聲壓級(jí)平均值可能比最大值還大嗎?
文章出處:聲學(xué)知識(shí) 責(zé)任編輯:天戈聲學(xué) 閱讀量:- 發(fā)表時(shí)間:2021-04-03
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聲壓級(jí)是最基本的聲學(xué)參數(shù)之一,而 LAeq 又是最廣泛使用的聲壓級(jí)參數(shù)之一,它代表測(cè)量時(shí)間段的平均能量值(依據(jù) IEC 61672 標(biāo)準(zhǔn))。而 LAFmax(或 LASmax)表示這段測(cè)量時(shí)間內(nèi)的最大聲壓級(jí)。
不少愛(ài)鉆研的朋友常有一個(gè)疑惑,就是平均值有可能比最大值還大嗎?
實(shí)際上,如果測(cè)量時(shí)間特別短,比如 100 ms,那平均值有可能大于最大值。
造成這一現(xiàn)象的是時(shí)間計(jì)權(quán)。根據(jù)定義,聲壓 Lmax 與上升的時(shí)間常數(shù) t 有關(guān),因此不能對(duì)突發(fā)的聲音產(chǎn)生響應(yīng)。標(biāo)準(zhǔn)中,快速時(shí)間計(jì)權(quán) F 的時(shí)間常數(shù) t 為 125 ms,慢速時(shí)間計(jì)權(quán) S 則為 1 s。相反,測(cè)量平均值 LAeq 時(shí)沒(méi)有應(yīng)用任何時(shí)間計(jì)權(quán)。
現(xiàn)在,如果測(cè)量時(shí)間,或用術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō) - 時(shí)間間隔 dt,比最大值 LFmax 的“反應(yīng)時(shí)間”還短,那平均值 LAeq 就完全有可能更大。下圖簡(jiǎn)要表明了這一過(guò)程:
圖中我們看到一個(gè)突發(fā)的聲音,由綠色曲線(xiàn)表示,它在 100 ms 時(shí)突然增大,由于時(shí)間計(jì)權(quán)的存在,Lmax(每 100ms 記錄一次,由紅點(diǎn)表示) 來(lái)不及對(duì)此及時(shí)反應(yīng),差不多在 700 ms 時(shí)才達(dá)到最大,而平均值 Leq(藍(lán)圈表示)也是每 100 ms 記錄一次,毫無(wú)延遲的跟上了聲音變化,所以在 700 ms 內(nèi)都會(huì)比 Lmax 更大。
可以用頻譜數(shù)據(jù)計(jì)算 A 計(jì)權(quán)聲壓級(jí)嗎?
假設(shè)你想用倍頻程或 1/3 倍頻程頻譜數(shù)據(jù)計(jì)算 A 計(jì)權(quán)聲壓級(jí),這可行嗎?
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),答案是肯定的,可以計(jì)算。NTi Audio 的室內(nèi)聲學(xué)報(bào)告軟件就支持該功能。
但需要注意的是,這樣計(jì)算的結(jié)果并沒(méi)有直接測(cè)量的結(jié)果精確。因?yàn)樵?Z 計(jì)權(quán)到 A 計(jì)權(quán)的轉(zhuǎn)換過(guò)程中,對(duì)倍頻程或 1/3 倍頻程使用了歸一化修正量(類(lèi)似頻率計(jì)權(quán))。修正值基于 Z 計(jì)權(quán)和 A 計(jì)權(quán)的理論(典型)差值。實(shí)踐中,這些值和實(shí)際數(shù)據(jù)可能存在細(xì)微的差異。這也造成了計(jì)算值和實(shí)際測(cè)量值的不同。
下圖展示了這種情況:
理論情況:-16.1 dB 是 125 Hz 倍頻程帶的歸一化修正值,基于的假設(shè)是頻譜總體平坦(如粉噪聲)。上圖 125 Hz 轉(zhuǎn)換為 A 計(jì)權(quán)后,聲壓級(jí)為 70 - 16.1 = 53.9 dBA。
實(shí)際情況:實(shí)踐中,聲音的頻譜通常不是平的。這造成了理論計(jì)算的偏差。比如上圖中,儀器測(cè)量 125 Hz 處的值為 52.7 dB,比理論值小 1.2 dB。
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