数字信号处理中的声学基础知识

主要对一些声学的概念以及计算公式进行了总结。

① 频率

声源在一秒钟内振动的次数叫频率，记作f，单位为Hz。

② 波长    
沿声波传播方向，振动一个周期所传播的距离，或在波形上相位相同的相邻两点间的距离称为波长，用λ表示，单位为m。

③ 声速
一秒时间内声波传播的距离叫声波速度，简称声速，记作c，单位为m/s。

④ 声功率（W）

声功率是指单位时间内，声波通过垂直于传播方向某指定面积的声能量。在噪声监测中，声功率是指声源总声功率，单位为W。

⑤ 声强（I）

声强是指单位时间内，声波通过垂直于声波传播方向单位面积的声能量，单位为W/m²。

⑥ 声压（p）

声压是由于声波的存在而引起的压力增值。声波是空气分子有指向、有节律的运动。声压单位为Pa。

⑦ 分贝

分贝是指两个相同的物理量（如A1和A0）之比取以10为底的对数并乘以10（或20）。

分贝符号为“dB”，它是无量纲的，是噪声测量中很重要的参量。上式中A0是基准量（或参考量），A1是被量度量。被量度量和基准量之比取对数，该对数值称为被量度量的“级”，亦即用对数标度时，所得到的是比值，它代表被量度量比基准量高出多少“级”。

⑧ 声功率级

声功率级常用LW表示，定义为：

式中：LW——声功率级，dB；

          W——声功率，W；

⑨ 声强级

声强级常用LI表示，定义为：

式中：LI——声强级，dB；

          I——声强，W/m²；

          I0——基准声强。

⑩ 声压级

声压级常用Lp表示，定义为：

式中：Lp——声压级，dB；

           p——声压，Pa；

           p0——基准声压。

在空气中规定p0为2×10^-5Pa，该值是正常青年人耳朵刚能听到的1000Hz纯音的声压值。在水中取1×10^-6Pa。

⑪ 倍频程

将频谱分为若干个频段，每个频段为一个频程，以直方图表示。

N=1：一倍频程，简称倍频程

N=1/3：三分之一倍频程

N=1/12： 十二分之一倍频程

中心频率：

带宽：

倍频程最常用的中心频率值（fm），以及上、下截止频率。