一、行业现状与产品介绍
日常说话、影院观影、会议室开会,声源停止发声后,声音由于多次反射或散射而延续的现象就是混响;在行业定义中,声源停止发声,声能密度自原始值衰变到其百万分之一(60 dB)所需要的时间即为混响时间,它是影院、体育馆、演播厅、机房等建筑声学设计与噪声验收的关键指标,检测数值全部依靠混响测试设备获取。
目前市面上各品牌混响测试设备种类繁多,广泛应用在工程现场与实验室,长期以来,混响测试设备的混响时间准确性验证存在一定实操难点:缺少标准化测量设备,混响测试设备是否失准无法判定,极易导致检测数据出错、项目验收受阻。
爱华AWA1652型信号发生器能够输出混响衰减电信号,可作为计量基准,快速完成各类混响测试设备的误差校验与精度判定。
下面我们从操作界面、参数功能、实操逻辑三个维度,详细了解 AWA1652型信号发生器的混响测试功能。
二、设备界面与参数功能说明

图1 混响测试界面
界面包含信号类型、频率、幅度、时间等多组设置项,各项参数功能详解如下:
1)信号种类:切换输出信号类型,可在“正弦信号”和“粉红噪声”间切换;
2)信号频率/中心频率:
当信号种类为“正弦信号”时项目显示为“信号频率”,此时按照项目窗口中的设置频率输出正弦信号(例如图中输出1000 Hz正弦信号);
当信号种类为“粉红噪声”时项目显示为“中心频率”,此时输出的中心频率可选“ALL”或按照1/3OCT步进在20 Hz~40 kHz间设置,选择ALL时输出20 Hz~40 kHz频段粉红信号,选择其它中心频率时输出对应频段的窄带粉红信号;
3)循环频次:“连续”和“单次”可选,连续时信号按照“持续时间”中设置的时间周期连续输出,单次时信号按照“持续时间”中设置的时间输出一轮后停止输出;
4)起始幅度:输出范围0.5 mV~6000 mV,不可小于终止幅度,输出信号将从起始幅度开始向终止幅度按照对数形式降低,降低到终止幅度所需的时间为设置的混响时间;
5)终止幅度:输出范围0.5 mV~6000 mV,不可大于起始幅度;
6)开始时间:设置信号发生器起振后开始混响的时间点,信号发生器起振后,未达到开始时间设置的时间点时输出幅度均为起始幅度,达到开始时间后进入混响时间,信号开始下降,如图1中开始时间设置为10 s,则信号周期的前10 s输出1000 Hz、6000 mV稳定的正弦信号;
被测仪器算法使用中断声源法时,应设置对应的开始时间,即模拟声场稳定所需的时间;
被测仪器算法使用脉冲响应积分法时,应先使信号发生器的开始时间为0 s,测试前停振,仪器开始积分后再使信号发生器起振进行测试。
注:
中断声源法:激励房间的宽带或窄带声源中断发声后,直接记录声压级来获取衰变曲线的方法;
脉冲响应积分法:通过将脉冲响应的平方对时间反向积分来获取衰变曲线的方法。
7)混响时间:设置混响时间,即从起始幅度降低到终止幅度所耗费的时间;
8)持续时间:整个信号周期的持续时间,可设置范围0.5 s~110 s,通常“持续时间≥开始时间+混响时间”,当持续时间>开始时间+混响时间时,混响时间结束后信号发生器按照终止幅度持续输出信号直到时间结束,整个输出周期的信号变化如图2所示。
以图1为例:
①点击起振后,仪器在前10 s输出1000 Hz、6000 mV稳定信号;
②10 s后开始以对数形式逐渐降低输出幅度,信号持续降低50 s达到6 mV;
③此时整个信号周期达到60 s(10 s+50 s),循环频次为“连续”时,信号发生器回到①阶段重复输出信号。

t1——开始时间;
t2——混响时间;
t3——持续时间。
三、设备自身精度与稳定性实测
《JJF1288—2011 多通道声分析仪校准规范》 6.2第2)条要求混响时间校准器稳定度优于±1 %,描述如下:

下面是使用PULSE对AWA1652型混响时间的准确性和稳定性进行验证:
测试说明:正弦信号、信号频率1000 Hz、循环频次连续、起始幅度6000 mV、终止幅度6 mV、开始时间2 s、持续时间20 s。

四、对标校验混响测试设备实测
《JJF1288—2011多通道声分析仪校准规范》 5.10条对混响测试设备混响时间的要求描述如下:

为直观验证AWA1652型信号发生器输出精准度,采用线缆直连AWA1652型信号发生器与AWA6292型多功能声级计,连接方式如图3所示,在信号发生器端固定标准混响参数,对比被测仪器实测数据。

图3 连接示意图
工况 1:标准混响时间10 s
设定:正弦信号、起始幅度6000 mV、终止幅度6 mV、混响时间10s 、持续时间30 s

注:
Tr20:通过衰变过程的(-5~-25) dB取值范围作线性外推获得声压级衰变60 dB的混响时间
Tr30:通过衰变过程的(-5~-35) dB取值范围作线性外推获得声压级衰变60 dB的混响时间
EDT:早期衰变时间
工况 2:标准混响时间15 s
设定:窄带粉红噪声、起始幅度6000 mV、终止幅度6 mV、混响时间15 s、持续时间30 s

工况 3:标准混响时间10 s
设定:粉红噪声、起始幅度6000 mV、终止幅度6 mV、混响时间10 s、持续时间20 s

3组多频点实测数据全部在±10 %允许误差范围内,实测值贴近AWA1652型标准设定值,充分证实该信号源输出信号精准可靠。
五、总结
由上述可知,AWA1652型信号发生器混响测试输出信号符合《JJF1288-2011多通道声分析仪校准规范》对混响时间发生器的要求,可作为计量基准用于混响测试设备的校验。无论是仪器出厂检验、实验室年度周期校准,还是现场故障排查,AWA1652型信号发生器均可快速完成混响参数核验,全方位守住建筑声学检测的数据准确性,助力声学检测行业标准化落地。