[发明专利]小空间声学测试箱实现低频宽带吸声的装置及方法

说明书

本发明公开了一种小空间声学测试箱实现低频宽带吸声的装置,包括箱体，所述箱体的内壁设有复合吸声层，其特征在于，所述复合吸声层包括依次传播声音的多个空气层，每个所述空气层的声音输入侧设有微缝板，最后传播声音的所述空气层的声音输出侧设有多孔吸声材料及底层封闭平板。通过计算小空间声学测试箱的简正频率分布优化尺寸，避开低频振动模式的简并化，优化低频简正振动模式频率的无规则分布情况。本发明减少了小空间声学测试箱内低频声染色和梳状滤波效应，实现了声音测试信号的高保真采集环境。

技术领域

本发明属于吸声技术领域，具体涉及一种小空间声学测试箱实现低频宽带吸声的装置及其制作方法。

背景技术

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

小空间声学测试箱等小尺寸空间内，简正振动模式的激发数量较少，分布不均匀，且容易发生简并化，导致简正振动频率成分声波被增强或减小，产生梳状滤波效应，使声传感器接收到的声信号严重失真，对声学检测产生较大误差。

目前现有的解决方案及技术主要有多孔吸声材料吸声技术，薄板共振结构吸声技术，但是存在以下缺陷，导致其在小空间声学测试箱等小尺寸空间内的应用无法实现。

1)多孔吸声材料吸声技术

多孔纤维吸声材料如(超细玻璃棉、三聚氰胺发泡吸音棉、等)对低频噪声的吸声效果较差，中高频吸声效果较好。对于多孔颗粒吸声材料，其颗粒尺寸与吸声频带分布相关，且小尺寸多孔颗粒吸声材料主要对中高频吸声效果较好，对低频吸声效果较差，大尺寸多孔颗粒吸声材料对中低频吸声效果较好，但对中高频吸声效果较差。但测试箱为小尺寸空间，大尺寸多孔颗粒吸声材料空间利用率过低，难以应用。

2)微孔共振结构吸声技术

微孔共振结构可以实现低频共振吸收，但具有较强的频率选择性，吸收共振峰分布的频率范围较窄，无法实现宽频吸收，且若实现低频共振吸收，需要的空腔深度较大，空间利用率较低。

小空间声学测试箱等小尺寸空间内，简正振动模式的激发数量较少，且容易发生简并化，导致简正振动频率成分声波被增强或减小，使采集到的声音信号发生失真，主要会导致以下两种问题。

1、声音染色问题：某些反射声和直达声叠加引起直达声某些频率成分被增强而使音质变差的现象，使音调音色产生了可听辨的失真。

2、梳状滤波效应：延时的反射声对声音频率响应的影响，通常被称为梳状滤波效应，梳状滤波效应对连续的具有一定宽频能量分布的产品噪声检测会产生明显干扰，其线性刻度频谱看起来忽高忽低呈梳子状，房间尺寸越小，反射声与直达声的间隔将会更小，梳状滤波作用产生的的频率峰峰值和结点间隔越大，对声音信号的干扰越明显，如图1所示。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于如何拓宽共振吸收峰带宽。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种小空间声学测试箱实现低频宽带吸声的装置,包括箱体，所述箱体的内壁设有复合吸声层，所述复合吸声层包括依次传播声音的多个空气层，每个所述空气层的声音输入侧设有微缝板，最后传播声音的所述空气层的声音输出侧设有多孔吸声材料，所述多孔吸声材料的声音输出侧设有底层封闭平板，

所述箱体内简正振动频率分布满足如下公式：

其中，f_N是第N个简正频率，若计算结果显示多个简正频率数值相差很小，则箱体内会发生该频率的明显共振，使该频率声压级数值明显高于或低于声源信号在声自由场空间的声压级数值，此为简正频率的简并化；c₀为声速，常温常压一般取340m/s；Nx，Ny，Ny为不小于0的任意正整数；Lx，Ly，Lz为箱体的刚性墙壁组成矩形空间的长宽高；