Время реверберации

Время реверберации  T ₆₀ или просто  T , на английском языке в основном время реверберации ( RT ), является наиболее известным ключевым показателем для акустики помещения . Время реверберации - это временной интервал, в течение которого звуковое давление в комнате падает до доли, при Т ₆₀ до одной тысячной от своего первоначального значения, когда источник звука внезапно затихает, что соответствует снижению уровня звукового давления на 60.  дБ .

Время реверберации комнаты обычно предоставляется на центральной частоте в третьей октавы фильтра с частотой 500  Гц или 1 кГц или в качестве частотно-зависимой кривой, но это не представляет собой частотную характеристику реверберации.

Время реверберации и звукопоглощение

Американский физик Сэбин (1868-1919) выяснил , в результате экспериментов , в 1898 году , что время реверберации пропорционально к объему помещения и обратно пропорционален эквивалентной площади поглощения окружающих поверхностей, т.е. ЧАС. Чем больше комната и чем жестче (более отражающими ) материалы поверхности, тем больше время реверберации: ${\ displaystyle V}$ ${\ displaystyle A}$

${\ Displaystyle Т = к \ cdot {\ гидроразрыва {V} {A}}}$

с участием

${\ displaystyle A = \ sum _ {i = 1} ^ {N} S_ {i} \ alpha _ {i} + 4 мВ}$

Здесь

• ${\ displaystyle S_ {i}}$ соответствующие частичные области
• ${\ displaystyle \ alpha _ {я}}$связанные степени абсорбции ; высокая степень поглощения соответствует низкой степени отражения в акустике и наоборот
• ${\ displaystyle m}$звук затухания в среде распространения , например , Б. Воздух; часто, особенно в помещениях небольшого объема, коэффициентом затухания можно пренебречь.${\ displaystyle 4mV}$

Константа пропорциональности имеет значение

• ${\ displaystyle k = {\ frac {24 \ cdot \ ln 10} {340 {\ frac {\ mathrm {m}} {\ mathrm {s}}}}} = 0 {,} 163 {\ frac {\ mathrm {s}} {\ mathrm {m}}}}$, предоставлена ${\ displaystyle \ alpha \ ll 1}$
• для следующей формулы Эйрингса дает лучшие значения.${\ displaystyle \ alpha> 0,2..0,3}$

В 1920-х годах это уравнение, сделавшее возможным акустическое планирование зданий на этапе проектирования, было переработано в формулу реверберации Айринга , которая применима ко всем : ${\ displaystyle \ alpha}$

${\ Displaystyle Т = к \ cdot {\ гидроразрыва {V} {4mV-S \ ln (1- \ альфа)}}}$

Для малых значений формула Эйринга переходит в формулу Сабина с приближением . ${\ displaystyle \ alpha}$ ${\ Displaystyle \ пер х \ приблизительно х-1}$

Измерение

Определение времени реверберации происходит классическим способом путем измерения звукового давления в исследуемой комнате после выключения источника шума , который сам по себе не должен отражаться, или после генерации импульсного звука , например Б. с холостым пистолетом . Современные методы используют специальные измерительные сигналы , такие как максимальные последовательности  (MLS) или развертки  ( щебетание ), которые воспроизводятся через всенаправленные измерительные громкоговорители . По возбуждению и полученным сигналам, измеренным в комнате, импульсная характеристика рассчитывается с использованием преобразования Адамара (MLS) или обратной свертки на временном уровне или сложного деления на частотном уровне (развертки) , из которых можно построить график Шредера. рассчитываться.

Различные исследования показывают, что погрешности измерения иногда могут быть значительными.

Звуковое давление в комнате снижается почти экспоненциально с течением времени . Логарифмическая мера для звукового давления ( уровня звукового давления ) , следовательно , уменьшается почти линейно с течением времени, крутизной соответствующей прямой линией является мерой времени реверберации. Время реверберации может существенно отличаться для разных частот; Сигнал фильтруется соответствующим образом для подробного расчета .

Метод измерения времени реверберации определен в серии стандартов из трех частей DIN EN ISO 3382 .

Ощущение слуха

Наше субъективное восприятие реверберации в основном зависит от времени вскоре после первоначального сигнала, поскольку более поздняя реверберация обычно маскируется окружающим шумом. Следовательно, помимо времени реверберации и времени раннего затухания  EDT , с английского языка: используется Early Decay Time . Время раннего затухания EDT определяется как время, за которое уровень выходного сигнала уменьшается на 60 дБ. Однако при этом измерении учитывается только время, необходимое для снижения с 0 дБ до –10 дБ. Затем измеренное время экстраполируется до падения на 60 дБ .

Оптимальное время реверберации

Часто задают вопрос об оптимальном времени реверберации, то есть времени реверберации, которое большинство аудитории, а также участники субъективно воспринимают как особенно подходящее и обозначенное таким образом. Оптимальное время реверберации зависит от цели, для которой комната используется с акустической точки зрения.

• В случае помещений для записи и управления ( например, студий звукозаписи ) время реверберации должно быть как можно короче, чтобы запись или воспроизведение через громкоговоритель как можно меньше ухудшалось из-за отражений в помещении. (Время реверберации <0,3 с).
• В помещениях, предназначенных для презентации речи (например, классах , лекционных залах ), с одной стороны, разборчивость речи не должна ухудшаться из-за чрезмерного времени реверберации; с другой стороны, громкость динамика должна быть увеличена за счет реверберации (времени реверберации). от 0,6 до 0,8 с). Для людей с другим родным языком или с ослабленным слухом это значение следует уменьшить примерно на 20%. Время реверберации для классных комнат рекомендовано DIN 18041.
• В помещениях для исполнения музыки оптимальным временем реверберации является время реверберации, которое большинство слушателей, а также участники считают наиболее подходящим. В основном это зависит от типа звуковой презентации и объема комнаты. Оптимальное время реверберации для исполнения симфонической музыки зависит от типа композиции, состава оркестра и вкуса времени. Вот почему «ориентировочные значения» для оптимального времени реверберации следует тщательно и широко оценивать (время реверберации от 1,5 до 3 с).

DIN 18041 « Слышимость в малых и средних комнат», в новой версии с апреля 2004 года, дифференцирует номера в соответствии с их необходимой разборчивости речи и делит их на группы А и В.

Группа A - Хорошая разборчивость речи на больших расстояниях, например Б. Классная комната. Комнаты группы А различаются языковыми сценариями и делятся на уроки, язык и музыку. В зависимости от размера комнаты целевое время реверберации может быть рассчитано по формуле или считано с диаграммы. Помещения объемом до 250 м³ нельзя перезатушить, так как прямого источника звука достаточно.

Группа B - Хорошая разборчивость речи на коротком расстоянии, например Б. офисы, коридоры, прилавки. Для помещений в группе B DIN не определяет целевое время реверберации. «Рекомендация» для современной акустики помещения определяет, какое количество абсорбирующего материала какого класса абсорбции (согласно DIN EN 11654) должно быть внесено в комнату по отношению к ее объему. Необходимо соблюдать расположение поглотителей.

Ограничения акустики помещения в офисах временем реверберации часто бывает недостаточно. Другие аспекты, такие как конфиденциальность и класс артикуляции , также должны быть приняты во внимание.

Примеры времени реверберации

Большие оперные сцены имеют длительное время реверберации (среднее время реверберации, полностью занято):

• большие залы Берлинской филармонии , Лейпцигского Гевандхауса и Венского музыкального театра каждые 2,0 секунды
• Метрополитен-опера в Нью-Йорке , Кельнская филармония и Оперный театр Осло от 1,7 до 2,0 секунд каждый.
• в Бетховенхалле Бонн 1,7 секунды
• Milan Scala 1,6 до 1,8 секунды
• у дрезденской оперы Земпера 1,6 секунды.
• Royal Festival Hall в Лондоне 1,4 до 1,5 секунд
• в Koninklijk Концертгебау Амстердам 2.2 секунды

Staatsoper Унтер ден Линден первоначально имел время реверберации только 1,1 секунды и достигается только 1,6 секунды благодаря использованию электронного усиления; Поднятие комнаты и звуковых комнат ремонта позволило с 2017 года достичь этого времени реверберации без оплаты обучения. Только после этого времени реверберации качество звука в комнате будет приблизительно оптимальным для запланированного назначения; тогда звуковые колебания достаточно продолжительны, хорошего качества и везде хорошо слышны.

Соответственно, у церквей самое долгое время реверберации: в то время как церковь Св. Михаэлиса в Гамбурге длится 6,3 секунды, Ульмский собор - 12 секунд. Рекордсменом с объемом помещения 230 000 кубометров является Кельнский собор с показателем 13 секунд.

Вышедший из употребления резервуар для воды Severin в Кельне, подземное бетонное здание с внутренним пространством около 20 000 м³, работает до 45 секунд.

Меблированные жилые помещения обычно имеют время реверберации от 0,5 до 0,6 секунды. Помещения студии звукозаписи более демпфированы и имеют время реверберации от 0,2 до 0,3 секунды. В безэховых помещениях вряд ли можно говорить о времени реверберации - это примерно 0,01 секунды.

Смотри тоже

Радиус реверберации | Звук в номере | Размер звукового поля | Convolution Reverb | Мера ясности

веб ссылки

• Расчет времени реверберации RT 60 по Сабине , sengpielaudio.com
• Три кривые реверберации - но только одна частотная характеристика , sengpielaudio.com (файл PDF; 109 кБ)
• Основа для игнорирования низких частот - полезно ли более длительное время реверберации ниже 200 Гц? , sengpielaudio.com (PDF; 5,1 МБ)
• Возможность загрузки программного обеспечения для расчета времени реверберации.

Индивидуальные доказательства

1. ↑ Круглого теста малиновки время реверберации 2019. Проверено 10 ноября 2019 года . 
2. ↑ Андреас Фризеке: Аудиоэнциклопедия: справочник для звукорежиссеров , 2007, стр. 100
3. ↑ https://blog.rheinenergie.com/index.php/detailseite-reingeblickt/perle-des-koelner-suedens-ein-besuch-im-wasserwerk-severin.html