[发明专利]一种具有混响时间测量功能的扩声系统

说明书

本发明公开了一种具有混响时间测量功能的扩声系统，该系统包括扩声音箱、麦克风、音频主机；所述音频主机采用指数扫频信号作为激励声源的脉冲响应积分法测量混响时间；麦克风用于将采集到的音频信号传输到音频主机；音频主机将采集到的音频信号与反向扫频信号进行线性卷积，得到脉冲响应信号；然后将脉冲响应信号分别经过不同中心频率的倍频程滤波器，得到不同中心频率下对应的脉冲响应信号；最后对所有脉冲响应信号进行反向积分得到能量衰减曲线，选取能量衰减曲线中的样本数据进行线性拟合，并根据线性拟合直线的斜率计算混响时间。本发明具有实用性强、精度高、误差小、测量时间短、可同时测量多个不同位置、可远程测量等优点。

技术领域

本发明涉及扩声系统技术领域，尤其涉及一种具有混响时间测量功能的扩声系统。

背景技术

扩声系统通常是指把讲话者的声音对听话者进行实时放大的系统，使得讲话者和听话者处在同一个声学环境中，扩声系统包括扩声系统和声场。成功的扩声系统必须要具有足够的响度和足够的清晰度，并且能使声音均匀地覆盖听众区域。扩声系统广泛应用于教室、会议室、体育馆、电影院等场所。

研究表明，混响时间是影响室内声场和清晰度的声学参数之一。合适的混响时间有助于声场的均匀和清晰度的提升，反之如果混响时间过大则会使清晰度下降，带来糟糕的听觉体验。扩声系统在实际使用时，往往由于混响时间过大造成现场扩声清晰度的下降，但由于目前对室内混响时间的测量需要专业的系统与专业的人员才能进行，大部分应用场合无法对室内混响时间对音质的影响做出准确的判断。

我国国家标准GB50118-2010中规定不同类型的建筑在设计时需要满足不同的混响时间要求，比如在学校建筑设计中，容积为200m³以下的普通教室，空场混响时间(500Hz～1kHz)应不大于0.8s。又比如办公建筑设计中，容积为200m³以下的电视会议室，空场混响时间(500Hz～1kHz)应不大于0.6s。

混响时间测量通常有两种方法，分别是中断声源法和脉冲响应积分法。测量的频率范围取决于测量的目的，简易级测量的频率范围至少为250Hz～2000Hz，工程级和精密级测量的频率范围为125Hz～4000Hz。中断声源法是声源发声达到稳定状态后，突然切断声源停止发声，直接记录声压级衰减曲线的方法。该方法的最大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。而脉冲响应积分法则可以很好的解决无规过程中的瞬时起伏问题，获得的衰减曲线光滑、波动小，并且测量结果更加准确。因此，与中断声源法相比，采用脉冲响应积分法测量混响时间更加实用且方便。

在脉冲响应积分法中，从声源位置到接收器位置之间的脉冲响应通常有两种方法获得，一种是直接法，比如使用发令枪、脉冲电火花、扎气球等直接获得脉冲响应。另一种是间接法，通过扫频信号或MLS信号间接得到脉冲响应。扫频信号作为混响时间测量的激励信号有众多优势，比如，可以减少对系统时变性的灵敏程度(温度变化和空气流动)，也可以避免因谐波失真而减小有效信噪比。因为所有的谐波失真都可以从结果中滤除掉，所以正弦扫频激励信号的馈给功率实际上比MLS信号要大。在安静环境下，扫频测量可以提供大于100dB的信噪比。因此，采用指数扫频信号作为激励声源的脉冲响应积分法测量混响时间具有误差小、重复性高、信噪比高等优点。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术的不足，提出一种具有混响时间测量功能的扩声系统。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种具有混响时间测量功能的扩声系统，该系统包括扩声音箱、麦克风、音频主机等；所述音频主机采用指数扫频信号作为激励声源的脉冲响应积分法测量混响时间。

所述扩声音箱用于指数扫频信号的播放；

所述麦克风用于音频信号的接收，将接收到的音频信号传输到音频主机；