4.Статистическая теория. Определение диффузного звукового поля. Основные параметры звукового поля, используемые в статистической теории.

Статистический метод анализа звуковых полей является приближенным, его применение допустимо лишь для диффузного зв.поля, которое обладает однородностью (средние по времени значения плотности зв.энергии во всех точках помещения равны) и изотропностью (направления прихода потоков энергии в каждой точке поля равновероятны и средние значения энергии по различным направлениям одинаковы). С.М применим только в ограниченной обл частот и для определении зон в помещении (нельзя применять вблизи сцены или сильно заглушенных поверхностей)., он дает только среднеэнергитические значения характеристик зв.поля. Методы ст.теории широко применяются для оценки параметров зв.поля в студиях, конц.залах, контрольно-измерит.комнатах…

Все методы ст.теории применимы при определенных 3-х условиях:

1)Диффузность (однородное распрделение зв.энергиив пространстве и времени) – для этого простр-во должно иметь нерегулярную геометрич-ю форму (д/предотвращ-я стоячих волн);

2)Плотность зв.энергии в каждой точке помещения должна быть одинаковой (статистика говорит, что время реверб-ции везде одинаково);

3)общее поглощение в помещении (определяется суммой средних значений всех прошедших через нее зв.волн).

Нарастание зв.энергии происходит неравномерно, т.к:

1)Отражения разных порядков (количество отражений от стен, которые претерпела волна) – разные поверхности по разному отражают, приходят разн.отраженн-е сигналы и получается неравномерная картина.

Вр.реверберации (это время в течении которого уровень зв.давления опускается на 60Дб) зависит от: объема (чем больше объем, тем больше реверберация); площади внутренних поверхностей; среднего коэффициента поглощения. (так же см.?№2)

5. Что такое время реверберации. Формулы Эйринга и Сэбина.

Когда источник звука выключается, начинается процесс уменьшения плотности энергии в помещении, т. е. процесс спада, кот. и называется реверберацией. Реверб. процесс происходит по экспоненциальному закону. В реальных условиях процесс реверб. не имеет гладкого характера (за счет отклонений от условий диффузности звукового поля – например, при наличии дискретных отражений, выраженных резонансов, концентрации отражений в определенных точках помещений и т.д.) Для количественного описания процессов затухания энергии в различных помещениях был введен параметр «стандартное время реверберации». Ст. вр. рев. – это такой интервал времени Т(с), в течение кот. плотность звуковой энергии уменьшается в 10*6 раз по сравнению с первоначальной, при этом ее уровень снижается на 60 дБ. Ст.вр. рев. зависит от объема помещения, площади его внутренних поверхностей, среднего коэффициента поглощения и доп. затухания в воздухе. При оценке акустических характеристик различных помещений используются формулы Эйринга и Сэбина.

Ф-ла Эйринга: Т=0.161V/-Sln(1-aср), где V– объем помещения, S-площадь внутренних поверхностей, aср-средний коэффициент поглощения

При небольших коэффициентах поглощения (aср меньше 0,2) это выражение может быть упрощено:

Ф-ла Сэбина: Т=0.161V/ aсрS

Обе формулы не учитывают влияние формы помещения, места расположения звукопоглотителей и т.д. Поскольку коэффициенты поглощения частотно зависимы, стандартное время реверб. также зависит от частоты. В больших помещениях и на высоких частотах (больше 2000 Гц) надо учитывать дополнительное поглощение звука в воздухе за счет вязкости и теплопроводности. Эти параметры учитывает формула: Т=0.161V/-Sln(1- aср)+4мV, где м – показатель затухания в воздухе. Его значение для разных частот: м(8кГц)=0,03; м(4кГц)=0,02; м(2кГц)=0,01.

В работах Эйринга было показано, что процесс нарастания и спада плотности энергии в помещении можно рассматривать как происходящий ступенями через промежутки времени, равные среднему времени пробега звуковой волны.

Возможные вопросы и определения.

1) Как перевести дБ в Паскали:

L = 20lg(P/Рo), где  L= уровень звукового давления в децибелах  P= звуковое давление в паскалях  Рo= порог слышимости в паскалях = 2х10-5 (2 на десять в минус пятой степени).  (логарифм десятичный) 

2) Диффузность звукового поля - звуковое поле, которое в заданной области имеет равномерно распределенную энергетическую плотность и для которого направления распространения звука в каждой точке распределяются по случайному закону.