L6 倍频程(带)分析与计权声级
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声学名词之倍频程前面说了音程和倍频程的基本概念,这里再说说常见的分数倍频程。
在音箱测试信号中,还常用分数倍频。
如1/3 Octave, 1/6 Octave,1/12 Octave。
他们把一个倍频程再分成3份、6份或12份。
在分的时候,仍要求相邻频率之比为常数。
例如f4 = 2* f1。
f1到f4为倍频音程,分成3份,则有f1 →f2, f2→f3, f3 →f4且f4 /f3 = f3/f2 = f2/f1 = D =const。
所以F4 = D*f3 =D*D*f2 = D*D*D*F1。
已知f4/f1 = 2。
即D*D*D =2,D 等于2的1/3次方。
则 D=1.26如果F1=40、 F4=80,则:F2=40*1.26=50F3=50*1.26=63F4= 63*1.26=801/6 Octave 相邻频率之比为2的1/6次方,为1.125。
1/12 Octave相邻频率之比为2的1/12次方,为 1.06。
人耳对频率的分辨能力,高音差2音分已经能分辨,差8个音分大多数能分辨。
专业工作者可区分相差0.1Hz的两个音叉。
钢琴调音师能准确的把 27.50 Hz调到26.8~27.2Hz,以满足人们的听觉音程和倍频程分享关于音程和倍频程的基本概念。
在频率轴上两个音高之间的距离称为音程。
一个8度音程称为倍频程(Octave)。
人耳听觉范围(以20Hz为基频)可分为10个倍频程。
20-40-80-160-320-640-1280-2560-5120-10240-20480每个倍频程分为12个半音,每个半音可分100音分。
∴一个倍频程有1200音分。
钢琴最低27.50Hz,最高4186.01Hz。
每一倍频音程有12个半音,相邻两个半音频率之比为2的1/12次方21/12=1.059。
声音和振动信号的频率计权声音的频率计权当声波传到人耳时,人们在主观感觉上会形成听觉上的“声音强弱”的概念。
人耳对声音的响度感觉近似与其强度的对数成正比,即近似与声压级成正比。
同时进一步的研究表明,在可听声范围内,人耳对不同频率的响应是不同的,这也就是说,人耳对声音的响应不仅与强度有关,还与频率有关。
例如同是60dB的声音,频率在100Hz与频率在1000Hz时,人耳听起来1000Hz的声音要更响一些。
对于普通人而言,要使100Hz的声音听起来与频率1000Hz、声压级为60dB的声音一样响,需要将其声压级增加到67dB。
因此,人对声音的强度的“响”与“不响”可以用响度级这一参数来定量描述。
即以1000Hz声音为基准,当其它频率的纯音与1000Hz的纯音听起来同样响时,这时1000Hz纯音的声压级就等于该待定纯音的响度级。
这样,对各个频率下的纯音做这样的试听比较,从而得出达到同样响度级时频率与声压级的关系曲线,称为等响曲线。
图1为根据18~25周岁的正常人平均判断下,在自由场条件下测得的等响曲线。
即,在等响曲线上虽然各个频率的声压级不同,但它们听起来都一样响。
例如图中对于80phon的等响曲线表明,109.6dB的31.5Hz的纯音、90.1dB的125Hz的纯音、78.3dB的4000Hz的纯音与80dB 的1000Hz的纯音听起来都是一样响。
等响曲线是目前声品质参量中最成熟的研究结果。
但需要注意的是,该曲线的试验对象并未包含我国人群。
进一步的研究表明,我国人群的等响曲线在1kHz低频范围的修正量要小于ISO标准。
由等响曲线可以看出,人耳对于中高频声音,特别是对于1~5kHz的声音比较敏感,而对低频声音,特别是对100Hz以下的可听声不敏感,且频率越低越不敏感。
因此,为了使声音的客观量度和人耳听觉主观感受近似取得一致,在测量声音的仪器(如声级计)上一般都装置了对频率的计权网络。
计权网络本质上是一个滤波器,它对所接受到的声音按频带设一定的衰减来模拟人耳的听觉特性。
声级计的标准以及选择方法声级计的标准以及选择方法作为声学(噪声)测量的基本仪器—声级计,是一种按照一定的频率计权和时间计权测量声音的声压级或声级的仪器,是声学(噪声)测量中的最基本而又最常用的仪器。
它用于环境、机器、车辆以及其他各种噪声的测量,也可以用于电声学、建筑声学等测量。
随着我国噪声普查与防治和环境保护工作的开展,以及对相关行业产品的噪声指标控制等,声级计的需求和应用越来越广泛。
为了使世界各国生产的声级计的测量结果互相可以比较,国际电工委员会(IEC)制定了声级计的有关标准,并推荐各国采用,1979年5月在斯德哥尔摩通过了IEC 651《声级计》标准,我国有关声级计的国家标准是GB3785-83《声级计电、声性能及测试方法》。
1984年IEC又通过了IEC804《积分平均声级计》国际标准,我国1997年颁布了GB/T17181-1997《积分平均声级计》。
它们与IEC标准的主要要求是一致的。
2002年国际电工委员会(IEC)发布了IEC61672-2002《声级计》新的国际标准。
该标准代替原IEC651-1979《声级计》和IEC804-1983《积分平均声级计》。
我国根据该标准又制定了JJG188-2002《声级计》检定规程。
为了保障城市居民的生活声环境质量,有效地防治环境噪声污染,国家环保局先后制订发布了GB3096-93《城市区域环境噪声标准》、GB12348-90《工业企业厂界噪声限值》、GB12525-90《建筑施工场界噪声限值》以及“机动车辆定置”“铁路机车”“电动工具”“家用电器”等各种噪声控制的《国家标准》。
《噪声测量方法》原则上对应于各类噪声排放标准,我国现已颂布实施的有:•GB/T14623-93《城市区域环境噪声测量方法》•GB1495-2002《汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法》•GB18679-2002《声学汽车车内噪声测量方法》•GB3222-94《声学环境噪声测量方法》•GB12349-90《工业企业厂界噪声测量方法》•GB12524-90《建筑施工埸界噪声测量方法》•GB12525-90《铁路边界噪声限值及测量方法》•GB9661-88《机埸周围飞机噪声测量方法》•GB1496-79《机动车辆噪声测量方法》•GB/T19118-2003《农用运输车噪声测量方法》•GB4964-85《内河航道及港口船舶辐射噪声测量方法。