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什么是技术报告声级计(声级计)11

11.倍频程分析 (频率分析)

声振动有两种频率分析方法:窄带分析 (FFT方法) 和倍频程分析。

表11-1频率分析的分类

  分析宽度 主要用途
FFT法 定宽分析 物理原因调查和对策
倍频程分析 定比宽度分析 噪音和振动的评价

倍频程分析也称为恒定百分比带宽 (CPB) 分析。本部分介绍倍频程分析。

11-1 关于倍频程分析

噪声分析=频率分析对于噪声控制是必要的。作为噪音分析,作为很久以前就进行的方法,有倍频程分析。倍频程是指频率的两倍 (参见下面的“什么是倍频程?”) 。

由于耳朵感受到的频率特性是等比例的,因此经常使用倍频分析。对于作为测量对象的噪音,在可听频率的频率范围内,通过规定为1/1倍频程或1/3倍频程规格的带通滤波器,求出各频带的声压水平。过滤器的特性等在JIS C 1514:2002中有规定,详情请参照那里。

什么是倍频程?

八度音程是指频率比变为两倍的音高,例如,从do的声音到下一个do的声音的关系。此外,八度频带是频率的频带 (频带),其中上限和下限频率比以某个频率为中心是一个八度,并且该中心的频率称为八度频带中心频率。另外,将八度频频带分为1/3的部分称为1/3八度频频带。如右图所示,音乐的平均音高是通过将1个八度音程恒定地分成12个相等部分而获得的音高,并且是1/12个八度频带。

11-2 倍频滤镜JIS标准

用于倍频滤镜的JIS标准包括:。

  1. JIS C 1513-1:2020 (=IEC 61260-1:2014) 八度频滤波器和1/N八度频滤波器 (分析器)

在IEC标准的翻译JIS (IDT) 中,规定了滤波器特性,不仅规定了八度和1/3八度,还规定了更通用的1/N八度滤波器。另外,要求精度的容许公差也规定为最多2级(1、2)。不仅包括滤波器形状,还包括设备要求 (环境变化的影响,EMC要求等) 本标准要求倍频程频率比为10的幂。作为标准的构成,有与JIS C 1509系列的声级表的构成相近的东西。

下表11-2列出了八度和1/3八度滤镜的中心频率。请注意,该中心频率的数值是ISO 266中规定的标称中心频率,严格的中心频率是根据标准1中规定的计算公式计算的。

 

表11 -21/1倍频程和1/3倍频程带通滤波器的中心频率

中心频率
(Hz)
1/1
八度
1/3
八度
中心频率
(Hz)
1/1
八度
1/3
八度
中心频率
(Hz)
1/1
八度
1/3
八度
0.8   25   800  
1 31.5 1000
1.25   40   1250  
1.6   50   1600  
2 63 2000
2.5   80   2500  
3.15   100   3150  
4 125 4000
5   160   5000  
6.3   200   6300  
8 250 8000
10   315   10000  
12.5   400   12500  
16 500 16000
20   630   20000  

11-3 八度滤波器的带宽和中心频率

1/1·1/3倍频程由具有一定频带宽度的多个频带构成。

现在,规定如下:

f 1:下限截止频率
f 2:上限截止频率
f m:中心频率

对于各倍频频带,以下关系式成立。

1/1倍频带滤波器

  • img-noise11-02
  • img-noise11-09
    公式11-1

1/3倍频滤波器

  • img-noise11-03
  • img-noise11-10
    公式11-2

【补充】:关于中心频率

以下是引用自JIS C 1513的1/1和1/3倍频带滤波器的滤波器特性图。

  • 图11-3倍频程带滤波器等级1的相对衰减量的极限值
  • 图11-4倍频程带滤波器等级2的相对衰减量的极限值
  • 图11-5 1/3倍频程带滤波器等级1的相对衰减量的极限值
  • 图11-6 1/3倍频程带滤波器等级2的相对衰减量的界限值

 

表11-3可听频带中1/3倍频程频带的严格中心频率

指数x 标称中心频率
(1/3倍频程) [Hz]
精确中心频率,以10为幂
10 x/10 X 1000 [Hz]
2的幂的严格中心频率 【参考】
(在JIS C 1513-1中,不建议使用基于2幂的过滤器设计。)
2 x/3 X 1000 [Hz]
-16 25 25.119 24.803
-15 31.5 31.623 31.250
-14 40 39.811 39.373
-13 50 50.119 49.606
-12 63 63.096 62.500
-11 80 79.433 78.745
-10 100 100.00 99.213
-9 125 125.89 125.00
-8 160 158.49 157.49
-7 200 199.53 198.43
-6 250 251.19 250.00
-5 315 316.23 314.98
-4 400 398.11 396.85
-3 500 501.19 500.00
-2 630 630.96 629.96
-1 800 794.33 793.70
0 1000 1,000.0 1,000
1 1,250 1,258.9 1,260
2 1,600 1,584.9 1,587
3 2,000 1,995.3 2,000
4 2,500 2,511.9 2,520
5 3,150 3,162.3 3,175
6 4,000 3,981.1 4,000
7 5,000 5,011.9 5,040
8 6,300 6,309.6 6,350
9 8,000 7,943.3 8,000
10 10,000 10,000 10,079
11 12,500 12,589 12,699
12 16,000 15,849 16,000
13 20,000 19,953 20,159

(注意1) 标称中心频率根据ISO 266。
(注意2)    也是1/1倍频程频带的标称中心频率。

【参考】 :从1/3倍频程数据转换为1/1倍频程数据

要将已知的1/3倍频程数据的dB值转换为1/1倍频程带数据的dB值,请计算1/3倍频程带数据的dB值之和,该dB值对应于您想要获得的1/1倍频程带。例如,当获得1/1倍频程的中心频率为1000 Hz的频带数据值时,当对应的1/3倍频程的频带数据具有如下dB值时;

800 Hz 73 dB
1000 Hz 77 dB
1250 Hz 75 dB

;中心频率1000Hz的1/1倍频程频率值由以下公式计算:。

公式11-7