噪聲監(jiān)測是對干擾人們學習、工作和生活的聲音及其聲源進行的監(jiān)測活動。其中包括:城市各功能區(qū)噪聲監(jiān)測、道路交通噪聲監(jiān)測、區(qū)域環(huán)境噪聲監(jiān)測和噪聲源監(jiān)測等。噪聲監(jiān)測結(jié)果可用于分析噪聲污染的現(xiàn)狀及變化趨勢,也為噪聲污染的規(guī)劃管理和綜合整治提供基礎數(shù)據(jù)。一般以A計權(quán)聲級表示,所用的主要儀器是聲級計和頻譜分析器。噪聲測量包括兩個內(nèi)容:對噪聲統(tǒng)計特性的測量和利用噪聲作為測試信號的測量。
一、統(tǒng)計特性的測量:
噪聲統(tǒng)計特性的測量屬于幅度域測量,包括數(shù)學期望(平均值)、方差(均方值)、功率譜密度、概率密度分布以及自相關(guān)和互相關(guān)函數(shù)的測量。通信線路噪聲的測量,就是在規(guī)定帶寬內(nèi)噪聲均方值(功率)或均方根值(有效值)的測量。
隨機信號電壓的測量與確知信號電壓的測量不同:
注意電壓表的檢波特性。有效值電壓表是測量噪聲電壓比較理想的儀表,這種電壓表的讀數(shù)與被測電壓的均方根值成正比,與被測電壓的波形無關(guān),故若該電壓表以正弦有效值刻度,則可方便地直接讀出噪聲電壓的有效值。否則,需要對讀數(shù)進行修正。例如,采用均值電壓表測量高斯白噪聲,必須將讀數(shù)乘上修正因數(shù)1.13。
帶寬準則。噪聲功率正比于系統(tǒng)的帶寬,選用的電壓表其帶寬應遠大于被測系統(tǒng)的噪聲帶寬,否則,將會損失噪聲功率,使測量結(jié)果偏低。一般要求電壓表的3dB帶寬△f 3db大于8~10倍的噪聲帶寬。
滿度波峰因數(shù)和測量時間的影響。波峰因數(shù)是交流電壓的峰值與有效值之比,如正弦波的波峰因數(shù)為。以測量確知信號正弦波為例,當有效值電壓表指示滿度時,其寬帶放大器所承受的較大瞬時電壓(峰值)為有效值的倍,若放大器的動態(tài)范圍足夠,不會產(chǎn)生測量誤差。所以,對電壓表中使用的放大器,可用其滿度波峰因數(shù)間接反映放大器的動態(tài)范圍般測量正弦波的電壓表來說,要求電壓表具有的滿度波峰因數(shù)就可勝任。由于噪聲電壓的峰值是隨機的,即其波峰因數(shù)也是隨機的,所以只能用統(tǒng)計學方法來定量描述峰值大于有效值的概率,以高斯白噪聲為例,其峰值是波峰因數(shù)大于4.4出現(xiàn)的概率為0.001%。所以,若電壓表的滿度波峰因數(shù)大于4.4,那么,用來測量高斯白噪聲是足夠的,因為,這時電壓表只對出現(xiàn)概率小于0.001%的那些高峰值不予計及(被放大器削波),分析指出,由此產(chǎn)生的測量誤差為-0.05%。
電話電路的噪聲測量。宜加衡重(加權(quán))網(wǎng)絡,以模擬人耳的接收狀況,衡重網(wǎng)絡對各個頻率的衡重(加權(quán))系數(shù)應符合CCITT的有關(guān)建議。然后,要考慮測量時間的影響,噪聲電壓測量實質(zhì)上是求平均值的過程,求平均應在無限的時間內(nèi)進行,在有*內(nèi)測量噪聲只能得到平均值的估計值,這種誤差本身是一個隨機變量,會使表針產(chǎn)生抖動。在電路上可增大RC電路的時間常數(shù)來使抖動平滑掉,故測量時需要一定時間。
二、作為測試信號的測量:
噪聲作為測試信號的測量,是用噪聲作為測試信號可實現(xiàn)系統(tǒng)的廣譜和動態(tài)測量。一般采用高斯白噪聲作為測試信號,其概率密度函數(shù)是高斯型的(服從正態(tài)分布),其功率密度譜是平直的(在遠寬于所研究的頻帶內(nèi))。例如在多路載波復用系統(tǒng)中,進行噪聲負載測試,以估計出系統(tǒng)內(nèi)由交調(diào)失真和因其它信道中通話而引起的寄生背景噪聲。通過在系統(tǒng)中加白噪聲來模擬所有信道中的實際通話,并通過一個帶阻濾波器使被測信道保持在空閑狀態(tài)。然后,在接收端用一個帶通濾波器來測量空閑信道的背景噪聲,以模擬系統(tǒng)的實際工作狀態(tài)。
噪聲的常用監(jiān)測指標包括:噪聲的強度,即聲場中的聲壓;噪聲的特征,即聲壓的各種頻率組成成分。
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