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噪声的频谱分析


噪声的频谱分析
     
      通过频谱分析可以了解噪声的频率组成及相应的能量大小,从中找出噪声源。
      做频谱分析时要把噪声划分成一定宽度的频带。因此,讨论声压级时,除了指出参考声压外,还必须指明频带的宽度。在噪声研究中,常采用倍频程分析。两个频率相差一个倍频程意味着其频率之比为2,相差2个倍频程即为 。相差n个倍频程时,两个频率之间有关系式:
                        
其中n是任意正实数,其值越小,频程分的越细。
     常用的还有1/3倍频程,即在两个相距为1倍频程的频率之间插入两个频率,其4个频率成如下比例:1:21/3:22/3:2。按倍频程均匀划分的频带,其中心频率fn分别为各频带上下限频率之比例中项,即
                     
      简谐振动所产生的声波为简谐波,其声压和时间的关系为一正弦曲线,这种只有单频率的声音称为纯音。由强度不同的许多频率纯音所组成的声音称为复音,复音的强度与频率的关系称为声频谱,简称频谱。由一系列分离频率成分所组成的声音,其频谱为离散谱。例如乐器频谱,其频谱中除有一个频率最低、声压最高的基频音外,还有与基频成整倍数的较高频率的泛音,或称陪音、谐频音。音乐的音调由基音决定,泛音的多少和强弱影响音色。不同的乐器可以有相同的基频,其主要区别在于音色。
      噪声由许多频率和强度不同的成分组合而成,其频谱中声能连续分布在宽广的频率范围内,成为一条连续的曲线,称为连续谱。对于宽广连续的噪声谱,很难对每个频率成分进行分析,而是按倍频程或1/3倍频程等划分频带。此时的频谱是不同的倍频带与倍频带级即声级的关系。如锣声、鼓风机的声音频谱,既有连续的噪声谱,又有线谱,二者混合,形成有调噪声混合谱。分析有调噪声时,对频谱中较为突出的频率成分应特别注意。
      噪声频谱中最高声级分布在200赫兹以下的称为低频噪声;最高声级分布在200~500赫兹中间的称为中频噪声;最高声级分布在500赫兹以上的称为高频噪声。