汽車噪聲控制(第4次課)課件

汽車噪聲控制內(nèi)容回顧第一章聲學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié)聲學(xué)基礎(chǔ)概念第二節(jié)波動方程第三節(jié)聲波的傳播特性第二章噪聲測量分析技術(shù)

第一節(jié)傳聲器及其參數(shù)特性第二節(jié)倍頻程及計(jì)權(quán)聲級第三節(jié)汽車噪聲常用的測量方法第四節(jié)汽車噪聲標(biāo)準(zhǔn)及車外加速噪聲測量第二章噪聲測量分析技術(shù)第一節(jié)傳聲器及其參數(shù)特性傳聲器是最基本的聲學(xué)測量設(shè)備，是一種裝有換能器的電聲器件，能把聲波的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。（Microphone俗稱話筒，音譯作麥克風(fēng)）傳聲器可以分為靜電和電動兩種：靜電傳聲器是以電場變化為原理的傳聲器，常見的有電容式、駐極體式和壓電式三種電動傳聲器是用電磁感應(yīng)為原理，以在磁場中運(yùn)動的導(dǎo)體上獲得輸出電壓的傳聲器，常見的有動圈式和帶式傳聲器第二章噪聲測量分析技術(shù)第一節(jié)傳聲器及其參數(shù)特性動圈式傳聲器：動圈式傳聲器以懸浮于磁路系統(tǒng)中的音圈切割磁力線而產(chǎn)生電壓輸出。它的結(jié)構(gòu)牢固，性能穩(wěn)定，能承受強(qiáng)音而不失真，價(jià)格較便宜，是一種耐用的傳聲器，廣泛應(yīng)用于一般音響系統(tǒng)。是在生活中最常見的傳聲器，但在聲學(xué)測量中很少使用。第二章噪聲測量分析技術(shù)第一節(jié)傳聲器及其參數(shù)特性動圈式傳聲器：第二章噪聲測量分析技術(shù)第一節(jié)傳聲器及其參數(shù)特性帶式傳聲器帶式傳聲器的振動系統(tǒng)是一條懸掛在強(qiáng)磁場中的波狀合金箔。它的頻率響應(yīng)極好，特別是瞬態(tài)特性好，音色柔和自然，指向性為雙向，但輸出電平極低，而且防風(fēng)耐震性差，易損壞，不宜在室外使用。目前除特殊用途外，已很少使用。第二章噪聲測量分析技術(shù)第一節(jié)傳聲器及其參數(shù)特性靜電傳聲器按換能方式分，又可以分為：電容式傳聲器，壓電傳聲器，駐極體傳聲器三種按感應(yīng)方式分，又可以分為：壓強(qiáng)式、壓差式和相移式三種其中壓強(qiáng)式是常用的。第二章噪聲測量分析技術(shù)第一節(jié)傳聲器及其參數(shù)特性傳聲器參數(shù)指標(biāo)Specifications

技術(shù)說明Sensitivity

Impedance

Directivity

Frequency

Max,operationVoltage

StandardOperationVoltage

Currentconsumption

Sensitivityreduction

S/Nratio44±3db0dB=1V/Pa,1KHz2.2kΩ±30%

Omnidirectional

20-16,000Hz

10V

2V

Max,0.5mA

Within-3dBat1.5V

Morethan56dB靈敏度

輸出阻抗

指向性

頻率響應(yīng)

最大工作電壓

標(biāo)準(zhǔn)工作電壓

消耗電流

靈敏度隨電壓衰減特性

信噪比44±3db0dB=1V/Pa,1KHz2.2kΩ±30%

全指向性

20-16,000Hz

10V

2V

最大0.5mA

2V->1.5V變化-3dB以內(nèi)

>56dB第二章噪聲測量分析技術(shù)第一節(jié)傳聲器及其參數(shù)特性傳聲器靈敏度靈敏度：20mV/Pa（駐極體傳聲器）靈敏度：18mV/Pa（駐極體傳聲器）靈敏度（1KHz、4.5V、2.2KΩ）–48dB~–28dB(0dB=1V/pa)–68dB~–48dB(0dB=1V/μbar0.1Pa)第二章噪聲測量分析技術(shù)第一節(jié)傳聲器及其參數(shù)特性傳聲器頻響特性傳聲器的靈敏度對頻率的響應(yīng)情況（即傳聲器靈敏度隨頻率的變化情況）稱為傳聲器的頻率響應(yīng)特性。理想情況下，傳聲器的頻率響應(yīng)特性應(yīng)盡可能平直，即在測量范圍內(nèi)輸出恒定，靈敏度保持不變，但實(shí)際的傳聲器往往出現(xiàn)高低起伏的變化第二章噪聲測量分析技術(shù)第一節(jié)傳聲器及其參數(shù)特性傳聲器頻響特性傳聲器在不同頻率的聲波作用下的靈敏度是不同的。一般在中頻時靈敏度高，而在低音頻（如幾十赫）或高音頻（十幾千赫）時靈敏度降低。我們以中音頻的靈敏度為基準(zhǔn)，把靈敏度下降為某一規(guī)定值的頻率范圍叫做傳聲器的頻率特性。頻率特性范圍寬，表示該傳聲器對較寬頻帶的聲音較高的靈敏度，擴(kuò)音效果就好。理想的傳聲器頻率特性應(yīng)為20Hz~20kHz。第二章噪聲測量分析技術(shù)第一節(jié)傳聲器及其參數(shù)特性傳聲器輸出阻抗傳聲器的輸出阻抗是指傳聲器的兩根輸出線之間在1KHz（即1千赫）時的阻抗。有低阻（如50Ω、150Ω、200Ω、250Ω、600Ω等）和高阻（如10KΩ、20KΩ、50KΩ）兩種。頻率不同，傳聲器的阻抗也有所不同，一般來說，頻率較低時阻抗會較大，為確保低頻響應(yīng)，設(shè)計(jì)測量系統(tǒng)時要注意阻抗匹配。第二章噪聲測量分析技術(shù)第一節(jié)傳聲器及其參數(shù)特性傳聲器指向特性傳聲器感應(yīng)面上的聲壓變化不僅與聲波頻率、傳聲器形狀和尺寸有關(guān)，而且還與聲波的傳播方向有關(guān)。傳聲器這種靈敏度隨聲波入射方向變化的特性稱為傳聲器的指向性。一般用當(dāng)聲波以一個角度入射時，傳聲器靈敏度與軸向入射軸向靈敏度的比值來表示指向性一般來說，同一傳聲器對不同頻率的聲音指向特性不同，頻率越高，指向特性越明顯。第二章噪聲測量分析技術(shù)第一節(jié)傳聲器及其參數(shù)特性傳聲器指向特性指向性圖案：一般來說，傳聲器尺寸與波長相比很小可以忽略時，傳聲器可以看作是無指向性的，但如果尺寸不可忽略，傳聲器將表現(xiàn)出明顯的指向性第二章噪聲測量分析技術(shù)第一節(jié)傳聲器及其參數(shù)特性傳聲器其他參數(shù)信噪比（固有噪聲）工作電壓、工作電流外型尺寸第二章噪聲測量分析技術(shù)第一節(jié)傳聲器及其參數(shù)特性靜電式傳聲器的結(jié)構(gòu)及工作原理傳聲器均有兩部分組成聲接收器：一般由膜片及殼體等構(gòu)成。將聲壓轉(zhuǎn)化為位移或速度。電換能器：將位移或速度轉(zhuǎn)化為電量。電容式，駐極體式換能器為可變電容；壓電式傳聲器為壓電晶片。第二章噪聲測量分析技術(shù)第一節(jié)傳聲器及其參數(shù)特性電容式傳聲器由模片和后極板構(gòu)成一電容位移傳感器。在極化電壓作用下，在有聲壓變化時，會有電流產(chǎn)生，并輸出電壓。靈敏度高，頻響特性寬而且平直，動態(tài)范圍廣，從12～170dB均可測量。輸出穩(wěn)定，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。但制造成本高，制造復(fù)雜，而且需要極化電壓（不同傳聲器的極化電壓有所不同）第二章噪聲測量分析技術(shù)第一節(jié)傳聲器及其參數(shù)特性駐極體式傳聲器利用駐極體換能器進(jìn)行工作的傳聲器稱為駐極體傳聲器，通常使用聚四氟乙烯材料作為振動膜片。由于這種材料經(jīng)特殊電處理后，表面被永久地駐有極化電荷，從而取代了電容傳聲器的極板，故名為駐極體電容傳聲器其工作原理與電容式傳聲器比較接近，只是不再需要極化電壓，實(shí)際上是一種自偏壓式電容位移傳感器。OmnidirectionalElectretCondenserMicrophoneCartridge

全指向性駐極體傳聲器第二章噪聲測量分析技術(shù)第一節(jié)傳聲器及其參數(shù)特性駐極體式傳聲器駐極體傳聲器由于不需要極化電壓，可直接與放大器相連接，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，成本低，便于使用。但高頻頻響差，穩(wěn)定性不高。第二章噪聲測量分析技術(shù)第一節(jié)傳聲器及其參數(shù)特性壓電傳聲器壓電傳聲器是利用壓電晶體作為感應(yīng)器，在聲壓變化時，壓電晶體會隨之產(chǎn)生電荷，輸出電壓信號。由于壓電晶體比電容傳聲器模片厚得多，因而固有頻率低，頻響特性較窄，靈敏度也比較低。只適合于普通場合的的噪聲測量?？陕犅暦秶鷱?0Hz到20KHz頻率變化范圍高達(dá)1000倍，為實(shí)用方便，把頻率變化范圍劃分為若干頻程，每個頻程有上下限和中心頻率，如果兩個頻率相差一倍則稱為相差一個倍頻程第二章噪聲測量分析技術(shù)第二節(jié)倍頻程及計(jì)權(quán)聲級倍頻程第二章噪聲測量分析技術(shù)第二節(jié)倍頻程及計(jì)權(quán)聲級倍頻程按國際通用取法，人耳能聽到的頻率范圍按倍頻程分為9段中心頻率（Hz）31.5631252505001000200040008000頻率范圍22~4545~9090~180180~355355~710710~14001400~28002800~56005600~11200第二章噪聲測量分析技術(shù)第二節(jié)倍頻程及計(jì)權(quán)聲級1/3倍頻程倍頻程劃分頻率太粗略，為使頻帶更窄一點(diǎn)，通常把一個頻程再分為三份，稱為1/3倍頻程從31.5~4000Hz共26個頻率段來表示第二章噪聲測量分析技術(shù)第二節(jié)倍頻程及計(jì)權(quán)聲級頻帶編號中心頻率

(Hz)頻率范圍(Hz)A計(jì)權(quán)修正（dB）

頻帶編號中心頻率(Hz)頻率范圍(Hz)A計(jì)權(quán)修正（dB）121614.1~17.8-56.7

28630562~708-1.9132017.8~22.4-50.5

29800708~891-0.8142522.4~28.2-45.7

301000891~112201531.528.2~35.5-39.4

3112501122~14130.6164035.5~44.7-35.6

3216001413~17781.0175044.7~56.2-30.2

3320001778~22391.2186356.2~70.8-26.2

3425002239~28181.3198070.8~89.1-22.5

3531502818~35481.22010089.1~112-19.1

3640003548~44671.021125112~141-16.1

3750004467~56230.522160141~178-13.4

3863005623~7079-0.123200178~224-10.9

3980007079~8913-1.124250224~282-8.6

40100008913~11220-2.525315282~355-6.6

411250011220~14130-5.326400355~447-5.8

421600014130~17780-6.627500447~562-3.2

432000017780~22390-9.3第二章噪聲測量分析技術(shù)第二節(jié)倍頻程及計(jì)權(quán)聲級1/3倍頻程1/3倍頻程聲壓級第二章噪聲測量分析技術(shù)第二節(jié)倍頻程及計(jì)權(quán)聲級A計(jì)權(quán)聲壓級對聲或者噪聲的客觀量度一般采用聲壓級、聲強(qiáng)級或聲功率級表示，但人的主觀感受還很大程度上受頻率的影響。模擬40方等響曲線對聲音進(jìn)行修正，模擬人的主觀感覺，這樣得到的聲壓級稱為A計(jì)權(quán)聲級。80dB(A)A第二章噪聲測量分析技術(shù)第二節(jié)倍頻程及計(jì)權(quán)聲級A計(jì)權(quán)聲壓級習(xí)慣上，常按1/3倍頻程的中心頻率給出各