介绍 如果在具有反射边界的房间中产生冲动声音，则在边界处的重复反射导致快速建立或多或少均匀的声场。然后，当声能被边界材料吸收时，该场衰减。声能衰减的速率取决于反射表面的吸收特性和它们之间的距离。声强或声压级衰减60 dB所需的时间称为混响时间RT。RT的值可以从几分之一秒到几秒不等，并且取决于房间的大小和其构造中使用的材料的性质。 混响时间是表征房间声学特性的有用数量。建筑声学设计的第一步是为房间的预期用途确定适当的混响时间值，然后指定在结构中使用的材料，这将达到所需的RT值。对于由于过度或不充分的混响而产生声学问题的房间，RT的测量通常是确定合适的补救措施的第一步。 在该实验中，描述了用于测量混响时间的方法。该方法为结果提供快速值，并且如果与膝上型计算机一起使用，则可以容易地携带。该实验非常适合实际现场使用，适用于声学，建筑，建筑和建筑环境的技术人员和本科生。
所需设备 高分辨率PC示波器（此处使用现已停产的ADC-100，但我们可以使用任何12或16位示波器） 带有PicoLog软件的PC和用于数学数据分析的软件。 派对气球 麦克风
实验装置
设置只需要将麦克风连接到ADC-100的一个输入通道。
实验过程涉及破裂膨胀的气球以产生声音冲动。然后，ADC和PC用于捕获衰减声场产生的麦克风信号。设置数据捕获的触发级别，以便在气球爆裂时开始数据采集。
需要快速采样以确保从样本重建的信号是模拟输入信号的精确表示。记录长度应足够长，以确保完全捕获衰变事件。这里描述的实验中的设置使用了ADC-100（我们在通道A中以22 kHz测量）获得的最大采样率，并且采样0.5秒。考虑到在实验中产生的大量样品，使用PicoLog而不是PicoScope。
典型的结果 一组代表性的结果如图1所示。该图显示了脉冲后作为时间函数绘制的麦克风电压样本。x轴上的时间以微秒为单位测量。 在这种情况下，捕获了10000个样本。
结果分析 SPL = 20log（p rms / p orms）并以分贝（dB）表示 在这个定义中，对RMS 为RMS声压和对奥姆斯 为SPL测量RMS参考压力即2×10 -5 N /米2 根据定义，混响时间是SPL下降60 dB所需的时间。如果假设声压的衰减是指数的，使得SPL以线性方式下降，则表明作为时间函数绘制的SPL图的斜率仅为-60 / RT是一件简单的事情。 。 测量的量是麦克风电压而不是实际声压，但这两个量之间的比例意味着麦克风电压下降60 dB对应于SPL下降60 dB，因此可以根据电压测量值计算混响时间。 该过程是计算RMS电压V rms 并找出相对于时间绘制的V rms的对数图的斜率。在这种情况下，图的斜率是-3 / RT。 RMS电压的计算涉及对每个样本求平方，在适当的时间间隔上求平均值，然后求平均值的平方根。然后计算混响时间需要计算每个均方根电压的对数，并进行回归分析以找出log V rms 对时间的曲线的斜率。显然，鉴于大量样本，不可能手工处理数据。这里采用的程序是使用Picolog将数据保存为文本文件，然后将数据导入到具有数据分析功能的合适程序中。尽管也可以使用Excel，但MathCAD特别适用于此。 MathCAD文档的输出如图2所示。这显示了在对数图上绘制的文档中计算的RMS电压作为时间的函数，并且也在文档中计算的回归线被叠加。 平均时间是计算的可变参数。对于此处显示的图表，使用200个样本或10毫秒的平均时间。根据回归线的斜率计算的混响时间为1.44秒。
进一步研究 可以容易地研究在计算过程中改变平均时间的效果，并且可以在合理范围内显示对混响时间的计算值几乎没有影响。 更复杂的混响时间测量使用单频声源。这些声源用于建立稳定的声场，然后快速关闭。混响时间是根据衰减声压的测量值计算的。测量程序与此处描述的完全相同，因此如果有合适的声源，则可以使用此程序进行频率相关的混响时间测量。配备声卡的PC可以轻松编程，以充当合适的信号发生器。 使用笔记本电脑，可以使实验变得便携，并且可以在各种空间内快速测量混响时间。根据获得的数据，可以研究混响时间与空间特征之间的关系。
笔记 在实验中使用所谓的多媒体麦克风。这些可以从计算机商店非常便宜地获得并且是驻极体类型。为了操作，他们需要FET阻抗转换器的极化电压。ADC-100不提供此功能，因此需要图3所示的简单电路。使用的组件值是： RL =2kΩC = 10 mF Vs = 5 V.
