汽车噪声控制(第4次课)课件

汽车噪声控制内容回顾第一章声学基础第一节声学基础概念第二节波动方程第三节声波的传播特性第二章噪声测量分析技术

第一节传声器及其参数特性第二节倍频程及计权声级第三节汽车噪声常用的测量方法第四节汽车噪声标准及车外加速噪声测量第二章噪声测量分析技术第一节传声器及其参数特性传声器是最基本的声学测量设备，是一种装有换能器的电声器件，能把声波的机械能转换为电能。（Microphone俗称话筒，音译作麦克风）传声器可以分为静电和电动两种：静电传声器是以电场变化为原理的传声器，常见的有电容式、驻极体式和压电式三种电动传声器是用电磁感应为原理，以在磁场中运动的导体上获得输出电压的传声器，常见的有动圈式和带式传声器第二章噪声测量分析技术第一节传声器及其参数特性动圈式传声器：动圈式传声器以悬浮于磁路系统中的音圈切割磁力线而产生电压输出。它的结构牢固，性能稳定，能承受强音而不失真，价格较便宜，是一种耐用的传声器，广泛应用于一般音响系统。是在生活中最常见的传声器，但在声学测量中很少使用。第二章噪声测量分析技术第一节传声器及其参数特性动圈式传声器：第二章噪声测量分析技术第一节传声器及其参数特性带式传声器带式传声器的振动系统是一条悬挂在强磁场中的波状合金箔。它的频率响应极好，特别是瞬态特性好，音色柔和自然，指向性为双向，但输出电平极低，而且防风耐震性差，易损坏，不宜在室外使用。目前除特殊用途外，已很少使用。第二章噪声测量分析技术第一节传声器及其参数特性静电传声器按换能方式分，又可以分为：电容式传声器，压电传声器，驻极体传声器三种按感应方式分，又可以分为：压强式、压差式和相移式三种其中压强式是常用的。第二章噪声测量分析技术第一节传声器及其参数特性传声器参数指标Specifications

技术说明Sensitivity

Impedance

Directivity

Frequency

Max,operationVoltage

StandardOperationVoltage

Currentconsumption

Sensitivityreduction

S/Nratio44±3db0dB=1V/Pa,1KHz2.2kΩ±30%

Omnidirectional

20-16,000Hz

10V

2V

Max,0.5mA

Within-3dBat1.5V

Morethan56dB灵敏度

输出阻抗

指向性

频率响应

最大工作电压

标准工作电压

消耗电流

灵敏度随电压衰减特性

信噪比44±3db0dB=1V/Pa,1KHz2.2kΩ±30%

全指向性

20-16,000Hz

10V

2V

最大0.5mA

2V->1.5V变化-3dB以内

>56dB第二章噪声测量分析技术第一节传声器及其参数特性传声器灵敏度灵敏度：20mV/Pa（驻极体传声器）灵敏度：18mV/Pa（驻极体传声器）灵敏度（1KHz、4.5V、2.2KΩ）–48dB~–28dB(0dB=1V/pa)–68dB~–48dB(0dB=1V/μbar0.1Pa)第二章噪声测量分析技术第一节传声器及其参数特性传声器频响特性传声器的灵敏度对频率的响应情况（即传声器灵敏度随频率的变化情况）称为传声器的频率响应特性。理想情况下，传声器的频率响应特性应尽可能平直，即在测量范围内输出恒定，灵敏度保持不变，但实际的传声器往往出现高低起伏的变化第二章噪声测量分析技术第一节传声器及其参数特性传声器频响特性传声器在不同频率的声波作用下的灵敏度是不同的。一般在中频时灵敏度高，而在低音频（如几十赫）或高音频（十几千赫）时灵敏度降低。我们以中音频的灵敏度为基准，把灵敏度下降为某一规定值的频率范围叫做传声器的频率特性。频率特性范围宽，表示该传声器对较宽频带的声音较高的灵敏度，扩音效果就好。理想的传声器频率特性应为20Hz~20kHz。第二章噪声测量分析技术第一节传声器及其参数特性传声器输出阻抗传声器的输出阻抗是指传声器的两根输出线之间在1KHz（即1千赫）时的阻抗。有低阻（如50Ω、150Ω、200Ω、250Ω、600Ω等）和高阻（如10KΩ、20KΩ、50KΩ）两种。频率不同，传声器的阻抗也有所不同，一般来说，频率较低时阻抗会较大，为确保低频响应，设计测量系统时要注意阻抗匹配。第二章噪声测量分析技术第一节传声器及其参数特性传声器指向特性传声器感应面上的声压变化不仅与声波频率、传声器形状和尺寸有关，而且还与声波的传播方向有关。传声器这种灵敏度随声波入射方向变化的特性称为传声器的指向性。一般用当声波以一个角度入射时，传声器灵敏度与轴向入射轴向灵敏度的比值来表示指向性一般来说，同一传声器对不同频率的声音指向特性不同，频率越高，指向特性越明显。第二章噪声测量分析技术第一节传声器及其参数特性传声器指向特性指向性图案：一般来说，传声器尺寸与波长相比很小可以忽略时，传声器可以看作是无指向性的，但如果尺寸不可忽略，传声器将表现出明显的指向性第二章噪声测量分析技术第一节传声器及其参数特性传声器其他参数信噪比（固有噪声）工作电压、工作电流外型尺寸第二章噪声测量分析技术第一节传声器及其参数特性静电式传声器的结构及工作原理传声器均有两部分组成声接收器：一般由膜片及壳体等构成。将声压转化为位移或速度。电换能器：将位移或速度转化为电量。电容式，驻极体式换能器为可变电容；压电式传声器为压电晶片。第二章噪声测量分析技术第一节传声器及其参数特性电容式传声器由模片和后极板构成一电容位移传感器。在极化电压作用下，在有声压变化时，会有电流产生，并输出电压。灵敏度高，频响特性宽而且平直，动态范围广，从12～170dB均可测量。输出稳定，环境适应性强。但制造成本高，制造复杂，而且需要极化电压（不同传声器的极化电压有所不同）第二章噪声测量分析技术第一节传声器及其参数特性驻极体式传声器利用驻极体换能器进行工作的传声器称为驻极体传声器，通常使用聚四氟乙烯材料作为振动膜片。由于这种材料经特殊电处理后，表面被永久地驻有极化电荷，从而取代了电容传声器的极板，故名为驻极体电容传声器其工作原理与电容式传声器比较接近，只是不再需要极化电压，实际上是一种自偏压式电容位移传感器。OmnidirectionalElectretCondenserMicrophoneCartridge

全指向性驻极体传声器第二章噪声测量分析技术第一节传声器及其参数特性驻极体式传声器驻极体传声器由于不需要极化电压，可直接与放大器相连接，结构坚固，成本低，便于使用。但高频频响差，稳定性不高。第二章噪声测量分析技术第一节传声器及其参数特性压电传声器压电传声器是利用压电晶体作为感应器，在声压变化时，压电晶体会随之产生电荷，输出电压信号。由于压电晶体比电容传声器模片厚得多，因而固有频率低，频响特性较窄，灵敏度也比较低。只适合于普通场合的的噪声测量。可听声范围从20Hz到20KHz频率变化范围高达1000倍，为实用方便，把频率变化范围划分为若干频程，每个频程有上下限和中心频率，如果两个频率相差一倍则称为相差一个倍频程第二章噪声测量分析技术第二节倍频程及计权声级倍频程第二章噪声测量分析技术第二节倍频程及计权声级倍频程按国际通用取法，人耳能听到的频率范围按倍频程分为9段中心频率（Hz）31.5631252505001000200040008000频率范围22~4545~9090~180180~355355~710710~14001400~28002800~56005600~11200第二章噪声测量分析技术第二节倍频程及计权声级1/3倍频程倍频程划分频率太粗略，为使频带更窄一点，通常把一个频程再分为三份，称为1/3倍频程从31.5~4000Hz共26个频率段来表示第二章噪声测量分析技术第二节倍频程及计权声级频带编号中心频率

(Hz)频率范围(Hz)A计权修正（dB）

频带编号中心频率(Hz)频率范围(Hz)A计权修正（dB）121614.1~17.8-56.7

28630562~708-1.9132017.8~22.4-50.5

29800708~891-0.8142522.4~28.2-45.7

301000891~112201531.528.2~35.5-39.4

3112501122~14130.6164035.5~44.7-35.6

3216001413~17781.0175044.7~56.2-30.2

3320001778~22391.2186356.2~70.8-26.2

3425002239~28181.3198070.8~89.1-22.5

3531502818~35481.22010089.1~112-19.1

3640003548~44671.021125112~141-16.1

3750004467~56230.522160141~178-13.4

3863005623~7079-0.123200178~224-10.9

3980007079~8913-1.124250224~282-8.6

40100008913~11220-2.525315282~355-6.6

411250011220~14130-5.326400355~447-5.8

421600014130~17780-6.627500447~562-3.2

432000017780~22390-9.3第二章噪声测量分析技术第二节倍频程及计权声级1/3倍频程1/3倍频程声压级第二章噪声测量分析技术第二节倍频程及计权声级A计权声压级对声或者噪声的客观量度一般采用声压级、声强级或声功率级表示，但人的主观感受还很大程度上受频率的影响。模拟40方等响曲线对声音进行修正，模拟人的主观感觉，这样得到的声压级称为A计权声级。80dB(A)A第二章噪声测量分析技术第二节倍频程及计权声级A计权声压级习惯上，常按1/3倍频程的中心频率给出各