003声级及听觉特性
声压级的叠加:公式计算
例1:在某点测得几个噪声源单独存在时的声压级分别为84dB、
87 dB、90 dB、95 dB、96 dB、91 dB、85 dB、80 dB,求这几 个噪声源同时存在时该点的总声压级是多少? 当n个声源发生叠加时:
L pT
n 0.1L pi 10 lg 10 i 1
由等响度曲线看出
由等响曲线可以得出各个频率的声音在不同的声压级时,人 们主观感觉出的响度级是多少。 声压级小和频率低的声音,其声压级与响度级之值相差也越 大。例如50dB声压级、60Hz的响度级为25Phon,500Hz时则为 54phon,1000Hz时为50Phon。 等响曲线反映了人耳对高频声敏感的特性,特别对于3000 一4000Hz的声音特别灵敏。 在高声压级时,曲线较为平坦。
作业 1、两台机器分别开动时,在某点产生声压级分别为90dB和93dB,同 时开动时声压级多大?
Байду номын сангаас
2、要求某处声压级为100dB,已知一组扬声器在该处声压级96dB,
再设一组扬声器在该处应该有多大声压级? 3、房间内某点在被测音箱不发音时,测得本底噪声为93dB,被测 音箱发音时,测得该点声压级为100dB,求被测音箱在该点产生的 声压级。
正常人耳能 听到最弱声 普通说话声 (1m远处) 公共汽车内
2X10-5 2X10-2 0.2
织布车间 柴油发动机、 球磨机 喷气飞机起飞
2 20 200
语言与部分乐器输出声功率w
声源 男生会话 女生会话 单簧管 低音提琴 钢琴 管乐器 37in×36in的低音鼓 75件乐器的交响乐 2×10-3 4×10-3 5×10-2 16×10-2 27×10-2 31×10-2 25.0 70~100 峰值功率
声压级、声强级、声功率级(声级)
选定基准量(或参考量),对被量度量和基准 量之比取对数,该对数值称为被量度量的“级”。 单位是贝尔。
因为贝尔的单位太粗略而不能充分用来描述我 们对声音的感觉,因此前面加了“分”字,代表十 分之一。一贝尔等于十分贝。分贝(decibel)dB 分贝是以美国发明家亚历山大· 格雷厄姆· 贝尔命名 的,他因发明电话而闻名于世。
响度级:当某一频率的纯音与1000Hz的纯音听起来同 样响时,这时1000Hz纯音的声压级就定义为该声音的 响度级。响度级的符号为LN,单位为方(phon)。
响度:是用来描述声音大小的主观感觉量。 响度是与主观感觉成正比的参量,符号为N,单位 是“宋” (sone)。 正常听者判断一个声音比响度级为40 phon参考声 强响的倍数,规定响度级为40 phon时响度为1sone。比 1sone响几倍就是几sone
声压级的相减
ΔLp/dB
Lp-Lp1/dB
[例]为测定某车间中一台机器的噪声大小,从声级计上测 得声级为104 dB,当机器停止工作,测得背景噪声为 100dB,求该机器噪声的实际大小。
解:由题可知104dB是指机器噪声和背景噪声之和 (Lp),而背景噪声是100 dB (Lp1)。 Lp-Lp1=4 dB,从图中可查得相应ΔLp=2.2 dB ,因此该机器的实际噪声噪级Lp2=Lp-ΔLp =101.8 dB。
声压级叠加公式:声源声压级相等时
例: 有7台机器工作时,每台在某测点处 的声压级都是92dB,求该点的总声压级。 解:根据式有 Lp=(92+101g7)dB=100.5dB
声压级的叠加:图表计算
声源叠加曲线
∆Lp /dB
Lp1-Lp2 /dB
[例] 两声源作用于某一点得声压级分别为Lp1= 96 dB,Lp2=93 dB, 由于Lp1-Lp2=3 dB,查曲线得ΔLp= 1.8 dB, 因此Lp总=96 dB +1.8 dB=97.8 dB
声压、声强、声功率
声压:相当于在大气压强上的叠加一个扰动引起的 压强变化。声压的测量比较容易实现。
声强: 声强是指单位时间内,声波通过垂直于声 波传播方向单位面积的声能量,单位为W/m2 声功率: 声功率是指单位时间内,声源辐射出来 的总声能。单位为W
日常生活中声音的声压数据Pa
声音种类 声压 声音种类 声压
等响度曲线应用
低高频声音都以100dB声压级录音,50dB放音 计权网络:是近似以人耳对纯音的响度即频率特性而设计
的。 国际电工委员会规定了四种计权网络: A、B、C、D
其中A计权网络相当于40phon等响曲线的倒置;B计权网络相当于70phon等响 曲线的倒置,C计权网络相当于100phon曲线的倒置。其中,B 、C计权已较少 被采用,D计权网络常用于航空噪声的测量。
为什么要引入声压级(声级)
1、尺度范围过大 2、用对数标度来表达声音还有另一优点:人类的 听觉反应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
声级 物理量 声压 符号 p 单位 Pa 级 基准 2*10-5Pa
声强
I
w/m2
10-12W/m2
声功率
w
w
10-12W
例题 计算在公共汽车内和飞机强力发动机旁的声压级。 已知:公共汽车内的声压为0.2Pa,飞机强力发动机旁的 声压为200Pa
解:Lp=20×lg p/p0
Lp1 = 20×lg ( 0.2/2×10-5 ) = 80(dB)
(公共汽车内的声压级) Lp2 = 20×lg ( 200/2×10-5 ) = 140(dB) (飞机强力发动机旁的声压级)
常见估算
声压比:1 、2、4、8、10 分贝值:0、6、12、18、20
响度和响度级
人能听见频率范围为20 Hz——20kHz;在声压方 面.人耳的可听范围大致为2x10-5~20Pa,其上下限分别 称为可听阈和痛阈。试验和调查表明,人耳对强度相同而 频率不同的声音有不同的响度感觉,即对于相同声压级但 频率不同的声音,人耳听起来是不一样响的。 同样是60dB的两种声音,但一个频率为100Hz,而另一 个为1000Hz,人耳听起来1000Hz要比100Hz的声音响。要 使频率为100Hz的声音听起来和频率为1000Hz、60dB声音 同样响,则其声压级要达到67dB。
多声源叠加
例如,有8个声源作用于一点,声压级分别为 70、75、82、 90、93、95、100dB,它们合成的总声压级可以任意次序 查图,两两叠加而得。任选两种叠加次序如下:
例题:某车间有5台机器,在某位置测得这5台机器的声压级分别为 95、92、90、86、80dB,试求这5台机器在这一位置的总声压级是 多少? 解: L1- L2 = 95 - 92 =3 dB ΔL =1.8 dB LC1= 95+1.8 = 96.8 dB L1- L2 = 96.8 - 90 =6.8dB ≈7dB ΔL = 0.8 dB Lc2 = 96.8 + 0.8 =97.6 dB L1- L2 = 97.6 -86 =11.6 dB ≈ 12dB ΔL = 0.3 dB Lc3 = 97.6 + 0.3 =97.9 dB L1- L2 = 97.9 -80 =17.9 dB ΔL ≈0 所以:Lc = 97.9 dB
L pt 10 lg 10 8.4 10 8.7 10 9.0 10 9.5 10 9.6 10 9.1 10 8.5 10 8.0 100 .2dB
例2:有一声源,在某一点测得各中心频率的声压级如下,求 该点的总声压级?
L pt 10 lg 10 7.0 10 7.7 10 8.0 10 8.8 10 9.0 10 9.5 10 8.4 97 dB