Page 26 - 《应用声学》2025年第3期

560 2025 年 5 月

1 如图 5 所示，依据 GB/T 4959–2011《厅堂扩声
ˆ g a = min . (8)
˜
特性测量方法》 在房间内选取听众区的n 个测点，
i=1,2,··· ,N |F(ω i )| [1]
仅通过系统稳定性判据得到的临界增益估计 测量两种声源在房间内各测点i(包含听众区测点和
值 ˆg a 和啸叫频点 ˆω a 与实际值始终存在一定误差。 系统传声器位置) 的房间传递函数 H i (ω) 和 D i (ω)，
因此，本文在得到初步的估计值 ˆg a 后，将以 ˆg a 为中 其中，系统传声器位置处的房间传递函数为 H 0 (ω)
心选择合适的搜索区间，区间宽度可根据经验设置 和D 0 (ω)。
为 ˆg a 的 20%。此时，通过声反馈路径模型仿真给定
฾ག i
增益值时的输出电信号 ˜u(t)，再根据 ˜u(t) 的啸叫判
定结果对区间内的增益值进行二分搜索，得到满足
阈值条件的临界啸叫增益值 ˆg end 和对应的啸叫频 ੝ᫎ͜᤬Ѧ஝ D i↼ω↽ ੝ᫎ͜᤬Ѧ஝ H i ↼ω↽
点。最终，根据定义将其减少 6 dB 得到最高可用增
益值 ˆg max 。这样既利用系统稳定性判据缩小了最高
可用增益值的搜索范围，又利用声反馈路径模型仿 ੱܦጇፒनဗ
∼
真对其进行进一步精确。 ܦູ ͜᤬Ѧ஝F↼ω↽
ᜂ฾ੱܦጇፒ ᜂ฾ੱܦጇፒ
具体啸叫判定的流程如图 4 所示。首先，对给 ͜ܦ٨ ੴܦ٨
定增益值时模拟的输出电信号 ˜u(t) 进行分帧、加
图 5 传递函数测量示意图
窗和离散傅里叶变换。其次，选择每帧信号中功
Fig. 5 Transfer function measurement diagram
率谱幅值比较大的频率点作为候选啸叫频点，再
利用线性调频 Z 变换方法 [12] (Chirp Z-transform, 此时，可以得到最高可用增益下的房间内各测
CZT)进一步细化频谱找到更准确的候选啸叫频点。 点i处的总冲激响应h all,i (t)，如式(10)所示：
最后，对候选啸叫频点的预设特征值进行相应计 h all,i (t) =
算和啸叫判定，对增益值进行调整。常见的检测 −1 {
F D i (ω) + H i (ω) · (D 0 (ω) · F feedback | g=ˆg max (ω)
特征包括峰值均值功率比 (Peak-to-average power }
+ D 0 (ω)) , i = 0, 1, 2, · · · , n. (10)
ratio, PAPR)、帧间峰值保持度 (Interframe peak
magnitude persistence, IPMP) 等 [13] ，这些检测指 根据测点 i 处的总冲激响应 h all,i (t) 可仿真出
标并不是只能单独使用的，多个指标融合可以提升 输入给定粉红噪声s(t)时房间内不同测点位置处的
检测效果，本文将会采用PAPR+IPMP结合的方案 声压级，最终计算房间内听众区各测点处声压级平
来实现最终啸叫的识别。 均值与系统传声器处声压级的差值，得到传声增益
如式(11)所示：
ܙ ࣃᅼ঴Ԧᯠ᡹य़ u↼t↽~ Ѭ ᮠ ࢏ ᮠ ྲ ؋ ( n )
~
ᄞ ͜᤬Ѧ஝F↼ω↽ ࣝ ៨ ϙ ៨ ढ़ Է ∆SPL TG = 20 lg 1 ∑
g ᣥКηՂv↼t↽ ҫ Ѭ ଢ ጺ ᝠ Ѽ ∥s (t) ∗ h all,i (t)∥ 2
~
ቔ ౢ ԩ ӑ ካ ࠀ n
i=1
( )
ಪ૶؋ԷѼࠀፇ౧ូடܙᄞ g − 20 lg ∥s (t) ∗ h all,0 (t)∥ . (11)
2
图 4 啸叫判定流程图 3 实验验证
Fig. 4 Howling decision flow chart
为验证传声增益计算方法的准确性，在实际声
2.2 传声增益计算
学环境搭建扩声系统，测量本方法需要的冲激响应
基于最高可用增益值 ˆg max 和扩声系统开环传
计算传声增益，并依据 GB/T 4959–2011《厅堂扩声
˜
递函数F(ω)构建声反馈路径模型，在给定电输入信
[1]
特性测量方法》 测量传声增益作为参考。
(t)，如
号 ˜v(t) 时仿真出系统内部的电信号 ˜u| g=ˆg max
3.1 实验设置
式 (9) 所示，通过输入和输出信号之间的解卷积运
算可计算出此时扩声系统带有声反馈的系统传递 在实验测量链路中，激励信号由计算机生成，
(ω)： 通过声频接口 (FIREFACE UC, RME)馈给被测扩
函数F feedback | g=ˆg max
声系统扬声器或声源，再由被测扩声系统传声器或
(t)}
F {˜u| g=ˆg max
(ω) = . (9)
F feedback | g=ˆg max 测量传声器接收信号后通过声频接口传输至计算
F {˜v(t)}