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上一次的平均结果会和下一个MLS信号周期的平均值再次平均。于是我们就得到了一个时间同步的平均脉冲响应。这个宽带脉冲响应输入到RTA840的滤波器中，从而获得了每个频段的脉冲响应。 <br>
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因为要计算透射损失，RTA840简单的计算了信号能量，得到了每个频道的频段Leq值。<br>
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混响时间测试<br>
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当进行混响时间测试时，MLS也是非常有用的。使用RTA840的MLS模式，能够大大减少由于背景噪声过高或激发能量不足带来的困难。下面的3个例子显示了它的效果。<br>
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所有的测试均在同一个房间里进行。基于音量和测试房间的吸声面积，扬声器和功放只能发出60-70dB的噪声激励水平，然而背景噪声水平就有40-50dB。如下所示，S/N信噪比为20-25dB。<br>
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T30的RT测试通常需要45分贝的S/N信噪比。我们得到了如下的数据，从RT曲线顶点低5dB处作为起点，计算范围是30dB，最底线距离背景噪声10dB。对于T20计算来说，35分贝的S/N信噪比足够了。<br>
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实例4：宽带噪声和并行频率分析<br>
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最普遍的问题是在所有的测试频段内要同时得到足够高的激励水平。<br>
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在上面的窗口里，在630赫兹时的实测衰减曲线显示激励水平大约70dB，背景噪声水平大约45分贝。衰减比较直接，但是由于S/N信噪比，T30的无法计算，并用“？”显示。T20被计算了出来，但因背景噪声太高，数字后面使用“？”标记。。<br>
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下面的窗口显示了高频率的混响时间表。很明显，激发能量对于大多数频段来说都是不够的，所以混响时间测量不能在该条件下进行。<br>
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MLS在混响时间计算中的应用<br>
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如MLS在透射损失计算中的应用说明（参见前页），它是获得房间的脉冲响应的一种方法。<br>
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然而在透射损失计算中，分析仪只是简单地计算了脉冲响应的Leq值，混响时间计算与其略微不同。<br>
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首先，分析仪认为MLS方法获得的脉冲响应和任何使用其他脉冲方法获得的衰减曲线是一样的。其次，为了使脉冲响应“离散化”并计算大量短时间的Leq值，RTA840使用多频谱测试模式。Leq值描述了衰减情况，混响时间的计算与传统方式相同。（非MLS方式）。MLS的优势在于，它扩展了RTA840的普通测试，一旦信号“脱离”了MLS模式，信号就会以传统模式被处理。<br>
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MLS模式与普通模式相比要花费更长时间，但是当没有其他可选的测试方法时，这个代价通常是值得的。<br>
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实例5：1/3倍频程噪声和串行频率分析<br>
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把RTA840的扫频功能和噪声发生器里的1/3倍频程过滤器共同使用，测试频段的激励水平会得到提高。<br>
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在上面的窗口里，在630Hz频段的实测衰减曲线显示发生器的激发水平大于80dB，然而背景噪声水平仍然是45dB。衰减曲线比较直接, 但是S/N信噪比仍然低于45dB，所以T30的不能精确计算，只好用“？”标出。然而T20值现在被精确的计算出来了。<br>
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在下面的窗口里显示了高频混响时间计算结果图表。尽管大多数频段的T20值被准确的计算出来，但是仍然有两个频段有“?”号标示背景噪声较高。对于所有的频段，T30的值仍然不可能被计算出来。<br>
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这个测试的结论是，接受T20值和2000Hz到2500Hz高背景噪声，这个混响时间测量是可以接受的。但是如果背景噪声再略微增大，T20值也是不能被接受的。<br>
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实例6：宽带噪声和并行MLS频率分析<br>
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在这个例子里，RTA840的MLS模式是用来测量混响时间的。为了实现在所有频段50-5000Hz的要求S/N信噪比为45dB，需要进行23次MLS的平均。这大概需要3分钟的测试时间。<br>
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在上面的窗口里，反向积分的衰减曲线和630Hz的混响时间标识直线同时<br>
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被显示了出来。尽管房间里的背景噪声像前面两个实例的一样高，T20、T30和EDT值都被准确地测量出来。<br>
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在下面的窗口里，可以看到表格中的高频段都被准确地计算出来了。右手栏里显示了每个频段的S/N信噪比，可以清楚地看到，，比要求的S/N信噪比45dB超出了15-20dB，即使背景噪声再高一些，MLS仍然能够起作用。<br>
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混响时间的测量，在例4中使用了传统的粉红噪声激励和频率并行测量方法，在例6中使用了MLS测量方法，比较这两种方法的率减曲线可以看到MLS测量方法的功效。<br>
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最下面的窗口显示了传统测试方法，激励水平（大约70dB）和背景噪声水平（大约50dB）差距很小。然而在上面的窗口里，计算过的激励水平（大约90dB）和计算过的低的背景噪声有很大的差距，这清楚的说明MLS模式是最强有力的工具。<br>
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的工具。<br>
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很短的混响时间<br>
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对于短混响的小房间、车内等，使用传统方式是无法测量低频混响时间的。这是因为内部滤波器的衰减时间限制了短时间衰减曲线的测量。对于通常的1/3倍频程分析仪，在20和200赫兹的最短混响时间是1.2秒到0.15秒。Norsonic已经通过使用RTA840的MLS的反向衰减模式克服了这个问题。通过反向数码滤波器的计算，先输入最后一个采样，第一个样本作为结束，滤波器的内部衰减时间会缩减（5-10倍）。因此在20和200赫兹，混响时间小于0.05秒和0.21秒的测试可以用这种技术。这是MLS系统的另一个突出优点。<br>
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实例7：宽频噪声和并行频率分析<br>
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上面的窗口显示了实测衰减曲线。这是一个前向直线衰减过程，但是RTA840通过对混响时间计算值的内部检测显示，求得的混响时间要比这个频段的可测的最小值还小。<br>
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在下面的窗口中，数字表也同时显示出几个频段存在同样问题。<br>
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实例8：宽频噪声和并行反向的MLS频率分析<br>
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上面的窗口显示了实测衰减情况。这次要比上一个实例的曲线陡峭的多，并且混响时间计算值的自检并没有显示混响时间比滤波器的时间常数短。<br>
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空气声隔声量<br>
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根据ISO717标准，两个房间之间的隔声测试和接收房间的混响时间可以用来计算隔声值。<br>
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使用实例3的结果和相应的混响时间值，RTA840可以通过计算机里独立的软件简单而方便的算出隔声值Rw。这个独立的软件叫NOR-SIC，它可以进行空气声和撞击声隔绝的计算，并支持国家和国际标准。<br>
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xrjee

不错，过一段时间有了孔，我也传点 我收集和整理的东西

kxs

好，我等。

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好帖！EASERA有一个版本模块就是它。