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聲壓級(jí)中的時(shí)間計(jì)權(quán)
發(fā)布日期：2019-04-15 瀏覽量：2479次
大家都知道，聲壓是通過偵測聲音導(dǎo)致的氣壓變化來測量的。
電容式麥克風(fēng)頭中的金屬膜是聲電轉(zhuǎn)換的核心
對(duì)于常見的聲源，如音樂，演講或環(huán)境噪聲來說，這些聲壓級(jí)（SPLs）波動(dòng)極快，要在一個(gè)顯示器上實(shí)時(shí)讀取非常困難。因此，聲級(jí)計(jì)需要對(duì)這種突發(fā)的變化做出抑制，以獲得一個(gè)更加穩(wěn)定的讀數(shù)。這一過程就是時(shí)間計(jì)權(quán)。
聲級(jí)計(jì)麥克風(fēng)將氣壓變化轉(zhuǎn)換為電壓的變化
從上圖可以看出，聲級(jí)計(jì)對(duì)信號(hào)的采樣一般都在毫秒級(jí)，這樣快速變化的數(shù)據(jù)即便顯示出來也難以讀取。
快速，慢速時(shí)間計(jì)權(quán)
IEC 61672-1 標(biāo)準(zhǔn)中描述了兩種不同的時(shí)間計(jì)權(quán)，快速（F）和慢速（S）。它們顯示的結(jié)果都對(duì)聲壓的突然改變做出過抑制。
下圖解釋了時(shí)間計(jì)權(quán)的工作過程。圖中聲源（紅色線）突然由 50 dB 變?yōu)?80 dB，保持 6 秒后又突然降低。
LAF（綠色線）需要約 0.6 秒（激發(fā)時(shí)間/啟動(dòng)時(shí)間）抵達(dá) 80 dB，不到 1 秒（衰減時(shí)間）掉回 50 dB。
LAS （黃色線）反應(yīng)更慢。它需要大約 5 秒才能達(dá)到 80 dB，約 6 秒回落 50 dB。
顯而易見，快速計(jì)權(quán)做出響應(yīng)比慢速計(jì)權(quán)更快。在安靜環(huán)境下，一個(gè)很響且持續(xù)的聲音被突然打開，F(xiàn) 計(jì)權(quán)顯示的聲壓級(jí)大約需要 0.6 秒即可刷新為新聲壓級(jí)，而 S 計(jì)權(quán)做出反應(yīng)則需要在約 5 秒之后。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中的定義，這些值的得出是通過時(shí)間常數(shù) t，F(xiàn) 計(jì)權(quán)為 125 毫秒，而 S 計(jì)權(quán)是 1 秒。
若又突然將這個(gè)聲音關(guān)閉，F(xiàn) 計(jì)權(quán)聲壓級(jí)將以 34.7 dB/s 的速率衰減，而對(duì) S 計(jì)權(quán)來說，這個(gè)速率是 4.3 dB/s。
但設(shè)想一個(gè)聲音特別短促，甚至 F 計(jì)權(quán)的上升沿還沒完成動(dòng)作就消失了，豈不是無法測量了嗎？
右側(cè)升起的聲音快速消失，F(xiàn) 或 S 計(jì)權(quán)無法捕捉
聰明的您一定已經(jīng)想到了，再來個(gè)比 F 計(jì)權(quán)還快的不就行了！
脈沖時(shí)間計(jì)權(quán)
在已經(jīng)廢棄的舊標(biāo)準(zhǔn) IEC 651 中就包括了脈沖時(shí)間計(jì)權(quán)（I），用于分析短促的脈沖聲。相較于 F 和 S 計(jì)權(quán)，I 計(jì)權(quán)更加不對(duì)稱，它響應(yīng)聲音的速度很快（時(shí)間常數(shù) t = 35 毫秒），而當(dāng)聲音減小時(shí)它衰減很慢（2.9 dB/s）。
它的作用過程如下圖：
F，S 或 I - 我該如何選擇？
測量平均值時(shí)，S 計(jì)權(quán)更適用于測量快速波動(dòng)的信號(hào)。F 計(jì)權(quán)適合不會(huì)突變的信號(hào)。具體該使用哪個(gè)，通常在標(biāo)準(zhǔn)中會(huì)說明。脈沖計(jì)權(quán)用在有尖銳脈沖噪聲的場合，比如測量焰火或槍聲。
eq，max，PK 又是什么？
eq 代表能量的平均，即一段時(shí)間的平均值，前面的內(nèi)容中我們已經(jīng)做過介紹，這里不再贅述。
max 和 PK 分別代表最大值和峰值（peak）。很多人都以為它們是一個(gè)意思，其實(shí)不然。我們還是看圖。
藍(lán)色曲線表示測量時(shí)間內(nèi)的 LAF，這段時(shí)間內(nèi) LAF 的最大值就是 LAFmax，它會(huì)一直維持在最高峰的那個(gè)值，后面的數(shù)據(jù)只要不超過它，它就會(huì)一直不變。
同樣的情況也適用于 LCPK 和 LCPKmax，最大值會(huì)一直保持不變，直到被新的數(shù)據(jù)超過，而峰值是隨著時(shí)間不斷變大變小的。
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