东贝声学基础培训

1、声学基础知识讲座声学基础知识讲座Prepared by：陈刚东贝电器股份有限公司技术开发部讲座的目的讲座的目的1. 掌握声学基础知识2. 了解声学测量的各种标准3.了解声学测量方法4.了解噪声控制的基本方法5.了解噪声源的识别方法VA Quality sells products . . . 声学基础知声学基础知识识1. 声波的描述2. 声级的定义3. 声级的相加4. 声级的相减5. 噪声的频谱分析声学基础知识声学基础知识 机械振动是声波产生的根源 弹性媒质是声波传播的必要条件 声波在空气和液体中为纵波， 在固体中传播可能是纵波也可能是横波 例子：固体振动产生声波：喇叭，振动平板，锣，鼓，冲压

2、钢板 气流产生声波：笛子，高压气流，喷气发动机声波的描述声波的描述声学基础知识声波的描述声波的描述声能量：声波在声场中产生的总能量声功率：声源单位时间辐射的声能量，用 表示，单位为瓦。 指声源总功率中以声波形式辐射出来的一小部分功率。 空气声研究的范围一般在10-12109w声强：单位时间通过垂直声波传播方向的单位面积的平均声能量为矢量，具有方向性，用 表示。一般的，某点声强可以表示为该点声压与其质点速度之积IpuSI声学基础知识声级的定义声级的定义实际应用中描述声波的强度性质所用的物理量 参数变化范围太大，用绝对值来描述很不方便 比如：1000Hz纯音，人耳听阀到痛阀：210-520Pa 人

3、耳对声音强度的响应接近于对数关系声压级：单位 分贝（dB）声强级：单位 分贝（dB）声功率级：单位 分贝（dB）0lg20ppLp0lg10wwLw0lg10IILIP0=210-5PaI0=110-12w/m2W0=110-12w声学基础知识声级的相加声级的相加两种情况： 声压叠加 声能叠加0lg20ppLpiLpiL10/10lg1006+dB相干声源：空间产生相加或相消的干涉现象不相干声源：大部分情况下，能量直接相加3+dB声学基础知识声级的相减声级的相减室外两个声源S1，S2，对于某一测点P，S1,S2同时发声测得声压级为LP，关闭S1，只有S2声测得声压级为LP2，关闭S2，只有S1

4、发声时声压级会是多少？)1010lg(1010/10/12PPLLPL背景噪声问题（背景噪声问题（important)1010lg(1010/10/背景总LLpL实际的测量中，L=L总-L背景 10dB时，可以不考虑背景噪声认为测量值即声源产生的声压级一般的，在大多数的声学测量中都需要测量背景噪声,这时声源产生的声压级为：声学基础知识 频率分析的用处 噪声控制 主观感觉 噪声源鉴辩 降噪计算 可听声的频率范围： 20 Hz 20 kHz 倍频程和 1/3 倍频程 频段太宽 人耳对声音频率的分辨率也是符合对数规律，等比带宽 称为1/n倍频程 窄带分析FFT，APS，CPS，更细致的频谱分析，线性

5、噪声的频率分析噪声的频率分析nff2/1231.51003151k3.15k10kHz0918273645dBFrequency Sound Power 32-6.7 40-1.3 50 6.6 63-1.9 80-2.1 100 7.7 125 12.1 160 6.2 200 12.3 250 19.0 315 18.3 400 17.5 500 22.1 630 23.8 800 20.3 1000 18.5 1250 19.3 1600 18.6 2000 19.6 2500 20.0 3150 23.2 4000 26.5 5000 20.2 6300 19.8 8000 18.7

6、10000 18.3A-band 33.40918273645dB1/3 倍频程0100020003000400050006000700080009000100001100012000Hz010203040dBdB(A)Channel 3F系 列 压 缩 机 噪 声 /SK75CYB-2012062026 2771.0Hz 28.7dB(A) 0.0sFFT窄带谱噪声的主观感觉噪声的主观感觉噪声的主观感觉1. 噪声的定义2. 人耳与听力3. 听力特性- 频率， 振幅和时间4. 等响曲线5. 计权 声级的定义6. 声质量简介噪声的主观感觉Noise is defined as unwanted

7、sound. 不想听到的声音.噪声的定义噪声的定义噪声的主观感觉听力的特性：频率、振幅和时间听力的特性：频率、振幅和时间人耳对声音的感觉不仅与声压有关，而且与频率也有关，也就是说，声压级相同而频率不同的声音，听起来会不一样响！ 响度的定义，比如一个声音听起来和40分贝1kHz的纯音一样响，则整个声音就是方(phon) 振幅，声音的强度，与频率无关 较强噪声环境下(80dB以上）暴露，会出现听力暂时下降噪声的主观感觉等响曲线噪声的主观感觉计权声级计权声级人耳对不同频率的声音反应不同使声压级不能反映人的主观反映根据等响曲线，选择几条有代表性的曲线，设计计权网络计权网络计权网络方等响曲线的倒置，模拟

8、人耳对低强度噪声的感觉计权网络计权网络方等响曲线的倒置模拟人耳对中等噪声的响度感觉计权网络计权网络方等响曲线的倒置模拟人耳对高强度噪声的响度感觉实际应用中，声级对强和弱的噪声都比较能够反映人的主观感受同时，与人耳的损伤程度也对应的很好。、基本不用噪声的主观感觉计权曲线计权曲线噪声的主观感觉频率631252505001000200040008000dB946570565670504094.0A-计权修正-26.2-16.2-8.6-3.2010.5-1.1dBA67.848.861.452.8567150.538.973.2声级声级计权后的声压级和人耳对声音的反映一样，可以表征声音的主观大小倍频

9、程衰减级评价声音的强弱十分复杂，要考虑绝对大小，频率，以及持续时间等等，一般的，分成两类基于响度（声音的大小）基于噪度（人对这个声音的烦躁度）噪声评价量噪声评价量最简单的就是A声级，目前应用最为广泛对于稳态声音，一般直接测量A声级对于非稳态声音，测量等效A声级，即长时间测量结果的一种时间上的平均噪声的主观感觉噪声的测量1. 噪声与时间的关系2. 常用噪声评价量3. 噪声测量的仪器噪声的测量噪声的测量噪声的测量噪声与时间的关系噪声与时间的关系一般的，声音都是变化，dB就可以认为是稳态噪声，且不含显著的纯音成分测试根据声源的随时间变化情况，而有不同的测试方式及参量噪声的测量常用噪声评价量常用噪声评

10、价量A声级等效连续A声级暴露声级累计百分比AL)(1lg10 0 202T dtptpTLTAAeq)(lg10 0 202dtptpLTAAE991nn nnLmaxALminAL噪声的测量1. 传声器2. 前置放大器3. 信号传输方式4. 信号处理仪器5. 声学测试实验室噪声测试的仪器噪声测试的仪器传声器传声器 将声信号转换成相应的电信号的声电换能器类型：压电式、电容式、动圈式、驻级体式声学测量要求：灵敏度高、频响要宽，动态范围大，随环境条件变化小自由场，压力场噪声的测量前置放大器前置放大器 传声器的信号微弱电容式传声器，电阻太大，需要阻抗匹配与传声器一体噪声的测量声学实验室声学实验室 两

11、大类：消声室，混响室 消声室：声功率测量、噪声源分析、音响特性 混响室：声功率测量、吸声、隔声 混合使用：比如汽车门窗隔声 性能：频率响应、本底噪声 消声室造价相对昂贵噪声的测量声学实验室：消声室声学实验室：消声室两大主要功能：提供自由声场或者半自由声场 较低的背景噪声 噪声的测量声学实验室声学实验室 截至频率与截至频率与尖劈的长度尖劈的长度波长波长噪声的测量声学实验室：消声室声学实验室：消声室噪声的测量噪声的测量声功率级声功率级声功率级是衡量声源发声能力。声功率级与声源的安装位置，环境无关。声功率级有利于不同厂家的产品的比较单位： dBA噪声的测量声功率级的测量方法声功率级的测量方法 声功率

12、级无法直接测量 一般需要在特定的测量环境下 测量合适位置的声压级、声强级，经过运算获得 GB6881-86 噪声源声功率级的测定 混响室精密法和工程法 GB6882-86噪声源声功率级的测定 消声室和半消声室精密法 GB4214-84家用电器噪声声功率级的测定 GB/T 4214.1-xxxx eqv IEC 60704-1 声学 家用电器及类似用途器具噪声测量方法 ISO 3740 -3747 系列 声功率测量通用标准 一些噪声测量标准一些噪声测量标准噪声的测量半消声室矩形机柜包络面（9点）声功率测量声功率测量 声压法声压法噪声的测量声功率测量声功率测量 声压法声压法半消声室半圆形包络面（1

13、0点）噪声的测量声功率测量声功率测量 声压法声压法8L1L26006001239564710XY测点位置明细噪声的测量 噪声控制技术简介噪声控制技术简介 噪声源的分类及特性噪声源的分类及特性 噪声源的识别噪声源的识别 噪声控制技术噪声控制技术机械噪声机械噪声 撞击噪声：冲床、锻锤、汽锤等；振动能一部分以声波形式向四周空间辐射 周期作用力激发的噪声：旋转机器的作用力，比如动态不平衡所引起的周期力，受迫振动。 摩擦噪声：摩擦引起的摩擦物体的张弛振动所激发的噪声 机械振动系统的受迫振动和固有振动引起的噪声为机械噪声，主要作用为固有振动。称其为结构噪声噪声源的类别空气动力学噪声空气动力学噪声 高速气流

14、、不稳定气流以及由于气流与物体相互作用产生的噪声，称为空气动力学噪声按产生机制和特性，有： 喷射噪声：气流从管口高速喷射产生的噪声 涡流噪声：气流流经障碍物时，一定速度的气流与障碍物背后的相对静止的气体相互作用，产生跳变压强。比如狂风吹过树林的呼啸声 旋转噪声：空气动力机械旋转时与空气相互作用而连续产生压力脉动，从而辐射噪声，称为旋转噪声。 周期性进排气噪声：周期性排放高温高压废气，是周围空气的压强和密度不断受到扰动而产生噪声。噪声源的类别噪声源识别噪声源识别 主观鉴别 分别运行声源法 近场测量法 隔离声源法 声强法 相关法 振动测量法鉴别主次噪声或主次发声部位，对噪声管理和治理来说很重要了解各噪声源的特性：声的强度，频率特性，时间特性，指向性噪声源的识别噪声源识别：主观鉴别噪声源识别：主观鉴别 主观鉴别：根据经验，耳朵去听，做出判断噪声源的识别噪声源识别：近场测量法噪声源识别：近场测量法传声器与噪声源靠得很近，认为测得的声压级主要来自所靠近的噪声源混响强的场合不适用定性鉴别，不