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機電原理

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什麼是聲學

聲學是物理學的一個二級學科，是研究媒質中機械波（即聲波）的科學，研究範圍包括機械波的産生、接受、轉換和機械波的各種效應。最簡單的聲學就是聲音的産生和傳播，這也是聲學研究的基礎。簡單點說聲學就是研究聲波的科學。

聲學有哪些分支

這個可以看一下經典的美國著名聲學家林賽1964年提出的聲學範圍圖。圈出來是本文會涉及的一些聲學的内容。

聲音、聲波、頻率、波長

聲音是由物體振動産生的聲波通過介質（空氣或固體、液體）傳播并能被人或動物聽覺器官所感知的波動現象。

聲波是聲音的傳播形式，發出聲音的物體稱為聲源。聲波是一種機械波，由聲源振動産生，聲波傳播的空間就稱為聲場。

聲波傳播示意：聲波造成與聲源不同距離處的壓力變化，中間的一條水平線代表空氣處于正常的大氣壓力，起伏曲線代表因聲波經過時空氣壓力的增加和減少，這條波形曲線随着時間變化的像水面的波紋一樣，所以稱為聲波。

波長=波速/頻率,

波速一般是340米/秒；人耳聽到的聲音的頻率是20HZ~20KHZ,所以得出人耳聽到的聲音的波長：0.017m~17米。

聲波是“縱波”，它的傳播方向和振動方向相同。

根據定義，頻率是聲音的音調或音符的量度。諸如長笛的聲音很高，聲音低至2000Hz，而諸如大号的聲音則聲音很低，低于30Hz。重要的是要注意，人類隻能聽到20Hz到20,000Hz之間的聲音-随着年齡的增長，能感知聲音範圍會逐漸縮小。

聲速

聲音的傳播需要物質，物理學中把這樣的物質叫做介質。

聲音在不同的介質中的傳播速度不同；一般說來，音速的數值在固體中比在液體中大，在液體中又比在氣體中大。音速的大小還随大氣溫度的變化而變化，在對流層中，高度升高時，氣溫下降，音速減小。在平流層下部，氣溫不随高度而變，音速也不變，為295.2米/秒。空氣中的音速，在标準大氣壓條件下約為340米/秒，或1224公裡小時。

• 真空0m/s（也就是不能傳播）
• 空氣（15℃）340m/s
• 空氣（25℃）346m/s
• 軟木500m/s
• 煤油（25℃）1324m/s
• 蒸餾水（25℃）1497m/s
• 海水（25℃）1531m/s
• 銅（棒）3750m/s
• 大理石3810m/s
• 鋁（棒）5000m/s
• 鐵（棒)5200m/s

聲音的反射

聲波在傳播過程中，如果遇到表面有凸凹變化的反射面，就會被分解成許多小的比較弱的反射聲波，這種現象稱為擴散反射。

（1）對頻率為100Hz聲音的定向反射，聲音的波長（3.4m）遠遠大于表面的不規則性；對波來說仍是平面，反射為鏡像反射。

（2）對頻率為1kHz聲音的擴散反射，聲音的波長（0.34m）與表面不規則的尺度相當（>波長1/7）反射為擴散反射。

（3）對頻率為10kHz聲音的定向反射，聲音的波長（0.034m）遠遠小于表面不規則的尺度，這是由各表面産生的定向反射。

聲音全反射

聲音在兩種介質中傳播，當從一種介質傳到另一種介質時，聲音發生全反射，則該介質是聲密介質，聲密介質中聲速小于聲疏介質(這一點與光波相同）。但由于光波和聲波性質不同，因此光密介質未必是聲密介質。

聲音在空氣中的速度是每秒340米，而在水中則是每秒1500米，所以對于聲波來說，空氣反倒成為了聲密介質，而水則是聲疏介質。如此一來，全反射現象就将發生在聲音從空氣傳到水面的時候，對于聲波來說，其全反射的臨界角為13.1°，也就是說大部分聲音都無法進入水下，所以在水裡是很難聽到外邊有什麼聲音。

聲波的衍射

當聲波在傳播過程中遇到一塊有小孔的障闆時，并不像光線那樣直線傳播，而是能繞到障闆的背後繼續傳播，改變原來的傳播方向，這種現象稱稱為繞射。如果孔的尺度（直徑d)與聲波波長A相比很小時,小孔處的空氣質點可近似看作一個集中的新聲源，産生新的球面波。當孔的尺度比波長大得多時新的波形則比較複雜。聲波的頻率譜越低繞射的現象越明顯。

聲波的透射與吸收

當聲波入射到建築材料或部件時一部分聲能被反射，一部分被吸收，還有一部分則透過建築部件傳遞到了另一遍。聲波在空氣中傳播時，由于振動的空氣質點之間摩擦使一小部分聲能轉化為熱能，常稱為空氣對聲能的吸收。高頻吸收較多，低頻吸收較少。聲波投射到材料或部件引起的聲吸收，取決于材料及其表面的狀況、構造等。材料的吸聲效率是用它對某一頻率的吸聲系數衡量。材料的吸聲效率是用它對某一頻率的吸聲系數衡量。

多普勒效應

當列車進站時，我們聽到汽笛聲不僅越來越大，而且音調升高；列車離去時，汽笛聲不僅越來越小，而且音調降低。這種由于波源或觀察者的運動而出現觀測頻率與波源頻率不同的現象，稱為多普勒效應。

近場、遠場、自由場、擴散場

1、遠場

聲遠場定義為在距聲源2個波長距離處開始，至無窮遠處，如下圖所示。由于波長與頻率有關，因此不同的頻率的聲音，實際遠場的物理範圍是不同的。

在遠場中，聲源可以認為是足夠遠，所有它可以看成是一個點。在此距離下，聲波的包絡面球形的半徑足夠大，可以近似為平面波，而沒有曲率。此時，單個麥克風就能測得準确的結果，并且距聲源的距離每增加一倍，遠場的聲壓級将下降6dB。在許多聲學标準中，通常會指定距發聲物體至少一米的距離進行測量，以确保所關心的頻率段已經處于遠場。

2、近場

當近距離的靠近聲源時，聲波的表現就複雜多了，同時聲壓和距離也沒有固定的關系了。當靠聲源非常近時，聲音在聲源的振動表面附近來回循環，不會向外傳播。當我們稍稍遠離聲源時，部分聲場能量會繼續來回循環，另外的則會傳播出去，如下圖所示。

聲音在近場傳播時，來回循環的與向外傳播兩種形式的能量混合在一起，使得聲音的傳播與距離沒有固定的關系，因此傳播的方式是不可預測的，直到達到2個波長的距離後，才會按照正常的規律進行傳播。當測量近場中的聲壓時，使用單個麥克風進行測量可能不準确。

3、自由場

在自由場中，是沒有任何聲音的反射的，聲波從聲源直接傳遞到接受者處，也就是說，聲波值向外傳遞一次，不會再返回。

如下是兩個自由聲場的典型案例：

• 聲源距離足夠遠，以至于它可以被看作是點聲源，距離很遠，比如在晴朗的天氣中在高空飛行的飛機發出的聲音。
• 全消聲室就是一種特殊的自由聲場，它通過布置在四周的吸音材料将直達的聲音全部吸收，不會進行反射。

4、擴散場

擴散場中的，聲波從各個方向到達接受者的位置。在擴散場中使用麥克風測量聲壓，各個位置的幅度都是相同的，即，聲音水平到處都是一樣的。用于進行聲學材料測試的混響室如下圖所示：

進行混響室設計時，使用傾斜角度的反射牆是一個重要的因素，因此牆之間不會相互平行，這會是聲波在房間周圍被反射最多次，從而有助于形成擴散場。通常，牆壁會做成半球形狀的凸起，以增加波擴散，從而增加聲場的擴散性，如上圖所示。

有時候，很難通過肉眼的觀察來确定目前的聲場到底是什麼聲場，不過可以通過如下的一些客觀判斷方法進行判别：

• 如果在自由場中，離聲源的距離加倍時，聲壓級降低6dB。
• 在諸如混響室的擴散場中，無論在何處使用麥克風測量聲壓，都是相同的。

區别：

• 聲場零反射，聲場内僅存在直達聲；
• 聲場中的聲壓處處相等，且聲場内無任何吸聲作用。

上述這兩個極端聲學環境分别是自由場和擴散場。

聲壓

聲壓可以類比成電壓（和電壓真的很像，比如均方根值，有效值等于最大值/根2，看起來就覺得親切)，用來反映聲波強弱。

聲壓是指相對于無聲時壓力的改變量；聲壓表示該噪聲源産生的聲波，對空間内某點的大氣壓強有所擾動，而擾動引起的大氣壓強變化，就是聲壓。

存在聲壓的空間稱為聲場。聲場中某-瞬時的聲壓值稱為瞬時聲壓。在一定時間間隔中最大的瞬間聲壓值稱為峰值聲壓或巅值聲壓。如果聲壓随時間的變化是桉簡諧規律的，則峰值聲壓也就是聲壓的振幅。在一定時間間隔中，瞬時聲壓對時間取均方根值稱為有效聲壓。聲壓的大小反映了聲波的強弱，聲壓的單位為Pa(帕）。對于簡諧波，有效聲壓可以表示為：

下面舉出一些有效聲壓大小的典型例子：人耳對1kHz聲音的可聽阈（即剛剛能覺察到它存在時的聲壓)約2X10-5Pa；微風輕輕吹動樹葉的聲音約2X10-4Pa；在房間中的髙聲談話聲(相距1m處)約0.05Pa~0.1Pa；交響樂演奏聲(相距5m~10m處)約0.3Pa；飛機的強力發動機發出的聲音（相距5m處)約200Pa。

聲功率

這個就是功率了，聲音的功率和其他功率差不多，聲源振動介質就是機械做功。

聲源輻射聲波對外做功。聲功率是指聲源在單位時間内向外輻射的聲能，記為W，單位為(W)或微瓦（μW，10-6W）

聲強

聲強可以類比成電功率和壓強的結合體，是單位面積上的功率，數值上和聲壓的平方成正比，類似于功率和電壓的平方成正比。

聲強指聲波傳播的能流密度，即在單位時間内通過垂直于傳播方向上單位面積的聲音能量。聲源在某點發出的聲波，向外傳播，聲強I的單位是W/m2。

聲強=【有效聲壓的平方】除以【空氣密度*空氣中音速】（有效聲壓是指瞬時聲壓對時間取均方根值，平常也指聲壓，兩者可以運算不可等同）；在自由場中，聲強與介質密度與聲速的乘積成反比，而與該處的聲壓的平方成正比，即：

（功率=電壓的平方除以電阻，一樣的配方）

式中：

p——有效聲壓，2/mN；

p0——空氣密度，3/mkg；

c——空氣中的聲速，s/m；

p0c——空氣的介質特性阻抗，20o時，其值為415（N⋅s）/3m。

凡能引起正常聽覺的聲波，對聲強有一定範圍的要求，這個範圍跟聲波的頻率有關，對于每個特定頻率的聲波，要引起聽覺，其聲強有大小兩個極值．若根據正常聽覺的實驗結果，以頻率為橫坐标，以聲強為縱坐标，将各種頻率的聲強上下限坐标連起來，低于下限的聲強，不能引起聽覺．凡超過上限的聲強，使人耳有痛感．故上下限曲線間的區域即為聽覺範圍。因此凡能引起人的聽覺的聲波，除對頻率要求在20－20000Hz外，還要求聲強範圍在10-12－1W/m2。

聲強與聲壓幅值或質點速度幅值的平方成正比；此外在相同質點速度幅值的情況下，聲強還與媒質的特性阻抗成正比，例如在空氣和水中有兩列相同頻率、相同速度幅值的平面聲波，這時水中的聲強要比空氣中的聲強約大3600倍，可見在特性阻抗較大的媒質中，聲源隻需用較小的振動速度就可以發射出較大的能量，從聲輻射的角度來看這是很有利的。

聲阻抗率與媒介質的特性阻抗

ρ0c（ρ0介質密度,c介質的聲速）值是媒質固有的一個常數，這個量在聲學中具有特殊的地位，考慮到它具有聲阻抗率的量綱，所以稱ρ0c為媒質的特性阻抗.單位為N•s/m3或Pa.s/m。（類比成電阻吧，介質的本身特性）

對空氣，當溫度為0壓強力标準大氣壓A=1.013X106Pa時，ρ0=1.293kg/m3,c=331*6m/s,ρ0c=428N•s/m%。

當溫度為20時，ρ0=1.21kg/m3,c=344m/s，ρ0c=415N.s/m。

對于水，當溫度為20°0時，ρ0=998kg/m3,c=1480m,ρ0c=1.48XI05N.s/m3。

平面聲波的聲阻抗率數值上恰好等于媒質的特性阻抗，如果借用電路中的語言來形象地描述此時的傳播恃性的話，可以說平面聲波處處與媒質的特性阻抗相匹配.

dB分貝-聲壓級和聲強級關系

因為聲振動的能量範圍極其廣闊,人們通關系常講話的聲功率約隻有10-5w,而強力火箭的噪聲聲功率可高達109W,兩者相差十幾個數量級.顯然對如此廣闊範圍的能量，用對數标度要比用絕對标度方便些；另一方面從聲音的接收來講,人的耳朵有一個很“奇怪”的恃點當耳朵接收到聲振動以後,主觀上産生的“響度感覺”并不是正比于強度的絕對值,而是更近于與強度的對數成正比。基于這兩方面曲原因,在聲學中普遍使用對數标度來度量聲壓和聲強，稱為聲壓級和聲強級其單位常用dB(分貝)表示（聲強I與标準聲強I0之比的對數稱作聲強I的聲強級，用L表示，即L=lg(I/I0).單位為貝爾，用Bel表示，不過這個單位在實用上太大，故常更用貝爾的1／10，即分貝（dB)作為單位。（這個讓我想起電氣的标幺法來，都是為了看起來方便，結果弄得沒有那麼直觀了）

聲壓級是大氣壓強變化值與參考聲壓（參考聲壓2X10-5Pa，該值是正常青年人耳朵剛能聽到的1000Hz純音的聲壓值）的比值的對數對數值的20倍，或者說聲壓平方對數比值的10倍比較好。

聲強級是聲強值與參考聲強的比值的對數對數值的10倍。在空氣中，參考聲強L一般取10-12W/m2，這一數值是與參考聲壓2X10-5Pa相對應的聲強（計算時取空氣的特性阻抗為400N.s/m)，這也是1kHz聲音的可聽閥聲強。

一般條件下空氣中聲壓級與聲強級數値上近于相等；但在其他情況下會有一些變化。例如在水中很小的聲強就可以産生一個很大的聲壓，在高壓空氣稀薄的地方很大的聲強才能産生一個很小的聲壓，所以我們在青藏高原上說話要更大聲的喊。聽覺的絕對阈限是人的聽覺系統感受到最弱聲音和痛覺聲音的強度；它隻與頻率和聲壓有關。

就是因為在論述過程中，上述三者均可能會用dB表示，所以會産生混淆。所以可以通過類比的方式，來解釋這三者之間的區别與聯系。

這三個術語都是對聲音進行不同方面的測量，均可用分貝dB表示，如下圖所示。此處的分貝并不是度量單位，與聲壓相似，dB不是一個直接的度量單位，而是通過測得的值與基準值相比再取對數得到的。

為了使讀者對聲壓級的大小有一個粗略數量概念，舉一些典型例子：人耳對頻率為1kHz聲音的可聽阈為0dB；徽風輕輕吹動樹葉的聲音約14dB；在房間中髙聲談話聲（相距1m處）約68dB~74dB；交響樂隊演奏聲（相距5m處）約84dB；飛機強力發動機的聲音（相距5m處）約140dB；—聲音比另一聲音聲壓大一倍時大6dB人耳對聲音強弱的分辨能力約為0.5dB。

響度、響度級與等響曲線

響度，它除與和聲源的距離有關外，還取決于人耳的靈敏度，即同一聲強的聲波對于不同人來講，響度可能不同。

直觀上的“響”與“不很響”的感覺在聲學上如何定量描述呢？這個問題的複雜性在于人耳感覺的“響”或“不響”與聲波的強度既有關，又不完全是一回事。實驗表明，它不僅與聲波強度的對數近于成正比，而且與聲波的頻率也有關，例如對兩個聲壓同為0.002Pa、但頻率不相同的純音（如分别為100HZ及1000HZ)人耳聽起來卻不一樣響，實驗表明，要使100HZ的純音聽起來和0.002Pa的1000HZ純音同樣響，它大約應有0.025的聲壓。

響度是人耳判别聲音由輕到響的強度等級概念,響度的單位叫“宋”。1宋的定義為聲壓級為40dB,頻率為1000Hz,且來自聽者正前方的平面波形的強度。如果另一個聲音聽起來比這個大幾倍，則聲音的響度為幾宋。

實用上為了定量地确定某一聲音的輕與響的程度，最簡單的方法就是把它和另一個标準的聲音（通常為1000HZ純音）相比較，調節1000HZ純音的聲壓級，使它和所研究的聲音聽起來有同樣的響，這時1000HZ純音的聲壓級就被定義為該聲音的響度級，響度級的單位稱為方。例如，當1000HZ純音的聲壓級為80dB時與某一揚聲器發出的音聽起來同樣地響，那麼不管揚聲器聲音的聲扭級為多少，它的響度級被認為是80方。按照以上規定，顯然對1000HZ的純音，其以分貝計的聲強級與以方計的響度級數值上是相等的。人們曾做過很多實驗以測定響度級與頻率及聲壓級的關系，下圖就是一般人對不同頻宰的純音感覺為同樣響的響度級與頻率的關系曲線，通常稱為等響曲線。由于這些曲線的縱坐标是測量靠近耳朵處的聲強級，這時外耳道的腔共振提高了4000HZ附近的靈敏度，如果縱坐标是測量耳膜處的聲強級，那麼人耳對1000HZ聲音最靈敏，對低頻及高頻聲波的靈敏度都要大大降低。

響度與響度級的關系。根據大量實驗得到，響度級每改變10方，響度加倍或減半。響度級的合成不能直接相加，而響度可以相加。

等響曲線(又稱ISO等響曲線)

這個現象，在1933年被兩位學者所揭示，分别是是Fletcher（弗萊徹）和Munson（芒森），由于首次雙耳聽音和相對自由場條件下的完整的等響曲線由Fletcher和Munson給出，等響度曲線又被稱之為“Fletcher-Munsoncurves”，即“弗萊徹芒森曲線”。

人耳剛剛能聽到的聲音，其響度級即零響度級曲線稱為可聽阈，一般講來，低于此曲線的聲音就不能聽到；圖中最上面的曲線是痛覺的界限，稱為痛覺阈，超過此曲線的聲音，人們的耳朵感到的更的是痛覺。由曲線可以看出，人耳能感受為聲音的聲能量（聲強）範圍達1012倍（聲強：一萬億倍，相當于120dB，聲壓範圍達106倍,100萬倍）。

從人耳的等響曲線可以看出一個違反常識的結果，即當一個複音（包括許多頻率純音的聲音〉的全部頻率成分的強度都提高或降低同樣數值時，會使它的音色改變，例如一個樂隊演奏，假如低頻聲和髙頻聲都在100dB左右錄音，因為這時的等響曲線差不多是水平的，所以低頻聲和高頻聲聽起來有差不多同樣的響。而如果還音時強度級較低，例如為50dB，這時50HZ的聲音才剛剛能聽到，而1000HZ的聲音聽起來卻有50方響，其他不同頻率的聲音都有不同的響度級，因此聽起來就感到低頻聲和高頻聲都損失了，也就是原來的音色巳經改變了,所以在還音時為了不改變原始音色，就要按照圖所示的等響曲線對不同頻率聲音作不同程度的補償。

計權聲級及-A計權聲級dB(A)

說了等響曲線再說計權聲級就比較容易了；為了使聲音的客觀量度和人耳的聽覺主觀感覺近似取得一緻，通常對不同頻率聲音的聲壓級經某一特定的加權修正後，再疊加計算可得出噪聲總的聲壓級，即為計權聲級。為了使聲音的客觀量度和人耳的聽覺主觀感覺近似一緻，一般在聲測量中采用計權聲級。

A計權聲級：以40方等響曲線的倒置曲線為權重，從倍頻帶聲壓級合成的聲級，表征人耳對低聲級的響應。經過多年來的實踐和研究表明，用A計權網絡測得的聲級與由寬頻率範圍噪聲弓|起的煩惱和對聽力危害程度的相關性較好，而且用單一聲級測量又比較方便，因此近年來測量一般寬頻率噪聲多用A計權聲級。自從人們在40phon等響曲線的基礎上提出了A計權修正曲線，并将由此确定的聲級定義為A計權聲級（用dB(A)表示），A計權聲級被廣泛應用于噪聲的量度和評價中。雖然曆史上還曾經出現過B計權和D計權，但在IEC61672:2013中隻定義了現在常用的三種計權A、C、Z計權。C計權以100phon的等響曲線為基礎，反應的是在較高聲級時人耳對低頻噪聲敏感性的提升。Z計權是Zero計權的簡寫，實際上是平直的不經過任何計權的意思。

A、C和Z計權的修正量曲線

A計權聲級是模拟人耳對55dB以下低強度噪聲的頻率特性。

B計權聲級是模拟55～85dB的中等強度噪聲的頻率特性，幾乎不怎麼用。

C計權聲級是模拟高強度噪聲的頻率特性。

D計權聲級是對噪聲參量的模拟，專用于飛機噪聲的測量，此标準已于2005年作廢。

國際電工委員會IEC61672-2-2003對A、C、Z頻率計權的範圍定義（部分頻率）頻率單位：Hz計權單位：dB(A)、dB(C)、dB(Z)

A計權的1/3倍頻程修正值數值表

8音倍頻程轉換為A計權修正值可以通過以下的公式進行計算：

關于計權選擇：

1、在環境噪聲聲級測量中選擇A計權，目的是反映人對噪聲的主觀感覺，用于噪聲評價（NR：Noise Rating）的主要指标；

2、在有效聲（音樂、測試信号等）聲級測量中選擇C計權或不計權（Z/None/Flat），目的是用于了解可聽聲範圍内的總聲壓級；

3、音響産品在研發過程中測試的幅頻響應曲線選擇不計權（Z/None/Flat），目的是如實反映産品的原始特性；

4、音響系統在多數擴聲應用現場優化中測試的幅頻響曲線選擇C計權，目的是趨近實際應用的主觀聽感需求。

NC、NR、RC曲線

雖然A計權聲級至今仍被廣泛使用，但A計權聲級的也有局限性。從等響曲線的變化中也可以看出，A計權曲線是根據1933年Fletcher和Munson的等響曲線制定，與現行的等響曲線有較大的差異。另外衆多研究表明A計權聲級在評價低頻噪聲成分時與人的主觀感覺有較大偏差。

從A計權和C計權的計權曲線的對比中可以看出，當噪聲低頻成分比較豐富時，則C計權聲級LC的值要大于A計權聲級LA的值；而當噪聲的頻譜成分以中高頻為主時，C計權聲級LC的值與A計權聲級LA的值就很接近。因此，C計權聲級LC和A計權聲級LA之差（即LC-LA）也往往被用來判斷噪聲的頻譜特征。有部分學者将兩者差值LC-LA>15dB作為将噪聲定義為低頻噪聲的判斷準則，并認為LC-LA>15dB時用A計權聲級評價噪聲是不合适的。由此各國的學者提出了各種修正，但沒有一個能獲得A計權聲級同樣的認可。

既于是一些國家的噪聲法規中提出了對低頻噪聲的頻譜限值要求，作為對A計權聲級的補充。我國的GB22337-2008等标準中也對低頻噪聲提出了特别限定要求。

歐洲一些國家提出的低頻噪聲限值

對室内噪聲更加細緻的控制一般用NR或NC曲線，在歐美對産品的噪聲要求及室内噪聲要求中被廣泛使用。NR曲線的英文叫Noise Rating Curve（噪聲評價曲線），是ISO根據Kosten和vanOS的研究提出的噪聲評價曲線。

NR評價曲線

NR評價表

NR曲線評價的方法就是将所測得的噪聲頻譜與NR曲線的标準頻譜對比，取與其相切的最大曲線值，并向上緣整定到整數值，即為所得噪聲頻譜的NR數。如測得下表的噪聲倍頻程頻譜值，将這些頻譜值畫在NR曲線圖中，由此可以确定該噪聲與NR曲線最大相切點是2kHz處，對應圓整後的整數曲線值為58dB，所以我們說該噪聲滿足NR58的要求。

某噪聲的倍頻程頻譜

圖線法進行NR曲線評價

8音倍頻程轉換為NR值可以通過以下的公式進行計算：

由于NR曲線是由歐洲人提出的，因此NR曲線在歐洲被廣泛使用。而在美國主要采用Beranek提出的NC曲線。NC曲線的英文全稱叫Noise Criterion Curve（噪聲評價數曲線）。NC曲線與NR曲線的特點相似，相對來說NR低頻部分要求更嚴格一些。NC曲線與A聲級和NR曲線有以下近似關系：

對比NR和NC曲線可以發現，NR曲線的低頻到31.5Hz，而NC曲線低頻端僅到63Hz。著名聲學家Bies和Hansen是這樣評述NC曲線的：“NC曲線是應人居空間内的噪聲可接受程度評價而提出的。但由于缺乏在31.5Hz處的定義，它并不能考慮低頻的轟轟聲(rumble noise)；而他在2000Hz以及高頻又過于寬松，使其在評價空調噪聲時，他與主觀反應的相關性不是太好。”

采用相切的方法确定噪聲等級的數值，其數值等于噪聲頻譜曲線與NC曲線相切的曲線中最高的一條的數值，并不要求噪聲曲線與評價曲線形狀相似。因此，NC評價曲線也無法用來評價噪聲質量。但在不産生大量低頻噪聲的空調末端系統中，如果對噪聲質量要求不是很高，NC曲線還是能夠較反映人對空調背景噪聲的滿意程度。

NC評價曲線

NC曲線的評價方法與NR曲線是類似的。将上邊表中的數值畫在NC曲線圖中，可以确定該噪聲符合NC57的要求。

圖線法進行NC曲線評價

為了彌補NC曲線在31.5Hz定義的缺失，Beranek在1989年又提出了平衡NC曲線，稱為NCB曲線(Balanced NC Curve)。在NCB曲線中，Beranek不僅把31.5Hz加了進去，而且索性進一步擴展到16Hz。NCB除了納入了ANSI标準中外，并未得到廣泛使用；NCB曲線和NC曲線除了頻率範圍以外差異不大。Beranek也提出了與NR曲線頻段一緻的PNC曲線(Preferred NC Curve)。不過被廣泛使用的噪聲評價曲線仍然是NR和NC曲線，其它曲線隻是匆匆過客，直到出現RC曲線。

RC曲線由Blazier發表于1981年，是一套應用于辦公樓、住宅等建築暖通空調系統設計的噪聲評價方法，在這些場所中，合理的中頻聲壓級（1000Hz對應的聲壓級）位于25dB至50dB之間，并且空調系統是它們最主要的噪聲源。1987年，RC曲線被ASHRAE（美國采暖、通風與空調工程師學會）采用，作為診斷低頻噪聲問題的首選标準。1997年，Blazier對RC曲線進行修改，使RC曲線不僅能夠用于評價噪聲等級，還能夠用來診斷噪聲音質，修改完善後的RC曲線被定義為RCMarkII，已被ASHARE采用（ASHRAE,2003）沿用至今。RC曲線由一組斜率為一SdB/倍頻程的平行曲線組成。RC評價方法包括兩個方面，一是RC等級，由頻率為500Hz,1000Hz,2000Hz的噪聲的平均聲壓級确定;二是對噪聲頻譜質量的一個描述參量，評價依據包括低頻、中頻、高頻是否平衡，是否有主導的特定頻率的噪聲。ASHRAE推薦RC曲線評價方法為最佳評價曲線。

等效連續A聲級

A聲級能夠很好的反映了人耳對噪聲強度和頻率的主觀感受，因此對于一個連續穩态的噪聲，它是很好的評價方法。但是對于一個起伏變化或者不連續的噪聲，A聲級就無法很好的進行評價，比如交通噪聲或者間歇運行的機器。對于幅度随時間變化很大的噪聲，可以用統計分布來描述。對于大部分噪聲，其幅度随時間的變化分布近似于高斯分布，這種噪聲的大小可以用等效噪聲級Leq表述，它是在時間T過程中噪聲聲壓級的能量平均:一個用噪聲能量按時間平均方法來評價噪聲對人影響的問題，即等效連續聲級，符号“Leq”或“LAeq,T”。

在實際測量中，采樣都是離散的，表達式可改寫為：

倍頻程

建築聲學測量中，為了解聲源特性，需了解噪聲在整個頻譜内分布，即聲音的頻譜。頻帶的劃分通常是以各頻帶的頻程數n相等來劃分。頻程數n可用公式表示如下：f2為頻帶上界頻率，f1為頻帶下界頻率。n為幾就是幾個倍頻程，可以是整數也可以是分數。公式所表示的意義是，若某個頻帶的寬度·為n個倍頻程，則2f與1f相差n個倍頻程。各個頻帶一般用其中心頻率fc來表示，其中fc=√f1f2。當n=1時，稱為倍頻帶，n=3時，成為1/3倍頻帶，國際化組織ISO和我國國家标準對倍頻帶劃分的标準規定為：中心頻率為31.5、63、125、250、500、1000、2000、4000、8000及16000Hz。将頻譜分為若幹個頻段，每個頻段為一個頻程。

N=1：一倍頻程，簡稱倍頻程

N=3：三分之一倍頻程

N=12：十二分之一倍頻程

中心頻率：

帶寬：

倍頻程最常用的中心頻率值（fm），以及上、下截止頻率：

語言幹擾級(SIL)

噪聲強度表示的一種方法。這種方法是美國L.L.Beranek在40年代末提出的。所謂語言幹擾級(SIL)就是在有噪聲存在的情況下,其對語言有影響的三個頻帶(500Hz,1000Hz,2000Hz)聲壓級的算術平均值。語言幹擾級是評價背景噪聲對語言交流的幹擾或掩蓋的一種方法，是語言清晰度計算的簡化，它是600~4800Hz頻率範圍内3個倍頻帶聲壓級的算術平均。如果300~600Hz倍頻帶級比600~1200Hz倍頻帶級高12dB，則應該取4個倍頻帶聲壓級的算術平均。

PSIL：中心頻率為500Hz、1kHz和2kHz之間三個倍頻帶聲壓級的算術平均值。

SIL3：中心頻率為1kHz、2kHz和4kHz之間三個倍頻帶聲壓級的算術平均值。

SIL4：中心頻率為500Hz、1kHz、2kHz和4kHz之間四個倍頻帶聲壓級的算術平均值。

其中ISO建議，以優先頻率500、1000、2000Hz為中心的三個倍頻帶的噪聲聲壓級的算術平均作為語言幹擾級，稱為優先語言幹擾級（PSIL）。利用單值評價量語言幹擾級可預測多種噪聲對語言清晰度的影響，所得結果與語言清晰度指數的計算結果相近。

人的聲音特征

語聲主要由聲帶振動産生，男子的聲帶長而厚，故發聲頻率較低，其基音約為150Hz;女聲基音比男音高，約為230Hz。漢語普通話的标準平均頻譜見圖,其他漢語方言的頻譜與此差别不大。語聲的頻譜形狀随着嗓音的大小而有較大變化。

由于語言聲頻率範圍并不很寬，因此，用于語言擴聲的設備隻要在300-4000Hz的頻率範圍内具有平直的頻率響應特性即可滿足要求。如果兼顧播放音樂節目的霈要，可采用具有100-4000Hz的平直的頻響特性的擴聲設備。

人講話時連續發出聲級不斷變化的聲音，因此，語言聲壓級通常以長時間平均值表示。一般而言，人用正常嗓音講話時，在講者正前方1m處聲壓級大約為50-65dBA,從最輕的細語至最大的嗓音，其聲壓級約從40dBA變化至88dBA。實用中可取正常的嗓音66dBA;提高的嗓音72dBA;很響的嗓音78dBA;喊叫時的嗓音84dBA。根據一些實測結果表明，在大于60S的較長時間内講話時測得的平均聲功率輸出（包括音節和語句的自然停頓），男子為34uW(共5人,10~91uW)，女子為:18uW(共6人8~55uW);如取1/8S短時間統計，其平均聲功率則要高得多，男子超過230uW,女子超過150uW。

語言交流的噪聲限定值

人們正常語言交流聲壓級一般為50一65dB(A)，一般變化範圍可從40dB(A)(耳語)到88dB(A)(最大嗓音)，距離人1m處的平均語言聲壓級為57dB(A)。

當環境噪聲增大時人們就需要通過提高音量或者縮短談話距離來獲得滿意的交流效果。但當環境噪聲大于70dB(A)時提高音量或者縮短談話距離都難以維持長時間的語言交流。因此在工作場合(交談距離一般為1.0m)要維持長時間語言交流環境噪聲應不得超過70dB(A);但在社交場合人們交談的距離一般為1.2m較工作場合更遠要求環境噪聲不得超65dB(A)。

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