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EASE 软件声学设计图例分析 扩声系统声学特性计算机辅助设计 建声、电声系统声学特性计算机辅助设计应用计算机对厅堂建声和扩声系统声学特性 进行辅助设计的实用系统软件源于八十年代中期的美国，以后国际上有名的公司相继开发出 能适应不同品牌扬声器数据库的 CAD 软件，并不断完善计算方法和结果展示。最具代表性的 有：美国 JBL 公司的 CADP2、荷兰菲利浦公司的 THE PHD PROGRAM、美国 BOSS 公司的 THE SPEAKER、美国 MARK IV ’S 集团的 ACOUSTA CADD 和日本 TOA 公司与日本东京大学联合开发 的 CAD 软件等。而今国际上最具盛名并广泛采用的是德国人在九十年代中期开发的通用数据 库 EASE（Electro Acoustic Simulator for Engineers）设计软件。 声学 CAD 计算系统具有很好的可信度，如果厅堂的建声数据足够准确，CAD 计算的数 据与最终的电声实测结果相比较，其误差率可控制在±1dB（分贝）之内，对工程设计而言 具有很好的指导性。 EASE 设计软件计算和展示的主要内容有： ★ 建声特性 125Hz～8000 Hz 的混响时间； ★ 扩声系统直达声场的最大声压级和声场分布（不均匀度）； ★ 扩声系统混响声场的最大声压级和声场分布（不均匀度）； ★ 辅音清晰度（Alcons）损失展示； ★ 快速传递指数（RASTI）展示； ★ 扬声器至听音者的直达声以及 1～N次反射声的“声域”路径展示； ★ 扬声器-3 dB/ -6dB/-9 dB 覆盖范围角的声线展示； 本扩声系统的声学设计就是建立在业主方提供的图纸制作的的立体模型上，以相关的 建筑参数、声学参数为依据，通过计算机分析、计算并得出准确的结果。这就意味着，无须 等到工程结束后，才知道结果。换句话说：依据本设计方案所给出的音响设计及设计计算结 果，已基本清楚看到了本观众区预期的扩声系统声学特性指标。 具体计算机辅助设计指标见彩图。 最大声压以及声场不均匀度计算 直达声是由声源直接到达听音点的声音，它是声音的最主要信息，在传播的途中，这 部分声音不受室内界面的影响，直达声的声压强基本上按照与声源距离的平方成反比而衰减 的，后图就是利用 EASE 计算并绘图表示出的指定的听音平面上的直达声场的声压级及声压 分布分析，从图中可以看出，整个声场的声压分布最低从 117dB（分贝）到最高 118dB（分 贝）之间，计算条件为在 1000Hz，1/3 倍频程条件下计算。空气损耗在此计算中忽略不计， 但这个结果在室内只是理论计算的数值，最终听音者听到的是直达声在近次反射声后陆续到 达的，经过多次反射的声音也就是混响声场的计算结果，由于声波每入射、反射一次，界面 都要吸收掉一部分声功率，混响声压是逐渐衰减的，在离声源较远时，混响声的声压强度对 于接收点的声音强度起决定作用，对音质有着重要的影响。如图所示，整个场区的声压覆盖 范围在 114-118dB(分贝)之间，声场的不均匀可控制在 4 个 dB(分贝）之内，是非常优秀的 期望值，在系统不变的情况下，由于建声条件的影响，这个结果和实际系统完成后的测量值 会有差异。 图一 1000HZ 直达声压图 语言清晰度计算 EASE 的语言清晰度计算是基于建声上满足或接近图中的混响时间频响曲线，电声上选 用的所有扬声器都处在正常的工作状态下采用 RASTI 法计算得出的期望值指数，RASTI 法是 客观评价厅堂语言可董度的，快速语言传输指数。与可懂度有关的语言传输质量是根据模拟 实际讲话人声学特性的测试信号通过房间时的调制指数 mi 的降低确定的，测试信号由位于 讲话人位置的声源传输到听音者人位置上的传声器，此处的调制指数是 mo，RASTI 法是基于 满足以下几项要求的计算应用：1、基本上是线性语言传输（无削波等）；2、宽带语言传输 （典型值为 200Hz—6KHz），因为此方法是以假定基本上是无限制的语言谱为基础的；3、背 景噪声中不包含纯音，在倍频带频谱中，无明显的峰或谷；4、背景噪声无脉冲特征；5、混 响时间随频率变化不太大时，以上是国家标准 GB/7 4959-1995 中厅堂扩声特性测量方法的 依据，EASE 的 RASTI 法是基于以上的测量方法而得出的数据，而且是国际电工委员会 IEC 和美国电子工业协会（EIA）通用的数据标准，这个 RASTI 指数对于没有受过训练的讲演者 听众在复杂的听音情况下,此指数 0.4—0.45 为可以，0.45—0.5 为好，0.5-0.55 为良好， 0