5.1 Общие положения
Настоящий стандарт устанавливает два метода измерения времени реверберации: метод прерываемого шума и метод интегрированной импульсной переходной характеристики. Оба метода обеспечивают получение одинаковых результатов. Частотный диапазон зависит от цели измерений. Если не указаны конкретные частотные полосы, то для ориентировочного метода диапазон измерений должен быть не уже диапазона от 250 до 2000 Гц. Для технического и точного методов диапазон измерений должен быть не уже диапазона от 125 до 4000 Гц для октавных полос или не уже диапазона от 100 до 5000 Гц для 1/3-октавных полос.
5.2 Метод прерываемого шума
5.2.1 Возбуждение помещения
Источником звука должен быть громкоговоритель, на который следует подавать широкополосный или псевдослучайный сигнал. При использовании псевдослучайного шума он должен прерываться в случайные моменты времени, но последовательности значений шумового сигнала не должны повторяться. Источник должен создать уровень звукового давления, достаточный для превышения начального уровня кривой спада над фоновым шумом на 35 дБ в соответствующем диапазоне частот. Если измеряют , то указанное превышение должно быть не менее 45 дБ.
При измерениях в октавных полосах ширина спектра сигнала должна превышать одну октаву. Аналогично при измерениях в 1/3-октавных полосах ширина спектра сигнала должна превышать 1/3 часть октавы. Спектр должен быть достаточно плоским в пределах каждой октавной полосы. Альтернативно может быть сформирован широкополосный шумовой сигнал для создания спектра розового стационарного шума в диапазоне от 88 до 5657 Гц, соответствующего реверберационному звуковому полю в помещении. Такой спектр перекрывает частотный диапазон, определяемый совокупностью 1/3-октавных полос со среднегеометрическими частотами от 100 до 5000 Гц или октавных полос от 125 до 4000 Гц.
Для технического и точного методов продолжительность возбуждения помещения должна быть достаточной для установления в нем стационарного звукового поля перед выключением источника. Следовательно, шум должен излучаться в течение нескольких секунд, но не менее половины времени реверберации.
При ориентировочном методе в качестве альтернативы прерываемому шуму может применяться кратковременное возбуждение или импульсный сигнал. Однако в данном случае неопределенность измерений будет меньше рассчитанной по 7.1.
5.2.2 Усреднение результатов измерений
Используемое при измерениях число точек измерений должно определяться необходимой точностью (см. приложение A). Однако из-за случайности, присущей сигналу источника, чтобы достичь приемлемой точности измерений, необходимо усреднить ряд результатов измерений в каждой точке измерения (см. 7.1). Усреднение в каждой точке измерения может быть выполнено двумя различными способами:
- определением времени реверберации для каждой из всех кривых спада и расчетом их среднего значения;
- усреднением совокупности возведенных в квадрат спадов звукового давления с последующим определением времени реверберации результирующей кривой спада.
Кривые спада накладывают, совмещая их начальные значения. Для каждого отсчета времени суммируют значения квадрата звукового давления кривых спада и последовательность полученных сумм используют в качестве общей кривой спада, по которой определяют время реверберации . Данный метод усреднения является рекомендуемым.
5.3 Метод интегрированной импульсной переходной характеристики
5.3.1 Общие положения
Импульсная переходная характеристика между позициями источника звука и микрофона в помещении является строго определенной величиной и может быть измерена различными способами (например, с использованием в качестве сигнала возбуждения пистолетного выстрела, импульсов искрового разряда, кратковременных импульсов с шумовым заполнением, сигналов с линейной частотной модуляцией или псевдослучайных последовательностей максимальной длины). Настоящий стандарт не исключает другие возможные методы измерения импульсной переходной характеристики.
5.3.2 Возбуждение помещения
Импульсная переходная характеристика может быть непосредственно измерена с помощью выстрела из пистолета или другого импульсного источника, не реверберирующего с самим собой (т.е. при отсутствии одновременного приема прямого и отраженного звука в точке измерения) при условии, что ширина его спектра достаточна для выполнения требований 5.2.1. Импульсный источник должен создавать пиковый уровень звукового давления, при котором начальный уровень кривой спада будет не менее чем на 35 дБ превышать уровень фонового шума в соответствующей полосе частот. При измерении данное превышение должно быть не менее 45 дБ.
С целью повышения отношения "сигнал/шум" могут быть применены специальные сигналы, позволяющие получить импульсную переходную характеристику путем специальной обработки зарегистрированного сигнала микрофона (см. [3]). При этом могут использоваться линейно модулированный синусоидальный сигнал или псевдослучайный шум (например, ПМД), если спектральные характеристики и характеристики направленности источника удовлетворяют необходимым требованиям. Вследствие повышенного отношения "сигнал/шум", требования к динамическим характеристикам источника могут быть снижены по сравнению с аналогичными требованиями к источникам, рассмотренным в предыдущем подразделе. При использовании усреднения по времени следует убедиться, что процесс усреднения не искажает измеряемой импульсной переходной характеристики. Применение данного метода измерений обычно связано с использованием частотной фильтрации в процессе анализа сигнала. При этом важно, чтобы спектр сигнала возбуждения перекрывал диапазон частот измерений.
5.3.3 Интегрирование импульсной переходной характеристики
В каждой октавной полосе кривую спада получают путем интегрирования квадрата обращенной во времени импульсной переходной характеристики. В идеальном случае отсутствия фонового шума интегрирование следовало бы начинать с конца импульсной переходной характеристики в направлении ее начала. Таким образом, спад как функцию времени рассчитывают по формуле
, (1)
где - звуковое давление импульсной переходной характеристики как функция времени;
- энергия спада как функция времени;
- время.
Интеграл в обращенном времени часто представляют в виде двух интегралов