Page 99 - 《应用声学》2023年第6期

第 42 卷 第 6 期 陈昕等： 使用脉冲声和矢量传声器的现场测量吸声系数 1209

1.2 脉冲声信号的产生 同样根据扬声器的频响和矢量传声器的频响，
对数扫频激励信号根据公式(3)生成 [15] ： 选用 10 阶，截止频率为 12000 Hz 的Butterworth低
[ ( ( ) )] 通滤波器脉冲响应信号，由于这个脉冲持续时间很
t ω 2
Tω 1 ln
x(t)=A · sin e T ω 1 − 1 , (3)
ln(ω 2 /ω 1 ) 短，因此采样率设置为131072 Hz，如图3所示。
其中，A 是幅值，T 是信号持续的时间，ω 1 是初始角 1.0
频率，ω 2 是结束角频率。综合考虑扬声器的频响和
镜像源模型，选择的频率范围为1000∼12000 Hz；扫 0.5
频信号生成的时候，采样率设置为 65536 Hz；考虑 ࣨϙ
测试时间和卷积计算耗时，选择持续时间为5 s。 0
本文使用的对数扫频信号如图 2(a)所示。为了
减少测试信号开始和结束时对系统造成的瞬态冲 -0.5
击，使用 Adobe Audition软件中的淡入淡出功能对 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
௑ᫎ/ms
信号进行处理。将图 2(a) 的信号在时域中进行反 (a) ௑۫ڏ
转，然后在 Adobe Audition商业软件中进行振幅包
6
络处理，得到的逆滤波器信号如图 2(b) 所示。使用
对数扫频信号激励扬声器，将采集到的信号与逆滤
4
波器信号进行卷积即可得到对应的脉冲响应。 ࣨϙ
1
2
ࣨϙ 0

0
-1 0 5 10 15 20 25
0 1 2 3 4 5 ᮠဋ/kHz
௑ᫎ/s (b) ᮠ۫ڏ

30 -50 图 3 Butterworth 脉冲
ᮠဋ/kHz 20 -100 (Ҫဋ/ᮠဋ)/(dBSHz -1 ) 本文使用对数扫频脉冲、Butterworth 脉冲进
Fig. 3 Butterworth pulse
10
-150
0 行测试，脉冲声时间短，当脉冲声的持续时间比周围
1 2 3 4
௑ᫎ/s 环境反射和干扰噪声形成时间短时，测试得到的就
(a) ࠫ஝ੳᮠηՂ 是有效信号，可以有效地减弱周围环境反射和干扰
1 噪声的影响。有较多的文献是使用白噪声测量吸声
ࣨϙ/T10 -3 0 系数的，因此本文也使用白噪声激励扬声器，并使用
本文的测试方法计算吸声系数，与脉冲声测试结果

-1 进行对比，结果将在2.3节直接给出。
0 1 2 3 4 5
௑ᫎ/s 2 实验结果

30 -100
ᮠဋ/kHz 20 (Ҫဋ/ᮠဋ)/(dBSHz -1 ) 2.1 在全消声室中进行测试，扬声器 (FOSTEX
自由空间测试
10
-150
0 FF85WK) 与矢量传声器 (南京粒子科技有限公司
1 2 3 4
௑ᫎ/s 提供) 朝向天空，相隔约 30 cm，如图 4 所示，若距
(b) ᤤ໚ฉ٨ηՂ 离太近会不符合镜像源模型。采用 B&K 的采集模

图 2 测试使用的扫频信号和逆滤波器信号 块 (Type 3160-A-042) 和对应的 PULSE 采集软件
Fig. 2 Sweep signal and inverse filter signal used (Labshop)，能够发出指定的声源信号并实现采集的
in the test 功能。