广播机房装修中的声学指标测量

摘 要 每年广播机构有一定的机房需要进行装修改造。我们在设计装修改造的方案前需对原有环境进行测量以为设计提供参考依据，验收中也需要有一定的声学指标来反映改造的效果。因此房间声学指标的测量对机房改造具有极其重要的作用。本文将介绍声学指标测量的概念和方法。

关键词 环境噪声 隔声量 混响时间 时间延时分析测量

中图分类号：TB54 文献标识码：A

0 前言

每年广播机构有一定的机房需要进行装修改造。我们在设计装修改造的方案前需对原有环境进行测量以为设计提供参考依据，验收中也需要有一定的声学指标来反映改造的效果。因此房间声学指标的测量对机房改造具有极其重要的作用。测量房间声学指标包括主观值和客观值，本文为客观值的测量。

1 声学指标的测量

广播机房的房间声学指标测量可分为三个阶段。第一阶段为在拆除原有装修材料后，对机房进行的测量，主要目的是全面的反映房间本身的自然条件及周边环境对房间的影响，测量数据将成为声学设计的主要依据。第二阶段为施工期间的测量，在局部装修完成后可进行现场测量，可根据施工进度进行数次测量。由于声学设计方法的不够完善，或施工材料的实际值和设计值有偏差以及施工工艺都会造成实际装修效果和设计目标有出入。根据施工期间的测量值可及时调整设计方案及材料的使用，以避免完工后无法修改的错误。第三阶段为完工后的测量，主要提供验收依据，根据测量值可通过活动装置可进行最后的调整。

广播机房主要为语言录音机房和直播机房，此类房间主要为语言播音使用，因此测量的内容比文艺录音棚要少，房间声学指标测量的内容主要有环境噪声的测量，围护结构的隔音测量，混响时间的频率响应测量，时间延时分析测量。本文使用的测量工具为TerraSonde公司的 Audio Toolbox 3测试仪。

环境噪声是指机房如走廊，外墙，通风系统等所产生的噪声，它决定了室内为了达到一定的噪声评价曲线（NR曲线）而需要的隔声量，是机房装修中隔声设计的重要依据。如NR20要求1000hz为25db，走廊噪声为75db，则需要设计至少50db的隔声量。测量位置可选择走廊、窗外、外墙处，离地面1.2米以上，离墙面及其它硬反射面1-2米，测量时间可选择工作日的白天和晚上的工作时间内，可使用测试仪的sound study garph功能，它可把1分钟-24小时的选择时间段分为120段，根据每段将记录下噪声的峰值或平均值画图，得到噪声曲线。

隔声量测量是指对现有围护结构如隔墙、楼板、门、窗的隔声能力的测量，反映了房间围护结构对噪声的隔绝能力。将测量话筒放置于机房内，离地面1.2米以上，离墙面及其它硬反射面1～2米，将扬声器放置于围护结构外部，如隔墙外，走廊外或导播间外，如果在楼层中间则在楼下房间将扬声器放置在楼下房间。注意扬声器角度，不要对住角落。

测量步骤如下：（1）连接信号发生器的输出到放大器再到扬声器。在放大器前加入一级电平控制可方便的调节电平大小。（2） 将测量话筒放置于围护结构边缘，启动正弦波单音频信号，记录声压值，频段可选为倍频程或1/3倍频程。（3） 将测量话筒放置于被测房间中央，启动正弦波单音频信号，记录声压值。（4）比较两者差值，即为隔声量。混响时间是声源衰减60db所需要的时间，它是传统体现房间音质的重要指标。混响时间的测量可在一个宽频带或在几个不同的频段上。混响时间的测量是由测试仪发出宽带的粉红噪声信号输入到扬声器，然后自动停止，由测量话筒得到信号的衰减时间，系统示意图如图1。

图1

图2

根据房间大小，可选择几个不同的位置进行测量，离地面1.2米以上，离墙面及其它硬反射面1-2米。应用混响时间测量步骤如下：（1）连接信号发生器的输出到放大器再到扬声器。在放大器前加入一级电平控制可方便的调节电平大小；（2）将测量话筒放置于话筒架上并指向扬声器。通过能量图或直接测量的方法确定话筒到扬声器的距离并输入到测试仪；（3）设置噪声信号的时间间隔；（4）设置噪声信号的大小，信号在不损害设备的前提下越大越好，至少高于房间本底噪声30db以上才可以保证测量结果不扰；（5）输出噪声信号，等几次扫频后停止信号，可在设备上读出数据。

时间延时分析测量（TDA）就是利用正玄波的扫频输出，通过放大器到扬声器的输出，利用一只校正后的测量话筒接收输出信号，话筒连接到一个窄的带通滤波器到测试仪。图2是系统测量示意图。

如果我们对一个系统进行多次扫频测量，每一次间隔一个固定的时间，这样我们就可以得到不同时间间隔的频响图，把这些图形放到 一起，加上时间坐标就可以得到三维图形，这个三维图形又可称之为“瀑布图”（如图3）。

图3

以往我们在测量一个房间的响应的时候，一般用拍巴掌来主观评价房间的状况或在1/3倍频程段用粉红噪声通过扬声器和测量话筒来得到各个频点的电平值，用这些电平值可得到频响图。如果频响图显示某些频段不平，就利用均衡器提升或衰减予以补偿。对于控制间来说，这种方法是有缺陷的。因为拍巴掌主要听的是中高频的响应情况，对低频段的情况几乎没有什么反映。在一些频段，特别是低频段在相邻的比1/3倍频程窄的范围内会出现大量的波峰和波谷相交错的情况，在以上的1/3倍频程测量中是得不到显示，如果用均衡器对这些频段动作是没有作用的，因为任何1/3倍频程内的波峰或波谷会被同时提升或降低，而对频响不会有任何的平滑作用。另外一方面，频域范围内的频响不是影响控制间的声学的全部。时基问题如混响、回声同样有着较大的影响。例如在频响图上看到500hz到1000hz范围的电平较大出现波峰，很可能是因为这些500hz到1000hz范围的混响时间长或出现回声，所以声能在该频段内驻留的时间长，从而测量出来的能量比较大，用均衡器去衰减的话，只是使电平值减小而不能改变混响的状况，声场环境得不到改善。为了进行准确的TDA测量，声波从扬声器传播到测量话筒的时间是必须知道的。这个时间被称为Ts。信号发生器对我们感兴趣的频段进行扫频，如果我们不用带通滤波器的话，任何噪声或者是因为房间混响和回声而造成的延迟信号会和测试信号一起进入测试话筒，给测试仪带来错误的读数结果。带通滤波器跟着信号发生器进行扫频变化，可保证只有当前被测频率进入测试仪，噪声被输入端衰减，使结果更加精确。由于信号发生器的震荡信号到达测试话筒需要一定时间（Ts），所以带通滤波器的扫频需要延时Ts以配合测量信号的到达。

在我们使用的测试仪TOOLBOX中，我们可以使用1/24倍频程的间隔测量显示TDA图形。应用TDA测量的步骤如下：（1）连接信号发生器的输出到放大器再到扬声器。在放大器前加入一级电平控制可方便的调节电平大小；（2） 将测量话筒放置于话筒架上并指向扬声器。通过能量图或直接测量的方法确定话筒到扬声器的距离并输入到测试仪；（3） 设置扫频次数；（4）设置带通滤波器的Q值。在大多数情况下，我们都设置较高的Q值；（5）设置输出电平；（6） 设置扫频时间及间隔。

测试的结果可存储在本机，通过串口输入到PC中，使用配套的软件及可生成瀑布图。

2 结束语

通过以上指标的测量我们可以及时得到房间音质数据，调整装修方案。我们在实际工作中运用以上指标测量所装修的机房均取得满意效果。需要强调的是客观测量结果根据不同的条件会产生一定的误差，需与主观评价相结合，方能得到满意的结果。