Центральные и граничные частоты октавных и 1/3-октавных полос частот
| Октавные полосы частот | Третьоктавные полосы частот | |||||
| центральная | нижняя | верхняя | центральная | нижняя | верхняя | |
| частота | частота | частота | частота 1/3- | частота 1/3- | частота 1/3- | |
| октавы f, Гц | октавы f1 , Гц | октавы f2 , Гц | октавы f, Гц | октавы f1 , Гц | октавы f2 , Гц | |
| 16,0 | 14,1 | 17,8 | ||||
| 20,0 | 17,8 | 22,4 | ||||
| 25,0 | 22,4 | 28,2 | ||||
| 31,5 | 31,5 | 28,2 | 35,5 | |||
| 40,0 | 35,5 | 44,7 | ||||
| 50,0 | 44,7 | 56,2 | ||||
| 56,2 | 70,8 | |||||
| 70,8 | 89,1 | |||||
| 100,0 | 89,1 | |||||
| 10 000 | 11 220 | |||||
| 12 500 | 11 220 | 14 130 | ||||
| 16 000 | 11 360 | 22 720 | 16 000 | 14 130 | 17 780 | |
| 20 000 | 17 780 | 22 390 |
При построении спектров в октавных или 1/3-октавных полосах частот используют логарифмический масштаб, как для шкалы уровней, так и для шка-лы частот. Независимо от абсолютной ширины полосы частот, все они изобра-жаются отрезками одинаковой величины. В целом октавный спектр будет пред-ставлять собой гистограмму, состоящую из столбиков одинаковой ширины, вы-сота которых будет зависеть от уровня звуковой энергии всех частотных со-ставляющих, входящих в данную октаву (рис.1.2.).
Рис.1.2. Октавный спектр шума Общепринято вместо гистограммы использовать условное изображение
спектра в виде ломанной кривой, координаты точек излома которой определя-ются центральной частотой октавы или 1/3-октавы и уровнем звуковой энергии в данной полосе частот (см. огибающую кривую на рис.1.2). Поскольку такое изображение условно, то интерполяция для определения промежуточных зна-чений в данном случае будет некорректна.
Представление звуковых спектров в полосах частот значительно упро-щает проведение измерений и анализа полученных результатов, поскольку уменьшается их объем и затраты времени. В большинстве случаев достаточно проводить анализ в октавных полосах. Однако, при анализе звуковых вибраций, аэродинамических шумов, а также для тщательного выяснения причин повы-шенных уровней шума, выявления конкретных его источников, проектирования эффективных шумозащитных средств, требуется проведение частотного анали-
за в более узких полосах частот, т.е. в 1/3-октавах, либо в узких полосах с по-стоянной шириной
Если источник создает шум, такой что в каждой полосе частот, независи-мо от ее ширины, излучается одинаковая звуковая энергия, то такой шум назы-вается розовым шумом. Поскольку ширина каждой октавной полосы увеличи-вается вдвое, то интенсивность звука в каждой октаве будет уменьшаться также в два раза. Октавный спектр такого шума будет представлять собой прямую ли-нию.
Для интегральной оценки уровня звука по всему спектру следует вос-пользоваться правилом энергетического сложения (1.42), проводя суммирова-ние уровней звукового давления Li по всем частотным полосам. Очевидно, что для "розового" шума с уровнями звукового давления в n октавах Lокт будет справедливо:
L = Lокт + 10 lg n
Поскольку обычно во внимание принимается 9 октав ( с 31,5 по 8000 Гц), то
L = Lокт +10 lg 9 = Lокт + 9,5 ,дБ
Следует отметить еще одну интегральную характеристику шумов, учиты-вающую различную чувствительность человеческого уха к разным частотным диапазонам. Как известно, ухо человека субъективно занижает низкочастотные звуки и несколько завышает высокочастотные. В связи с этим, вводится поня-тие корректированного уровня звука LА,дБА. Он определяется путем введения специальных корректирующих поправок δ в уровни звукового давления Li ка-ждой октавной полосы с последующим энергетическим суммированием во всем частотном диапазоне:
| n | 0 ,1( Li +δ | |||||
| LА = 10 lg ∑10 | i | ) | ,дБА | (1.47) | ||
i =1
Значения корректирующих поправок приведены в таблице 5.
Таблица 5.
Корректирующие поправки δ i
| Среднегеометрическая | ||||||||||
| частота октавных | 31.5 | 1 000 | 2 000 | 4 000 | ||||||
| полос, Гц | ||||||||||
| Корректирующая | -32,0 | -26,0 | -16,1 | -8,6 | -3,2 | 0,0 | +1,2 | +1,0 | -1,1 | |
| поправка δi дБ | ||||||||||
Очевидно, что значение корректированного по шкале А уровня звука LА будет несколько выше L, если в спектре будут присутствовать высокочастот-ные составляющие и меньше L - для низкочастотного звука. В случае, когда разница между уровнями LА и L будет достигать - 10 дБ…- 20 дБ, можно го-ворить о присутствии инфразвуковых колебаний.
Корректирующая поправка при проведении измерении уровней шума вносится автоматически с помощью специальных корректирующих фильтров, встроенных в прибор. При проведении акустических расчетов эта поправка вносится по формуле (1.47).
Излучение звуковых волн