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[综合讨论] 声学基础:噪声标准曲线和等响曲线本质上一样吗?

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发表于 2021-4-2 15:15 | 显示全部楼层 |阅读模式

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“问:噪声标准曲线即 NC 声学曲线本质是等响度曲线对吗?为什么在5000 Hz 后还是下弯曲呢?
上图左为等响曲线,右为 NC 曲线

答:这位朋友观察非常仔细。

这个问题简单回答就一句话:它们根本就不是一个东西。

详细解释
首先,NC 曲线(噪声标准曲线)确实是系列近似等响的曲线,可以认为在同一曲线上不同频带有相同的干扰程度。但它和等响曲线有本质不同。

等响曲线描述的是声压级大小和人耳听感的关系,是用客观方法描述主观体验,转换到实际应用中就是最常见的 A 计权。而声学工程中需要用更详细的声音在频率上的分布来衡量噪声情况,这才有了噪声曲线,它是经过漫长的理论和实践发展而来,了解了它的历史,或许就能回答题主的问题。

科普时间
完整的描述建声环境的声音和时间特性非常复杂。在整个声学测量历史上,有许多通过建立单一评价方法以简化工作的尝试。其包括 Leo Beranek 等先驱。

莱奥·勒罗伊·贝拉内克(Leo Leroy Beranek),声学专家,曾任麻省理工学院教授,他撰写的《声学》是声学领域的经典教科书。

SIL:为了评估噪声对飞行器中乘客语言交流的影响,Leo Beranek (1947) 提出了语音干扰水平(SIL)的概念。SIL 是 600 至 1200,1200 至 2400 以及 2400 至 4800 Hz 倍频程上声压级的算术平均。它同样可以很方便的用作在封闭空间或室外时噪声对语言交流影响的单一值评价。

SC:声交流曲线(SC)在 1953 年第一次提出(Beranek 等人,1953 和 1954)。SC 曲线以 10 dB 增量定义,但之后改为使用 5 dB 和 1 dB 插值增量。

NC:噪声标准曲线由 Beranek 发表于 1957 年,类似 SC 曲线,是系列近似等响的曲线。他们从一系列 SIL 值发展而来,这些值在一次对办公环境的调查中被证明是可接受的。这些曲线是单调曲线且比对应的 SIL 值高 22 个响度单位。

下面划重点:需要注意的是,NC 曲线并未打算作为最理想的噪声曲线,仅仅是为了确保倍频程带声压级上语音交流的满意度(Beranek,2000)。考虑到高频噪声比低频噪声对人的干扰更严重,高频噪声的倍频程噪声声压级应控制在较低水平,而低频噪声的倍频程声压级可适当提高些。

所以 NC 曲线的高频部分是下压的。而且不仅仅是 NC 曲线,几乎所有噪声曲线,就没有哪个在高频部分是和等响曲线类似的。

看看 RC 曲线(室内标准曲线),这个和等响曲线就是天壤之别了:
2.jpg
实际上 NC 曲线提出后不久,人们就发现它对评价某些低频和高频声音并不适用,所以又有了 PNC 曲线(首选噪声曲线),它对低频和高频都做了修正:
3.jpg
不过这个曲线用的并不多,只在北美地区的部分使用。

主流的噪声曲线有:
— 噪声标准曲线(NC)
— 噪声等级曲线(NR)
— 室内噪声标准曲线(RNC)
— 首选噪声曲线(PNC)
— 室内标准曲线(RC)

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