背景噪声
传声器工作原理及灵敏度
传声器工作原理及灵敏度
• 我们的噪音值怎么来的 • 首先样机的风轮发出的声音经过传声器把 声音转换为电信号，再由前置放大器进行 变化阻抗，使传声器与衰减器匹配。放大 器将输出信号加到计权网络，对信号进行 频率计权(或外接滤波器)，然后再经衰减器 及放大器将信号放大到一定的幅值，然后 在频谱分析仪器上给出噪声声级的数值。
传声器工作原理及灵敏度
• 常见传声器有动圈式、电容式和驻极体三 种，而我们现在用是电容式传声器，由于 其灵敏度高、输出功率大、结构简单等优 点被最广泛使用。是一种利用电容量变化 而引起声电转换作用的传声器，它的结构 图如下所示，它是由一个振动膜片和固定 电极组成的一个间距很小的可变电容器。
传声器工作原理及灵敏度
噪声的评价
• 计权（weighting) • 对信号进行变换的一种方法。其基本点是 突出信号中的某些成分，抑制信号中的另 一些成分。对信号不同成分所乘的不同比 例因子称为计权函数。 • 计权网络（ weighting network) • 根据计权函数设计的电网络，用已达到对 信号进行预期变换的目的。
• 当膜片在声波作用下产生振动时，振动膜 片与固定电极间的距离便发生变化，引起 电容量的变化。如果在电容器的两端有一 个负载电阻R 及直流极化电压E。则电容量 随声波变化时，在R 的两端就会产生交变 的音频电压。再通俗一点说，就是声压引 起传声器的膜片振动，振动能量然后转为 电能，见下图。
传声器工作原理及灵敏度
传声器工作原理及灵敏度
• 1、灵敏度 灵敏度是指传声器在一定强度的声音作用下输 出电信号的大小。灵敏度高，表示传声器的声一 电转换效率高，对微弱的声音信号反应灵敏。技 术上常用在0.1pa[µBar（微巴）]声压作用下传声 器能输出多高的电压来表示灵敏度。如某传声器 的灵敏度为1mV/µBar，即表示该传声器在1µBar 声压作用下输出的信号电压为1mV。 习惯上也常用分贝来表示传声器的灵敏度： 灵敏度（ dB）=20Lg
• 贝[尔](B)bel • 一种级的单位，一个量与同类基准量之比的以10 为底的对数值为1时称为1分贝，用B表示。
基本概念
• 分贝(dB) decibel • 一种级的单位，一个量与同类基准量之比的以10的10次方 根为底的对数值为1时称为1分贝用dB表示。 • 1 dB =0.1B • 注：分贝实际上是声压平方级单位，简称声压级。
噪声的评价
• 响度：
与主观感觉的轻响程度成正比的参量为 响度，符号为N,单位“宋”（sone）,具体 说是正常听者判断一个声音比响度级 40phon参考声强的倍数，规定响度级为 40phon的响度为1sone。
噪声的评价
• 人耳的特点： 1、频率范围宽，20~20kHz，达到10个倍频程； 2、灵敏度高，能够接收空气中位移振幅接近于分子大小的 微弱振动； 3、 动态范围宽，0~120dB； 4、有过滤效应（酒会效应），能够从环境噪声中提取有用 的声音； 5、人对不同的频率的同一声压级，感觉的响度不同。 • 例如：0.025Pa的100Hz的纯音和0.002Pa的1000Hz的纯 音听起来一样响，这是由人耳对100Hz的声音的灵敏度比 1000Hz低。
噪声的评价
• 声压级只反应声音强度对人响度感觉的影响，不能反映声 音频率对响度感觉的影响。响度级和响度解决了这个问题， 但是用它们来反映人们对声音的主观感觉过于复杂，于是 又提出了计权声压级的概念。 • 计权声级：为了使声音的客观量度和人耳的听觉主官感受 近似取得一致，通常对不同频率声音的声压级经某一特定 的加权修正后，再叠加计算可得到噪声的总声压级，此声 压级称为计权声级。
噪声的评价
• 一般A、B和C三种计权网络: A计权网络是模拟人耳对40方纯音的响度，当信号通过时， 其低、中频段（1000Hz以下）有较大的衰减。 B计权网络是模拟人耳对70方纯音的响度，它对信号的低 频段有一定衰减。 C计权网络是模拟人耳对100方纯音的响度，在整个频率 范围内有近乎平直的响应。 • A计权的频率响应与人耳对宽频带的声音的灵敏度相当， 成为最广泛的评价参量。
消声室(或半消声室)基本概念
• 消声室的主要功能是为声学测试提供一个自由场 空间或半自由场空间。自由场是指声波在无限大 空间里传播时，不存在任何反射体和反射面。 自然界中的自由场空间是将声源吊在空中，远 离任何反射物，声波可自由地向360°全方位角 传播。半自由场空间是指自由空间中有一全反射 面，声波只能在180°半球方位自由传播。常见 的半自由场空间如水泥地面的大型露天停车场、 室外篮球场、停机坪…等。
• 频程(frequency interval) • 两个声或其他信号频率间的距离，它以高频和低 频的频率比的对数来表示。此对数通常以2为底， 单位称为：倍频程。
基本概念
• • • • • • 倍频程 (octave) 两个基频相比为2的声或者其他信号间的频程。 声功率（sound power） 单位时间内通过某一面积的声能。单位为：w 声功率级（sound power level） 声功率与基准声功率之比以10为底的对数,单位为 贝[尔]，B。但通常以用dB为单位。基准声功率必 须指明。 • 注：基准声强为1pW。
噪声的评价
• 噪声的特性和分贝标度
噪声有两种特性：频率和响亮度 1、声音的频率声音其实是经媒介传递的快速压力变化。
当声音于空气中传递，大气压力会循环变化。每一秒内压 力变化的次数叫作频率，量度单位是赫兹(Hz)，其定义为 每秒的周期数目。 2、频率越高，声音的音调越高。如下图显示，击鼓产生 的频率远较吹哨子产生的频率低。听听它们发出的声音， 及细察其音调的不同。
基本概念
• 数学表达式：Lp=20logp/p0 用对数标度来表达声音和噪音有一优点：人类的听觉反应 用对数标度来表达声音和噪音有一优点： 是基于声音的相对变化而非绝对的变化。 是基于声音的相对变化而非绝对的变化。对数标度正好能 模仿人类耳朵对声音的反应。 模仿人类耳朵对声音的反应。 • 级（level ） • 在声学中的一个量与同类基准量之比的对数，对数的底、 基本量的和级的类别应加以说明。
基本概念
• 声压（p）sound pressure • 有声波时，媒质中的压力与静压的差值，单位为帕[斯卡]。 人耳能感受到的声压范围很广，刚能听到的声压约为 2×10-5 Pa，感觉到疼痛的声压约为到2×10+2 Pa； • 声压级（Lp）sound pressure level • 声压与基准声压之比以10为底的对数乘以2，单位为贝[尔]， B。但通常以用dB为单位。基准声压必须指明。 注：基准声压为： • a.20µPa（空气中） • b.1µPa（水中）
பைடு நூலகம் 噪声的评价
• A计权声压级：由于人耳对高频噪声比低频噪声更为敏感， 为更真实模拟人耳对噪声的实际感受，需要对线性声压级 进行修正，提高高频噪声线性声压级，降低低频噪声线性 声压级，这种经过修正的声压级就称为A计权声压级，工 程上一般使用A计权声压级，用dB（A）表示； • 音质：实际上A计权声压级仍然不能完全描述人耳对声音 的真实感受，由于噪声频谱的不同两台相同dB（A）的机 器人耳的感受往往不太一样，这就是音质问题，也就是我 们通常所讲的有无异常噪声，一般情况下泛音的音质较好， 纯音的音质不好。
背景噪声
• 尽管水泥地面的大型露天停车场、室外篮球场、停机坪… 等也能提供半自由场空间，但测量时会受背景噪声的影响。 试想，冰箱的噪声在30dB（A）而环境的背景噪声在 45dB（A），要测量冰箱的噪声是不可能的。所以消声室 另一个功能是提供低背景噪声的环境以适应测试环境的要 求。 根据国标GB6882－86＜＜声学噪声源声功率级的测定消 声室和半消声室精密法＞＞，在测试频率范围内，背景噪 声的声压级至少比被测声源的声压级低6dB，最好低12dB。 小于6dB(A)时，测量无效；6~15dB(A)之间要进行修正， 大于15dB(A)时，不需修正。