用偏相干分析方法识别车辆噪声源中几个问题的研究

　　1　噪声信号功率谱的处理

　　1.1　声级转换公式的推导

　　精密声级计是测量声压级的,声压级定义为

式中:p———声压,N/m²;

　　p0———标准声压,p0=2×10-5N/m²。

　　在噪声信号处理中,通常是在频域内进行的。在Δf频带内的噪声谱密度S等于Δf内的声压均方值P2与频带Δf之比。进行噪声测量前,用活塞发声器对声级计进行校准和标定。频率250Hz、声级为124dB的标定信号经过声级计输入衰减器衰减120dB后,才从声级计放大器输出的。因而,实际记录的是4dB的标定信号。此标定信号的自谱密度函数是在250Hz处的一脉冲,设其值为SB。而噪声信号由声级计发大器输出前已衰减了ndB(n为衰减器的读数),故实际谱密度应为

　　在信号处理中,频率分辨率是由最高分析频率决定的。因此,只要在标定信号和噪声信号处理中,选取相同的最高分析频率,就有

因此,在信号处理中,可保证谱密度级等于声压级。

　　噪声信号的总声压级Lp总为

式中:ΣS———在分析频率范围内噪声自谱之和。

　　公式(2)、(3)就是噪声信号声级转换公式。

　　1.2　噪声信号功率谱的处理

　　在同时测量记录多个噪声信号中,由于各声级计型号不同或即使是同一型号声级计,因电子元件的影响,以及磁带计录仪各通道的输入输出调整不可能绝对相同,因而必会造成即使测量记录同一噪声信号,在处理时其时域电压值也不会相等。同时测量各噪声信号所用声级计的衰减档位也不一定相同,可能会导致声级低的噪声其放大器输出电压反而高。因此,这些问题给信号处理带来了不便,下面着重分析一下对相干分析的影响问题。

　　假设各声级计都进行了标定,并记录下了标定信号。首先,回放记录的各通道124dB的标定信号,捕捉三个周期以上的正弦波。取三个连续周期波形的峰值Aij(i=1、2、…、m;j=1、2、3、m为噪声信号数目)的算术平均值作为各声级计和各通道的电压标尺Ki。

　　为研究方便,设在处理中取1通道信号的电压标尺K1为转换基准,其它通道的噪声信号乘上转换系数Ci后,就可消除声级计电子原件不同和磁带记录仪输入输出调整不同对记录信号的影响。

　　其次,将各测量声级计的衰减档位都转换为1通道信号对应的声级计所用的衰减档位。经推导可知(推导过程省略);噪声和信号每衰减10dB后,输出电压减小(约3.16)倍;反之,电压增大。这样,又可得到一组转换系数Hi(I=2、3、…、m)。则总的转换系数为