应用电子声场增强系统的室内声场测量初步研究_江小婳.pdf
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1、2022年第46卷第12期21Acoustics FoundatioN声 学 基 础声 学 基 础文献引用格式:江小婳,陈建华,姚石,等.应用电子声场增强系统的室内声场测量初步研究 J.电声技术,2022,46(12):21-24.JIANG X H,CHEN J H,YAO S,et al.Preliminary research on methods of measurement for main characteristics of electronic sound field enhancement systemJ.Audio Engineering,2022,46(12):21-24
2、.中图分类号:TN912.1 文献标识码:A DOI:10.16311/j.audioe.2022.12.005应用电子声场增强系统的室内声场测量初步研究江小婳,陈建华,姚 石,张 桐(中广电广播电影电视设计研究院有限公司,北京 100045)摘要:从有关系统对建筑声学参量的具体表现的量值获取出发,根据现场测量和对标准制定过程的研究,探讨应用电子声场增强系统的室内声场有关建筑声学参量测试方法,为后续进一步研究提供参考。关键词:电子声场增强系统;声场测试;脉冲响应Preliminary Research on Methods of Measurement for Main Characteris
3、tics of Electronic Sound Field Enhancement SystemJIANG Xiaohua,CHEN Jianhua,YAO Shi,ZHANG Tong(Radio Film&Television Design and Research Institute Co.,Ltd.,Beijing 100045,China)Abstract:Starting from how to obtain the quantity value of the specific performance of the relevant system on the building
4、acoustic parameters,this paper discusses the measurement method of the building acoustic parameters related to the indoor sound field using the electronic sound field enhancement system based on the field measurement and the study of the standard formulation process,and provides a reference for furt
5、her research.Keywords:electronic sound field enhancement system;acoustic measurement;impulse response0 引 言电子声场增强系统,根据不同的研发团队和技术路线,也被称为电子可变混响系统、电子声学优化系统、声场控制系统等等。其目的和作用,主要是通过电声的手段改变室内建筑声学参量,实现特定的声场效果。近年来,电子声场增强系统在一些多用途类的厅堂内已有多个应用案例。然而,各种系统的演进过程和功能定位并不相同。本文仅从如何获得有关系统对建筑声学参量的具体表现的量值获取出发进行探讨,为系统设计指标的验证提
6、供参考方法。1 电子声场增强系统的发展最早的使用电声设备改变室内声学参量的系统出现在 20 世纪 50 年代。其原理是先拾取舞台区域的直达声和早期反射声,然后通过录放音装置进行多次重放,最后通过扬声器向观众区域进行扩声。而后,这种技术发展成为基于数字多抽头延时原理的 ERES 系统。之后诞生了基于受援共振方式的 AR 系统。该系统是一个多声道的“窄带”系统,每个声道包括一个电容传声器、移频器、功率放大器及扬声器。AR系统使用亥姆霍兹共振器,将传声器置于共振腔体内,不同的共振器尺寸激励不同频率的共振4。多声道混响方式 MCR 在 AR 系统的基础上发展起来。但是 AR 方式是以房间的基准振动为主
7、,而 MCR 方式则以扩散场为对象,传声器设置在观众厅内,通过控制每个通道的拾音位置、增益,从而保持良好的声音质量而不带来音色的改变。随着技术的发展,现在可以运用参量均衡器和延时等手段去除声染色,从而减少通道的回路数量。20 世纪 80 年代,ACS 系统发布。该系统以直基金项目:科技部 2018“声学环境感知与声场智能集成控制技术研究”课题项目(2018YFB1403801)。2022年第46卷第12期22声 学 基 础声 学 基 础coustics FoundationA达声为基础,传声器主要拾取舞台和乐池区域的直达声信号,通过在通路中嵌入处理器,利用原信号与系统脉冲响应的卷积来附加混响,
8、从而在系统中直接模拟合成早期反射声和混响声,再通过矩阵将信号分配给各通道扬声器。除了能够给观众厅加载早期反射声和混响声之外,ACS 系统还能替代“舞台反声罩”的功能。通过安装在台口、舞台侧墙以及面光桥等区域的扬声器,系统能够给舞台和乐池的演员及演奏者提供更贴近观众厅的声场感知3。20 世纪 90 年代后,VRAS 系统出现。该系统最基本的理念是电声耦合,其核心是以“数字式电子混响器”代替“真实的耦合空间”。VRAS 系统将观众厅内传声器拾取的信号馈送到输入交叉耦合矩阵,再由矩阵分别连接到输出耦合矩阵和混响器网络中,经由不同延时和反馈增益的梳状滤波器,通过反馈矩阵交叉耦合,形成再生混响。同一时期
9、还出现了另一种声学性能改进系统SIAP。该系统打破了扬声器功能的划分界限,将早期反射声与后期反射声按厅堂声学要求进行整合,使每只扬声器完整地重放所有补充反射成分。为了明确声源定位,保证声场的明晰度和清晰度,系统的处理器为每个输入/输出组合声场不同的反射模式。同时,每个处理阶段都可以实现频率校正,且每个输出都有自己的延时设置3。进入 21 世纪,电子声学增强系统进入国内,开始在一些工程项目中应用。其中包括在 LARES 的基础上进行了优化整合的E-coustics系统,基于“房间脉冲卷积合成”概念的 Vivace 系统,基于 VRAS算法的 Constellation 系统,以及一些企业和研究团
10、队研发的声效系统。本文的声场测试研究主要也是针对目前应用较多的这几个系统。2 测量标准及系统测量项目目前,针对室内声学参量的测量标准和规范有室内混响时间测量规范(GB/T 500762013)、声学 室内声学参量测量 第1部分:观演空间(GB/T 36075.12018)、声学 室内声学参量测量 第 2部分:普通房间混响时间(GB/T 36075.22018)、声学 室内声学参量测量 第 3 部分:开放式办公室(GB/T 36075.32018),针对扩声系统的测量标准有 厅堂扩声特性测量方法(GB/T 49592011)。随着电子声场增强系统的出现和应用,亟待制定一套适用于此类系统的性能测试
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