什么是计权?
为什么要在声音的测量中引入计权?
声学计量是声学的重要组成部分,也是声学发展的基础。声学计量是一门研究声学基本参量(如声压、声强和声功率等)、主观评价参量(如响度、听阈和听力损失程度等)和工程使用参量(如吸声系数、混响时间等)的测量及保证单位统一和量值准确的科学技术。它包括声学计量基准和标准的建立及保持、量值传递、测量方法等。今天所谈到的计权和计权网络就是属于声学计量中的一类方法和手段。 计权(Weighted)也称加权或听补偿,是考虑到设备在正常使用和测量时的条件不同,对测量值所加的人为修正,或是测量中附加的一种校正系数,以正确地反映被测对象。为了使声音的客观量度和人耳的听觉主观感觉取得近似一致,因此特别在噪声测量中引入计权的概念。按声音的三种基本特性(强度、频率和时程),在计量声音强度时,通过频率和时间两个角度分别采取两种计权方式,即:频率计权和时间计权。 1、频率计权 评价噪声对人的影响,在声学测量中常常使用特定的频率滤波器把某些频率成分滤掉,另一些频率成份保留,称之为频率计权。 2、时间计权 规定时间常数的时间指数函数,该函数对瞬时声压的平方进行计权。 计权网络是指为了模拟人耳听觉对不同频率声音敏感性不同的生理特性(详见【听力学名词释义(1)】等响曲线),在声级计内设有一种能够模拟人耳的听觉特性,把电信号修正为与人耳听觉主观感受近似值。从等响度曲线出发,在测量仪器上通过采用某些滤波器网络,对不同频率的声音信号实行不同程度的衰减,使得仪器的读数能近似地表达人耳对声音的响应,这种网络称为频率计权网络。 图 1 频率计权曲线 常用的有A、B、C、D 四种频率计权方式。A计权声级是模拟人耳对55dB SPL以下低强度噪声的频率特性,B计权声级是模拟55~85dB SPL的中等强度噪声的频率特性,C计权声级是模拟85dB SPL以上高强度噪声的频率特性,相当于模拟人耳对纯音响度分别为40方、70方和100方的反应曲线特性。三者的主要差别是对噪声低频成分的衰减程度,A衰减最多,B次之,C最少。A计权声级由于其特性曲线接近于人耳的听感特性,因此是世界上噪声测量中应用最广泛的一种。B、C计权已逐渐不用。D记权则是对噪声参量的模拟,常用于航空噪声测量。 除了这四种计权之外,还有所谓的线性计权或零(Zero,Z)计权,这两种计权方式实质上对测量的信号不作任何计权处理。实际应用中C计权声压级和Z计权声压级往往在噪声测量中表示为总声压级。 参考文献: [1] 蔡燕青,王泽祥.声音的客观评价[J].音响技术,2012(01):52. [2] 韩德民, 许时昂. 听力学基础与临床[J]. 2004. [3] 黄治物,吴展元,陶泽璋.临床声学基础(3)[J].听力学及言语疾病杂志,2000(03):190-192. [4] 陈剑林,帅正萍,白滢,等.声级计的时间计权特性.计量技术,2007(7):44-46.