[发明专利]用于测量声源产生的直达声的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及—种用于确定受声学环境噪声源和声学边界(例如，房间墙壁)反射的影响的受验声源(例如，扬声器)产生的直达声的装置及方法。

因此，对直达声的评估需要不受限制的声场条件，这在消声室(anechoic room)中能够实现。对用在专业应用(例如，线阵列)中的大型扬声器系统，其远声场响应的测量需要具有被特殊处理过的墙壁的大型消声室，以确保低频声音被充分吸收。这里需要在非消声环境中进行准确的测量。

背景技术

下面将根据多个作者的近期研究活动来描述本发明及本发明的潜在问题，但是，本发明并不限定于该类型的应用。

M.Melon等人在第55卷第12期音频工程师协会杂志的第1077-1091页(2007年)中的“四种低音炮测量技术的比较”的论文中，探讨了多种可替换的方法。可通过对后到达房间的反射w_ref的脉冲响应进行加窗来分离受验声源Q0产生的高频直达声w_rad。这种方法不能用于低频直达声，因为低频直达声的相应波长没有小到可比于声源Q₀和周围边界面之间的最小距离。

G.Weinreich和E.Amold在第68卷第2期的美国声学学会杂志的第404-411页(1980年)发表的“用于测量声辐射场方法”的论文中，提出了一种根据在两个同心球面中测量的声压的阐述，测量受验声源Q₀直达声的全息输入输出场分离方法(IOFS)。

Melon在2012年4月23-27日法国南斯(Nantes，France)举办的2012声学学报年会会刊中发表的“采用场分离方法的低音炮测量：p-p和p-v公式的比较”论文中，将这种IOFS方法应用到扬声器中。如果表面S₀没有小到可比于扫描面S₁的大小，受验声源Q₀表面S₀反射和散射的声波会引起测量误差。

为了克服这个问题，C.-X.Bi在2012年4月23-27日法国南斯(Nantes，France)举办的2012声学学报年会会刊中发表的“利用球面波叠加方法进行自由场恢复”一文中，提出了—种全息原始声场分离方法(PSFS)，采用声阻抗和表面S₀的形状作为附加的输入信息。由于扬声器设计中采用的形状很复杂并且材料很多样，因此，不容易获取这些信息，并且因此实际上该方法通常不实用。

C.Langrenne在1997年Universite du Maine他的论文“Methodes de regularisation du probleme inverse acoustique pour l’indentification de sources en milieu confine et pertube”中，提出了—种用于将直达声与表面S₀的反射和散射波进行分离的扰动方法。这种方法需要额外测量多个测量点r_m的声压p_t(r_m)，其中m＝1，...M，与此同时关闭受验声源Q₀并且激活外扫描表面S₂与房间边界S_B之间的空间内的多个位置r_e处的扰动声源Q₂(r_e)，其中e＝1，...，E。由于需要大量的测量值(E和M的乘积)来确定传递矩阵H，因此，这种扰动方法非常耗时。

已知的采用球面谐波的场分离方法，将频率限定在截止频率f_G≈55N/r₁以下，其中展开的最大阶数(order)N足够大，以足以接近半径为r₁的球面扫描面S₁围绕的场。

Melon通过将受验声源设置在声学硬地板上，扫描半空间中的球面上的声压。扫描面的中心对应于球面坐标系统的原点，并且作为根据球面谐波进行波展开的展开点r₀。因此，展开点r₀与受验声源的声学中心并不相同。利用安装在大型封闭空间内的多个换能器对扬声器系统进行全息测量，需要与大量测量点相关联的波展开具有大的阶数N，从而以足够的准确度描述声源的近场声压。

这就需要找到更简单/更可靠地可以测量受房间反射和环境噪声影响的受验声源Q₀直达声的方法，以克服已知方法的缺点。

发明内容