近年来随着对环境保护逐渐重视,噪声污染治理开始进入大众视野。声监测仪器声级计的使用越来越频繁,杭州爱华仪器有限公司了解到对声级计的要求也越来越高。传统模拟式声级计已经很难满足高精度高速度、多功能多参数的声级计市场需要。
随着电子技术、信号处理等技术的发展,计权声压级计算和倍频程分析等功能可以一体化高速实现的多功能数字声级计正在逐步取代老式模拟声级计。人耳具有独特的声学特性,对于不同频率的声音有不同的灵敏度,而且对声音大小的感官具有主观差异。
声级计作为一种衡量人耳所听到声音大小的电子仪器,为了更好地符合人耳的声学特性,需要模拟人耳对不同频率有不同灵敏度的频率特性,以及对声波反应速度的时间特性。而噪声往往是多种频率的声音组合而成,所以在声学分析中需要对噪声的各个频率成分进行分析。
杭州爱华仪器有限公司了解到因此,对声信号的频率加权、时间加权以及实现倍频程分析的算法,是一款声级计产品的核心要素。会直接影响一款声级计产品的工作性能。传统模拟式声级计的计算算法已经很难满足高精度数字声级计的需求。
一种高效且易于实现的频率时间加权和倍频程分析算法,便成了数字声级计产品设计过程中的重中之重。
声信号计权算法
在模拟声级计中,传统算法在有限的资源中,时域下的时间计权实现算法和倍频程分析无法兼顾,受到张登攀等噪声1/3倍频程计权声级算法启发,提出一种根据Parseval定理来快速实现倍频程与计权分析的改进算法。
传统时域算法
在传统算法中,对声信号的时间计权处理都是在时域下,通过IIR时间计权滤波器,以声信号的平方值实现时间加权。而倍频程分析却需要在频域下,对声信号的频谱进行分析。为实现倍频程分析和频率时间计权的结合,其算法核心为FFT和IFFT。通过傅里叶变换和逆变换,求得对应频程的声压有效值,再通过设计符合频率时间计权特性的滤波器,从而实现对声信号的倍频程分析及计权声压级。