[發(fā)明專利]用于測量聲源產(chǎn)生的直達(dá)聲的裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410079512.1
• 申請日: 2014-01-10
• 公開（公告）號: CN103929706B
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沃爾夫?qū)た死锱鍫?/a>;丹尼爾·克諾布洛赫
• 申請（專利權(quán)）人: 克里佩爾有限公司
• 主分類號: H04R29/00
• 分類號: H04R29/00;G01H3/00
• 代理公司: 北京銀龍知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11243
• 代理人: 許靜,郭鳳麟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及—種用于確定受聲學(xué)環(huán)境噪聲源和聲學(xué)邊界(例如，房間墻壁)反射的影響的受驗(yàn)聲源(例如，揚(yáng)聲器)產(chǎn)生的直達(dá)聲的裝置及方法。

因此，對直達(dá)聲的評估需要不受限制的聲場條件，這在消聲室(anechoic room)中能夠?qū)崿F(xiàn)。對用在專業(yè)應(yīng)用(例如，線陣列)中的大型揚(yáng)聲器系統(tǒng)，其遠(yuǎn)聲場響應(yīng)的測量需要具有被特殊處理過的墻壁的大型消聲室，以確保低頻聲音被充分吸收。這里需要在非消聲環(huán)境中進(jìn)行準(zhǔn)確的測量。

背景技術(shù)

下面將根據(jù)多個(gè)作者的近期研究活動(dòng)來描述本發(fā)明及本發(fā)明的潛在問題，但是，本發(fā)明并不限定于該類型的應(yīng)用。

M.Melon等人在第55卷第12期音頻工程師協(xié)會(huì)雜志的第1077-1091頁(2007年)中的“四種低音炮測量技術(shù)的比較”的論文中，探討了多種可替換的方法。可通過對后到達(dá)房間的反射w_ref的脈沖響應(yīng)進(jìn)行加窗來分離受驗(yàn)聲源Q0產(chǎn)生的高頻直達(dá)聲w_rad。這種方法不能用于低頻直達(dá)聲，因?yàn)榈皖l直達(dá)聲的相應(yīng)波長沒有小到可比于聲源Q₀和周圍邊界面之間的最小距離。

G.Weinreich和E.Amold在第68卷第2期的美國聲學(xué)學(xué)會(huì)雜志的第404-411頁(1980年)發(fā)表的“用于測量聲輻射場方法”的論文中，提出了一種根據(jù)在兩個(gè)同心球面中測量的聲壓的闡述，測量受驗(yàn)聲源Q₀直達(dá)聲的全息輸入輸出場分離方法(IOFS)。

Melon在2012年4月23-27日法國南斯(Nantes，F(xiàn)rance)舉辦的2012聲學(xué)學(xué)報(bào)年會(huì)會(huì)刊中發(fā)表的“采用場分離方法的低音炮測量：p-p和p-v公式的比較”論文中，將這種IOFS方法應(yīng)用到揚(yáng)聲器中。如果表面S₀沒有小到可比于掃描面S₁的大小，受驗(yàn)聲源Q₀表面S₀反射和散射的聲波會(huì)引起測量誤差。

為了克服這個(gè)問題，C.-X.Bi在2012年4月23-27日法國南斯(Nantes，F(xiàn)rance)舉辦的2012聲學(xué)學(xué)報(bào)年會(huì)會(huì)刊中發(fā)表的“利用球面波疊加方法進(jìn)行自由場恢復(fù)”一文中，提出了—種全息原始聲場分離方法(PSFS)，采用聲阻抗和表面S₀的形狀作為附加的輸入信息。由于揚(yáng)聲器設(shè)計(jì)中采用的形狀很復(fù)雜并且材料很多樣，因此，不容易獲取這些信息，并且因此實(shí)際上該方法通常不實(shí)用。

C.Langrenne在1997年Universite du Maine他的論文“Methodes de regularisation du probleme inverse acoustique pour l’indentification de sources en milieu confine et pertube”中，提出了—種用于將直達(dá)聲與表面S₀的反射和散射波進(jìn)行分離的擾動(dòng)方法。這種方法需要額外測量多個(gè)測量點(diǎn)r_m的聲壓p_t(r_m)，其中m＝1，...M，與此同時(shí)關(guān)閉受驗(yàn)聲源Q₀并且激活外掃描表面S₂與房間邊界S_B之間的空間內(nèi)的多個(gè)位置r_e處的擾動(dòng)聲源Q₂(r_e)，其中e＝1，...，E。由于需要大量的測量值(E和M的乘積)來確定傳遞矩陣H，因此，這種擾動(dòng)方法非常耗時(shí)。

已知的采用球面諧波的場分離方法，將頻率限定在截止頻率f_G≈55N/r₁以下，其中展開的最大階數(shù)(order)N足夠大，以足以接近半徑為r₁的球面掃描面S₁圍繞的場。

Melon通過將受驗(yàn)聲源設(shè)置在聲學(xué)硬地板上，掃描半空間中的球面上的聲壓。掃描面的中心對應(yīng)于球面坐標(biāo)系統(tǒng)的原點(diǎn)，并且作為根據(jù)球面諧波進(jìn)行波展開的展開點(diǎn)r₀。因此，展開點(diǎn)r₀與受驗(yàn)聲源的聲學(xué)中心并不相同。利用安裝在大型封閉空間內(nèi)的多個(gè)換能器對揚(yáng)聲器系統(tǒng)進(jìn)行全息測量，需要與大量測量點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的波展開具有大的階數(shù)N，從而以足夠的準(zhǔn)確度描述聲源的近場聲壓。

這就需要找到更簡單/更可靠地可以測量受房間反射和環(huán)境噪聲影響的受驗(yàn)聲源Q₀直達(dá)聲的方法，以克服已知方法的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容