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声级计和声压级参数简介

2018-11-6 13:01:39     点击:160
实践中,尤其在中文环境下,很多人容易将两者混为一谈。这里必须说明的是,“声学(acoustic)”通常研究通过空气等介质传播的声音,而“音频(audio)”指的是那些直接在缆线或音频元器件中传导的电学信号。

很多应用要全面考虑声学和音频因素

两者混用容易造成误解,今天主要介绍的是声学内容。

什么是声级计?

声级计是最基本的声学测量仪器,声压级测量是其最基本的功能。对于很多功能单一的声级计,很多人也习惯称其为“分贝仪”或“噪音计”等。

不管声级计功能多么千差万别,它们都一定会有一支麦克风,它用来检测声源造成的气压变化,并将其转换为电信号。麦克风品质越高,测量精度就越高。符合标准的量测麦克风一般被分类为一级或二级(也称一型或二型)。

M4261 二级量测麦克风

对于大多数应用,二级麦克风虽然精度低些,但更便宜,足够使用。一级麦克风通常用在要求更高或为了满足法规进行的测量中。不管用哪种麦克风,正确的校准都至关重要。

声压级和频谱

我们平常说的声压级其实是“宽频带声压级”,也就是声级计测得的单一声压级值,这个值的计算用到了各个频率(从 20 Hz - 20 kHz)的分量。它的单位一般是分贝(dB/dBSPL),这是一个对数单位。也就是说,如果声音的能量加倍,测量结果将增大 3 dB。如果声音能量增大十倍,人耳会觉得声音“变成两倍响”,反映在测量读数上即增加 10 dB。

声压级和频谱测量界面

频谱一般由声级计的 RTA 实时频谱功能测得,它代表声音在各个频率的分量。频谱适合那些优化音响系统或房间声学的应用。典型的 RTA 测量分辨率有 1/1 倍频程和 1/3 倍频程。要理清这个概念,可以想象一下钢琴。1/1 倍频程就是每个倍频(12 个半音)一个值,1/3 倍频程则每 4 个半音为一个值,1/6 表示每两个半音一个值,而 1/12 测量的是钢琴的每一个键。

声压级 LAF、LAeq ... 到底什么意思?

这些都是常见的描述声压级的参数。从左开始,第一个字母一定是大写的“L”,它代表的就是英文单词“Level(电平/级别)”,这里就是通过麦克风测得的声压级(声学)或从音频元件输出的信号电平(音频)。

第二个字母一般是“A”,“C”或“Z”。它们被称作“频率计权”(计权译自英文“weighting”,也称加权),表示某些频率的值被应用了对应的计权或滤波。声压级单位为 dB(A)或 dBA 时,也表示该结果采用了 A 计权。我们会推送关于频率计权的详细文章。

三种频率计权曲线

第三个字母一般是“F”,“S”或“I”,它们就是“时间计权”。F = 快速(Fast),S = 慢速(Slow),I = 脉冲(Impulse)。时间计权的目的是让声级计上测得的数值更容易阅读,它让快速变化的数值变得稳定,使得显示出的结果方便读取。同样,限于篇幅,本文先不做过多介绍。

LAeq
LAeq 可以说是声学测量中最常见的声压级。
等效(“eq”)声压级反映的是一段时间内接收声音能量的均值,它比连续声压级更容易在显示器上读取。

您可以看下方声压级随时间变化的曲线,蓝色线以下的面积就表示能量。水平的红色线划出的区域也有同样的面积,红色线就是我们所说的 LAeq。它是整个曲线的等效值或能量的平均值。


LAeq 并非一直都是直线。如果 LAeq 是连续测量的,那它体现的就是从开始测量到当前时间点这段时间内的等效值 - 它随着时间推进而变化,曲线看起来如下。

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