聲壓級中的時間計權
發布日期：2019-04-15 瀏覽量：2551次
大家都知道，聲壓是通過偵測聲音導致的氣壓變化來測量的。
電容式麥克風頭中的金屬膜是聲電轉換的核心
對于常見的聲源，如音樂，演講或環境噪聲來說，這些聲壓級（SPLs）波動極快，要在一個顯示器上實時讀取非常困難。因此，聲級計需要對這種突發的變化做出抑制，以獲得一個更加穩定的讀數。這一過程就是時間計權。
聲級計麥克風將氣壓變化轉換為電壓的變化
從上圖可以看出，聲級計對信號的采樣一般都在毫秒級，這樣快速變化的數據即便顯示出來也難以讀取。
快速，慢速時間計權
IEC 61672-1 標準中描述了兩種不同的時間計權，快速（F）和慢速（S）。它們顯示的結果都對聲壓的突然改變做出過抑制。
下圖解釋了時間計權的工作過程。圖中聲源（紅色線）突然由 50 dB 變為 80 dB，保持 6 秒后又突然降低。
LAF（綠色線）需要約 0.6 秒（激發時間/啟動時間）抵達 80 dB，不到 1 秒（衰減時間）掉回 50 dB。
LAS （黃色線）反應更慢。它需要大約 5 秒才能達到 80 dB，約 6 秒回落 50 dB。
顯而易見，快速計權做出響應比慢速計權更快。在安靜環境下，一個很響且持續的聲音被突然打開，F 計權顯示的聲壓級大約需要 0.6 秒即可刷新為新聲壓級，而 S 計權做出反應則需要在約 5 秒之后。根據標準中的定義，這些值的得出是通過時間常數 t，F 計權為 125 毫秒，而 S 計權是 1 秒。
若又突然將這個聲音關閉，F 計權聲壓級將以 34.7 dB/s 的速率衰減，而對 S 計權來說，這個速率是 4.3 dB/s。
但設想一個聲音特別短促，甚至 F 計權的上升沿還沒完成動作就消失了，豈不是無法測量了嗎？
右側升起的聲音快速消失，F 或 S 計權無法捕捉
聰明的您一定已經想到了，再來個比 F 計權還快的不就行了！
脈沖時間計權
在已經廢棄的舊標準 IEC 651 中就包括了脈沖時間計權（I），用于分析短促的脈沖聲。相較于 F 和 S 計權，I 計權更加不對稱，它響應聲音的速度很快（時間常數 t = 35 毫秒），而當聲音減小時它衰減很慢（2.9 dB/s）。
它的作用過程如下圖：
F，S 或 I - 我該如何選擇？
測量平均值時，S 計權更適用于測量快速波動的信號。F 計權適合不會突變的信號。具體該使用哪個，通常在標準中會說明。脈沖計權用在有尖銳脈沖噪聲的場合，比如測量焰火或槍聲。
eq，max，PK 又是什么？
eq 代表能量的平均，即一段時間的平均值，前面的內容中我們已經做過介紹，這里不再贅述。
max 和 PK 分別代表最大值和峰值（peak）。很多人都以為它們是一個意思，其實不然。我們還是看圖。
藍色曲線表示測量時間內的 LAF，這段時間內 LAF 的最大值就是 LAFmax，它會一直維持在最高峰的那個值，后面的數據只要不超過它，它就會一直不變。
同樣的情況也適用于 LCPK 和 LCPKmax，最大值會一直保持不變，直到被新的數據超過，而峰值是隨著時間不斷變大變小的。
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