搜索噪聲的頻譜分析：淺析窄帶譜和倍頻程譜
2017-05-04 by:CAE仿真在線 來源:互聯(lián)網(wǎng)
以頻率為橫坐標(biāo),以聲音的強(qiáng)弱(聲壓、聲強(qiáng)或聲功率)為縱坐標(biāo),繪出聲音的強(qiáng)弱在頻率域的分布圖象稱為聲音的頻譜,簡(jiǎn)稱為聲譜。
由FFT分析得到的頻譜,具有等帶寬性質(zhì),其頻率分辨率等于譜線間隔Δf ,且Δf=1/T 。T為一次FFT分析所取的時(shí)間記錄長(zhǎng)度。這種分析方法譜線較多(通常400~800譜線),Δf 小,稱為窄帶分析,這種頻譜稱為窄帶譜。
用一組模擬濾波器或數(shù)字濾波器進(jìn)行聲譜分析時(shí),這些濾波器的帶寬及中心頻率常按分?jǐn)?shù)倍頻程(Octave)規(guī)律排列,其中心頻率越高,濾波器帶寬越寬。常見的有1/1、1/2、1/3、1/12、和1/24倍頻程分析。其中以1/3倍頻程分析最為常用。
對(duì)整數(shù) (1/1) 倍頻程帶,順序地后一頻帶的中心頻率大致(按標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)定)等于前一頻帶中心頻率的二倍,即:
一般地,一1/N倍頻程帶,其相鄰頻帶的中心頻率大致(按標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)定)按下式規(guī)定:
而一個(gè)1/N倍頻程帶的下、上限(3dB 帶) 頻率則分別等于:
橫坐標(biāo)按1/N倍頻程帶中心頻率標(biāo)度,縱坐標(biāo)指示各倍頻程帶的均方(或均方根)聲壓或聲強(qiáng),這樣的圖形統(tǒng)稱為倍頻程譜。前者稱聲壓譜p(f),后者稱聲強(qiáng)譜I(f)。任意頻率范圍的總聲壓和總聲強(qiáng)可通過積分(求和)得出:
注意,上式中的p(f)指聲壓信號(hào)的雙邊線性譜,而聲強(qiáng)譜I(f)自然屬性即是單邊譜。Gpp(f)為聲壓信號(hào)的單邊(自)功率譜。
倍頻程譜可通過一組梳狀(逐級(jí)式)模擬濾波器或數(shù)字濾波器得出,也可由FFT的線性譜或功率譜通過一定的綜合運(yùn)算得出。但實(shí)時(shí)倍頻程分析多采用逐級(jí)數(shù)字濾波方式。
進(jìn)行窄帶譜分析或倍頻程譜分析時(shí),可分別采取時(shí)域計(jì)權(quán)或頻域計(jì)權(quán)兩種不同方式。
本文摘錄自百度文庫劉馥清編撰的《聲學(xué)測(cè)量和分析基礎(chǔ)》講義,封面圖片來源于網(wǎng)絡(luò)。
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