Министерство образования Российской Федерации

Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР)

Кафедра радиоэлектроники и защиты информации (РЗИ)

Изучение явления реверберации

Руководство к лабораторной работе по дисциплине "Электроакустические устройства"

Разработчик:
доцент каф. РЗИ, к.т.н.
___________Э.В. Семенов

2003

Содержание

1. Цель работы.
2. Требования к компьютеру.
3. Последовательность выполнения работы.
4. Оформление отчета.

1. Цель работы

Целью лабораторной работы является изучение явления реверберации, а именно характеристик длительности реверберации, акустического отношения, радиуса гулкости и их связи с параметрами помещения прослушивания.

2. Требования к компьютеру

Для выполнения лабораторной работы компьютер должен быть оснащен звуковой картой или аудиокодеком. Необходим также микрофон.

3. Последовательность выполнения работы

1. Подключите микрофон к системному блоку персонального компьютера, вход для микрофона обычно обозначается "mic" на задней стороне системного блока компьютера. Откройте системный микшер записи (дважды щелкните левой кнопкой мыши по пиктограмме громкоговорителя в левом нижнем углу панели задач, в меню "Параметры / Свойства" установите галочку "Запись" и нажмите ОК). Выберите микрофонный вход для записи.
2. Запустите программный пакет SpectraLAB. Установите режим "Real Time" в меню "Mode". Нажмите клавишу F4 и в соответствующем окошке установите частоту дискретизации (Sampling rate) 48 кГц и размер временного окна спектрального преобразования (FFT size) 65536 отсчетов.
3. Измерьте стандартное время реверберации.
   • Включите окно отображения формы сигнала (View / Time Series) и переключитесь в него (Window / Time Series). Установите логарифмический масштаб по вертикальной оси. Для этого дважды щелкните левой клавишей мыши по области слева или справа от графика (или выберите пункт меню Options / Time Series) и в области "Plot Options" выберите пункт "Energy (logarithmic)".
   • Запустите программу нажатием кнопки "Run" в основном окне программы.
   • Отойдите от микрофона на расстояние 1,5...2 м и громко хлопните в ладоши.
   • В микшере записи установите уровень записи, при котором еще не происходит ограничения сигнала (при ограничении сигнала индикатор уровня в левом нижнем углу программы SpectraLAB становится красным с надписью "overload").
   • При помощи клавиши "Zoom in along time axis" отрегулируйте масштаб по оси времени для оптимального отображения всплеска уровня, вызванного хлопком.
   • Отрегулируйте вертикальный масштаб, дважды щелкнув левой клавишей мыши по области слева или справа от графика и установив параметры "Plot Top" (верхняя граница) и "Plot Range" (отображаемый диапазон).
   • Оцените функциональный вид зависимости уровня реверберационного сигнала от времени. Результат отметьте в выводах.
   • Оцените угол наклона той части графика, которая отображает спад уровня после хлопка – выберите интервал времени dt в течение которого график спада не замаскирован шумами и определите изменение уровня сигнала dN за это время.
   • Вычислите стандартное время реверберации по формуле: T_p=60*dt/dN.
4. Измерьте акустическое отношение.
   • Запустите программу нажатием кнопки "Run" в основном окне программы.
   • Хлопните в ладоши на расстоянии r=30 см от микрофона.
   • Измерьте величину скачка уровня сигнала N после исчезновения прямого звука (см. рис. 1).

     
     Рис. 1. Спад уровня сигнала при малом акустическом отношении

   • По формуле R=1/(10^N/10-1) вычислите акустическое отношение.
   • По части графика после окончания прямого звука вычислите стандартное время реверберации. Сопоставьте полученный результат, а также функциональный вид спада уровня после окончания прямого звука, с аналогичными характеристиками, исследованными по п.3.
5. По формуле r_гул=r/(R^1/2), вычислите радиус гулкости.
6. По формуле T_эр=1,2T_р/{1,2+T_plg[(1+R)/R]} вычислите эквивалентное время реверберации.
7. В предположении наличия только основного фонда звукопоглощения и зная размеры помещения вычислите средний коэффициент звукопоглощения.
8. Выясните стандартное время реверберации, эквивалентное время реверберации, акустическое отношение и радиус гулкости, которые получили несколько других подгрупп (не менее четырех) в разных точках помещения. Найдите среднее арифметическое и стандартное отклонение этих характеристик.

4. Оформление отчета

Отчет должен содержать следующее.

1. Титульный лист.
2. Цель работы.
3. Результаты измерений и вычисленные на их основе характеристики реверберации. Получаемые в программе SpectraLAB результаты фиксируются нажатием клавиши "Print Screen" и вставляются в файл отчета. Не допускается усечение рисунка; должно отображаться все рабочее окно программы SpectraLAB.
4. Анализ результатов и выводы.