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声压级平均值可能比最大值还大吗?

作者:新2体育(中国)有限公司-官网   发布时间:2015/10/10  阅读数:


    声压级是最基本的声学参数之一,而LAeq又是最广泛使用的声压级参数之一,它代表测量时间段的平均能量值(依据IEC61672标准)。而LAFmax(或LASmax)表示这段测量时间内的最大声压级。

    不少爱钻研的朋友常有一个疑惑,就是平均值有可能比最大值还大吗?

    实际上,如果测量时间特别短,比如100ms,那平均值有可能大于最大值。

    造成这一现象的是时间计权。根据定义,声压Lmax与上升的时间常数t有关,因此不能对突发的声音产生响应。标准中,快速时间计权F的时间常数t为125ms,慢速时间计权S则为1s。相反,测量平均值LAeq时没有应用任何时间计权。

    现在,如果测量时间,或用术语来说-时间间隔dt,比最大值LFmax的“反应时间”还短,那平均值LAeq就完全有可能更大。下图简要表明了这一过程:
声学设计
    图中我们看到一个突发的声音,由绿色曲线表示,它在100ms时突然增大,由于时间计权的存在,Lmax(每100ms记录一次,由红点表示)来不及对此及时反应,差不多在700ms时才达到最大,而平均值Leq(蓝圈表示)也是每100ms记录一次,毫无延迟的跟上了声音变化,所以在700ms内都会比Lmax更大。
声学设计
    可以用频谱数据计算A计权声压级吗?

    假设你想用倍频程或1/3倍频程频谱数据计算A计权声压级,这可行吗?

    简单来说,答案是肯定的,可以计算。NTiAudio的室内声学报告软件就支持该功能。

    但需要注意的是,这样计算的结果并没有直接测量的结果精确。因为在Z计权到A计权的转换过程中,对倍频程或1/3倍频程使用了归一化修正量(类似频率计权)。修正值基于Z计权和A计权的理论(典型)差值。实践中,这些值和实际数据可能存在细微的差异。这也造成了计算值和实际测量值的不同。

    下图展示了这种情况:
声学设计
    理论情况:-16.1dB是125Hz倍频程带的归一化修正值,基于的假设是频谱总体平坦(如粉噪声)。上图125Hz转换为A计权后,声压级为70-16.1=53.9dBA。
声学设计
    实际情况:实践中,声音的频谱通常不是平的。这造成了理论计算的偏差。比如上图中,仪器测量125Hz处的值为52.7dB,比理论值小1.2dB。


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