声压级中的时间计权
发布日期：2019-04-15 浏览量：2136次
大家都知道，声压是通过侦测声音导致的气压变化来测量的。
电容式麦克风头中的金属膜是声电转换的核心
对于常见的声源，如音乐，演讲或环境噪声来说，这些声压级（SPLs）波动极快，要在一个显示器上实时读取非常困难。因此，声级计需要对这种突发的变化做出抑制，以获得一个更加稳定的读数。这一过程就是时间计权。
声级计麦克风将气压变化转换为电压的变化
从上图可以看出，声级计对信号的采样一般都在毫秒级，这样快速变化的数据即便显示出来也难以读取。
快速，慢速时间计权
IEC 61672-1 标准中描述了两种不同的时间计权，快速（F）和慢速（S）。它们显示的结果都对声压的突然改变做出过抑制。
下图解释了时间计权的工作过程。图中声源（红色线）突然由 50 dB 变为 80 dB，保持 6 秒后又突然降低。
LAF（绿色线）需要约 0.6 秒（激发时间/启动时间）抵达 80 dB，不到 1 秒（衰减时间）掉回 50 dB。
LAS （黄色线）反应更慢。它需要大约 5 秒才能达到 80 dB，约 6 秒回落 50 dB。
显而易见，快速计权做出响应比慢速计权更快。在安静环境下，一个很响且持续的声音被突然打开，F 计权显示的声压级大约需要 0.6 秒即可刷新为新声压级，而 S 计权做出反应则需要在约 5 秒之后。根据标准中的定义，这些值的得出是通过时间常数 t，F 计权为 125 毫秒，而 S 计权是 1 秒。
若又突然将这个声音关闭，F 计权声压级将以 34.7 dB/s 的速率衰减，而对 S 计权来说，这个速率是 4.3 dB/s。
但设想一个声音特别短促，甚至 F 计权的上升沿还没完成动作就消失了，岂不是无法测量了吗？
右侧升起的声音快速消失，F 或 S 计权无法捕捉
聪明的您一定已经想到了，再来个比 F 计权还快的不就行了！
脉冲时间计权
在已经废弃的旧标准 IEC 651 中就包括了脉冲时间计权（I），用于分析短促的脉冲声。相较于 F 和 S 计权，I 计权更加不对称，它响应声音的速度很快（时间常数 t = 35 毫秒），而当声音减小时它衰减很慢（2.9 dB/s）。
它的作用过程如下图：
F，S 或 I - 我该如何选择？
测量平均值时，S 计权更适用于测量快速波动的信号。F 计权适合不会突变的信号。具体该使用哪个，通常在标准中会说明。脉冲计权用在有尖锐脉冲噪声的场合，比如测量焰火或枪声。
eq，max，PK 又是什么？
eq 代表能量的平均，即一段时间的平均值，前面的内容中我们已经做过介绍，这里不再赘述。
max 和 PK 分别代表最大值和峰值（peak）。很多人都以为它们是一个意思，其实不然。我们还是看图。
蓝色曲线表示测量时间内的 LAF，这段时间内 LAF 的最大值就是 LAFmax，它会一直维持在最高峰的那个值，后面的数据只要不超过它，它就会一直不变。
同样的情况也适用于 LCPK 和 LCPKmax，最大值会一直保持不变，直到被新的数据超过，而峰值是随着时间不断变大变小的。
扫描二维码分享到微信
下载二维码