声音基础知识第8课-噪声叠加和相减 混响

声音基础知识第8课-噪声叠加和相减 混响

(一)噪声的叠加两个以上独立声源作用于某一点,产生噪声的叠加。声能量是可以代数相加的,设两个声源的声功率分别为W1和W2,那么总声功率W总 = W1+ W2。而两个声源在某点的声强为I1 和I2 时,叠加后的总声强

总 = I1 + I2 。但声压不能直接相加。由于 I1 =P1^2/ρc I2 = P2^2/ρc故 P总^2 = P1^2 + P2^2又 (P1/ P0)^2= 10^(Lp1/10)

(P2 / P0)^2 = 10^(Lp2/10)故总声压级:

LP =10 lg[(P1^2 + P2^2)/ P0^2] =10 lg[10^(Lp1/10)+10^(Lp2/10)]

如LP1=LP2,即两个声源的声压级相等,则总声压级:

LP = LP1+ 10lg2 ≈ LP1 + 3(dB)

也就是说,作用于某一点的两个声源声压级相等,其合成的总声压级比一个声源的声压级增加3dB。当声压级不相等时,按上式计算较麻烦。可以利用书上图7-1查曲线值来计算。方法是:设LP1 > LP2 ,以 LP1 – LP2值按图查得ΔLP ,则总声压级 LP总 = LP1 + ΔLP 。

(二) 噪声的相减 噪声测量中经常碰到如何扣除背景噪声问题,这就是噪声相减问题。通常是指噪声源的声级比背景噪声高,但由于后者的存在使测量读数增高,需要减去背景噪声。图7-2为背景噪声修正曲线。

例:为测定某车间中一台机器的噪声大小,从声级计上测得声级为104dB,当机器停止工作,测得背景噪声为100dB,求该机器噪声的实际大小。解: 设有背景噪声时测得的噪声为LP ,背景噪声为LP1,机器实际噪声级为LP2由题意可知

LP – LP1 =4dB

从图7-2中可查得ΔLP = 2.2dB,因此该机器的实际噪声声级为:

LP2 = LP -ΔLP = 104dB-2.2dB = 101.8dB    如何控制噪音
1.在声源处防止噪声产生,如摩托车上的消音器、城区禁止鸣笛等;

2.阻断噪声的传播,如城市道路旁的隔声板等;

3.防止噪声进入耳朵,如工厂的工人带防噪声耳罩等。

 

第10课-混响

 

混响(reverb reverberation)时间的长短是音乐厅、剧院、礼堂等建筑物的重要声学特性。声波遇到障碍会反射,所以我们这个世界充满了混响。

 

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,这段时间叫做混响时间。

 

对讲演厅来说,混响时间不能太长。我们平时讲话,每秒钟大约发出2~3个单字,假定发出两个单字“物理”,设想混响时间是3秒,那么,在发出“物”字的声音之后,虽然声强逐渐减弱,但还要持续一段时间(3秒),在发出“理”字的声音的时刻,“物”字的声强还相当大。因而两个单字的声音混在一起,什么也听不清楚了。但是,混响时间也不能太短,太短则响度不够,也听不清楚.因此需要选择一个最佳混响时间。北京科学会堂有一个学术报告厅,混响时间为1秒。

 

不同用途的厅堂,最佳混响时间也不相同,一般来说,音乐厅和剧场的最佳混响时间比讲演厅要长些,而且因情况不同而不同。轻音乐要求节奏鲜明,混响时间要短些,交响乐的混响时间可以长些。难于听懂的剧种如昆曲之类,混响时间一长,就更难于听懂。节奏较慢而偏于抒情的剧种,混响时间则可以长些。总之,要有一定的、恰当的混响时间,才能把演奏和演唱的感情色彩表现出来,收到应有的艺术效果。

 

北京“首都剧场”的混响时间,坐满观众时为1.36秒,空的时候是3.3秒。这是因为满座时,吸收声音的物体多了,所以混响时间缩短,上面所说的最佳混响时间是指满座时的混响时间。高级的音乐厅或剧场,为了满足不同的要求,需要人工调节混响时间。其中一种办法是改变厅堂的吸声情况。在厅堂内安装一组可以转动的圆柱体,柱面的一半是反射面,反射强、吸收少;另一半是吸声面,反射弱、吸收多。把反射面转到厅堂的内表面,混响时间就变长;反之,把吸收面转到厅堂的内表面,混响时间就变短。

 

高水平的音乐会都不使用扩音设备,为的是使听众直接听到舞台上的声音。为了让全场听众都能听到较强的声音,音乐厅的天花板上挂着许多反射板,这些反射板的大小、形状、安放位置和角度都经过精确设计,以便把舞台上的声音反射到音乐厅的各个角落。

 

处理好不同建筑物的声响效果,取得好的音质,这是一门很重要的学问,叫做建筑声学。上面介绍的混响只是其中的一个方面,希望能引起同学们对声学的兴趣,钻研这门与我们生活关系密切的科学。

 

 

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