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东莞市亚韵电子科技有限公司-声音


声音术语

频率
赫兹是频率单位,记为Hz,指每秒钟周期性变化的次数。声源在一秒中内振动的次数,记作f。
频率频率
周期
声源振动一次所经历的时间,记作T,单位为s。T=1/f
波长
沿声波传播方向,振动一个周期所传播的距离,或在波形上相位相同的相邻两点间距离,记为λ,单位为m。
声速
声波每秒在介质中传播的距离,记作c,单位为m/s。声速与传播声音的介质和温度有关。在空气中,声速(c)和温度(t)的关系可简写为:c = 331.4+0.607t 常温下,声速约为345m/s。
函数模型
纯音的函数模型是y=Asin ωx. 我们听到的声音的函数是y=sinx+1/2*sin 2x+1/3*sin 3x+1/4*sin 4x+…
频率f、波长λ和声速c三者之间的关系是:c = λf 当物体在空气中振动,使周围空气发生疏、密交替变化并向外传递,且这种振动频率在20-20000Hz之间,人耳可以感觉,称为可听声,简称声音,噪声监测的就是这个范围内的声波。频率低于20Hz的叫次声,高于20000Hz的叫超声,它们作用到人的听觉器官时不引起声音的感觉,所以不能听到。
分贝
分贝是用来表示声音强度的单位,记为dB。人们日常生活中遇到的声音,若以声压值表示,由于变化范围非常大,可以达六个数量级以上,同时
声音功率声音功率
由于人体听觉对声信号强弱刺激反应不是线形的,而是成对数比例关系。所以采用分贝来表达声学量值。所谓分贝是指两个相同的物理量(例A1和A0)之比取以10为底的对数并乘以10(或20)。N = 10lg(A1/A0) 分贝符号为"dB",它是无量纲的。式中A0是基准量(或参考量),A是被量度量。被量度量和基准量之比取对数,这对数值称为被量度量的"级"。亦即用对数标度时,所得到的是比值,它代表被量度量比基准量高出多少"级"。
声功率(W)
功率是指单位时间内,声波通过垂直于传播方向某指定面积的声能量。在噪声监测中,声功率是指声源总声功率。单位为W。
声功率级:
Lw =10lg(W/W0)
式中:Lw——声功率级(dB);
W—— 声功率(W);
W0—— 基准声功率,为10-12 W。
声强(I)
声强是指单位时间内,声波通过垂直于传播方向单位面积的声能量。单位为 W / m2。
LI = 10lg(I/I0)式中:LI —— 声压级(dB);
I —— 声强(W/m2);
I0 —— 基准声强,为10-12 W/m2。
声压(P)
声压是由于声波的存在而引起的压力增值。单位为Pa。声波在空气中传播时形成压缩和稀疏交替变化,所以压力增值是正负交替的。但通常讲的声压是取均方根值,叫有效声压,故实际上总是正值,对于球面波和平面波,声压与声强的关系是:I= P2 / ρc式中:ρ-空气密度,如以标准大气压与20℃的空气密度和声速代入,得到ρ?c =408 国际单位值,也叫瑞利。称为空气对声波的特性阻抗.
声压级:
LP = 20lg(P/P0)
式中:LP—— 声压级(dB);
P ——声压(Pa);
P0—— 基准声压,为2×10-5Pa,该值是对1000HZ声音人耳刚能听到的最低声压。
响度(N)
响度是人耳判别声音由轻到响的强度等级概念,它不仅取决于声音的强度(如声压级),还与它的频率及波形有关。响度的单位为"宋",1宋的定义为声压级为40dB,频率为1000Hz,且来自听者正前方的平面波形
声音和响度声音和响度
的强度。如果另一个声音听起来比1宋的声音大n倍,即该声音的响度为n宋。
响度级(LN)
响度级是建立在两个声音主观比较的基础上,选择1000Hz的纯音作基准音,若某一噪声听起来与该纯音一样响,则该噪声的响度级在数值上就等于这个纯音的声压级(dB)。响度级用LN表示,单位是"方"。如果某噪声听起来与声压级为80dB,频率为1000Hz的纯音一样响,则该噪声的响度级就是80方。
响度与响度级
根据大量的实验得到,响度级每改变10方,响度加倍或减半。它们的关系可用下列数学式表示:N = 2[(LN-40)/10] 或 LN = 40+33lgN注意,响度级的合成不能直接相加,而响度可以相加。应先将各响度级换算成响度进行合成,然后再换算成响度级。
声级
为了能用仪器直接反映人的主观响度感觉的评价量,有关人员在噪声测量仪器——声级计中设计了一种特殊滤波器,叫计权网络。通过计权网络测得的声压级,已不再是客观物理量的声压级,而叫计权声压级或计权声级,简称声级。通用的有A、B、C和D计权声级。A计权声级是模拟人耳对55dB以下低强度噪声的频率特性;B计权声级是模拟55dB到85dB的中等强度噪声的频率特性;C计权声级是模拟高强度噪声的频率特性;D计权声级是对噪声参量的模拟,专用于飞机噪声的测量。计权网络是一种特殊滤波器,当含有各种频率通过时,它对不同频率成分的衰减是不一样的。A、B、C计权网络的主要差别是在于对低频成分衰减程度,A衰减最多,B其次,C最少。A、B、C、D计权的特性曲线见十四、等效连续声级、噪声污染级和昼夜等效声级。
等效连续声级
A计权声级能够较好地反映人耳对噪声的强度与频率的主观感觉,因此对一个连续的稳态噪声,它是一种较好的评价方法,但对一个起伏的或不连续的噪声,A计权声级就显得不合适了。例如,交通噪声随车流量和种类而变化;又如,一台机器工作时其声级是稳定的,但由于它是间歇地工作,与另一台声级相同但连续工作的机器对人的影响就不一样。因此提出了一个用噪声能量按时间平均方法来评价噪声对人影响的问题,即等效连续声级,符号“Leq”或“LAeq.T”。它是用一个相同时间内声能与之相等的连续稳定的A声级来表示该段时间内的噪声的大小。例如,有两台声级为85dB的机器,第一台连续工作8小时,第二台间歇工作,其有效工作时间之和为4小时。显然作用于操作工人的平均能量是前者比后者大一倍,即大3dB。因此,等效连续声级反映在声级不稳定的情况下,人实际所接受的噪声能量的大小,它是一个用来表达随时间变化的噪声的等效量。
LAeq.T =10lg[1/T∫T0100.1LPAdt]式中:LPA—— 某时刻t的瞬时A声级(dB);
T —— 规定的测量时间(s)如果数据符合正态分布,其累积分布在正态概率纸上为一直线,则可用下面
近似公式计算:
LAeq.T ≈ L50+d2/60,d = L10 - L90其中L10, L50, L90为累积百分声级,其定义是:
L10—— 测量时间内,10%的时间超过的噪声级,相当于噪声的平均峰值。
L50—— 测量时间内,50%的时间超过的噪声级,相当于噪声的平均值。
L90—— 测量时间内,90%的时间超过的噪声级,相当于噪声的背景值。
累积百分声级L10、L50、和L90的计算方法有两种:其一是在正态概率纸上
画出累积分布曲线,然后从图中求得;另一种简便方法是将测定的一组数据(例如100个),从大 到小排列,第10个数据即为L10,第50个数据即为L50,第90个数据即为L90。
噪声污染级
许多非稳态噪声的实践表明,涨落的噪声所引起人的烦恼程度比等能量的稳态噪声要大,并且与噪声暴露的变化率和平均强度有关。经实验证明,在等效连续声级的基础上加上一项表示噪声变化幅度的量,更能反映实际污染程度。用这种噪声污染级评价航空或道路的交通噪声比较恰当。故噪声污染级(LNP)公式为:
LNP = Leq + Kσ
式中:K —— 常数,对交通和飞机噪声取值2.56;
σ —— 测定过程中瞬时声级的标准偏差。
昼夜等效声级
也称日夜平均声级,符号“Ldn”。用来表达社会噪声昼夜间的变化情况,表达式为:
Ldn = 10lg{[16×100.1Ld + 8×100.1(Ln+10)]/24}
式中:Ld——白天的等效声级,时间从6∶00-22∶00,共16个小时;
Ln——夜间的等效声级,时间从22∶00-第二天的6∶00,共8个小时。为表明夜间噪声对人的烦扰更大,故计算夜间等效声级这一项时应加上10dB的计权
返回声源
先从声源开始。用鼓槌捶击军鼓,鼓槌捶击在鼓头的穹形鼓皮上,鼓皮振动,振动的鼓皮然后就推动空气,产生从鼓头和鼓体发出并散开的压力波。因此,“压力波”从声源向外发出并散开。为了证明这一点,向公园内的池塘或家中的水槽内抛入一个石头,看看落入水中的物体产生的水波是如何从被干扰的波源散开的。另外注意,如果抛入水槽或象碗一样的封闭容器中,波纹/振动是如何碰到边缘、然后从壁上反弹回的。观察封闭容器内的波纹/水波,就给了你一些声音是如何在封闭的屋子里移动,从墙壁上反弹回的概念。另外注意,石头/石块越大,产生波纹的间距就远远比小物体的要大。
声音重量
声音没有质量,也就是没有重量。声音不是物体,只是一个名称,声音是一种纵波,波是能量的传递形式,它有能量,所以能产生效果,但是它不同于光(电磁波),光有质量有能量有动量,声音在物理上只有压力,没有质量。
超/次声波
正常人能够听见20Hz到20000Hz的声音,而老年人的高频声音减少到10000Hz(或可以低到6000Hz)左右。人们把频率高于20000Hz的声音称为超声波,低于20Hz的称为次声波。超声波(高于20000Hz)和正常声波(20Hz - 20000Hz)遇到障碍物后会向原传播方向的反方向传播,而部分次声波(低于20Hz)可以穿透障碍物,俄罗斯在北冰洋进行的核试验产生的次声波曾经环绕地球6圈。超低频率次声波比其他声波(10Hz以上的声波)更具对人的破坏力,一部分可引起人体血管破裂导致死亡,但是这类声波的产生条件极为苛刻,能让人遇上的几率很低。人的发声频率在100Hz(男低音)到10000Hz(女高音)范围内。
蝙蝠就能够听见频率高达120000赫兹的超声波,它发出的声波频率也可达到120000赫兹。狗能够听见高达50000赫兹的超声波,猫能够听见高达60000赫兹以上的超声波,但是狗和猫发出的声音,都在几十到几千赫兹的范围内(蜜蜂发出的声音不是翅膀振动导致)。
蝴蝶翅膀扇动频率很小,每秒大约5次。所以我们一般听不到蝴蝶翅膀扇动的声音。
单个正弦波周期
“周期”表示一个波周期从0dB/静音至全部打开又返回的一个全周期。上面所示为正弦波的一个单周期。中线为0dB,即静音。波高为音量,从左至右为时间。“波长”为从左至右的峰—峰距离。
与用于广播或电视信号等,还有其它的一样,频率进一步分为VHF(甚高频)和UHF(超高频)。人在年轻时可以听到约20Hz到20,000Hz(20KHz)的频率范围,这是消费类CD的额定频率范围。人的听力从12岁以后开始下降,经常性处于声压级极大的情况下会导致我们听力的灵敏度下降。因此,声音具有音量/振幅和频率/音调,另外还有基于时间的声音结构。声音达到最大音量有多快,可持续多长时间以及声音消失直到听不到时需多长时间。所使用的最基本术语有:
(一)“上升”:声波从静音达到最大振幅或音量所需的时间。
(二)“衰变”:声波达到最大振幅/音量后消失为静音所需的时间。
声音的“音量-时间”形状特性叫作“振幅包络”。
简单包络:“ 上升”达到最大音量并不是立即完成的。声音然后缓缓地衰变。
将上述振幅/音量包络用正弦波表示的结果
声波的包络:在实际生活中,声音是混杂的,含有以不同振幅包络层迭的许多频率。

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