Page 27 - 《应用声学》2025年第3期

第 44 卷 第 3 期 廖文俊等： 一种基于传递函数测量的扩声系统传声增益计算方法 561

机处理。测量激励信号采用扫频信号，起止频率分 环境，设置传声器测点在全屋区域内均匀布置，测点
别为 20 Hz 和 20 kHz，持续时间约为 2.7 s，采样率 高度模拟站高设置为 1.5 m，室内平均混响时间约
为48 kHz，具体的验证实验硬件连接如图6所示。 为 0.5 s；环境二为会议室环境，设置传声器测点位
由于传递函数的时不变条件，本文提出的方 置在单侧听众区域内均匀布置，测点高度模拟坐高
法适用于静态的建声环境。其中两组实验的实验 设置为1.2 m，室内平均混响时间约为1.0 s。
环境和测点位置分布如图 7 所示。环境一为视听室 具体的实验流程如下：
˜
(1) 测量被测扩声系统开环传递函数 F(ω)，并
根据 2.1节的方法仿真得到最高可用增益值 ˆg max 和
0.5 m
对应的啸叫频点；
ܦູ ᜂ฾ੱܦጇፒ
͜ܦ٨ ͜ܦ٨Ҫஊ (2) 在关闭扩声系统的情况下，使用测量传声
ូᮃԼ ܦᮠଌ԰ 器依次对房间内不同的测点 i 测量两个扬声器的传

ੴܦ٨Ҫஊ 递函数 H i (ω) 和 D i (ω)，根据 2.2 节的方法得到总冲
激响应和传声增益计算值；
ᜂ฾ੱܦጇፒੴܦ٨
฾᧚͜ܦ٨
(3) 在打开扩声系统的情况下，调整调音台
图 6 验证实验硬件连接图 (MIX5, RunningMan) 增益，使其达到最高可用增
Fig. 6 Verification experiment hardware connec- 益并记录临界时刻的啸叫频点，选择并播放测量
tion diagram 声源 (Talkbox, NTi) 的粉红噪声信号，配合声级计
(XL2, NTi) 对房间内各测点 i 进行测量，记录声压
级值并得到传声增益的测量值作为参考。

3.2 实验结果与分析

ܦູ ጇፒ͜ܦ٨ ฾ག3 ฾ག6 1 首先，对最高可用增益下声源端到传声器端的
总冲激响应进行验证。选取环境一中测点 1 位置，
6
฾ག1 ฾ག4 ฾ག7
1 开启扩声系统测量该位置带反馈的总冲激响应信
号，其与仿真结果的对比如图 8 所示。图中第 1 个
฾ག2 ฾ག5 ฾ག8
ጇፒੴܦ٨
2 峰值的点对应声源的直达声，第 2 峰值点与其间隔
为 101 个点，考虑到扩声系统本身时延有 23 点，根
据换算得到二者的声程差约为 0.5 m，和与实验设
1.0 0.5 1.5 1.5 ӭͯ὘m
7 备的现场布置距离基本符合，确认红框表示区域主
(a) ᜽զࠉ(ဗܒʷ)
要来源于扩声系统对总冲激响应的影响，可以看到
仿真结果的误差很小。此外，实测到的啸叫频点为
ጇፒੴܦ٨
1166 Hz，仿真得到的啸叫频点为 1167 Hz，误差仅
฾ག2 ฾ག4 ฾ག6 0.5
为1 Hz。
1.0
฾ག1 ฾ག3 ฾ག5 其次，对传声增益进行验证。传声增益对比结
6.2
ܦູ ጇፒ͜ܦ٨ 果如表 1所示，可以看到，根据现行方法测量得到的
各测点处传声增益测量值和本文提出方法的计算
3.1
值较为接近，误差较小。
进一步分析误差成因，可以发现本文方法得到
的传声增益结果与测量值相比普遍偏低。考虑到实
0.5 0.5 1 1 ӭͯ὘m
7.7 际的声学环境并不是理论上时不变的稳定系统，因
(b) ͘ᝬࠉ(ဗܒ̄) 此对比理论声反馈路径模型中扩声系统开环传递

图 7 验证实验环境与测点分布 函数保持不变的假设，测量到的扩声系统开环传递
Fig. 7 Verification experiment environment and 函数会存在波动，更不容易产生啸叫，导致实际声学
measuring points distribution 环境中扩声系统达到的最高可用增益会比计算值