混响时间 RT60
混响时间 RT60 如何定义?
混响时间测量在 ISO 3382-1,ISO 3382-2 和 ASTM E2235 等标准中均有定义。
RT60 是测量混响时间的客观方法,表示从声音突然停止到声压级降低 60 dB 所用的时间。T 或 RT60 也经常被用作混响时间的缩写。
房间内不同位置的 RT60 值各不相同。因此,最常见的是用各处测量的平均值作为结果。
视频:如何测量混响时间 RT60
视频演示了如何使用 XL2 分析仪和 DS3 十二面体声源测量混响时间。
中断声源法快速测量混响时间
测量仪器
推荐使用 XL3 或 XL2 声学分析仪测量混响时间 RT60,它们的全自动测量功能大大简化了操作,省时省力。
更多关于测量设备的拓展
RT60 使用实际测得的衰减曲线,通过最小二乘法计算而来。简单来说,通过计算,找到一条最能拟合测量数据的直线(线性拟合)。
XL2 还会自动计算两个辅助结果,相关因子和不确定度。这都是标准要求的,能体现结果的精度。
- 相关因子(Correlation)表示计算出的线性修正和实际衰减曲线的匹配度有多高。较高的相关因子代表线性度更好,失真更小的衰减曲线。
相关因子以百分比表示,100% 表示声源停止后声压级完美线性衰减。实际相关因子不会这么高,一般在 80% 至 100% 之间。 - 不确定度(Uncertainty)的引入是因为粉噪声不是连续信号而是随机信号。不确定度取决于测得的混响时间(混响时间越长,不确定度越低)和每个频带的带宽(带宽越宽,不确定度越低)。低频部分的不确定度更高。
不确定度受测试周期,测试方法(T20 或 T30 结果)和测量时分辨率(1/3 或 1/1 倍频程)影响。
所以,要获得更小的不确定度(也就是更好的结果):
- T30 结果比 T20 结果更好;
- 1/1 倍频程比 1/3 倍频程结果更好;
- 5 个周期比 3 个周期的结果更可靠(注意:标准通常要求至少测量 3 个周期)。
推荐将麦克风和声源多放几处不同位置,并将测量结果平均,以补偿房间声学响应(由房间空间结构造成的声学响应)。
麦克风一定要距离任何反射面(墙壁,门,窗户,地面,桌子等) 1 米以上。
此外,还有一个公式帮助我们确定麦克风与声源间的距离。它确定了进行有效 RT60 测量时麦克风与任意类型声源的最小距离。
公式并不复杂:
C = 声速 [米/秒]
T = 预估的混响时间 [秒]
比如,20 ℃时,在一间 10 米 x 9 米 x 5 米的小厅,预估混响时间 2 秒,则麦克风必须离声源 1.6 米以上。
V = 10*9*5 = 450 米3
C = 342 米/秒 (@ 20℃)
T = 2 秒
安全距离 = 2*√ 450/(342*2) = 1.6 米
了解更多关于:✨ 临界距离和安全距离 ...
标配的 XL2 分析仪以 1/1 倍频程测量混响时间 RT60,安装扩展声学包可以测量 1/3 倍频程分辨率。
对大多数应用来说,测量 1/1 倍频程结果已经足够,除非标准中明确要求测量 1/3 倍频程。
声源声压级能达到 100 dB,房间本底噪声最大 55 dB 的情况下就可以使用 T30 方法
通常情况下一个房间(比如公寓或办公室)的环境噪声所产生的本底噪声约在 40 - 50 dB。要测量 60 dB 的衰减,声源就必须在本底噪声基础上再加 75 dB(5 dB 为自动触发需要,10 dB 为余量)。也就是需要在整个频带上发出 125 dB 的声音,这不仅在实践中,即便技术上也很难实现。
因此,在实践中,我们通常只测反射声衰减 20 dB 或 30 dB 的时间。这就是人们熟悉的 T20 或 T30 测量法。如果衰减是线性的,可以推算出
- RT60(T20) = 3 * (声压衰减 20 dB 所需的时间)
- RT60(T30) = 2 * (声压衰减 30 dB 所需的时间)
总的来说,T30 比 T20 更好,因为它不确定度更低。但是当本底噪声太大或者声源不足以发出 45 dB 的余量时,T20 是您最好的选择。
可以通过平均一系列频带的测量值计算单一 RT60 结果。
当您使用单一 RT60 值作为结果时,不要忘记注明结果平均所用到的频率,否则结果毫无意义。
比如,可以使用倍频程结果中 500 Hz 和 1000 Hz 的值计算单一的 RT60 值。
频率 f [Hz] | 倍频程 RT60 [s] |
---|---|
63 | 0.90 |
125 | 0.87 |
250 | 0.76 |
500 | 0.67 |
1000 | 0.59 |
2000 | 0.56 |
4000 | 0.56 |
8000 | 0.51 |
(0.67 + 0.59) / 2 = 0.63
结果可以表示为:RT60[500Hz, 1000Hz] = 0.63
对于 1/3 倍频程测量结果,您可以选择从 400 Hz 到 1250 Hz 上 6 个频带的值用于平均。
频率 F [Hz] | 1/3 倍频程 RT60 [s] |
---|---|
50 | 0.29 |
63 | 0.25 |
80 | 0.31 |
100 | 0.20 |
125 | 0.22 |
160 | 0.21 |
200 | 0.27 |
250 | 0.22 |
315 | 0.41 |
400 | 0.34 |
500 | 0.36 |
630 | 0.25 |
800 | 0.22 |
1000 | 0.23 |
1250 | 0.22 |
1600 | 0.22 |
2000 | 0.25 |
2500 | 0.21 |
3150 | 0.20 |
4000 | 0.22 |
5000 | 0.22 |
6300 | 0.21 |
8000 | 0.23 |
10000 | 0.22 |
(0.34 + 0.36 + 0.25 + 0.22 + 0.23 + 0.22) / 6 = 0.27
结果可以表示为:RT60[400Hz-1.25kHz] = 0.27
根据 ISO 3382-1 标准,上述两个结果还可以额外标注 T30,mid 或 T20,mid,取决于您测量 RT60 时所选的衰减量(20 dB 或 30 dB)。为了得到规范的报告,也为了便于日后在相同测试条件下复现结果,推荐在报告中列出完整频率和结果。
整个测试流程和 XL2 声学分析仪就是为单人设计的。
不过,虽然很吵,但多一个人帮您移动声源总是好的。
测量过程中所有人都要保持静止和安静。所有人都要佩戴听力保护设备。不要让任何人靠近麦克风。
房间中的人会吸收声音能量从而降低 RT60 值。您需要记录测量中在现场的人数。
RT60 测量声源
一定要注意听力保护,因为 RT60 测量声源的声音响度非常大!
取决于您所测房间的类型和用途,有多种声源可以选择。
根据 ISO 3382 和 ASTM E2235 等标准,多数混响时间 RT60 的测量都需要使用扩散声源,也就是说,声音在各方向的能量必须一致。对于精确测量,声源必须具备全指向性。
十二面体声源扬声器
DS3 十二面体扬声器套件提供了适用于大多数应用场景的强大无指向性声源。
十二面体声源扬声器套件
优势
- 相对能发出 120.5 dB 的声源十分轻便
- 无线远程控制
- 均衡的粉噪声涵盖 100 Hz - 8 kHz
- 较低功率压缩确保长时间工作的稳定性
- 可重复使用
- 满足各类标准,不允许使用脉冲声源时仍可使用
δ - 脉冲拍击器
优势
- 方便携带
- 无需设置
- 经济可靠
不足
- 脉冲声可能难以覆盖整个测量频带
- 声能可能无法充满较大空间
- ASTM E2235 标准不支持脉冲声源测量
δ - 脉冲拍击器
δ - 脉冲拍击器(读作 delta)是测量混响时间的实用脉冲声源。它让多次重复测量变得轻松便捷。
其它声源
不推荐携带发令枪进入机场或学校等场所。
枪的口径越大,其能涵盖的频率越多,能产生的声能也越大,便能测量更大的空间。
枪弹击发会留下火药残留 - 请在使用前确认是否合适,特别是对火药比较敏感的场所,比如酒店。
优势
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不足
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气球越大,其能涵盖的频率越多,能产生的声能也越大,便能测量更大的空间。
请使用质量合格的气球,便宜的气球或许会在您的客户面前不合时宜的爆炸。
优势
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不足
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拍手可以预估混响时间 RT60。
优势
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不足
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关于声源的扩展
在关闭声源触发测量前,应该播放足够长的时间让注入声和吸收声达到平衡。换句话说,要有足够的时间让声音充满整个空间。
总的原则是,粉噪声播放时长不能短于预估的混响时间 RT60。
如果不确定,每次测量前播放声源 5 秒。
如果你发现自己要测量的是一间很大或很长,又没有扩声系统的房间,那你就得想一些有创意的方法发出声音了。比如用一本结实的书摔在地上。
我们鼓励大家跳出思维局限,您可以关注我们,分享自己富有创意的测量方法。
十二面体
名词
十二面体是指由十二个面组成的三维多面体。源于希腊单词“dodekaedros ”,也就是十二个面的意思。
建筑隔声和精确的混响时间测量需要使用全指向性声源。全指向性声源能向所有方向发出均衡的能量。安装于多面体的扬声器组能够输出一致,全指向的声辐射。
可以用来制作全指向性声源的多面体只有以下五种:
四面体(tetrahedron) | 有四个三角形面 |
六面体或正方体(hexahedron / cube) | 有六个方形面 |
八面体(octahedron) | 有八个三角形面 |
十二面体(dodecahedron) | 有十二个五边形面 |
二十面体(icosahedron) | 有二十个三角形面 |
国际标准 ISO 3382-1:2009 和 ISO 16283-1:2014 明确规定了无指向性声源的指向性。要得到充分接近无指向性的的一致声辐射,十二面体是最佳选择。
NTi Audio 在设计十二面体声源时,充分考虑了携带的便捷性,能提供强大的声功率,同时确保频谱的平坦和一致性 - 所有这些,都能以一个可接受的价格提供。
混响时间参考值
标准中列出了一些典型场所和推荐的 RT60 值:
场所 | 体积 | 临界距离 Dc | 推荐 RT60 |
录音棚 | < 50 m3 | 1.5 m | 0.3 s |
教室 | < 200 m3 | 2 m | 0.4 - 0.6 s |
办公室 | < 1'000 m3 | 3.5 m | 0.5 - 1.1 s |
报告厅 | < 5'000 m3 | 6 m | 1.0 - 1.5 s |
音乐厅,剧院 | < 20'000 m3 | 11 m | 1.4 - 2.0 s |
教堂 | 2 - 10 s |
快速指南
应用手册
解决方案一览
配置
测量套件基本配置
包含
- XL3 或 XL2 声学分析仪
- 室内声学报告软件
- M4261 量测麦克风
- MR-PRO 音频信号发生器
- ASD 缆线
- 电源适配器
- Exel 工具箱
测量套件专业配置
包含
- XL3 或 XL2 声学分析仪
- 扩展声学包选件
- 室内声学报告软件
- M2230 量测麦克风
- MR-PRO 音频信号发生器
- ASD 缆线
- 电源适配器
- Exel 工具箱
- 内置信号发生器的 PA3 功放
- DS3 十二面体声源扬声器
- DS3 支架