第三章噪声测量
数字电路谐波分析--噪声第三章
数字电路谐波分析—噪声第三章一、谐波噪声本质1.数字信号是由谐波组成的具有恒定循环周期的所有波形都可以分解为包括循环频率和谐波的基波，其中谐波的频率为循环频率的整数倍。
基波的倍数称为谐波次数。
在准确重复波的情况下，不会有其它频率成分。
数字信号有很多循环波形。
因此，在测量频率分布（称为“频谱”）时，可以准确分解为谐波，显示出离散分布的频谱。
2.测量时钟脉冲信号的谐波像针一样向上突起的部分为谐波，其出现的间隔正好为33MHz。
可以发现奇次谐波和偶次谐波的趋势不一样。
最下面部分约为40dB或更低，指示频谱分析仪的背景噪声。
3.如何从噪声频率中找出噪声源谐波性质有助于根据噪声频率找出噪声源。
通过测量噪声频谱间隔，可以类比推导出造成噪声的信号循环频率。
如上面测的噪声，出现强烈噪声的频率的间隔似乎是33MHz。
因此，可以认为噪声是与33MHz时钟同步运行的电路造成的。
4.只包括整数倍频率循环波形并不包括低于基频的任何频率成分。
例如，100MHz信号绝不会产生20MHz、50MHz或90MHz的噪声。
如果出现此种频率，则噪声是由分频信号而不是源信号所导致的。
数字电路通常与时钟脉冲信号同步运行，而且很多数字电路的运行频率为时钟脉冲信号的1/N（称为“分频”）。
在这种情况下，谐波是分频信号频率的整数倍。
如果两个或更多电路以经过分频的相同时钟脉冲信号运行，时钟脉冲信号的谐波会与分频信号的谐波相互重叠，导致难以对其进行区分。
二、谐波的复合波形1.与正弦波叠加接近数字波形随着基波与各个谐波叠加，原基波的正弦波形越来越接近矩形波。
2.高次谐波会波形的影响小从理想的矩形波减去高次谐波时，波形越来越接近正弦波。
但是，变化很小。
3.占空50%的波形具有很强的奇次谐波当形成占空比为50%的波形时，仅叠加奇次谐波。
如果形成的波形不具有50%的占空比，需要叠加偶次谐波。
此处的占空比指的是一个循环中信号电平“高”的比例。
4.通过减去高次谐波降低噪声数字信号谐波中相对较低的频率（低次）成分对保持信号波形很重要，而较高的频率（高次）成分则不太重要。
工业企业噪声测量规范GBJ122-88
平均值
第
条 传声器应置于测点上距地面高
处传
声器应指向影响较大的声源
第
条 测量噪声时 室内声学环境 门与窗的启与闭
打字机 空 调器等室内声源的运行状态 应符合正常使用条
件
第三节 厂界的噪声测量
第
条 厂界的噪声 应按现行国家标准 城市环境噪
在本规范施行过程中 希各单位注意积累资料 认真总结经
验 如发现有需要修改或补充之处 请将意见和有关资料寄交北
京市劳动保护科学研究所 北京市陶然亭路儒福里 号 以供今
后修订时参考
首都规划建设委员会办公室 年月 日
工程建设标准全文信息系统
工程建设标准全文信息系统
目录
第一章 总 则 第二章 噪声测量条件
将传声器竖直向上
第三节 噪声测量记录
第
条 工业企业生产环境噪声测量 宜按附录 附表
所列内容填写
第
条 需要时 生产环境噪声测量应给出车间噪声分
பைடு நூலகம்布图
工程建设标准全文信息系统
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第四章 非生产场所的噪声测量
第一节 非生产场所的室外噪声测量
第
条 工业企业非生产场所室外噪声测量的测点 应
关于发布 工业企业噪声 测量规范 的通知
计标
号
根据国家计委计综
号文的要求 由北京市劳动保护
科学研究所会同有关单位共同编制的 工业企业噪声测量规范
已经有关部门会审 现批准 工业企业噪声测量规范
为国家标准 自 年 月 日起施行
本规范由首都规划建设委员会办公室管理 其具体解释等工
作由北京市劳动保护研究所负责 出版发行由中国计划出版社负
计 无积分声级计时亦可使用上述声级计 噪声测量所用仪器的
噪声控制技术第三章噪声的评及标准共20页文档
i
Leq10lgN 1 iN 1100.1LAi
昼夜等效声级
Leq
10
lg
5
100.1Ld
3100.1Ln 8
10
Ld :07:0022:00测得的噪声能A量 声级 平 Ln :22:0007:00测得的噪声能A量 声级 平
累计百分数声级
表达噪声的随机起伏程度
Ln：测量时间内高于Ln声级所占的时间为n％ 如：L10＝70dB噪声级高于70dB的时间占10％ 通常认为， L90相当于本底噪声级， L50相当 于中值噪声级， L10相当于峰值噪声级(用于 评价涨落较大的噪声相关性较好)
累计百分数声级一般只用于有较好正态分布 的噪声评价
对于统计特性符合正态分布的噪声，其累计 百分数声级与等效连续A声级之间有近似关系
LeqL50
L10L902 60
环境噪声评价标准和法规
1、《中华人民共和国环境噪声污染防治法》 2019年10月通过
2、产品噪声标准 3、噪声排放标准 4、环境质量标准：工业企业噪声卫生标准，室
广泛的评价参量
等效连续A声级（等能量A计权声级）
等效于在相同的时间间隔T内与不稳定噪声能 量相等的连续稳定噪声的A声级
Leq10ltg21-t1 t1t2pA p20(2t)dt Leq10ltg21-t1 t1 t2100.1LpA (t)dt
Leq10lgT 1iN 1100.1LAi
内环境噪声允许标准，城市区域环境噪声标 准
补P60的例题
第四章噪声测试和监测
1、测量仪器
（1）声级计
补声级计的图组成声级计的各部分的主要功能和工作原理
2、声强功率及声的测量 3、环境噪声监测方法 （1）城市区域 网格测量法：
教科版八年级物理上册教案第三章第三节 噪声
教科版八年级物理上册教案第三章第三节噪声一、教学内容本节课的教学内容来自于教科版八年级物理上册第三章第三节《噪声》。
本节课的主要内容有：1. 噪声的定义：从物理学角度和环境保护角度两个方面来理解噪声。
2. 噪声的分类：从噪声的来源可以将噪声分为交通噪声、工业噪声、生活噪声等。
3. 噪声的测量：介绍声强的单位分贝（dB），并学习如何使用声级计来测量噪声。
4. 噪声的控制：学习如何在声源处、传播过程中和接收处控制噪声。
二、教学目标1. 理解噪声的定义和分类，能够从不同角度认识噪声。
2. 学会使用声级计测量噪声，并对噪声进行简单的评估。
3. 掌握控制噪声的途径，能够提出减少噪声污染的建议。
三、教学难点与重点重点：噪声的定义、分类和测量方法。
难点：噪声的控制措施和实际操作。
四、教具与学具准备1. 教具：多媒体课件、声级计、噪声源（如收音机、手机等）。
2. 学具：学生实验器材、测量噪声的表格、噪声控制方案设计。
五、教学过程1. 导入：通过播放一段噪声录音，让学生感受噪声，并引发学生对噪声的思考。
2. 知识讲解：讲解噪声的定义、分类和测量方法。
3. 实验演示：用声级计测量不同噪声的声强，并让学生参与实验，体验测量过程。
4. 知识应用：讨论如何控制噪声，并让学生设计一些减少噪声污染的方案。
六、板书设计板书设计如下：噪声一、定义：1. 物理学角度2. 环境保护角度二、分类：1. 交通噪声2. 工业噪声3. 生活噪声三、测量：1. 单位：分贝（dB）2. 工具：声级计四、控制：1. 声源处2. 传播过程中3. 接收处七、作业设计1. 作业题目：设计一个实验，测量教室内的噪声强度，并提出减少噪声污染的建议。
2. 答案：实验报告应包括噪声强度的测量数据、分析结果和提出的建议。
八、课后反思及拓展延伸2. 拓展延伸：让学生进一步研究噪声控制的技术和法规，了解我国在噪声控制方面的现状和进展。
重点和难点解析噪声控制是物理学中的一个实践性很强的领域，它涉及到声学原理、工程技术以及法规政策等多个方面。
企业噪声管理制度
企业噪声管理制度第一章总则第一条为规范企业噪声管理行为，保障员工健康和生产环境的安全与稳定，制定本制度。
第二条本制度适用于本企业的各个部门和所有员工。
第三条本制度的宗旨是以法律法规为依据，通过科学管理和有效措施，减少和控制企业噪声对员工和环境的影响，实现企业经济效益和社会责任的统一。
第四条本制度内容包括：噪声来源的管理、噪声测量与评价、噪声控制、个体防护、应急措施、责任追究等。
第五条企业噪声管理应坚持预防为主、全员参与、科学管理、创新发展的原则。
第六条企业噪声管理应遵循科学、合理、便利、经济的原则。
并不断改进和完善噪声管理工作。
第七条本制度的解释权归企业管理层和企业安全与环保部门。
第八条本制度自发布之日起实施。
第二章噪声来源的管理第九条企业应对噪声源进行识别，包括生产设备、机械设备、空调设备、运输设备、建筑施工等。
第十条噪声源应当在选型、采购、设计、安装和维护等各个环节上减少噪声。
第十一条企业应定期对噪声源进行检测和评价，建立噪声源的档案。
第十二条对于存在严重噪声污染的设备，企业应当设立专门的噪声控制方案，并在规定的时间内进行整改。
第三章噪声测量与评价第十三条企业应当利用专业测量仪器对噪声进行定期测量。
第十四条噪声测量应该选取典型场所和设备进行测量，获取准确的噪声数据。
第十五条噪声评价应当依据标准，分类评价噪声场所和设备，确定是否超标。
第十六条对于超标的噪声场所和设备，应制定噪声控制方案，建立整改计划。
第四章噪声控制第十七条企业应当采取有效措施对噪声进行控制，包括但不仅限于：改善设备、调整工艺、隔离源头、采用隔音材料等。
第十八条噪声控制措施应当采取技术措施和管理措施相结合的方式。
第十九条噪声控制方案应当由相关专业人员设计，报请企业安全与环保部门审批后实施。
第二十条噪声控制方案实施后应当进行检测和评价，确保控制效果符合要求。
第五章个体防护第二十一条对于无法通过噪声控制措施有效解决的噪声场所和设备，应当通过个体防护措施来减少员工的噪声暴露。
第三章噪声测量方法
第三章噪声测量方法
噪声测量方法是衡量环境噪声污染水平的客观技术手段，是环境保护工作的重要组成部分。
它可以帮助评估噪声对环境的影响，以便采取必要的管理措施。
本章将详细介绍噪声测量方法的基本原理和技术参数，并结合噪声源的不同特性讨论不同的测量方法。
1、噪声测量方法的基本原理
噪声测量方法基于声学原理，通过检测和测量其中一特定时间和空间范围内的声音，获取其声音压力声能量强度水平的信息，从而提供一个定量的结果。
噪声测量的常用参数有快速推移（Fast Transient，RMS）、最大值（Max）、短时平均值（Short-Time Average）和等效值（Equivalent, LEQ），等。
这些参数代表了一段时间内的特定环境的噪声污染水平，以及由此产生的大体声环境特征。
2、噪声测量方法的技术参数
快速推移（RMS）指标有助于识别噪声源的类型，可在高频应变简短且突变性的信号分布中进行分析。
它分析了带宽范围内不同频率范围的声能量分布，从而了解噪声源的特性。
最大值（Max）指标可以检测到噪声源的极端强度，以及环境中的突变性噪声。
短时平均值（Short-Time Average）指标给出的是其中一段时间内的环境噪声强度，可以反映噪声的时域和频域特性。
噪声评价和标准
（一）机电产品噪声原则
常见机械产品和家用电器旳噪声原则
名称
• 噪声原 则/dBA
名称
•噪 声 原 则
LA NR 5 式中，LA ——A声级, dB（A）。
表2-9 不同中心频率旳系数a和b
倍频带中心频率/Hz
63 125 250 500 1000
• 2023
4000 8000
a
35.5 22.0 12.0 4.8
0 -3.5 -6.1 -8.0
b
0.790 0.870 0.930 0.974 1.000 1.015 1.025 1.030
• 本章主要简介几种最基本和常用旳评价量。
一 噪声旳评价量和评价措施
• （一）响度、等响曲线和响度级 • （二）计权声级 • （三）A声级和等效连续A声级 • （四）昼夜等效声级 • （五）统计声级 • （六）更佳噪声原则（PNC）曲线 • （七）噪声评价数（NR）曲线
（一）响度、等响曲线和响度级
旳时间占90%。
• 中间值噪声L50 ：整个测量时间内噪声级高于
L50 旳时间占50%。
• 峰值噪声 L10 ：整个测量时间内噪声级高于 L10 旳时间占10%。用于评价涨落较大旳噪声时有 关性很好，美国联邦公路局作为公路设计噪声 限值旳评价量。
• 统计声级一般只用于有很好正态分布旳噪声 评价。
• 符合正态分布旳噪声统计声级与等效连续A
段数n 中心声级/dBA 暴露时间/min
1 23
4
5
6
80 85 90 95 100 105
t1
t2
t3
t4
学校噪声管理制度
学校噪声管理制度第一章总则为了维护校园良好的学习和生活环境，保障师生员工的身心健康，根据《校园环境卫生管理条例》和相关法律法规，制定本校校园噪声管理制度。
第二章校园噪声标准1. 教学区噪声标准：教学区内的噪音不能超过60分贝，确保课堂教学秩序和学生学习质量。
2. 生活区噪声标准：生活区内的噪音不能超过45分贝，保障学生的休息和生活品质。
3. 管理区噪声标准：管理区内的噪音不能超过50分贝，保障行政办公的良好环境。
第三章噪声管理责任1. 学校噪声管理委员会：设立专门的噪声管理委员会，负责制定校园噪声管理计划和督促执行。
2. 各部门噪声管理责任：各部门负责人要认真履行噪声管理责任，确保自己部门的噪声不超过规定标准。
3. 师生员工噪声管理责任：全校师生员工都有责任遵守校园噪声管理制度，积极配合学校的噪声管理工作。
第四章校园噪声管理措施1. 教学区噪声管理：严格控制教室内外噪音，保障课堂教学秩序，加强学生自律教育，提高学生的听课纪律。
2. 生活区噪声管理：开展生活区噪声管理宣传教育工作，严格规范寝室内外噪音，保障学生的休息和生活。
3. 管理区噪声管理：制定行政办公噪声管理细则，通过加装隔音设施等措施减少管理区噪音。
第五章校园噪声管理监督1. 学生秩序监督：设立学生噪音监督小组，由学生代表和老师共同组成，定期巡查学校各区域噪声情况，提出整改建议。
2. 老师员工监督：加强对教职工和行政人员的噪声管理培训，建立噪声管理档案，定期进行监督检查。
3. 校园噪声测量：定期邀请专业测量机构对校园各区域的噪声进行监测，确保校园噪声符合规定标准。
第六章校园噪声管理奖惩1. 噪声管理奖励：对在噪声管理工作中表现突出的部门和个人给予奖励，鼓励大家共同参与校园噪声管理工作。
2. 噪声管理惩罚：对违反噪声管理规定的个人或单位进行严肃处理，对多次违反者可进行相应的处罚，包括警告、记过、记大过等。
第七章校园噪声管理宣传1. 宣传教育活动：通过开展各种形式的校园噪声管理宣传教育活动，提高全校师生员工对噪声管理的认识和重视程度。
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第三章噪声测量
第三章噪声测量
恒定带宽分析法 恒定带宽滤波器的特性是这样的：当滤波器中心频率改变时，滤波器的通带宽
度保持不变，即不论接受信号的频率是多少，可通过的信号频带宽度都是一样的。 在线性的频率刻度上，恒带宽给出的分辨率是均匀的，这种方法有利于对谐波的 检测。它通常是窄带的，适宜于对稳定的线状谱进行分析，能有效的抑制不需要 的声，把所需的纯音或谐波从噪声中提取出来。但倘若被分析信号的 纯音或谐 波频率不稳定，那么测试就会引入较大的误差。在恒带宽频率分析中，最常用的 是谱级。它是以指定频率为中心、宽度为1 Hz的声压级，这种概念主要用来比较 不同频带分析时测得的数据。 恒比例带宽分析法
其原理是由声造成的空气压力推动传声器的振动膜振动，进而经变换器 将此机器振动变成电参数的变化。
(3)四种接收声波的方式：压强式、压差式、压 强与压差复合式、多声道干涉式。
第三章噪声测量
3.1 基本声学量-声压的测量
声能量 声强 声功率
D
pe2
0c 2
I pe2
0c
W SI
s—平面声波波阵面的面积
压强与压差复合式
多声道干涉式
作用：将声信号转化为电信号。其原理是由声造成的空气压
力推动传声器的振动膜振动，进而经变换器将此机器振动变成电参数的变化。
第三章噪声测量
传声器还可分为
按能源分：有源传声器、无源传声器 按换能原理：电动传声器、电容传声器、压
电式传声器、半导体式传声器等 按用途及使用方法：音乐用传声器、歌唱用
压电式传声器原理图
第三章噪声测量
8
压强式传声器
无声场时：I内=I外，F=0
有声波入射时，F=ps，在此力 的作用下，通过力电换能器， 振动转换为电信号输出，因此， 测得这个输出信号就可以求出 声场中对应的声压。
作用到传声器上的合力与声波 入射方向有关，传声器具有指
F
向性，但利用压强原理制成的
在声压的作
器精度较
用下•单，振击膜 此处振膜编辑母版文本样式
低，灵敏
和线圈移动
并切割磁–第力 二级
线应，电产动生势感。•第三级
度也较低， 体积大， 其突出特
同线圈移动 –第四级
点是输出
速度成正比。 线圈»第五级
阻尼罩
阻抗小， 所以接较
长的电缆
磁铁
也不降低 其灵敏度。
动圈式传声器
第三章噪声测量
7
噪声测量仪器 ( 5/9)
传声器、有线传声器、无线传声器、落地式 传声器、手持式传声器
第三章噪声测量
背级
振膜
内腔
单击此处编辑母版标题样式 阻尼孔
振膜厚度在 0.002 5~0.05 mm 之间，它在声压的作用下发生 变形位移，起着可变电容器动 片的作用
毛吸孔•单击此处编辑母版绝文缘体本样可变式电容器的定片是背级,其上的
–第二级
第三章 噪声源的测量
本章主要内容
3.1 3.2 3.3 3.4
基本声学量-声压的测量 声源的频谱测量 声强及声功率测量 测量仪器
第三章噪声测量
3.1 基本声学量-声压的测量
(1)声压的测量是声学测量的基础。在声压测量 中，声波的接收是声学测量的基础和首要环 节.
(2)空气介质中最常用的接收声波的传感器为传 声器。
阻尼孔抑制振膜的共振振幅
•第三级
–第四级 »第五级
R
et
et
电容式传感器
壳体上开有毛细孔，用来平 衡振膜两侧的静压力，以防 止振膜破裂。
然而动态的应力变化（声压） 很难通过毛细孔而作用于内腔， 从而保证仅有振膜的外侧受到 声压的作用。
第三章噪声测量
6
动圈式传声器
单击此处编辑磁铁母版标壳体题样这种式传声
声压的测量是声学测量的基础。
第三章噪声测量
声波的接收是声压测量的基础环节。
仪器：传声器（麦克风），按声学原理一般分为四种：
压强式
精度较高，应用最多。
压强式传声器只激励传声器振膜的一侧，主要是无指向性传声器。
压差式
压差式传声器只激励传声器振膜的两侧，也就是振膜运动受两侧声压的控制， 这类话筒总是带有特定的指向性
压电式传声器
单击此处编辑母版标题样式 壳体
膜片受到声压作用而变位时 双压电元件产生变形，在压
电元件梁端面出现电荷
金•属单膜击片 此处编辑母版文本样式
–第二级
双压电晶体 •第三级
弯曲梁
–第四级
ห้องสมุดไป่ตู้
»第五级
后板
绝缘材料 输出
静压力平衡管
压电式传声器膜片 较厚，其固有频率 较低，灵敏度较高， 频响曲线平坦，结 构简单，价格便宜， 广泛用于普通声级 计中。
传声器在低频率是无指向性。
理想的声学测量用的传声器特 性：自由声声电压灵敏度高、 频响特性宽、动态范围大、体 积小，不随温度、压力、湿度 等环境条件而变化。
第三章噪声测量
C0 D
背极
压强式传声器的结构
电容传声器
电容传声器的结构图
精密测量中最常用的 一种传感器，其稳定 性、可靠性、振性， 以及频率特性均较好。
第三章噪声测量
优点：频率范围宽，频率响应平直，灵敏度 变化小，稳定性好，多用于精密声级计中。
缺点：内阻高，需要配备响应的放大器和衰 减器，需要一定的电压，膜片容易损坏。
第三章噪声测量
3.2 声源的频谱测量
频谱测量：为了更好地了解噪 声的特性，需要知道声压级与 频率之间的函数关系，即需要 将通常的时间域中的数据转变 为频率域中的数据，能完成这 种转变的设备就是频率分析仪 或频谱分析仪。 包括：快速傅里叶变换
无声波时，腔内外压 强相等；
有声波作用时，膜片 受到声压P的作用， 产生振动，使膜片与 后板的距离发生变化。
第三章噪声测量
第三章噪声测量
第三章噪声测量
电容传声器等效电路图
电容计算公式：
c s 4k d
式中k为静电力常量， ε为介电常数，S为极 板面积。
当极板间距d变化时，电 容C随之变化，电流I 也会随之变化。
窗函数 滤波器 小波分析技术
第三章噪声测量
（1）在模拟信号分析中，带通滤波器是必不可少的仪器。它的作用是只 让滤波器所确定的频率范围内的信号通过，而阻止其他分量的信号通过。 即在通带内没有衰减，在通带外没有输出。 （2）测取噪声信号频谱的传统方法是模拟分析法，这种方法是使待测信 号通过若干个不同中心频率的模拟滤波器、或中心频率可在一段频率上移 动的可调滤波器，这种滤波器通常是带通滤波器，即只允许在规定频带内 的信号分量通过的滤波器。在滤波器的输出端测定所传输的信号功率并用 记录器记录下来，制成相应的图表，就完成了模拟分析。记录器可以是电 平表、示波器或专用记录仪。