什么是 LAeq 和 LAFmax

LAeq 和 LAFmax 是常用的两个描述声压级的参数。我们将帮助您理清这些参数在音频和声学测量中的概念。

我们就用 LAFmax 举例。

电平 / 声压级(Level)

从左边开始,第一个字母是大写的“L”。

这些参数中,第一个字母都是“L”。它代表的就是英文单词“Level(电平)”,这里就是通过麦克风测得的声压级(声学)或从音频元件输出的信号电平(音频)。

音频和声学

“声学(acoustic)”一词常用来表示那些经空气传播的声音。“音频(audio)”一词则表示在线缆和音频元器件中传导的电学声音。

频率计权

例子中的第二个字母是大写的“A”。

对于这些参数来说,第二个字母一般是“A”,“C”或“Z”。它们被称作“频率计权”,表示频谱内的某些频率被应用了对应的计权,比如测量中这些频率的值被增大或减小。

之所以要这么做跟我们人耳的听觉系统有关。相对于高频和低频,人耳对中频更加灵敏。下面的三段音频示例就能说明问题。这些声音是以相同的声压录制的。但是当您播放他们时,会感觉低频(125 Hz)和高频(10 kHz)声音更轻。年长的可能根本听不见 10 kHz 的声音。随着年龄的增长,人们会越难听到高频声音。


125 Hz


1000 Hz


10000 Hz

会注意:许多因素会影响一个人对响度的感觉。高频音可能更烦人所以显得更响,声反射(比如从您的桌面)会让低频音更响,扬声器的尺寸或质量也会对高低频产生影响,如果您播放的声音过大,系统可能还会抑制信号。考虑所有这些因素,要体验 A 计权效应,我们推荐您用较低音量通过扬声器而不是耳机播放示例音频!

如果我们要从调音台的一个通道播放这三个信号,然后分别测量通道的频率响应,那就不要用频率计权。换句话说,要对所有信号公平(“Z”代表不计权)。

如果要从扬声器播放声音,再测试人耳听到的声音,就要模拟人耳对高低频的抑制,使用“A”计权声压级。示例中就是 LAFmax。

当声音不断变大(超出 100 dB),人耳开始对高低频变得敏感。要在声级计中测量这时的声音,需使用“C”计权。比如 LCFmax。

总的来说,使用频率计权的基本原则就是,当进行音频测量以及不需要考虑人耳听感的声学测量时,使用“Z”计权。100 dB 以下的声学测量适用“A”计权,超出 100 dB 时适用“C”计权。

所以,频率计权的选项有 LZLA 和 LC

时间计权

参数中的第三个字母是大写的“F”。

第三个字母一般是“F”,“S”或“I”。它们就是“时间计权”。F = 快速(Fast),S = 慢速(Slow),I = 脉冲(Impulse)。时间计权的目的是让声级计上测得的数值更容易阅读,它让快速变化的数值变得稳定,使得显示出的结果方便读取。

下图解释了时间计权的工作过程。图中信号突然由 50 dB 变为 80 dB,保持六秒后又突然降低。

LAF 测量(绿色线)需要约 0.6 秒(激发时间/启动时间)抵达 80 dB,不到 1 秒(衰减时间)掉回 50 dB。

LAS (黄色线)反应更慢。它需要大约 5 秒才能达到 80 dB,约 6 秒回落 50 dB。

F S Time Weightings 

LAI(蓝色线)达到 80 dB 只需 0.3 秒,回到 50 dB 需要超过 9 秒。

F S Time Weightings

τ = 1 s,125 ms 或 35 ms 的意义?

图中的计权都是指数上升,线性下降。曲线起点的初始斜率达到新声压级,示例中是 80 dB,所需时间是标准定义的。也就是慢速 1 秒,快速 125 毫秒,脉冲 35 毫秒。

F,S 或 I - 我该如何选择?

测量平均值时,“S”计权更适用于测量快速波动的信号。“F”计权适合不会突变的信号。具体该使用哪个,通常在标准中会说明。

脉冲计权“I”用在有尖锐脉冲噪声的场合,比如测量焰火或枪声。

时间计权的选择有 LAFLAS 和 LAI

最大和最小声压级(max&min)

最后一个标签是“max”。

它表示一段时间内测得的最大值。类似的,“min”表示最小值。

LAFmax

LAeq

另一个常见参数是 LAeq

等效(“eq”)声压级反映的是一段时间内接收声音能量的均值,它比连续声压级更容易在显示器上读取。

您可以看下方声压级随时间变化的曲线,蓝色线以下的面积就表示能量。水平的红色线划出的区域也有同样的面积,红色线就是我们所说的 LAeq。它是整个曲线的等效值或能量的平均值。

5 minute LAeq

LAeq 并非一直都是直线。如果 LAeq 是连续测量的,那它体现的就是从开始测量到当前时间点这段时间内的等效值 - 它随着时间推进而变化,曲线看起来如下。

LAeq