11
- Требования к спектральным характеристикам
- Общие положения
Эффективный частотный диапазон сигнала возбуждения должен, по меньшей мере, перекрывать полосу в долю октавы, в которой выполняют измерения. Если выполняют широкополосные измерения, перекрывающие весь слышимый диапазон частот, то следует стремиться приблизить форму спектра сигнала возбуждения, измеренного в точке размещения микрофона, к форме спектра фонового шума, преобладающего в этой точке. Посредством этого может быть получено независящее от частоты отношение сигнал/шум. Типичные источники фонового шума (системы кондиционирования воздуха, транспортный поток и т. п.) имеют возрастающее по мере уменьшения частоты спектральное распределение. Поэтому при измерении импульсной переходной характеристики сигнал возбуждения должен иметь подъем спектра на низких частотах.
Во многих случаях для получения приемлемого отношения сигнал/шум пригоден сигнал возбуждения в виде розового шума (с постоянной энергией в полосе в долю октавы).
Однако при измерениях звукоизоляции коэффициент звукоизоляции обычно возрастает на высоких частотах, что приводит к необходимости повышения энергии возбуждения в этом диапазоне частот.
Соответствующий измерительной задаче способ формирования спектра сигнала возбуждения должен компенсировать акустическую энергию отклика измерительного громкоговорителя и осуществлять подстройку спектрального распределения сигнала к фоновому шуму. В качестве коэффициента передачи схемы формирования сигнала возбуждения можно использовать произведение сглаженного спектра фонового шума и инвертированного спектрального отклика громкоговорителя, ограниченного диапазоном частот измерений.
- Повторяющееся возбуждение
Если применяют повторяющийся через период TREp, с, сигнал возбуждения, то его спектр будет состоять из множества узких спектральных линий, отстоящих на расстояние Af, Гц, определяемое по формуле
1
TREP
Для гарантированного возбуждения всех мод период повторения сигнала возбуждения должен быть не меньше времени реверберации испытуемого помещения. Данное требование соблюдают как при измерении времени реверберации, так и при измерении разности уровней звукового давления. Оно выражается соотношением
TREP - T (10)
Примечание — Каждая мода помещения может быть аппроксимирована коэффициентом передачи полосового фильтра второго порядка с определенной добротностью. Большая добротность соответствует узкополосному частотному отклику и длительному спаду звукового давления после прекращения возбуждения. Для фильтра второго порядка с полосой пропускания шириной B, Гц (по уровню минус 3 дБ), время реверберации приблизительно равно 2,2/B, с. Соотношение (10) гарантирует, что хотя бы две спектральные линии сигнала возбуждения попадут в полосу каждой моды помещения.
- Неповторяющееся возбуждение
Сигнал неповторяющегося возбуждения может иметь любую подходящую продолжительность. Для обеспечения возможности записать спадающий отклик за возбуждением должен следовать период тишины. Спад должен быть зарегистрирован на интервале времени не менее половины времени реверберации. Для возбуждения сигналом КЧ, описанным в приложении В, требуемая продолжительность периода тишины обычно определяется временем реверберации на самых высоких частотах.
- Уровни звукового давления и линейность
Звуковая энергия возбуждения должна быть достаточной для получения эффективного отношения сигнал/шум, удовлетворяющего требованиям настоящего стандарта и совпадающим с требованиями для классического метода. Методы на основе детерминированных сигналов возбуждения обычно более эффективно подавляют посторонний шум, позволяя получить увеличение на 20—30 дБ отношения сигнал/шум по сравнению с классическим методом.
Применение громкоговорителей обычно вносит нелинейные искажения, которые увеличиваются с ростом уровня возбуждения. Для достижения оптимального отношения сигнал/шум уровень сигнала возбуждения должен быть подобран входе предварительных экспериментов. Определение необходимого уровня сигнала в случае применения метода ПМД, изложенного в приложении А, требует специального рассмотрения. Правильное применение метода КЧ, описанного в приложении В, позволяет исключить из результатов измерений помехи, вызванные гармоническими искажениями.