房间脉冲响应的测量方法.doc

声场脉冲响应是指声场中接收位置收到的由脉冲声源辐射的信号序列室内声学中把这些系统脉冲响应函数称为声场脉冲响应，同一房间，声源到接收点的脉冲响应是唯一的，它包含了室内声场的所有声学特性当声源为单位脉冲声源时，接收位置收到的信号就是声源至该点的声场脉冲响应根据测量脉冲响应的脉冲声源不同，可以把脉冲响应的测量分为两类：传统声源法和数字化声源法传统的方法是使用自然声源(气球、发令枪等)，而数字化声源是使用计算机产生数字信号，经过 D/A 转换后由扬声器发出m 序列法测房间脉冲响应由主控计算机产生的 m 序列经过 D/A 转换、功率放大后馈至扬声器发声，测点处的传声器将声信号转换为电信号，经过放大、A/D 转换后输回到计算机进行记录并进行相应的分析处理，从而得到声场的脉冲响应函数对于发出 m 序列信号的声源，室内接收点的接收信号是 m 序列信号与房间脉冲响应的卷积，若再与 m 序列信号进行相关运算，相当于 m 序列的自相关函数与房间脉冲响应的卷积，等于冲击函数与房间脉冲响应的卷积，即为房间脉冲响应m 序列的产生m 序列是最大长度线性移位寄存器序列的简称,将 n 个移位寄存器串接起来,在时钟控制下,寄存器的存储信号由上一级向下一级传递,将某些寄存器的输出信号反馈回来进行运算,运算结果又馈回输入端 ,即可获得一寄存器愉出的序列。

适当设置其反馈连接,该序列周期可达到最大长度 ,该序列就是 m 序列，表示为 (12nT }{im),寄存器个数 n 称为 m 序列的‘级’ 在 m 序列法测量中 m1,0im序列用 1 土值,而不是 0 和 1,对应关系为 而反馈连接可)1,(),0用一本原多项式 f(x)表示：1,)(02n ncxcxf（并不是所有的反馈连接都可以形成 m 序列，一个 n 阶线性移位寄存器为最长线性移位寄存器的充分必要条件，是它的联接多项式为 GF(2)上的 n 次本原多项式 ）m 序列的基本特性（1）序列中‘1’和‘0’个数具有均衡性 ，即 个序列元素中，12n‘1’的个数和‘0’ 的个数几乎各自占有一半的个数， 其中‘1’的个数恰好比‘0’的个数多‘1’ 2）将一个 m 序列和一个延迟 τ 后的 m 序列模 2 相加的结果仍为 m 序列，生成后的 m 序列可以看作原 m 序列经过 τ 延时后的结果（3）随着 m 序列的阶次 n 增大，周期 T 增大，序列的‘1’和‘0’出现可看作是随机的，因此 m 序列也称之伪随机序列，具有类似白噪声的特性4）为了产生实际中的波形和利于数学处理，常常采用的是 m 序列的双极型形式，即 ∈{-1，1}，这里i iia21定义 1 设 a=(a1,a2, …)是周期为 T 的二元序列，通过变换得到的{-1,1}的序列记为 b=(b1,b2, …)ikab2所以可以得到 m 序列自相关函数的数学表达式：TkkR1)()(可以看出若取多个周期，则 k=0 时，m 序列的归一化自相关函数值为 1，其它时刻时值为-1/T。

当 m 序列输人到一个线性非时变系统后，跟据线性系统的相关理论 ，系统的输入 和输出 之间的互相关函数 ,与输入序列之}{iky)(kmy间的自相关函数 的关系如下：)()()(khkmy而 m 序列的自相关函数近似满足：将其代入上式得0,1)(1)()( kTkk，其 中  1,0],~[1])()([1)( 010 TkymTkTkh jJTkmymy 这里下标 j+k 是根据模 T 而计算出来的由上式可知：用已知的 m 序列去激励一个未知系统 ,只要将输入的 序列与输出求相关就可以得到被测系统的脉冲响应上式中的第二项是直流项 ,该直流项会使得到的脉冲响应产生一个直流偏移，这个偏移可以通过 m 序列预处理,即把 m 序列的-1 变为-q()而消除掉12(Tq若用矩阵形式来表示MYH1H 为脉冲响应向量，M 为双极性的 m 序列循环右移矩阵，T 为 m 序列的周期，Y 为输出响应向量用已知的 m 序列去激励一未知系统，只要将 M 矩阵与系统输出端的响应向量作乘积，并乘以因子 1/T+1，就可近似得到反映系统特性的脉冲响应，阶 n 越大，周期 T越长，该表达式就越接近于真实值。