噪声基础
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噪声分贝(dB)1、声音1.1 分贝的感觉当物体振动时,在它周围就会产生声波,声波不断向外传播,被人们听到成为声音。
人耳的听觉下限是0dB,低于15dB的环境是极为安静的环境,安静得会使人不知所措。
乡村的夜晚大多是25-30dB,除了细心才能够体会到的流水、风、小动物等自然声音以外,其他感觉一片宁静,这也是生活在喧嚣之中的城市人所追求的净土。
城市的夜晚会因区域不同而有所不同。
较为安静区域的室内一般在30-35dB,住在繁华的闹市区或是交通干线附近的居民,将不得不忍受室内40-50dB(甚至更高)的噪声。
人们正常讲话的声音大约是60-70dB,大声呼喊的瞬间可达100dB。
在机器轰鸣的厂房中,持续的噪声可达80-110dB,这种高强度的噪声会损害人耳的听觉,并对神经系统产生不良影响,长期还会导致神经衰弱、消化不良、听力下降、心血管等疾病。
人耳的噪声听觉上限是120dB,超过120dB的声音会耳痛、难以忍受,140dB的声音会使人失去听觉。
高分贝喇叭、重型机械、喷气飞机引擎等都能够产生超过120dB的声音。
1.2 人耳的感觉人耳听觉非常敏感,正常人能够察觉1dB的声音变化,3dB的差异将感到明显不同。
人耳存在掩蔽效应,当一个声音高于另一个声音10dB时,较小的声音因掩蔽而难于被听到和理解,由于掩蔽效应,在90-100dB的环境中,即使近距离讲话也会听不清。
人耳有感知声音频率的能力,频率高的声音人们会有“高音”的感觉,频率低的声音人们会有“低音”的感觉,人耳正常的听觉频率范围是20-20KHz。
人耳耳道类似一个2-3cm的小管,由于频率共振的原因,在2000-3000Hz的范围内声音被增强,这一频率在语言中的辅音中占主导地位,有利于听清语言和交流,但人耳最先老化的频率也在这个范围内。
一般认为,500Hz以下为低频,500-2000Hz为中频,2000Hz以上为高频。
语言的频率范围主要集中在中频。
人耳听觉敏感性由于频率的不同有所不同,频率越低或越高时敏感度变差,也就是说,同样大小的声音,中频听起来要比低频和高频的声音响。
环境噪声相关基础1.描述声波的基本物理量与概念(1)(1)波长记作λ, 单位为米(m)。
(2)(2)频率记作f,单位为赫兹(Hz)。
(3) (3)声速λ= v/f声速的大小主要与介质的性质和温度的高低有关。
同一温度下,不同介质中声速不同。
在20℃时,空气中声速约为340 m/s,空气的温度每升高1℃,声速约增加0.607 m/s。
(4)声场(5)波前(波阵面)2、环境噪声评价量及其计算2.1.计量声音的物理量(1)声功率声源在单位时间内辐射的总声能量称为声功率。
常用W表示,单位为瓦(w)。
声功率是表示声源特性的一个物理量。
声功率越大,表示声源单位时间内发射的声能量越大,引起的噪声越强。
声功率的大小,只与声源本身有关。
(2)声强声强是衡量声音强弱的一个物理量。
声场中,在垂直于声波传播方向上,单位时间内通过单位面积的声能称做声强。
声强常以I表示,单位为 (w/m2)。
(3)声压目前,在声学测量中,直接测量声强较为困难,故常用声压来衡量声音的强弱。
声波在大气中传播时,引起空气质点的振动,从而使空气密度发生变化。
在(7-2)声波所达到的各点上,气压时而比无声时的压强高,时而比无声时的压强低,某一瞬间介质中的压强相对于无声波时压强的改变量称为声压,记为p(t),,单位是 Pa。
声音在振动过程中,声压是随时间迅速起伏变化的,入耳感受到的实际只是一个平均效应,因为瞬时声压有正负值之分,所以有效声压取瞬时声压的均方根值。
dt t p T p TT ⎰=02)(1 式中T p 是 T 时间内的有效声压,Pa ;p (t )为某一时刻的瞬时声压,Pa 。
通常所说的声压,若未加说明,即指有效声压,若 p 1,p 2,分别表示两列声波在某一点所引起的有效声压,该点迭加后的有效声压可由波动方程导出,为2221p p p T +=声压是声场中某点声波压力的量度,影响它的因素与声强相同。
并且,在自由声场中多声波传播方向上某点声强与声压、介质密度ρ存在如下关系vp I ρ2=2.2.声压级,声强级与声功率级正常人耳刚刚能听到的最低声压称听阈声压。
噪声基础知识考核试卷姓名:______ 分数:______ 一、填空题(40分,除12题为4分,其他每题3分)1.测量噪声时,要求气象条件为:、、风力。
答案:无雨雪无雷电小于5.5m/s(或小于四级)2.凡是干扰人们休息、学习和工作的声音,即不需要的声音,统称为;此外振幅和频率杂乱、断续或统计上无规律的声振动,。
答案:噪声也称为噪声3.在测量时间内,声级起伏不大于3dB的噪声视为噪声,否则称为噪声。
答案:稳态非稳态4.噪声污染源主要有:工业噪声污染源、交通噪声污染源、噪声污染源和噪声污染源。
答案:建筑施工社会生活5.声级计在测量前后应进行校准,灵敏度相差不得大于dB,否则测量无效。
答案:0.56.昼间是指_____________________的时段,夜间是指_____________________的时段。
7.频发噪声:________________________________________________________________________________________________________________________________8.偶发噪声:________________________________________________________________________________________________________________________________9.背景噪声:________________________________________________________________ 10. 一般情况下,测点选在工业企业厂界外____m、高度_____m以上、距任一反射面距离不小于______m的位置。
1,1.2,111.噪声测量值与背景噪声值相差大于______dB(A)时,噪声测量值不做修正。
1012.噪声测量值与背景噪声值相差在________ dB(A)之间时,噪声测量值与背景噪声值的差值取整后,按下表进行修正。
噪音基础知识1.什么是噪音?噪声是声音的一种。
从物理角度看,噪声是由声源作无规则和非周期性振动产生的声音。
从环境保护角度看,噪声是指那些人们不需要的、令人厌恶的或对人类生活和工作有妨碍的声音。
噪声不仅有其客观的物理特性,还依赖于主观感觉的评定。
如在听音乐时,悦耳的歌声不是噪声,而在老师讲课的课堂上,高音播放的音乐只能算是噪声。
常见的噪音包括:交通噪音、机器噪音、大声喧哗、生活噪音等。
2. 噪音的单位?噪音的单位为分贝。
值得注意的是,分贝是一个非线性的单位,是采用指数形式来表达某噪音相比于一个声音基准值的强弱。
常见声音的声功率跨度非常大,比如人轻声耳语时的声功率约为10-9W,而喷气飞机的声功率高达50000W,这种情况下采用线性单位是很不方便的,因而人们普遍采用对数单位(分贝)来描述噪音的强弱。
3.分贝的计算。
为计算噪音的分贝值,人们规定声功率基准值为10-12 W。
这样如果一个噪音的声功率为P,其分贝的大小可以通过公式 L=10log(P/10-12)来计算。
比如人轻声耳语时候的声功率为10-9 W,则人轻声耳语时声音的分贝为10log(10-9/10-12)=10log(103)=30分贝。
按照上述公式,如果一个噪音A为40分贝,另一噪音B为50分贝,则噪音B声功率是噪音A声功率的10倍。
如果噪音A为40分贝,噪音B为43分贝,则噪音B的声功率近似为噪音A声功率的两倍。
这也是为什么两个同样的噪音源,如果每个声压为X分贝,两个噪音相加后为X+3分贝(具体计算也可以参考下表)。
4. 噪音的加法。
如果室内电冰箱的噪音为35分贝,空调的噪音为35分贝,但是两者的噪音加起来并不等于70分贝,实际上上述两噪音加起来为38分贝。
噪音的计算需要比较专业的知识,对于非专业人士来说,可以遵循下面的简单法则来计算噪音的加法。
如果有两个噪音A和B,其分贝分别为LA和LB,则噪音总和为LA+B当LA-LB=0到1分贝,则LA+B=LA+3 分贝当LA-LB=2到3分贝,则LA+B=LA+2 分贝当LA-LB=4到9分贝,则LA+B=LA+1 分贝当LA-LB 大于9分贝,则LA+B=LA 分贝比如,如果噪音A为42分贝,噪音B为47分贝,则噪音A加噪音B相当于噪音48分贝(47+1)。
【BAKER BASIC P214】信号功率:P=V^2/R对于一个正弦信号:其能量是功率对信号在时间上的积分:对于平均功率,为·得到的即为其方均信号:如果是一个含有多个频率的信号,其功率为各频率功率(包括)的叠加,即Mean squared 相叠加。
功率谱密度:单位是V^2/Hz。
噪声均方根:单位V各种表示及其物理意义:1.:表示的是输出参考噪声的功率谱密度。
为信号功率在频率坐标上的分布情况。
2.:表示的是输出参考噪声的均方根,为功率谱密度在频率上的积分,求其均值,并开方。
3.:表示输入参考噪声的均方根。
表示方式:1.V上的平方项 2. i/o输入参考噪声输入参考噪声的意义:对于白噪声的PSD为:,其中fres是频率分辨率。
正弦乘法: sinαsinβ =-[cos(α+β)-cos(α-β)] /2 cosαcosβ = [cos(α+β)+cos(α-β)]/2 sinαcosβ = [sin(α+β)+sin(α-β)]/2 cosαsinβ = [sin(α+β)-sin(α-β)]/2一个正弦信号的频谱:频谱分析仪噪声的PSD功率谱密度,频谱密度,等效输入频谱密度白噪声对经过低通系统的均方根计算:因此,白噪声的输出参考均方根为:因此,白噪声的输入参考均方根为:而输入参考噪声的PSD为:功率谱密度,噪声均方根的计算方法:各类噪声:【BAKER BASIC P226】热噪声Noise in a resistor is primarily the result of random motion of electrons due to thermal effects.噪声原理:电阻由导体等材料组成,导体内的自由电子在一定的温度下总是处于“无规则”的热运动状态,这种热运动的方向和速度都是随机的。
自由电子的热骚动在导体内形成非常弱的电流。
PSD:热噪声的模型:如果有两个噪声源的话,那么是两个噪声源的功率谱密度相加而不是均方根相加!因为噪声本质上是用功率来考虑的,其均方根虽然单位是伏特,但是并非是噪声电压。
相位噪声基础及测试原理和方法相位噪声是指在波形信号中,信号的相位随时间的变化引起的误差或扰动。
相位噪声对于许多通信系统和测量系统都是一个非常重要的参数,因为它会影响信号的稳定性和准确性。
本文将介绍相位噪声的基础知识、测试原理和方法。
一、相位噪声的基础知识相位噪声是指信号在频率上的扩展,它的频谱密度随频率的增加而增大。
相位噪声可以分为两种类型:低频相位噪声和高频相位噪声。
低频相位噪声是指在较低的频率范围内信号相位的波动,而高频相位噪声则是指在较高的频率范围内信号相位的波动。
相位噪声可以由多种因素引起,包括信号源的本身性能、环境噪声和非线性失真等。
其中,信号源的相位噪声对于通信系统的性能有较大的影响,因为它会引起信号的抖动和时钟误差。
为了准确测量信号源的相位噪声,我们需要使用相位噪声测试仪。
常用的相位噪声测试仪有频率鉴相器、相位抖动测试仪和数字频率合成器等。
1.频率鉴相器法:频率鉴相器法是一种直接测量相位噪声的方法。
它的基本原理是将待测信号与参考信号进行鉴相,然后通过解调信号来获取相位噪声的频谱密度。
频率鉴相器法的优点是能够直接测量相位噪声,但缺点是需要提供一个好的参考信号。
2.相位抖动测试仪法:相位抖动测试仪法是一种间接测量相位噪声的方法。
它的基本原理是通过测量信号的抖动来推导相位噪声的频谱密度。
相位抖动测试仪法的优点是测量简单,不需要提供参考信号,但缺点是测量精度相对较低。
3.数字频率合成器法:数字频率合成器法是一种综合利用数字信号处理技术来测量相位噪声的方法。
它的基本原理是通过数字信号处理算法来估计信号的相位噪声频谱密度。
数字频率合成器法的优点是测量精度高,但缺点是需要复杂的数字信号处理算法。
除了上述方法,还可以使用功率谱仪和频谱分析仪等设备来测量相位噪声。
三、相位噪声测试的注意事项在进行相位噪声测试时,需要注意以下几点:1.选择合适的测量设备:不同的相位噪声测试原理和方法适用于不同的应用场景,需要根据具体情况选择合适的测量设备。