소음 측정 : Reverberation time measurement (잔향시간 측정)

노르웨이 Norsonic AS사의 홈페이지에 있는 Reverberation time measurement (잔향시간 측정) 부분 내용을 한글로 번역 후 포스팅하였습니다. 한글 번역에 오류가 있을 수 있으니 이해를 부탁드려요~

Reverberation Time 측정 (잔향시간 측정), 그림 1

위 그림을 클릭하시면 블로그 메인화면으로 이동합니다

 

A little theory (잔향 시간 이론)
잔향 시간은 음원이 꺼진 후 음 수준이 60dB까지 감소하는데 걸리는 시간으로 정의됩니다. 
흡수 물질이 적은 방은 흡수제가 더 많은 방보다 잔향 시간이 더 길어집니다. 
적당한 양의 흡수제가 있는 일반 객실의 경우, 반향 시간은 대략 다음과 같이 주어집니다. 

T=0.16V/A

여기서 T는 잔향 시간(초), V는 실내 체적(세제곱미터), A는 방의 흡수량이며, 등가 제곱미터 열린 창문으로 측정된다. (즉, 흡수기가 열린 창문으로서 흡수력의 반을 갖는 경우, 공식에서 표면적의 반을 사용하여야 한다.)

 
마지막으로 0.16은 경험적 상수입니다. 

무반향실 (무향실) 같이 흡수제가 과다한 객실에서는 이 모델을 사용할 수 없습니다.

 

소음계, Nor850 하드웨어/소프트웨어, 그림 2

 

Measuring the reverberation time (잔향시간의 측정)
잔향 시간은을 측정하려면 음원과 감쇠음을 포착할 수 있는 장비가 필요합니다. 
이론적으로 음원과 관련하여 두 가지 옵션이 있다. (임펄스 또는 노이즈) 그러나 기존 ISO 140 시리즈 표준과  ISO 10140 이라는 새로운 실험실 버전에서는 노이즈를 사용해야 한다. 소음은 전체 관심 주파수 범위를 커버할 수 있을 정도로 광대역화 하는 것이 중요합니다. 
잔향 시간은 소리가 60dB 감쇠하는데 걸리는 시간으로 정의되지만 불가피한 배경 소음으로 인해 측정이 거의 불가능합니다. 또한 잔향 감쇠의 초기 부분이 일반적으로 가장 흥미로운 부분입니다. 따라서 잔향 시간은 보통 정지수위 이하에서 5dB로 시작하는 20 또는 30dB 범위의 감쇠율을 기반으로 합니다. 우리가 사용한 감쇠의 일부가 전체 감쇠를 나타낸다고 가정하면 그 값은 나중에 60dB로 외삽됩니다. 감쇠가 선형인 경우 모두 동일한 숫자 값을 갖는 T20, T30 등으로 사용되는 범위를 지정하는 것이 일반적입니다. 소음은 전체 관심 주파수 범위를 커버할 수 있을 정도로 광대역화 하는 것이 중요합니다. 
일관성을 확인하는 한 가지 방법은 예를 들어 비교하는 것입니다. T20과 T30입니다. 둘 사이의 불일치는 일반적으로 비선형 감쇠(로그 레벨 척도의 그래프로 표시했을 때)에서 비롯됩니다. 현재 이용 가능한 모든 노르소닉 건축 음향기기는 감쇠를 동시에 계산하는 적어도 두 가지 방법을 제시하는 능력을 가지고 있습니다.)
현장 측정에 필요한 주파수 범위는 100-3150Hz이지만, 현재 많은 측정이 실험실 측저에 필요한 최대 5000Hz까지 이루어집니다. 선택적으로 주파수 범위를 50Hz까지 아래로 확장하여 출력 레벨과 관련하여 요구 사항을 더욱 어렵게 만들 수 있습니다.

 

Nor850 소프트웨어 GUI (잔향시간 분석), 그림 3

 

How reverberation time is measured in Norsonic Instruments 
이상적인 사운드 감쇠는 좌표계에서 레벨(로그) 대 시간으로 그릴 때 직선을 형성합니다. 그러나 실제로 사운드 감쇠에는 항상 변동이 포함됩니다. 그러면 두 가지 문제가 즉시 발생합니다. 즉, 분석기가 초기 레벨과 계산을 시작하는 시기를 정확하게 결정하는 방법등. 노이즈를 들뜸으로 사용하여 계산은 노이즈가 꺼지기 전에 마이크 위치에서 측정한 노이즈의 평균 수준(즉, 기준치)보다 5dB 낮은곳에서 시작한다. 
그런 다음 노이즈가 이 -5dB 임계값 이하로 유지되는 한 경과 시간이 카운트된다. 레벨이 1초 미만으로 떨어지면 (예: 20dB 또는 30dB 이하) 카운트는 중단됨. 어떤 이유로든 레벨이 다시 두 번째 라인을 초과하면 카운트가 재개되고 레벨이 다시 이 두번째 임계값 아래로 떨어질 때까지 계속됩니다.  
마찬가지로 계수가 시작된 후 레벨이 첫 번째 임계값을 초과하면 레벨이 이 임계값 아래로 다시 떨어질 때까지 계수가 중단됩니다. 첫 번째 임계값은 위에서 말한 대로 -5dB에 위치하는 반면, 두 번째 임계값은 -25dB에 위치하며, T20 계산에 따라 계산이 시작된 지점보다 20dB 아래에 위치하거나, T30 계산에 대해 35dB 아래에 위치합니다.

 
노르소닉은 일반적으로 반향 시간 계산을 위해 두가지 다른 방법 중 하나를 적용합니다.  
삼각형 방법 및 최소 제곱 적합 방법이다. 삼각형 방법은 가중치가 시간 측정 시작과 종료 시 변동의 영향을 감소시키는 가중 시간 측정입니다. 이름은 가중치 함수의 삼각형 모양에서 따왔습니다. 그런 다음 붕괴의 중간 부분에 더 많은 강조가 적용되고 그에 따라 붕괴의 극단에 덜 강조됩니다. 최소 제곱 적합 방법은 붕괴 선형 회귀에 적합된 직선의 시간 측정을 기반으로 합니다. 
배경 소음 수준에서 발생할 수 있는 영향을 최소화하기 위해 노르소닉 계측기에서 소음 층까지의 최소 거리를 지정할 수 있습니다. 예를 들어 배경 소음 수준이 갑자기 상승할 경우 반향 시간이 실제보다 길어 보입니다. 
ISO 354와 같은 일부 국제 표준은 소음 바닥까지 최소 15dB 거리를 요구한다. 사실 이것은 어려운 요구입니다. 신호 이론의 관점에서 대부분의 경우 54dB의 거리로 충분합니다. 

 

12면스피커(dodecahedron loudspeaker),그림 4

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Nor280 Power Amplifier, 그림 5

 

자세한 내용을 원하시면 sales@cylos.co.kr, 031-251-1905로 문의를 주시거나, 싸이러스 홈페이지를 참고하시기 바랍니다.

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참고자료 (reference) : 
1. 노르소닉 홈페이지 
2. 싸이러스 홈페이지 (http://www.cylos.co.kr)
3. 싸이러스 블로그 (https://blog.naver.com/cylos_co)