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当室内的声源持续发声时，声源连续不断地向这一空间辐射声能，同时也不断地被室内边界面所吸收。当声源辐射的声能与被吸收的声能相等时，室内的声能就达到稳定状态。这时的室内声场称为稳态声场。 为了便于分析研究，可以按照声场的性质将它分为两部分：一部分是由声源直接辐射到空间而未经任何反射的声场，叫做直达声场；另一部分是经过室内边界面反射一次或多次反射后而形成的声场，称为混响声场。简而言之，直达声场是由声源辐射的直达声形成的声场。这种声场只有直达声而不包括任何反射声，因此，它是自由声场；对于混响声场而言，由于直达声是以各个不同角度向四周辐射的，因此可以认为反射声几乎以相同的频率沿所有方向传播。可见，它具有扩散声场的性质。实际声场可以看成是由直达声场与混响声场两部分叠加而成的。 必须着重指出，按照这种方法分析室内声场时，描述室内总声场的物理量可以从描述直达声场与混响声场的相应物理量求得，从而使分析计算得以大大简化。但是，这种叠加必须按照能量叠加的规律进行。 严格意义上的自由声场应是一个没有干扰的理想空间中形成的声场。在这个空间中，传声媒质均匀地向各个方向无限延伸，使声源辐射的声波能“自由”地传播，既无障碍物的反射，也无环境噪声的干扰。这种理想空间在实际上是难以找到的。可以设想，在气象条件适宜，地面的反射声和所有噪声均可忽略的高空，可以被认为是自由声场。但是，这种自由声场不但难以实现，而且也不可能加以利用。在声学测量中，为了创造一个良好的条件，则要求这种声场。尽管有人利用屋顶上的空间或宽阔的自由空间以求获得近似于自由声场的声学条件，但这也要选择良好的气象条件并避开环境噪声的干扰。这不但十分麻烦，而且往往也难以满足测量要求。为此，人们设法在室内建立近似的自由声场，这种房间就称为“消声室”。由于这是一个没有回声或反射声的房间，所以也有人称之为“无回声室”或“无反射声室”。如果从物理意义上讲，则应称为“自由声场室”，现在国内已习惯称之为“消声室” 。 从上述要求不难看出，消声室的基本要求应包括以下两点：首先是室内无反射声或反射声可以忽略不计。这就要求消声室内除了没有障碍物外，各边界面（包括全部壁面、天花及地面）均应铺设高效能的吸声结构，使入射到各边界面上的声波在一定频率范围内几乎全部被吸收；其次，室内无任何干扰，既无外界噪声的干扰，又无振动的干扰。因此，消声室必须有很好的隔声与隔振措施。显然，在这一空间中传播的声波不受任何千扰。如果在这样的空间中录音，可以很好地保持原声源的特点，保证声音清晰、干净。 由此可知，检验自由声场特性的主要参量可以归结为两大类：一是检查声波在这个空间中传播是否“自由”。它可以通过检测球面声源（例如，点声源）辐射的声波的声压与它和距离成反比的规律符合的程度，即声波的逸散是否符合相应的规律，同时应对空气的吸收加以修正，二是测定本底噪声。由此可见，就自由声场而言，表征该声场的物理量是声级；不同距离上的声级和无声源存在时的声级。 在录音实际中，人为地创造一个自由声场的情况是不多见的，但在室外录音则是常有的事。在这种情况下，尽管应依具体条件对拾取的声信号进行分析，但其基本量仍然是声压级（包括各频带的声压级）和扰噪声。 |
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