根据所使用带通滤波器特性的不同，具体的模拟频率分析方法又分为 两大类：即恒定带宽（又称绝对带宽）分析法与恒比例带宽（又称恒百分 带宽）分析法，它们使用不同特性的滤波器。
第三章噪声测量
第三章噪声测量
恒定带宽分析法 恒定带宽滤波器的特性是这样的：当滤波器中心频率改变时，滤波器的通带宽
度保持不变，即不论接受信号的频率是多少，可通过的信号频带宽度都是一样的。 在线性的频率刻度上，恒带宽给出的分辨率是均匀的，这种方法有利于对谐波的 检测。它通常是窄带的，适宜于对稳定的线状谱进行分析，能有效的抑制不需要 的声，把所需的纯音或谐波从噪声中提取出来。但倘若被分析信号的 纯音或谐 波频率不稳定，那么测试就会引入较大的误差。在恒带宽频率分析中，最常用的 是谱级。它是以指定频率为中心、宽度为1 Hz的声压级，这种概念主要用来比较 不同频带分析时测得的数据。 恒比例带宽分析法
其原理是由声造成的空气压力推动传声器的振动膜振动，进而经变换器 将此机器振动变成电参数的变化。
(3)四种接收声波的方式：压强式、压差式、压 强与压差复合式、多声道干涉式。
第三章噪声测量
3.1 基本声学量-声压的测量
声能量 声强 声功率
D
pe2
0c 2
I pe2
0c
W SI
s—平面声波波阵面的面积
压强与压差复合式
多声道干涉式
作用：将声信号转化为电信号。其原理是由声造成的空气压
力推动传声器的振动膜振动，进而经变换器将此机器振动变成电参数的变化。
第三章噪声测量
传声器还可分为
按能源分：有源传声器、无源传声器 按换能原理：电动传声器、电容传声器、压
电式传声器、半导体式传声器等 按用途及使用方法：音乐用传声器、歌唱用
压电式传声器原理图
第三章噪声测量
8
压强式传声器
无声场时：I内=I外，F=0
有声波入射时，F=ps，在此力 的作用下，通过力电换能器， 振动转换为电信号输出，因此， 测得这个输出信号就可以求出 声场中对应的声压。
作用到传声器上的合力与声波 入射方向有关，传声器具有指
F
向性，但利用压强原理制成的
在声压的作
器精度较
用下•单，振击膜 此处振膜编辑母版文本样式
低，灵敏
和线圈移动
并切割磁–第力 二级
线应，电产动生势感。•第三级
度也较低， 体积大， 其突出特
同线圈移动 –第四级
点是输出
速度成正比。 线圈»第五级
阻尼罩
阻抗小， 所以接较
长的电缆
磁铁
也不降低 其灵敏度。
动圈式传声器
第三章噪声测量
7
噪声测量仪器 ( 5/9)
传声器、有线传声器、无线传声器、落地式 传声器、手持式传声器
第三章噪声测量
背级
振膜
内腔
单击此处编辑母版标题样式 阻尼孔
振膜厚度在 0.002 5~0.05 mm 之间，它在声压的作用下发生 变形位移，起着可变电容器动 片的作用
毛吸孔•单击此处编辑母版绝文缘体本样可变式电容器的定片是背级,其上的
–第二级
第三章 噪声源的测量
本章主要内容
3.1 3.2 3.3 3.4
基本声学量-声压的测量 声源的频谱测量 声强及声功率测量 测量仪器
第三章噪声测量
3.1 基本声学量-声压的测量
(1)声压的测量是声学测量的基础。在声压测量 中，声波的接收是声学测量的基础和首要环 节.
(2)空气介质中最常用的接收声波的传感器为传 声器。
阻尼孔抑制振膜的共振振幅
•第三级
–第四级 »第五级
R
et
et
电容式传感器
壳体上开有毛细孔，用来平 衡振膜两侧的静压力，以防 止振膜破裂。
然而动态的应力变化（声压） 很难通过毛细孔而作用于内腔， 从而保证仅有振膜的外侧受到 声压的作用。
第三章噪声测量
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动圈式传声器
单击此处编辑磁铁母版标壳体题样这种式传声
声压的测量是声学测量的基础。
第三章噪声测量
声波的接收是声压测量的基础环节。
仪器：传声器（麦克风），按声学原理一般分为四种：
压强式
精度较高，应用最多。
压强式传声器只激励传声器振膜的一侧，主要是无指向性传声器。
压差式
压差式传声器只激励传声器振膜的两侧，也就是振膜运动受两侧声压的控制， 这类话筒总是带有特定的指向性
压电式传声器
单击此处编辑母版标题样式 壳体
膜片受到声压作用而变位时 双压电元件产生变形，在压
电元件梁端面出现电荷
金•属单膜击片 此处编辑母版文本样式
–第二级
双压电晶体 •第三级
弯曲梁
–第四级
ห้องสมุดไป่ตู้
»第五级
后板
绝缘材料 输出
静压力平衡管
压电式传声器膜片 较厚，其固有频率 较低，灵敏度较高， 频响曲线平坦，结 构简单，价格便宜， 广泛用于普通声级 计中。
传声器在低频率是无指向性。
理想的声学测量用的传声器特 性：自由声声电压灵敏度高、 频响特性宽、动态范围大、体 积小，不随温度、压力、湿度 等环境条件而变化。
第三章噪声测量
C0 D
背极
压强式传声器的结构
电容传声器
电容传声器的结构图
精密测量中最常用的 一种传感器，其稳定 性、可靠性、振性， 以及频率特性均较好。
第三章噪声测量
优点：频率范围宽，频率响应平直，灵敏度 变化小，稳定性好，多用于精密声级计中。
缺点：内阻高，需要配备响应的放大器和衰 减器，需要一定的电压，膜片容易损坏。
第三章噪声测量
3.2 声源的频谱测量
频谱测量：为了更好地了解噪 声的特性，需要知道声压级与 频率之间的函数关系，即需要 将通常的时间域中的数据转变 为频率域中的数据，能完成这 种转变的设备就是频率分析仪 或频谱分析仪。 包括：快速傅里叶变换
无声波时，腔内外压 强相等；
有声波作用时，膜片 受到声压P的作用， 产生振动，使膜片与 后板的距离发生变化。
第三章噪声测量
第三章噪声测量
第三章噪声测量
电容传声器等效电路图
电容计算公式：
c s 4k d
式中k为静电力常量， ε为介电常数，S为极 板面积。
当极板间距d变化时，电 容C随之变化，电流I 也会随之变化。
窗函数 滤波器 小波分析技术
第三章噪声测量
（1）在模拟信号分析中，带通滤波器是必不可少的仪器。它的作用是只 让滤波器所确定的频率范围内的信号通过，而阻止其他分量的信号通过。 即在通带内没有衰减，在通带外没有输出。 （2）测取噪声信号频谱的传统方法是模拟分析法，这种方法是使待测信 号通过若干个不同中心频率的模拟滤波器、或中心频率可在一段频率上移 动的可调滤波器，这种滤波器通常是带通滤波器，即只允许在规定频带内 的信号分量通过的滤波器。在滤波器的输出端测定所传输的信号功率并用 记录器记录下来，制成相应的图表，就完成了模拟分析。记录器可以是电 平表、示波器或专用记录仪。