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聲壓級估算

發布日期:2018-08-25 瀏覽量:2381次

聲壓級的估算可以這樣進行,一種是一只揚聲器系統,則可根據揚聲器系統的額定功率,額定靈敏度來計算,揚聲器的靈敏度的單位是dB/m .W,表示給揚聲器加1W電功率,在原參考軸距揚聲器1m遠的位置(在揚聲器正前方)測出的聲壓級,揚聲器的在加額定功率時在1m處的聲壓級L(dB)可用式(8-1)計算

也可以更粗略的估算,P為2W增加3dB,P為5W增加7dB,P為10W增加20dB,P為20W增加13dB,P為50W增加17dB,P為100W增加20dB。例如揚聲器的靈敏度是90db,加100w電功率時,在1m處的直達聲聲壓級應是110db,值得注意的是在正常擴聲時,加在揚聲器系統上的功率并不是揚聲器的額定功率,在專業擴聲中,為了達到高保真要求,也就是峰值因數不小于4的要求,節目信號的有效值功率應該不大于揚聲器系統額定功率的1/8,也就是降低9db,最好降低10db,使用在背景音樂或校園廣播中可以適當降低要求,節目信號的有效值功率應該不大于揚聲器系統額定功率的1/4.5,也就是保證峰值因數不小于3。

這里說明一下峰值因數的概念,峰值因數是指節目信號中的瞬時峰值與有效值之比,正弦波的峰值因數為1.414,節目信號可以理解為是有很多不同頻率、不同幅度、不同相位差的正弦波組合在一起構成的,其最大瞬時峰值與有效值之比大于正旋波的比值,按照高保真的要求,必須保證幅度為有效值4倍的峰不被消波,也就是要保證峰值因數不小于4,因為當峰值瞬時峰值是有效值四倍以下的峰被削薄時,聽感上人聽出信號被削波的感覺,那么就不能算高保真了。正因為這個原因,對揚聲器系統和功率放大器來說,都應該保證峰值因素不小于4,由于功率與電壓的二次方成正比,正弦波的峰值因數為1.414,其二次方為2,節目信號的峰值因數為4,其二次方為16,兩者相差八倍,因此揚聲器系統功率放大器、功率放大器以正弦波測量的不削坡最大輸出功率除以8即為節目信號的最大允許有效值功率,所以在正常播放節目信號時,其有效值功率必須小于正弦波不消波有效值功率的1/8,通??刂圃?/10,這個數值也稱為動態裕量,關于節目信號中瞬時值每分鐘超過有效值規定倍數的次數和時間數值,可以參考荷蘭飛利浦公司科研人員對大量不同類型節目分析統計后繪制的曲線圖,見圖8-3和圖8-4,順便提一下圖8-2分頻點與功率分配關系曲線,該也是該公司的研究成果。

為了對于不太熟悉對數計算的讀者方便,下面提供兩個速查表,見表8-1、表8-2。

距聲柱、音箱1m處的總聲壓級為該聲柱、音箱的靈敏度加上根據其所加電功率從表8-1中查得的增加值,其計算公式為▲=10lgP,式中P為所加的電功率,單位為W。例如,某聲柱的額定電功率為50W,其靈敏度為98(dB.1m/1W)。則根據額定功率為59W從表8-1中可查到其增加值為17dB,加上靈敏度98dB,其和為115dB,所以給該聲柱加額定功率時,在距聲柱1m處的聲壓級將應為115dB。

至于在距揚聲器系統X(m)處的直達聲聲壓級Lx(dB)可以根據平方反比定率來計算

在距揚聲器系統20m處的直達聲聲壓級為84dB,這里要注意這里計算出來的直達聲聲壓級不是室內該處的實際測量出的聲壓級,而實際測量出的聲壓級應該是直達聲聲壓級與混響聲場聲壓級的合成,因為再臨界距離以外以混響聲場為主,離臨界距離越近,直達聲聲壓級比混響聲場聲壓級低的越多,也就是說該出以混響聲場為主,所以實際測量的總聲壓級要比計算出來的直達聲聲壓級大,至于混響聲場可以根據室內聲學參數來估算。

距聲柱、音箱X(m)處的直達聲聲壓級為該聲柱、音箱再加上其額定功電功率后的距離為1m處的聲壓級減去從表8-2中查得的減小值。其公式為▲=20logX,式中X為離聲柱或音箱的距離,單位為m。例如,某聲柱的額定電功率為50W,其在距離為1m處的聲壓級為115dB,設要求距離為50m處直達聲聲壓級,則根據距離為50m從表8-2中可查到其減小值為34dB,1m處的直達聲聲壓級115dB減去距離為50m時的減小值34dB,所以給該聲柱加額定功率時,在距聲柱50m處的直達聲聲壓級將應為81dB。

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