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HBK 2755 智能功率放大器測(cè)量并評(píng)估建筑隔聲效果
2024-05-17
一、建筑聲學(xué)簡(jiǎn)介
建筑聲學(xué)是一門研究聲音如何從某一住宅或房間傳到另一住宅或房間以及如何測(cè)量與量化聲音傳遞的學(xué)科。建筑聲學(xué)有兩種噪聲類型，分別是空氣傳播噪聲（音樂或說話聲）與撞擊聲（相鄰公寓中的腳步聲）。盡管公寓間傳播的聲音大多是經(jīng)墻傳播的空氣傳播噪聲，但也有很大一部分是通過建筑結(jié)構(gòu)間接傳播的。
建筑法規(guī)規(guī)定了相鄰公寓與連棟房屋間應(yīng)滿足的隔聲要求。隔聲是建筑隔墻的功能，而不是房間的功能。新建筑建好后，必須測(cè)量建筑聲學(xué)，確認(rèn)建筑的隔聲是否符合法規(guī)的要求。這類測(cè)量通常是簡(jiǎn)單測(cè)量房間（即放置聲源的房間與接收噪聲的房間）之間傳播的噪聲。
下圖展示了如何測(cè)量空氣傳播噪聲的隔聲量，簡(jiǎn)而言之，就是測(cè)量聲源房間與接收噪聲房間之間的噪聲級(jí)差異。
圖1 ：A：聲源；B：傳聲器；
C：聲級(jí)計(jì)；D：隔墻
二、測(cè)量設(shè)備
建筑聲學(xué)測(cè)量需使用一系列專業(yè)設(shè)備，主要包括：
1、獲得型式認(rèn)證的1級(jí)(IEC61672-1)聲級(jí)計(jì)
2、PC用相關(guān)處理后方案
3、無指向性揚(yáng)聲器（聲源）
4、驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器的功率放大器
三、無指向性聲源簡(jiǎn)介
建筑聲學(xué)使用的揚(yáng)聲器與家用音樂系統(tǒng)使用的揚(yáng)聲器完全不同，定義如何開展建筑聲學(xué)測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了無指向性揚(yáng)聲器的使用要求。音樂系統(tǒng)使用的揚(yáng)聲器主要向聽眾位置所在方向發(fā)送聲音，而無指向性揚(yáng)聲器均勻地向所有方向發(fā)射聲音。無指向性通過12個(gè)呈十二面體均勻排列的揚(yáng)聲器實(shí)現(xiàn)，因此十二面體揚(yáng)聲器有時(shí)也用于描述聲源。
無指向性揚(yáng)聲器設(shè)計(jì)通過類似于散射聲場(chǎng)的聲波快速填充聲源房，即在房間內(nèi)各個(gè)位置生成同樣的聲壓，同時(shí)聲波從房間內(nèi)所有方向到達(dá)接收者。理論上，如果一個(gè)房間內(nèi)具有完美的散射聲場(chǎng)，那么就無需考慮傳聲器的放置位置，因?yàn)?strong style="--tw-shadow: 0 0 #0000; --tw-ring-inset: var(--tw-empty,/*!*/ /*!*/); --tw-ring-offset-width: 0px; --tw-ring-offset-color: #fff; --tw-ring-color: rgba(59,130,246,.5); --tw-ring-offset-shadow: 0 0 #0000; --tw-ring-shadow: 0 0 #0000; box-sizing: border-box; margin: 0px; padding: 0px; -webkit-tap-highlight-color: transparent;">在任何位置測(cè)得的聲壓級(jí)都相同，但實(shí)際測(cè)量中不可能存在完美的散射聲場(chǎng)，因此，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求必須在房間內(nèi)的多個(gè)位置測(cè)量聲壓級(jí)，最后取平均值。
四、揚(yáng)聲器要求
市面上有多個(gè)制造商制造的不同無指向性揚(yáng)聲器，盡管這些揚(yáng)聲器看似相同，但他們的主要特征（與測(cè)量質(zhì)量有關(guān)）和次要特征（與人體工學(xué)有關(guān)）不同，性能也不同，因此需閱讀并理解各自的技術(shù)規(guī)格。
ISO 16283-1標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了建筑聲學(xué)使用的聲源的主要特征，ISO 3382-1標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了室內(nèi)聲學(xué)使用的聲源的主要特征。
1、方向性：聲源應(yīng)在所有方向均勻傳聲，也就是說，揚(yáng)聲器應(yīng)具有無指向性。以上標(biāo)準(zhǔn)對(duì)方向性進(jìn)行了定義，方向性僅是揚(yáng)聲器的功能，不受聲源房間特性的影響。
2、頻譜：測(cè)量隔聲是指測(cè)量聲壓級(jí)的差異，但標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，相鄰1/3倍頻程間的差異不得超過6 dB。由于房間的頻率響應(yīng)會(huì)影響測(cè)量結(jié)果，因此該要求針對(duì)于測(cè)量，而非設(shè)備。簡(jiǎn)而言之，測(cè)量時(shí)的目標(biāo)是捕獲聲源房間內(nèi)可能產(chǎn)生的最平坦的聲音信號(hào)。
3、聲功率級(jí)：揚(yáng)聲器的聲功率輸出應(yīng)足夠高，使接收到的聲壓級(jí)遠(yuǎn)高于背景噪聲級(jí)，該要求適用于揚(yáng)聲器與驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器的功率放大器。一般而言，一個(gè)建筑聲學(xué)用高質(zhì)無指向性揚(yáng)聲器每頻帶產(chǎn)生100dB的聲音（即聲音非常大）。
4、聲壓級(jí)的穩(wěn)定性：為保證建筑聲學(xué)測(cè)量的穩(wěn)定性，聲功率不應(yīng)隨時(shí)間有較大變化。隨著揚(yáng)聲器溫度的升高，“壓縮”效應(yīng)會(huì)減小聲壓級(jí)，因此應(yīng)補(bǔ)償該效應(yīng)，使聲壓級(jí)的減小速度小于0.2dB/min。
次要特征僅與人體工學(xué)（如尺寸和重量）有關(guān)。盡管次要特征的重要性亞于主要特征，但建筑聲學(xué)測(cè)量通常由一個(gè)人開展，當(dāng)測(cè)量時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，測(cè)量設(shè)備的重量與搬運(yùn)方案就變得十分重要，尤其是在電梯尚未投入使用的新公寓大樓中。
五、2755型功放
HBK 2755型智能功率放大器是一款強(qiáng)大的緊湊輕便功率放大器，內(nèi)置信號(hào)發(fā)生器，配合4292-L型全指向性聲源完成建筑聲學(xué)測(cè)試。它具有單通道或雙通道輸出，并且輕便易于攜帶，適合于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。與4292-L型全指向性聲源使用時(shí)，能夠獲得最大和平直的聲功率輸出。對(duì)于連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間工作，也能夠獲得非常穩(wěn)定的聲功率輸出。此外，它可以作為通用USB音頻設(shè)備使用，可以直接連接幻像供電和CCLD傳聲器以及揚(yáng)聲器。
建筑聲學(xué)測(cè)量是一項(xiàng)技術(shù)活，實(shí)施測(cè)量的技術(shù)人員需接受相關(guān)培訓(xùn)，并熟悉當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)法律，此外還需要使用適當(dāng)?shù)膶I(yè)設(shè)備，包括完全合規(guī)的無指向性聲源。滿足以上條件后，技術(shù)人員方能夠客觀地測(cè)量任何兩間房之間的隔聲以及將測(cè)量結(jié)果與適用的建筑法規(guī)規(guī)定的數(shù)值進(jìn)行對(duì)比。
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