室内界面无规入射散射系数测量方法的研究

摘要

室内界面声散射特性的评价与测量是建筑声学领域一个重要的研究课题。国际标准化组织(ISO)即将公布无规入射散射系数的定义与测量标准。由于散射系数具有明确的物理意义，非常适合界面散射特性的评价和室内声场的计算机模拟，在理论研究和工程实践上都有迫切地需要。所以，本论文将以ISO标准的无规入射散射系数测量为背景，深入讨论改善测量信噪比，提高测量精度与速度的方法，并将此拓展到建筑声学中普遍的脉冲响应测量和混响时间估值等问题。本论文在实验室实现无规入射界面散射系数测量的基础上，提出了将振幅调制非线性调频信号(AM-NLFM信号)与无规相位多频正弦信号应用于测量，通过采用相应的信号处理技术，可以有效地提高测量的精度与速度，这对于存在非线性失真与时变情况下的室内声场脉冲响应的测量具有重要的实用意义。同时，论文从理论上分析了脉冲响应中的散射成分存在相干情况下的声场衰减规律，结合散射系数测量中的“镜面反射混响时间”的估值，提出采用声级残差最小二乘非线性拟合法对混响时间做无偏估值，获得了更为合理的结果，这对室内声场中的衰变分析具有普遍意义。最后，综合以上的测量方法，本文给出了两个典型界面散射试件的测量实例，并分析了它们的无规入射散射系数测量结果。关键词：界面声散射；无规入射散射系数；测量;脉冲响应；混响时间

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1研究界面散射特性的重要性

1.2室内界面散射特性评价与测量的研究进展

1.2.1反射声能分布的均匀性评价与测量及AES的扩散系数

1.2.2散射声能和总反射声能的比例评价与测量及ISO的散射系数

1.2.3扩散系数与散射系数的比较

1.2.4存在的问题

1.2.5其它的评价与测量方法

1.3本论文研究工作的主要内容及创新点和研究的意义

1.3.1本论文研究工作的主要内容

1.3.2本论文研究工作的创新点

1.3.3本论文研究工作的意义

参考文献

第2章 用振幅调制非线性调频信号(AM-NLFM信号)测量声场的脉冲响应

2.1常用数字信号测量方法的特点

2.1.1数字信号测量概述

2.1.2伪随机信号测量方法

2.1.3扫频信号测量方法

2.2用AM-NLFM信号测量声场脉冲响应的基本原理

2.2.1驻留相位原理与AM-NLFM信号

2.2.2声场脉冲响应的测量

2.3非线性失真对AM-NLFM信号测量的影响

2.4时变对AM-NLFM信号测量的影响

2.5小结

参考文献

第3章 无规入射散射系数测量中的声能衰减与镜面反射混响时间的线性拟合估值分析

3.1散射成分的相关性分析

3.1.1 ISO方法对散射成分的相关性分析

3.1.2 考虑散射成分相关的脉冲响应反向能量积分的声能衰减规律

3.2镜面反射混响时间的线性拟合估值分析

3.3小结

参考文献

第4章 用声级残差最小二乘非线性拟合法估值镜面反射混响时间

4.1镜面反射混响时间不同估值方法的简要说明

4.2非线性拟合法的基本原理

4.3镜面反射混响时间的声级残差最小二乘非线性拟合估值分析

4.4小结

参考文献

第5章 采用随机相位多频正弦信号测量镜面反射混响时间的时变分析

5.1随机相位多频正弦信号的调制

5.2采用伪随机信号测量镜面反射混响时间的时变分析

5.3实测检验

5.4小结

参考文献

第6章 无规入射散射系数的测量实例

6.1基本测量条件

6.2测量信号

6.2.1 AM-NLFM信号

6.2.2 随机相位多频正弦信号

6.3室内界面散射试件实测的无规入射散射系数

6.3.1 随机分布的小木块

6.3.2 3阶MLS扩散体

6.3.3实测结果的分析

6.4结论

后记