東貝聲學基礎(chǔ)培訓

1、聲學基礎(chǔ)知識講座聲學基礎(chǔ)知識講座Prepared by：陳剛東貝電器股份有限公司技術(shù)開發(fā)部講座的目的講座的目的1. 掌握聲學基礎(chǔ)知識2. 了解聲學測量的各種標準3.了解聲學測量方法4.了解噪聲控制的基本方法5.了解噪聲源的識別方法VA Quality sells products . . . 聲學基礎(chǔ)知聲學基礎(chǔ)知識識1. 聲波的描述2. 聲級的定義3. 聲級的相加4. 聲級的相減5. 噪聲的頻譜分析聲學基礎(chǔ)知識聲學基礎(chǔ)知識 機械振動是聲波產(chǎn)生的根源 彈性媒質(zhì)是聲波傳播的必要條件 聲波在空氣和液體中為縱波， 在固體中傳播可能是縱波也可能是橫波 例子：固體振動產(chǎn)生聲波：喇叭，振動平板，鑼，鼓，沖壓

2、鋼板 氣流產(chǎn)生聲波：笛子，高壓氣流，噴氣發(fā)動機聲波的描述聲波的描述聲學基礎(chǔ)知識聲波的描述聲波的描述聲能量：聲波在聲場中產(chǎn)生的總能量聲功率：聲源單位時間輻射的聲能量，用 表示，單位為瓦。 指聲源總功率中以聲波形式輻射出來的一小部分功率。 空氣聲研究的范圍一般在10-12109w聲強：單位時間通過垂直聲波傳播方向的單位面積的平均聲能量為矢量，具有方向性，用 表示。一般的，某點聲強可以表示為該點聲壓與其質(zhì)點速度之積IpuSI聲學基礎(chǔ)知識聲級的定義聲級的定義實際應用中描述聲波的強度性質(zhì)所用的物理量 參數(shù)變化范圍太大，用絕對值來描述很不方便 比如：1000Hz純音，人耳聽閥到痛閥：210-520Pa 人

3、耳對聲音強度的響應接近于對數(shù)關(guān)系聲壓級：單位 分貝（dB）聲強級：單位 分貝（dB）聲功率級：單位 分貝（dB）0lg20ppLp0lg10wwLw0lg10IILIP0=210-5PaI0=110-12w/m2W0=110-12w聲學基礎(chǔ)知識聲級的相加聲級的相加兩種情況： 聲壓疊加 聲能疊加0lg20ppLpiLpiL10/10lg1006+dB相干聲源：空間產(chǎn)生相加或相消的干涉現(xiàn)象不相干聲源：大部分情況下，能量直接相加3+dB聲學基礎(chǔ)知識聲級的相減聲級的相減室外兩個聲源S1，S2，對于某一測點P，S1,S2同時發(fā)聲測得聲壓級為LP，關(guān)閉S1，只有S2聲測得聲壓級為LP2，關(guān)閉S2，只有S1

4、發(fā)聲時聲壓級會是多少？)1010lg(1010/10/12PPLLPL背景噪聲問題（背景噪聲問題（important)1010lg(1010/10/背景總LLpL實際的測量中，L=L總-L背景 10dB時，可以不考慮背景噪聲認為測量值即聲源產(chǎn)生的聲壓級一般的，在大多數(shù)的聲學測量中都需要測量背景噪聲,這時聲源產(chǎn)生的聲壓級為：聲學基礎(chǔ)知識 頻率分析的用處 噪聲控制 主觀感覺 噪聲源鑒辯 降噪計算 可聽聲的頻率范圍： 20 Hz 20 kHz 倍頻程和 1/3 倍頻程 頻段太寬 人耳對聲音頻率的分辨率也是符合對數(shù)規(guī)律，等比帶寬 稱為1/n倍頻程 窄帶分析FFT，APS，CPS，更細致的頻譜分析，線性

5、噪聲的頻率分析噪聲的頻率分析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 倍頻程0100020003000400050006000700080009000100001100012000Hz010203040dBdB(A)Channel 3F系 列 壓 縮 機 噪 聲 /SK75CYB-2012062026 2771.0Hz 28.7dB(A) 0.0sFFT窄帶譜噪聲的主觀感覺噪聲的主觀感覺噪聲的主觀感覺1. 噪聲的定義2. 人耳與聽力3. 聽力特性- 頻率， 振幅和時間4. 等響曲線5. 計權(quán) 聲級的定義6. 聲質(zhì)量簡介噪聲的主觀感覺Noise is defined as unwanted

7、sound. 不想聽到的聲音.噪聲的定義噪聲的定義噪聲的主觀感覺聽力的特性：頻率、振幅和時間聽力的特性：頻率、振幅和時間人耳對聲音的感覺不僅與聲壓有關(guān)，而且與頻率也有關(guān)，也就是說，聲壓級相同而頻率不同的聲音，聽起來會不一樣響！ 響度的定義，比如一個聲音聽起來和40分貝1kHz的純音一樣響，則整個聲音就是方(phon) 振幅，聲音的強度，與頻率無關(guān) 較強噪聲環(huán)境下(80dB以上）暴露，會出現(xiàn)聽力暫時下降噪聲的主觀感覺等響曲線噪聲的主觀感覺計權(quán)聲級計權(quán)聲級人耳對不同頻率的聲音反應不同使聲壓級不能反映人的主觀反映根據(jù)等響曲線，選擇幾條有代表性的曲線，設(shè)計計權(quán)網(wǎng)絡計權(quán)網(wǎng)絡計權(quán)網(wǎng)絡方等響曲線的倒置，模擬

8、人耳對低強度噪聲的感覺計權(quán)網(wǎng)絡計權(quán)網(wǎng)絡方等響曲線的倒置模擬人耳對中等噪聲的響度感覺計權(quán)網(wǎng)絡計權(quán)網(wǎng)絡方等響曲線的倒置模擬人耳對高強度噪聲的響度感覺實際應用中，聲級對強和弱的噪聲都比較能夠反映人的主觀感受同時，與人耳的損傷程度也對應的很好。、基本不用噪聲的主觀感覺計權(quán)曲線計權(quán)曲線噪聲的主觀感覺頻率631252505001000200040008000dB946570565670504094.0A-計權(quán)修正-26.2-16.2-8.6-3.2010.5-1.1dBA67.848.861.452.8567150.538.973.2聲級聲級計權(quán)后的聲壓級和人耳對聲音的反映一樣，可以表征聲音的主觀大小倍頻

9、程衰減級評價聲音的強弱十分復雜，要考慮絕對大小，頻率，以及持續(xù)時間等等，一般的，分成兩類基于響度（聲音的大?。┗谠攵龋ㄈ藢@個聲音的煩躁度）噪聲評價量噪聲評價量最簡單的就是A聲級，目前應用最為廣泛對于穩(wěn)態(tài)聲音，一般直接測量A聲級對于非穩(wěn)態(tài)聲音，測量等效A聲級，即長時間測量結(jié)果的一種時間上的平均噪聲的主觀感覺噪聲的測量1. 噪聲與時間的關(guān)系2. 常用噪聲評價量3. 噪聲測量的儀器噪聲的測量噪聲的測量噪聲的測量噪聲與時間的關(guān)系噪聲與時間的關(guān)系一般的，聲音都是變化，dB就可以認為是穩(wěn)態(tài)噪聲，且不含顯著的純音成分測試根據(jù)聲源的隨時間變化情況，而有不同的測試方式及參量噪聲的測量常用噪聲評價量常用噪聲評

10、價量A聲級等效連續(xù)A聲級暴露聲級累計百分比AL)(1lg10 0 202T dtptpTLTAAeq)(lg10 0 202dtptpLTAAE991nn nnLmaxALminAL噪聲的測量1. 傳聲器2. 前置放大器3. 信號傳輸方式4. 信號處理儀器5. 聲學測試實驗室噪聲測試的儀器噪聲測試的儀器傳聲器傳聲器 將聲信號轉(zhuǎn)換成相應的電信號的聲電換能器類型：壓電式、電容式、動圈式、駐級體式聲學測量要求：靈敏度高、頻響要寬，動態(tài)范圍大，隨環(huán)境條件變化小自由場，壓力場噪聲的測量前置放大器前置放大器 傳聲器的信號微弱電容式傳聲器，電阻太大，需要阻抗匹配與傳聲器一體噪聲的測量聲學實驗室聲學實驗室 兩

11、大類：消聲室，混響室 消聲室：聲功率測量、噪聲源分析、音響特性 混響室：聲功率測量、吸聲、隔聲 混合使用：比如汽車門窗隔聲 性能：頻率響應、本底噪聲 消聲室造價相對昂貴噪聲的測量聲學實驗室：消聲室聲學實驗室：消聲室兩大主要功能：提供自由聲場或者半自由聲場 較低的背景噪聲 噪聲的測量聲學實驗室聲學實驗室 截至頻率與截至頻率與尖劈的長度尖劈的長度波長波長噪聲的測量聲學實驗室：消聲室聲學實驗室：消聲室噪聲的測量噪聲的測量聲功率級聲功率級聲功率級是衡量聲源發(fā)聲能力。聲功率級與聲源的安裝位置，環(huán)境無關(guān)。聲功率級有利于不同廠家的產(chǎn)品的比較單位： dBA噪聲的測量聲功率級的測量方法聲功率級的測量方法 聲功率

12、級無法直接測量 一般需要在特定的測量環(huán)境下 測量合適位置的聲壓級、聲強級，經(jīng)過運算獲得 GB6881-86 噪聲源聲功率級的測定 混響室精密法和工程法 GB6882-86噪聲源聲功率級的測定 消聲室和半消聲室精密法 GB4214-84家用電器噪聲聲功率級的測定 GB/T 4214.1-xxxx eqv IEC 60704-1 聲學 家用電器及類似用途器具噪聲測量方法 ISO 3740 -3747 系列 聲功率測量通用標準 一些噪聲測量標準一些噪聲測量標準噪聲的測量半消聲室矩形機柜包絡面（9點）聲功率測量聲功率測量 聲壓法聲壓法噪聲的測量聲功率測量聲功率測量 聲壓法聲壓法半消聲室半圓形包絡面（1

13、0點）噪聲的測量聲功率測量聲功率測量 聲壓法聲壓法8L1L26006001239564710XY測點位置明細噪聲的測量 噪聲控制技術(shù)簡介噪聲控制技術(shù)簡介 噪聲源的分類及特性噪聲源的分類及特性 噪聲源的識別噪聲源的識別 噪聲控制技術(shù)噪聲控制技術(shù)機械噪聲機械噪聲 撞擊噪聲：沖床、鍛錘、汽錘等；振動能一部分以聲波形式向四周空間輻射 周期作用力激發(fā)的噪聲：旋轉(zhuǎn)機器的作用力，比如動態(tài)不平衡所引起的周期力，受迫振動。 摩擦噪聲：摩擦引起的摩擦物體的張弛振動所激發(fā)的噪聲 機械振動系統(tǒng)的受迫振動和固有振動引起的噪聲為機械噪聲，主要作用為固有振動。稱其為結(jié)構(gòu)噪聲噪聲源的類別空氣動力學噪聲空氣動力學噪聲 高速氣流

14、、不穩(wěn)定氣流以及由于氣流與物體相互作用產(chǎn)生的噪聲，稱為空氣動力學噪聲按產(chǎn)生機制和特性，有： 噴射噪聲：氣流從管口高速噴射產(chǎn)生的噪聲 渦流噪聲：氣流流經(jīng)障礙物時，一定速度的氣流與障礙物背后的相對靜止的氣體相互作用，產(chǎn)生跳變壓強。比如狂風吹過樹林的呼嘯聲 旋轉(zhuǎn)噪聲：空氣動力機械旋轉(zhuǎn)時與空氣相互作用而連續(xù)產(chǎn)生壓力脈動，從而輻射噪聲，稱為旋轉(zhuǎn)噪聲。 周期性進排氣噪聲：周期性排放高溫高壓廢氣，是周圍空氣的壓強和密度不斷受到擾動而產(chǎn)生噪聲。噪聲源的類別噪聲源識別噪聲源識別 主觀鑒別 分別運行聲源法 近場測量法 隔離聲源法 聲強法 相關(guān)法 振動測量法鑒別主次噪聲或主次發(fā)聲部位，對噪聲管理和治理來說很重要了解各噪聲源的特性：聲的強度，頻率特性，時間特性，指向性噪聲源的識別噪聲源識別：主觀鑒別噪聲源識別：主觀鑒別 主觀鑒別：根據(jù)經(jīng)驗，耳朵去聽，做出判斷噪聲源的識別噪聲源識別：近場測量法噪聲源識別：近場測量法傳聲器與噪聲源靠得很近，認為測得的聲壓級主要來自所靠近的噪聲源混響強的場合不適用定性鑒別，不