本测量专栏收集了您经常向我们的客户咨询室询问的问题，并介绍了答案。
使用声级计（声级计）或FFT分析仪测量声音时，会有一个叫“频率加权特性（A/C/Z）”的项目，会被问很多问题，比如“应该设置哪个”、“A是什么”、“什么时候应该用C”等。
这次我们将介绍用于测量声音的频率加权特性A/C/Z,包括确定A/C/Z的背景等。
人的听觉和响度水平
声音是空气 (等) 的压力变化。即使压力的变动量相同，如果声音的频率不同，人也感觉不到相同大小的声音。因此，要评估声音的大小，您需要了解人的听力并纠正其特征。
对于稳定音，我们将1kHz纯音的声压级定义为“声音大小级别 (响度级别) ”，听力正常的人认为该纯音听起来与该纯音相同。
对人的听觉感受随频率变化的测量始于Fletcher-Munson, 1957年由Robinson (Robinson, F)等人重新测量。Robinson等人测定的具有合法听觉的人在同等大小下所感受到的纯音的声压水平与
频率的关系曲线如图1所示为旧规格 (蓝色) 。此曲线称为等响度曲线或等灵敏度曲线。
之后，发现罗宾逊等人测量的等响度曲线含有很大的误差，2003年新的等响度曲线作为ISO 226被国际标准化。新标准曲线如图1所示为新标准 (红线) 。
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图1纯音的等响度曲线 (新旧比较)
什么是频率加权特性A?
A特性是JIS C1509中指定的频率加权特性，用于测量噪声的嘈杂程度 (声级) 。测量工厂和道路的噪音时，或者规定测量噪音级别、A特性声压级时，使用频率加权特性A。
在简要解释A特征的情况下，它可以表示为“模拟人的听觉的频率特征”，但由于它是最后的近似，它并不严格反映人的听觉。
A特性是通过对图1纯音等响度曲线 (旧标准) 中较小声音的响度曲线进行近似得到的特性。还有其他通过近似于大声的等响度曲线而产生的C特性，并且在过去，通过根据声音的大小使用该特性来测量。
在随后的研究中，虽然该特性表示听觉声音的大小，但不能说它适合
来表示噪音的噪音，即使是大声也可以使用A特征曲线来表示噪音的噪音很明显它更好。
2003年新的等响度曲线作为ISO 226被国际标准化，近似等响度曲线 (旧规格) 做出的A特性没有改变，现在仍然作为测量噪音的嘈杂 (噪声级) 时的加权特性继续使用。
什么是频率加权特性C?
C特性是对等响度曲线 (旧标准) 中较大声音的听感做出的近似。在过去，我们根据声音的大小正确使用此特性，但很明显，即使对于较大的声音，最好使用A特性曲线来表示噪音的嘈杂程度，现在几乎不使用C特性。但是，在欧洲的规格中，有规定在一部分测量中使用C特性的。
C特性，但声学校准师有时仍会使用它来避免在校准声级计（声级计）或传声器时产生的暗噪声（噪声）影响。
实际上，只要暗噪声 (噪声) 不是很大，即使使用Z特性进行校正也不会产生影响。另外，校准信号的频率在1kHz以外时影响不容忽视，因此校准时不使用A特性。
什么是频率加权特性Z?
Z特性是在指定的频率范围内具有平坦特性的频率加权特性。它用于测量物理现象本身称为声音 (压力波动) 到最后，与人的听觉感受无关。
此外，它是一种通用的分析设备，可用于测量声音，振动，电压和其他分析，其中一些具有用于测量声音的频率加权特性A/C/Z,但除了声音之外在分析时，请务必使用Z特性。
在旧声级计标准 JIS C1502/1505 中，Z 特性被定义为平坦特性 (FLAT)。在新标准 JIS C1509 中，频率范围扩展到 10 Hz 至 20 kHz，并被定义为频率加权特性 Z。
其它频率加权特性
作为声音测量中使用的频率加权特性，还有现在几乎不使用的
B特性、D特性和评价超低频声音时使用的G特性，详细内容就省略了。
频率加权特性A/C/Z值
JIS C1509中规定的频率加权特性A/C/Z的值及其图表如表1和图2所示。
表1频率加权特性A/C/Z (1/3倍频程频带)
|
No |
标称频率 (Hz) |
精确频率 (Hz) |
A特性 (dB) |
C特性 (dB) |
Z特性 (dB) |
|
10 |
10 |
10.00 |
-70.4 |
-14.3 |
0.0 |
|
11 |
12.5 |
12.59 |
-63.4 |
-11.2 |
0.0 |
|
12 |
16 |
15.85 |
-56.7 |
-8.5 |
0.0 |
|
13 |
20 |
19.95 |
-50.5 |
-6.2 |
0.0 |
|
14 |
25 |
25.12 |
-44.7 |
-4.4 |
0.0 |
|
15 |
31.5 |
31.62 |
-39.4 |
-3.0 |
0.0 |
|
16 |
40 |
39.81 |
-34.6 |
-2.0 |
0.0 |
|
17 |
50 |
50.12 |
-30.2 |
-1.3 |
0.0 |
|
18 |
63 |
63.10 |
-26.2 |
-0.8 |
0.0 |
|
19 |
80 |
79.43 |
-22.5 |
-0.5 |
0.0 |
|
20 |
100 |
100.00 |
-19.1 |
-0.3 |
0.0 |
|
21 |
125 |
125.89 |
-16.1 |
-0.2 |
0.0 |
|
22 |
160 |
158.49 |
-13.4 |
-0.1 |
0.0 |
|
23 |
200 |
199.53 |
-10.9 |
0.0 |
0.0 |
|
24 |
250 |
251.19 |
-8.6 |
0.0 |
0.0 |
|
25 |
315 |
316.23 |
-6.6 |
0.0 |
0.0 |
|
26 |
400 |
398.11 |
-4.8 |
0.0 |
0.0 |
|
27 |
500 |
501.19 |
-3.2 |
0.0 |
0.0 |
|
28 |
630 |
630.96 |
-1.9 |
0.0 |
0.0 |
|
29 |
800 |
794.33 |
-0.8 |
0.0 |
0.0 |
|
30 |
1000 |
1000.00 |
0 |
0 |
0 |
|
31 |
1250 |
1258.93 |
0.6 |
0.0 |
0.0 |
|
32 |
1600 |
1584.89 |
1.0 |
-0.1 |
0.0 |
|
33 |
2000 |
1995.26 |
1.2 |
-0.2 |
0.0 |
|
34 |
2500 |
2511.89 |
1.3 |
-0.3 |
0.0 |
|
35 |
3150 |
3162.28 |
1.2 |
-0.5 |
0.0 |
|
36 |
4000 |
3981.07 |
1.0 |
-0.8 |
0.0 |
|
37 |
5000 |
5011.87 |
0.5 |
-1.3 |
0.0 |
|
38 |
6300 |
6309.57 |
-0.1 |
-2.0 |
0.0 |
|
39 |
8000 |
7943.28 |
-1.1 |
-3.0 |
0.0 |
|
40 |
10000 |
10000.00 |
-2.5 |
-4.4 |
0.0 |
|
41 |
12500 |
12589.25 |
-4.3 |
-6.2 |
0.0 |
|
42 |
16000 |
15848.93 |
-6.6 |
-8.5 |
0.0 |
|
43 |
20000 |
19952.62 |
-9.3 |
-11.2 |
0.0 |
-
图2频率加权特性A/C/Z
标称频率是每个1/3倍频频带的中心频率的精确频率。严格频率是把频带编号n作为10~32的整数，通过公式1求出的各频带严格的中心频率的值。
f = 1000 × 100.1 × (n − 30) [Hz]
表1是每个1/3倍频频带的频率加权特性的值。从表1中只留下1/1倍频程频带的频率(16 Hz、31.5 Hz、63 Hz、125 Hz、250 Hz、500 Hz、1 kHz、...、16 kHz)行，然后删除其他行，得到1/1倍频程频带的表。
频率加权特性A/C/Z计算公式
频率加权特性A/C/Z的计算公式在JIS C1509中定义，如公式 (2) 至公式 (4) 所示。其中f是频率 [Hz] 。
Z ( f ) = 0 [dB]
其中常量为:。
fr =1000 [Hz]
fL =10 1.5 [Hz]
fH=10 3.9 [Hz]
fA=10 2.45 [Hz]
c = fL2fH2
A 1000和C 1000是允许频率加权特性在1 kHz的0 dB的标准化常数。
频率加权特性A/C/Z的计算示例
频率加权特性A/C/Z的计算示例作为Excel文件提供。可以从下面的URL下载。
(摘自2016年12月22日发行的电子邮件杂志)
