02噪声控制中的声学基础_ENCppt课件

1、第二章 噪声控制中的声学根底 本章简要引见振动与声的关系，从声学根本概念出发推导声学动摇方程，并讨论平面波的根本性质，从声传播的能量角度讲述声压、声强和声功率，在此根底上引见声的传播方式、声压级及声波的衰减。经过本章的学习，应该掌握平面声波的动摇方程及其根本特性，熟知声传播的特点及能量关系。 2.1.1 声波的产生与传播 声音是由物体的振动所呵斥的，经由弹性介质(Elastic Medium)以声波(Sound Wave)的方式将能量传送出去。 弹性介质可以是液体、气体、或固体物质，声音在真空中因缺乏介质故无法传播出去。普通来说，波有两种方式，即纵波与横波两种。纵波指物体振动方向与波前进方向平

2、行，又叫压力波或疏密波。横波指物体振动方向与波前进方向相互垂直，又称剪力波。在空气和液体介质中，没有切变弹性，所以其内部仅能传播纵波，而对于固体来讲，因其兼有容变弹性和切变弹性，故固体中既能传播纵波，也能传播横波。 声波的产生与传播2. 1 振动与声各种波的传播方式波的构成各种波的传播方式脉冲波 各种波的传播方式绳脉冲波(横向) 各种波的传播方式纵波 各种波的传播方式横波 各种波的传播方式水波 各种波的传播方式瑞利外表波 各种波的传播方式声波构成及传播小结机器运转会发出声音，假设用手去摸机器的壳体多便会感到壳体在振动。假设切断电源，壳体在停顿振动的同时，声音也会消逝。这阐明物体的振动产生了声音

3、。振动发声的物体被称为声源。声源可以为固体、液体与气体。机器、流水、风都会产生声音。并非一切物体的振动都能为人耳听见，只需振动频率在20-20000Hz的范围内产生的声音，人耳才干听到。这一频率范围的振动称为声振动，声振动属于机械振动。物体振动所传出的能量，只需经过介质传到接纳器(如人等)，显示出来的才是声音。因此声音的构成是由振动的发生、振动的传播这两个环节组成的。没有振动就没有声音，同样，没有介质来传播振动，也就没有声音。声波构成及传播小结作为传播声音的中间介质，必需是具有惯性和弹性的物质，由于只需介质本声有惯性和弹性，才干不断地传送声源的振动。空气正是这样一种介质，人耳平常听到的声音大部

4、分也是经过空气传播的。传播声音的介质可以是气体，也可以是液体与固体。在空气中传播的声音称做空气声，在水中传播的声音称做水声，在固体中传播的声音称做固体声(或构造声)。声音在介质中传播时，介质的质点本身并不随声音一同传送过去，是质点在其平衡位置附近来回地振动，传播出去的是物质运动的能量，而不是物质本身。声音的本质是物质的一种运动方式，这种运动方式称做动摇。因此，声音又称做声波。声波是种交变的压力波，属于机械波。2.1.2. 声压1当没有声波存在、大气处于静止形状时，其压强为大气压强P0、及温度T0。当有声波存在时，部分空气产生紧缩或膨胀，在紧缩的地方压强添加，在膨胀的地方压强减少，这样就在原来的

5、大气压上又叠加了一个压强的变化。这个叠加上去的压强变化是由于声波而引起的，称为声压，用p表示。无声扰动时媒质压强是称为P0静压强；有声扰动时媒质压强为P，那么有声扰动时压强与静压强的差值就是声压p，即：p=P- P0 由于声传播过程中，同一时辰，对不同位置的扰动不同，因此不同位置声压不同；对于同一位置，不同时辰扰动的大小也不一样，因此不同时辰的声压也不一样，故声压表现为时间和空间的函数，即：p=p(x,y,z,t)。 2.1.2. 声压2同样，密度的增量=-0，也是时间和空间的函数，即：=(x,y,z,t)。质点振动速度也是描画声波的物理参量，但声压易测得，并可由此求得质点速度，故常用声压描画

6、声波性质。普通情况下，声压与大气压相比是极弱的。声压的大小与物体的振动有关，振幅愈大，那么压强的变化也愈大，因此声压也愈大，我们听起来就愈响，因此声压的大小表示了声波的强弱。当物体振动时，空间某点产生的声压也是随时间变化的，某一瞬间的声压称为瞬时声压pt。在一定时间间隔中将瞬时声压对时间求方均根值即得有效声压。普通人耳听到的声压即是有效声压。2.1.2. 声压3因此习惯上所指的声压往往是指有效声压，用p表示，它与瞬时声压之间的关系为：当物体作简谐振动时，空间某点产生的声压也是随时间简谐变化的，因此上式变为：其中，pm为声压幅值。 2.1.2. 声压4衡量声压大小的单位在国际单位制中是帕斯卡，简

7、称帕，符号是Pa，1Pa=1N/m2。日常生活中所遇到的各种声音，其声压数据举例如下： 正常人耳能听到的最弱声音 2x10-5Pa 织布车间 2Pa 普通说话声 (1m远处) 2x10-2Pa 柴油发动机、球磨机 20Pa 公共汽车内 0.2Pa 喷气飞机起飞 200Pa正常人耳能听到的声压叫听阈，其值为2x10-5Pa；刚刚使人耳产生疼痛觉得的声压叫痛阈，其值为20Pa。超越痛阈的声压往往会引起耳内出血，鼓膜损伤。2. 2 声学动摇方程本节主要内容存在声波的区域即声场，声场的物理特征可以经过声压p、质点速度以及媒质密度变化量来表示,。声压易于丈量，质点速度与密度均可有声压间接导出。 在声传播

8、过程中，对同一时辰，声场中各不同位置声压都有不同的数值，也就是声随着位置有一个分布；另一方面，声场中每个位置的声压又在随时间而变化，也就是说声压随位置的分布还随时间而变化。本节就是要根据声波过程的物理性质，建立声压随空间位置的变化和随时间的变化两者之间的联络，这种联络的数学表示就是声动摇方程。 理想流体媒质的四个假定理想流体媒质的三个根本方程小振幅声波一维动摇方程理想流体媒质的四个假定推导声波动摇方程的假设：媒质中不存在粘滞性；媒质在宏观上是均匀的、静止的；声波在媒质中的传播为绝热过程；声波为小振幅声波。为了使问题简化，必需对媒质及声波传播过程作出一些假设，这样既可以使数理分析简化，又可以使论

9、述声波传播的根本规律和特性简单明了。虽然这些假设使结果的运用带来一定的局限性，在相当普遍的情况下，这些假设条件还是能很好被满足的，因此，这里得出的结果并不失去普遍意义。 2.2.1 运动方程1声振动作为一个宏观的物理景象，必然要满足三个根本的物理定律，即牛顿第二定律、质量守恒定律及热力学定律，可得运动方程、延续性方程和物态方程。在平面波声场中取一微小体积元Sdx ，在x方向的位置从x到x+dx，横截面积为S。2.2.1 运动方程2体积元左侧受力：体积元右侧受力：体积元遭到合力为：根据牛顿第二定律整理后，有：2.2.1 运动方程3又因其中：加速度=本地加速度+迁移加速度：于是：略去二阶以上的微量

10、，有： 此方程即运动方程，它描画了声压与质点速度之间的关系。2.2.2 延续性方程1仍在平面波声场中取一微小体积元Sdx 。延续性方程，实践上就是质量守恒定律，即媒质中单位时间内流入体积元的质量，与流出该体积元的质量之差，应等于该体积元内质量的添加或减少。2.2.2 延续性方程2单位时间左侧流入的质量：单位时间右侧流出的质量：单位时间体积元添加的质量：质量添加导致密度添加：于是：2.2.2 延续性方程3整理后，有：将质量公式：代入上式，忽略高阶小量，整理得： 此方程即延续性方程，它描画了质点速度与密度增量之间的关系。2.2.3 物态方程对于绝热过程，压强仅是密度的函数，也就是：声扰动引起的声压

11、和密度质量为：压强与密度变化的方向一样，令那么有：可以近似为：于是： 此方程即物态方程，它描画了声场中压强P的变化与密度的微小变化之间的关系。动摇方程曾经推导的三个根本方程：式(3)对t求导，代入式(2)，消去密度变量，然后再对t求导；(1)式子对x导，联立整理，那么得：此即理想媒质中小振幅声波的平面声波的波一维声学动摇方程。同理可得三维线性声学动摇方程：及一维球面坐标声学动摇方程：2. 3 平面声波的性质声波从声源发出，在媒质中各方向传播，声波在某一瞬时相位一样的各点，其轨迹曲面称为波阵面，也叫波前。波的传播方向称为波线或射线。均匀媒质中波线垂直于波阵面。波阵面为球面即称球面波。波阵面为平面

12、即为平面波。假设波长比声源尺寸大得多，声波就以声源为球心，以同样的速度，向各个方向辐射出去，这种声源称为点声源。显然点声源的波阵面是球面，因此为球面波。平面波的波线是同一方向，故有很强的方向性。球面波那么无指向性。实践声源介于两者之间。并且声源的尺寸越大，频率越高，那么声波的指向性就越强。【关于声场随时间变化的部分，主要思索在稳定的简谐声源作用下产生的稳态声场。这有两方面的缘由：一是相当多的声源是随时间作简谐振动的；二是根据傅氏变换，恣意时间函数的振动原那么上都可以分解为许多不同频率的简谐函数的叠加 ，只需对简谐振动分析清楚，经过不同频率的简谐振动的叠加(或积分)求得这些函数的振动规律。因此随

13、时间简谐变化的声场是分析随时间复杂变化的声场的根底。】类型波阵面声线声源类型平面声波垂直于传播方向的平面相互平行的直线 平面声源球面声波以任何值为半径的球面由声源发出的半径线 点声源柱面声波同轴圆柱面线声源发出的半径线 线声源2.3.1 动摇方程的解1在稳定的简谐声源作用下产生的稳态声场。设方程的解为：其中，为声源简谐振动的圆频率。对普通情况，上式中还应引入一个初相角，但它对稳态声传播性质的影响不大，这里为简单起见就将它忽略了。将解代入动摇方程有：式中，k为波数，k=/c0。P(x)的解为：式中，A, B为两恣意常数，由边境条件确定。2.3.1 动摇方程的解2思索到时间变量有：上式右边第一项为

14、沿x正向行进的波，右边第二项为沿x负向行进的波。声场中无妨碍时，无反射波，即B=0，此时有：当t=0，x=0时，pA=A。所以有根据声压可求得质点速度为：式中，2.3.2 平面声场的特性1根据平面动摇方程的解讨论平面声场的特性：(1)解 代表沿x正向行进的波。在某时辰、某位置(t0、x0)，声场的声压为：经过t时辰位置挪动了x，此时t= t0+t，x= x0+x= x0+ c0t= x0+ (/k)t。此时声压为：所以，有：两处声压相等，即波形没有变化，经过某一时辰t0， 而x =(/k)t=c0t0，阐明整个波形向前挪动了一段间隔。同样可以证明 代表沿x负向行进的波。2.3.2 平面声场的特

15、性2(2)平面声波的波阵面是平面。在某时辰t0，相位0一样的各媒质点的轨迹，按动摇方程的解，可知此时辰x的值为： 所以：阐明声波传播过程中,等相位面是平面，故称为平面波。 (3)声波以c0速度传播，质点在平衡位置附近往复振动。c0 =x /t，代表单位时间波阵面传播的间隔，即声速。对于理想气体中的小振幅声波，可求得其声速为:对于理想气体克拉怕龙公式为： 可知因此声速公式为：2.3.2 平面声场的特性3其中P、V、T为M千克气体的压强、体积和绝对温度，为气体摩尔量，对于空气=2910-3 kg/mol=8.31J/Kmol为气体常数。空气中摄氏温度下的声速计算公式为： 声波以c0传播,并不意味质

16、点也以该速度传播。质点位移：在x=x0处质点位移为而A、为常数，因此x0只是在平衡位置来回振动。(4)平面波在传播过程中声能不衰减。即传播过程中声压和质点振速幅度坚持不变，不会随着传播间隔的添加而减弱。留意：条件是平面声波在理想媒质中的传播，无粘滞存在。2.3.3 声阻抗和媒质的特性阻抗声阻抗率：定义媒质中某一点的声压与质点速度的比值成为该点的声阻抗率。即：声阻抗率普通来讲能够是复数，其实部称为声阻率，反映能量的损耗，其虚部称为声抗率。在理想媒质中，实数的声阻抗率也具有“损耗的意思，它所代表的是能量从一处向另一处的转移，即“传送耗能，非能量转化为热能。平面声波的声阻抗率为：平面反射波的声阻抗率

17、为：其中，0为空气媒质的密度，c0为空气中的声速。 0 c0称为特性阻抗，瑞利(Ns/m3或PaS/m)。平面声场，声阻抗率各处一样，且为一实常数，无能量存储，前一位置能量全部传至后一位置。声阻抗率=特性阻抗，阐明平面波媒质的特性阻抗处处匹配。2. 4 声波的能量、声强和声功率声压只表示声音的强弱。声波是机械波的一种，其本质是能量的传送过程。声波传到原来静止的媒质中，一方面使媒质质点在平衡位置附近来回振动，同时在媒质中产生的紧缩和膨胀，前者使媒质具有振动动能，后者使媒质具有形变位能，两者之和就是因扰动使媒质得到的能量。扰动传走，能量也跟着转移，因此可以说声波的传播过程本质上就是声能量的传播过程

18、。2.4.1 声能量和声能密度1声动能声位能在物态方程知： 而体积变化与密度关系为：所以有：代入势能表达式：故体积元内总能量在一足够小的体积元内，其体积、压强和密度分别为：P0、V0、0单位体积内的声能量称为声能密度，即：适宜于各类声波的2.4.1 声能量和声能密度2对于平面声波，具有如下特点：(1)平面声场中任何位置动能和位能具有一样的相位，其总声能由0至最大。将平面行波的声压及质点速度取实部以后代入：从这里可以看出，平面声场中任何位置上动能与位能的变化是同相位的，动能到达最大值时，位能也到达最大值，因此总声能量随时间由零值变到最大值 ，它是动能或位能最大值的两倍。这种能量随时间变化的规律显

19、然与前面讨论的质点自在振动情形不同，这是由于这里讨论的已不是保守系统，能量不是储存在系统中，而是具有传送特性的，这也是自在行波的一个特征。 (2)平面声能密度处处相等。将上述瞬时值取一个周期的平均，得声能量的时间平均值：由于在理想媒质平面声场中，声压幅值是不随间隔改动的常数，所以平均声能量密度处处相等，这也是理想媒质中平面声场的又一特征。 2.4.2 声功率和声强声源在单位时间内辐射的声能量叫声功率，单位时间内经过垂直于声传播方向上面积为S的平均声能量称为平均声功率(sound power)，也称为平均声能量流。 在垂直于传播方向的单位面积上的平均声能流(或平均声功率)，称为平均声能流密度或声

20、强。 对于平面正/负方向传播声强分别为：总声强为：I=I+I-。假设前进波与反射波相等，那么I=0。即在有反射存在的声场中，声强往往不能反映能量关系，因此采用声功率进展评价。留意：声功率表示声源辐射声能量的才干，声强表示声场中空间位置上的声能流。声功率的单位为w，声强的单位为w/m2； 声强是有方向的，是矢量； 声强在声学研讨中有广泛运用。假设声源辐射面积为S，经过此面积的声强为I，那么声功率W为： 2. 5 声波的传播2.5.1 声波的反射、透射和折射1噪声声波在传播过程中经常会遇到妨碍物，这时声波将从一种媒质入射到另媒质中去。由于这两种媒质的声学性质不同，一部分声波从妨碍物外表上反射回去，

21、而另部分声波那么透射到妨碍物里面去。本节主要讨论两种媒质分界面处的传播。1.声学边境条件当声波入射到两种媒质分界面时，取一块面积为S，厚度足够薄的质量单元m，假设在分解面附近两种媒质里的压强分别是P1和P2，其压强差将会引起质量单元的运动，按牛顿第二定律，其运动方程为：2.5.1 声波的反射、透射和折射1因分界面无限薄，即质量单元m趋近于零，那么：无声波扰动时，静压强延续，即：有声波存在时： 所以：即： 。由 可知质点速度延续，即： 所以边境条件为(1)声压延续 即分界面一侧总声压等于另一侧总声压。(2)质点法向速度延续 即分界面一侧质点振动速度等于另一侧质点振动速度。2.5.1 声波的反射、

22、透射和折射22.平面波垂直入射设声波 从媒质1入射至媒质2中，由于分界面处特性阻抗1c1与2c2不同，有一部分反射回，一部分进入媒质2。在媒质1中，有：其中： ， 。在媒质2中，有：其中： 。根据声压延续及质点速度延续的边境条件，可得到声压的 反射系数rp和透射系数tp。：其中：2.5.1 声波的反射、透射和折射3从能量角度，反射波声强与入射波声强之比即为声强反射系数；透射波声强与入射波声强之比即为声强透射系数。其表达式如下： 讨论：(1)当R1=R2，rp=rI=0，tp= tI =1，这阐明声波被全部透射，没有反射；(2)当R2R1，rp0，tp0，这阐明媒质2属于硬边境，声波被部分反射、

23、部分透射。且在硬边境上反射波声压和入射波声压一样；(3)当R2R1，rp0，这阐明媒质2属于软边境，声波被部分反射、部分透射。且在软边境上反射波声压和入射波相位相反；(4)当R2R1，rp= rI1，tp=2，tI 0，这阐明媒质2非常巩固，声波几乎被全部反射。在界上合成声压为入射波声压的两倍，且反射波声压和入射波声压相等相位一样。声波的反射、透射和折射(1)当R1=R2，rp=rI=0，tp= tI =1，这阐明声波被全部透射，没有反射；声波的反射、透射和折射(2)当R2R1，rp0，tp0，这阐明媒质2属于硬边境，声波被部分反射、部分透射。且在硬边境上反射波声压和入射波声压一样；声波的反射

24、、透射和折射(3)当R2R1，rp0，这阐明媒质2属于软边境，声波被部分反射、部分透射。且在软边境上反射波声压和入射波相位相反；声波的反射、透射和折射(3)当R2R1，rp0，这阐明媒质2属于软边境，声波被部分反射、部分透射。且在软边境上反射波声压和入射波相位相反；声波的反射、透射和折射(4)当R2R1，rp= rI1，tp=2，tI 0，这阐明媒质2非常巩固，声波几乎被全部反射。在界上合成声压为入射波声压的两倍，且反射波声压和入射波声压相等相位一样。2.5.1 声波的反射、透射和折射43.声波斜入射设媒质1到媒质2的斜入射中入射角、反射角及折射角分别为：i、r、t，根据反射、折射定律有： 所

25、以有：i=r，且：分解面处声压和法向质点速度延续有：可得声压与声强的反射、透射系数为：2.5.2 声波的干涉和衍射声波的干涉假设两个波的频率一样、振动方向一样、位相一样或位相差固定，那么这两列波叠加时在空间某些点上振动加强，而在另一些点上振动减弱或相互抵消，这种景象称为波的干涉景象。能产生干涉景象的声源称为相关声源。声波的这种干涉景象在噪声控制技术中被用来遏止噪声。2.5.2 声波的干涉和衍射11.声波的干涉(1)声波的叠加原理两列声波合成声场的声压等于两列声波的声压之和，即： 此结论可推行到多列声波同时存在的情况。(2)频率一样、相位差固定的两列平面波(相关波)的叠加设有两列同频率、相差固定

26、的平面波：合成声场的声压为：其中：合成声波，在某些位置振幅添加，在另一些位置有所减弱。 2.5.2 声波的干涉和衍射2(3)驻波在声波干涉中，有一种特殊的情况，即两列平面波的频率一样但相位相反，其合成声场将构成驻波。设这两列波为：其合成声场为：式中的第二项代表x方向行进的平面波，其振幅为原先两列波振幅之差。由上式可以看出，合成声场由两部分组成，其中第一部分代表驻波场，各位置的质点都作一样振动，但幅值大小却随位置而异。当 ，即 时，声压振幅最大，称波腹；当 ，即 时，声压振幅最小，称波节。2.5.2 声波的干涉和衍射32.声波的衍射声波在传播过程中，如遇到妨碍物(或孔、洞)时，当波长比妨碍物尺寸

27、大得多时，声波会绕过妨碍物而使传播方向改动，这种景象称为声波的衍射。声波波长与妨碍物尺寸相比的比值越大，衍射也越大。假设妨碍物的尺寸远大于入射声波波长，虽然还有衍射，但在妨碍物后面边缘的附近将构成一个没有声波的声影区。由此可见，妨碍物对低频声波的作用较小，但对高频声波具有较大的屏蔽作用。衍射景象在噪声控制中是很有用途的。隔声屏障可以用来隔住大量的高频噪声，它常被用来减弱高频噪声的影响。例如可以在辐射噪声的机器和任务人员之间，放置一道用金属板或胶合板制成的声屏障，就可减弱高频噪声。屏障的高度愈高、面积愈大效果就愈好，假设在屏障上再覆盖一层吸声资料那么效果更好。 2. 6 声级及其运算2.6.1

28、声级的定义1由于声音的强度变化范围相当宽，直接用声功率和声压的数值来表示很不方便，并且人耳对声音强度的觉得并不正比于强度的绝对值，而更接近正比于其对数值。因此，在声学中普遍运用对数标度。 声压级sound pressure level为有效声压与基准声压之比的常用对数的20倍，即：其中：Lp为声压级(dB)，p为有效声压(Pa)，p0参考声压为2 10-5(Pa)。人耳对频率为 1kHz 声音的可听闻为 0dB ；微风悄然吹动树叶的声音约 14dB ；在房间中高声说话声 ( 相距 1m 处 ) 约 68dB 74dB ；交响乐队演奏声 ( 相距 5m 处 ) 约 64dB ；飞机强力发动机的声

29、音 ( 相距 5m 处 ) 约 140 dB ；一声音比另一声音声压大一倍时大 6dB ；人耳对声音强弱的分辨才干约为 0.5dB 。 2.6.1 声级的定义2声强级sound intensity level为有效声强与基准声强之比的常用对数的10倍，即：其中：LI为声强级(dB)，I为有效声强(Wm-2 )，I0参考声压为10-12(Wm-2)。同样，声功率级为有效声功率与基准声功率之比的常用对数的10倍，即：2.6.1 声级的定义3声压级、声强级、声功率级三者之间关系如下：式中，S为声源辐射面积。在自在场情况下，球面波的面积S=4r2，而对于半自在场，因声波只向半个空间辐射，此时声源辐射面

30、积按半球面计算，即S=2r2。由以上可知，经过丈量距声源r处的声压后，即可算出该声源的声强级和声功率级。2.6.2 声级的计算1在噪声丈量中，常遇到有多个声源或者不同频率下的声级的合成与分解的计算。而声级的合成分解得按照能量的法那么进展，不能作简单的四那么运算。1.声级的加法对于多个声源来讲，声功率和声强可以代数相加，即n个声源的声功率和声强的和为：由此得总声功率级和总声强级为：2.6.2 声级的计算2对于声压和声压级，涉及到多个声源在某点产生的总声压级，或者某一个声源发出的各种频率声波在某点的总声压级。普通情况下，噪声是由不同频率、无固定相位差的声波组成，因此不发生干涉景象 ，这时声波叠加就

31、是声波能量的叠加： 即假设n个声源一样，其合成声压级为：2.6.2 声级的计算32.声级的减法假设知n个声源的总声压级和其中n-1个声源的声压级，要求第k个声源的声压级，由下式得到：在噪声测试中，本底噪声或环境噪声对声源丈量结果有重要影响，为了提高测试精度，消除本底噪声的影响，经过丈量机器开动前后的声压级，可获得实践声源的准确结果。此外，声压级的减法还用于分步运转机器的噪声源的诊断。计算实例参见书P36。2.6.3 频程与频谱1从噪声与乐音的概念分析可知，它们的区别除了客观觉得上有悦耳和不悦耳之分外，在物理丈量上可对它进展频率分析，并根据其频率组成及强度分布的特点来区分。对复杂的声音进展频率分

32、析并用横轴代表频率、纵轴代表各频率成分的强度(声压级或声强级)，这样画出的图形叫频谱图。乐音的频谱图是由不延续的离散频谱线构成，见图。在噪声的频谱图上各频率成分的谱线陈列得非常密集，具有延续的频谱特性。在这样的频谱中声能延续地分布在整个音频范围内，见图。大多数机器具有延续的噪声频谱，也称无调噪声。有些机器如鼓风机、感应电动机等所发声音的频谱中，既具有延续的噪声频谱，也具有非常明显的离散频率成分，这种成分普通是由电动机转子或减速器齿轮等旋转构件的转数决议，它使噪声具有明显的音调，但总的说来它仍具有噪声的性质，称为有调噪声。2.6.3 频程与频谱2噪声的频率从20-20000Hz，最高和最低的频率

33、相差1000倍。为实践运用方便起见，在声学中普通把声音的频率变化范围划分为一些较小的区间，这样的区间称其为频程，也叫频带或频段。普通只需测出各频带的噪声强度就可画出噪声频谱图。频带的划分，是将某一频带中低于下限截止频率fl和高于上限截止频率fu的信号去掉，构成一中间区域，就是频带宽度，简称带宽(即ffufl)。 而上、下限频率之比用右式定义：假设n=1，那么称为1倍频程；n=1/3，那么称为1/3倍频程。每隔倍频程以其中心频率称谓。倍频程的中心频率fc是指倍频程的上限频率fu和下限频率fl的几何平均值，即： 常见的频谱图有线状谱、延续谱和复合谱。在噪声丈量中经常运用的频带是倍频程和13频程。

34、【男声400Hz，女声800Hz；f500Hz低频噪声，500Hz f 1000Hz高频噪声】 2.6.3 频程与频谱3运用的倍频程倍频程的中心频率是31.5、63、125、250、500、1K、2K、4K、8K、16KHz十个频率，后一个频率均为前一个频率的两倍，而且后一个频率的频率带宽也是前一个频率的两倍。在有些更为精细的要求下，将频率更细地划分，构成1/3倍频程，也就是把每个倍频程再划分成三个频带，中心频率是20、31.5、40、50、63、80、100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1K、1.25K、1.6K、2K、2.5K、3.15K、4K、

35、5K、6.3K、8K、10K、12.5K、16K、20KHz等三十个频率，后一个频率均为前一个频率的21/3倍。 2.6.3 频程与频谱4中心频率Hz频率范围Hz中心频率Hz频率范围Hz5045-561000900-11206356-7112501120-14008071-9016001400-180010090-11220001800-240012511228001601403550200180-22440003550-4500250224-28050004500-5600315280-35563005600-7100400355-4508

36、0007100-9000500450-560100009000-11200630560-71012500112009002.6.3 频程与频谱42.6.4 响度与响度级从刚能听见的听阔到觉得疼痛的痛阈之间，人耳对强度一样而频率不同的声音有不同的响度觉得。 1.响度级：当某一频率的纯音和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，记为LN，方(phon)。响度级它有两个特点：(1)用响度级，可以把声压级和人的客观觉得联络并一致同来；(2)响度级反映出不同频率的声音具有等响觉得的特性。 2.响度：响度就是声音响亮的程度，记为N，宋

37、(sone)。规定响度级为40方时的响度为1宋，它们的关系可用以下公式表示： (20-120phon) 3.噪声的响度：上述公式有适用范围，对于宽带噪声延续谱总响度计算，是先测出不同频带声压级，后利用频带响度指数表代入下面公式进展计算。式中，Nt为响度指数(p40表，P41图2.6-3)，F与倍频程有关，1/3倍频程F=0.15，1/2倍频程F=0.2，1倍频程F=0.3。例题参见P41。 2.6.5 计权声级思索到人们客观上对响度觉得不同，根据等响曲线对频率给以适当增减的修正方法称为频率计权。常用的有A、B、C三种计权网络。A计权曲线模拟人耳，近似于响度级为40phon等响曲线的倒置，使低频

38、段有较大的衰减。B计权曲线近似于70phon等响曲线的倒置，使低频段有一定的衰减。C计权曲线近似于100phon等响曲线的倒置，可听声范围平直。经过A计权曲线丈量出的分贝读数称A计权声级，简称A声级或LA，表示为dB(A)。同样经过B或C测得的分贝读数分别为B计权声级和C计权声级。假设不加频率计权，仪器对不同频率呼应是均匀的，即线性呼应，丈量的结果就是声压级，直接以分贝或dB表示，记作Lin称为L计权声级。D计权测得的分贝数称D计权声级，dB(D)。D声级主要用于航空噪声评价。2. 7 声波的衰减声波在传播过程中，由于发散、吸收、散射等作用使声波的能量随着分开声源的间隔的添加而逐渐衰减，其声能衰减量与传播间隔和声波的频率有关。高频声