Измерение времени реверберации

На практике время реверберации зала измеряется с использованием импульсных источников звука малой длительности (стартовый пистолет, разрядный «пистофон»). Звуковой сигнал от них улавливается микрофоном и регистрируется либо запоминающим осциллографом, либо логарифмическим самописцем уровня звука, шкала которого проградуирована в децибелах. На движущейся ленте этого самописца уровня записывается кривая нарастания и спада звукового давления, с течением времени по виду похожая на ту, что изображена на рис. 6.1 б(теоретическая кривая).

Отличие реальной кривой реверберации от теоретической заключается, во-первых, в том, что участок 3-го спада уровня звука (а именно он здесь важен!) не совсем прямолинеен на всем протяжении, а, во-вторых, уровень звука спадает не до нуля, а до уровня шумового фона (рис. 6.2).

Зная скорость протяжки ленты самописца V, можно найти время Т₆₀, в течение которого уровень звукового давления (УЗД) снизится на 60 дБ.

На практике рекомендуют измерять время спада t₃₀ УЗД на величину, вдвое меньшую, DL=30 дБ (рис. 6.2), желательно на начальном, почти прямолинейном участке кривой 3, а затем результат удваивают.

Рис. 6.2. Пример записи на самописце спадания уровня звукового давления в процессе реверберации: V – скорость протяжки ленты самописца; – протяжка ленты

Отметим еще, что время реверберации звука в зале на разных частотах может быть различным, поэтому для выявления частотной зависимости должна быть предусмотрена возможность вводить полосовые октавные фильтры в усилительный тракт электрического сигнала с микрофона.

Практика показывает, что для реальных помещений (залов) расчетное время реверберации звука, вычисленное по формулам Сэбина-Эйринга, не всегда совпадает с экспериментальным.

Одной из причин такого расхождения является слабая диффузность звукового поля, ведь указанные формулы выведены в предположении идеальной (100 %) диффузности звукового поля в зале, которая, кроме объема и общего звукопоглощения зала, зависит и от его геометрии (формы).

Прежде всего это касается несоразмерных помещений, в которых отношение наибольшего размера к наименьшему значительно превосходит число 5 (например, некоторые спортивные залы, длинные прямоугольные коридоры). Однако и в соразмерных помещениях вполне возможны нарушения диффузности; в частности, сплошная отделка звукопоглощающими материалами или конструкциями потолка или двух противоположных стен.

Так, при сплошной звукопоглощающей отделке потолка зала и гладких, хорошо отражающих звук параллельных боковых стен происходит быстрое затухание звуковых волн в вертикальной плоскости (между потолком и креслами с людьми); в то же время звуковые волны, распространяющиеся в горизонтальной плоскости, затухают значительно медленнее.

В таких помещениях время реверберации оказывается значительно большим, чем рассчитанное по формулам Сэбина-Эйринга.

Другой причиной возможного расхождения расчетного и измеренного времени реверберации является неучет звукопоглотителей, реально существующих в зале (из-за их своеобразия). Это осветительная аппаратура, люстры, воздушные полости (ниши), соединенные щелями и отверстиями с основным объемом помещения, вентиляционные решетки, гибкие колеблющиеся элементы отделки помещения и т.п.

Для их учета нужно вводить добавочное звукопоглощение А_доби приплюсовывать его к звукопоглощению ограждений зала и кресел со слушателями.