什么是声——无所不在的声波:什么是声(5)

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所属分类:音频杂谈

声能

声源向外辐射声能,它在单位时间内辐射的总能量叫做声源的功率。如果有一个点声源,在它外面画一个半径为r的球,球面上的声强为I,则这个声源的功率就是4πrˆ2I.

一般声源声功率实际上是很小的,如轻声耳语,声功率是0.01微瓦,客厅中小声交谈大约是1微瓦,正常谈话是50微瓦,大声讲话约0.2毫瓦,高声讲话也不过是1一10毫瓦。一个广场上几万人齐声欢呼时的声功率大约只能点亮一盏40瓦的电灯泡。平常收录机说有5瓦、10瓦、50瓦,其实是指最大不失真电功率,变成声,只能变成0.25,0.5,2.5瓦,这还是最大音量,平时音乐的音量变化要有50一60分贝,最小的声音,也就到几个微瓦,而平均声功率也在毫瓦数量级。

声阻抗、特性阻抗和电学的情况类似,在电学里有电压E,电流I和电阻抗R。电压除以电流就是电阻抗。如果系统是纯阻R,则电功率W=Eˆ2/R。声学中声压P相应于电学中的电压E,质点运动速度相当于电学的电流I,在平面波中介质的阻抗等于PC, P为介质密度,。c为介质声速。PC也称为介质的特性阻抗,这时声强1二P Z/PC.在正常情况下空气的特性阻抗约等于40帕·米/秒,水的特性阻抗约为1500000帕·米/秒,相差3700倍。

频带宽度、频带级、谱级平常遇到的声音,很少是单频音,一般总是宽带的。为了弄清高频声,低频声或中间频率的声音的效果,我们往往用频带的概念。一个频带最高频率是f2,最低频率是f1,则带宽是f2-f1,这个频率的中心频率是最高频率和最低频率的几何平均值,即根号(f1*f2)。平时,我们习惯用倍频程的概念,也就是最高频率是最低频率的两倍,这也相应于音乐中的八度。如果嫌倍频程带宽太大,可以使用1/2倍频程或1/3倍频程的滤波器。两个1/2倍频程滤波器的宽度相当于一个倍频程滤波器,三个1/3倍频程滤波器的宽度,相当于一个倍频程滤波器,他们的带宽是对数尺度的。目前国际标准组织ISO对1/2倍频程滤波器和1/3倍频程滤波器的高限、低限和中心颇率都有标准。所以我们在测量噪声时只要说是多少赫(中心频率)的1/2倍频程滤波器和1/3倍频程滤波器,概念就清楚了。频带级就是指通过某一个带通滤波器的声压级或声强级。有时候使用每赫频带内的声压级或声强级,称为在这个频率上的谱级。单位是分贝/赫。一般谱级是从频带级换算出来的。在考虑噪声的谱级时,认为噪声是不相干的,各个频率范围的噪声是按功率叠加。1赫带宽度噪声的声功率是10赫带宽噪声声功率的1/10、是100赫带宽噪声声功率的1/100。所以如果知道某一1/3倍频程供声级,把这声级换算成噪声功率,除以带宽,再换算回声级就得出谱级。

转自耳聆网

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