激光測振儀是目前能夠獲取位移和速度分辨率的最佳測量方法。它能實現皮米級的振幅分辨率，線性度高，在極高頻率范圍內（當前已超過1GHz）仍能確保振幅的一致性。這些特性不受測量距離影響，因此，無論是近距離的顯微測試還是超遠距離測試，該原理均適用。系統采用激光作為探測手段，完全無附加質量影響，具有非侵入性，從而能夠在極小和極輕質的結構上進行測量。這種無與倫比的技術優勢加上堅固的設計，無論是實驗室還是戶外均能得到很好的應用。多普勒效應：如果波被運動物體反射并被儀器檢測到，則所測量到的頻移可以描述為：fD=2·v/λ其中，v是物體速度，λ是入射波波長。反過來，為了能確定對象速度，需要在已知波長的情況下測量（多普勒）頻移，這正是通過LDV中的激光干涉儀來完成。光學干涉：激光多普勒測振儀以光學干涉為基礎，即，本質上要求兩個相干光束進行疊加，其各自的光強分別為I1和I2。兩個光束的總強度不是簡單的單個強度的求和，而是根據下列公式得出：Itot=I1+I2+2√(I1I2)cos[2π(r1-r2)/λ]。該干涉項與兩個光束之間的路徑差相關。如果該差值是光波長的整數倍，則總強度是單個光強的四倍。上圖顯示了這種物理定律在激光測振儀中如何實現。光束分離器(BS1)將激光束分成參考光束和測量光束。在通過第二個光束分離器(BS2)后，測量光束聚焦到樣本上，并進行反射。該反射光束由BS2向下偏轉，然后與參考光束合并到檢測器上。由于參考光束的光路為常數(r2=const.)（除干涉儀上可忽略的熱效應之外），樣本移動(r1=r(t))會在檢測器上產生亮/暗條紋，這是一種典型的干涉法。檢測器上的一個完整的亮/暗周期條紋正好與所用激光的半個波長的位移量相對應。這在激光測振儀經常使用的氦氖激光的情況下，對應于316nm的位移。每單位時間的光程改變表現為測量光束的多普勒頻移。在計量方面，意味著多普勒頻移直接與樣本振動速度成正比。由于遠離干涉儀的物體運動所產生的明暗條紋（和調制頻率）與物體朝向干涉儀移動所產生的相同，因此僅這種設置無法明確物體移動的方向。鑒于此，將光頻移典型值為40MHz的聲光調制器放置在參考光束中（出于比較目的，激光頻率為4.74·1014Hz）。當樣本處于靜態時，將產生40MHz的典型干涉調制頻率。因此，當樣本朝干涉儀移動時，調制頻率會增加；當樣本遠離干涉儀移動時，則檢測器接收到的頻率則小于40MHz。這意味著，如今不僅能精確檢測光程長度，還能檢測出運動方向。位移或速度測量：原理上，除可以直接測量出振動速度外，激光測振儀還可直接測量出位移量。不過不是通過對速度進行積分，而是通過對激光測振儀檢測器上的亮/暗條紋進行計數來得出位移量。使用合適的插值技術，我們的激光測振儀的位移分辨率可達2nm，而在采用數字解調技術后，位移分辨率可達pm級。這種位移解調技術尤其適用于低頻測量（在亞Hz范圍內）。速度解調更適用于高頻場合，因為諧波振動的最大振幅可以表示如下：v=2π?f?s隨著頻率的增加，振動速度增加，振動位移則減小。

單點式激光測振儀測量的是沿著激光束方向上的物體振動。由于測量系統垂直于被測表面，因此也被稱為“面外”振動測量儀。這種通用的激光測振儀適用于顯微振動測量和遠距離振動測量，可得出振幅和傳遞函數。也可以將多臺單點式激光測振儀組合成多點式激光測振儀，非接觸式獲取樣本的振型。掃描式激光測振儀用于穩態過程的振動測量。差分振動測量描述的是兩個點之間的相對振動。通常使用兩種方法：1.在光路中測量差值（干涉儀的參考光束被引導至被測物表面）。好處是使用減法能保證絕對的相位保真度，這就是為什么該方法適用于高頻的原因。2.使用兩個獨立的干涉儀以電子方式計算差值。這種方法設置更靈活。面內激光測振儀測量的是垂直于測量軸方向的振動和運動。面內振動測量法可以非接觸式地檢測如活塞、閥軸或工具等運動行程，還可用于高動態應變測量。旋轉方法是指對任意形狀的旋轉結構上旋轉振動的角速度和振蕩角的測量。例如,對傳動鏈、燃氣輪機、發電機、打印機和復印機進行了旋轉動力學分析。三維振動測量是基于三個光學頭同時射在物體表面的一個點，結果是得到每個測量點的三維數據，可同時測量面內數據和面外數據，可進行振型分析和驗證有限元模型，在時域和頻域下顯示出直觀易懂的圖像和動畫。

從事振動噪聲等NVH領域工作，即使不是NVH領域，如橋梁動態檢測等等其他領域，也需要與結構的固有頻率打交道。那什么是固有頻率；為什么結構有如此多“階”固有頻率；它與共振頻率又有什么區別和聯系；避免共振時，激勵頻率應離固有頻率多遠等等這些問題，您都清楚嗎？本文主要內容包括：1.固有頻率的定義；2.影響因素；3.為什么存在多階固有頻率；4.主頻和基頻；5.與共振頻率的區別與聯系；6.避免共振，激勵頻率須離固有頻率多遠？1.固有頻率的定義結構系統在受到外界激勵產生運動時，將按特定頻率發生自然振動，這個特定的頻率被稱為結構的固有頻率，通常一個結構有很多個固有頻率。固有頻率與外界激勵沒有關系，是結構的一種固有屬性。不管外界有沒有對結構進行激勵，結構的固有頻率都是存在的，只是當外界有激勵時，結構是按固有頻率產生振動響應的。對于無阻尼單自由系統而言，如下圖所示，固有頻率計算公式定義如下：單位為Hz，表示一秒鐘振動循環次數。也可以用圓頻率（也稱角頻率）來表示固有頻率，公式如下：單位為rad/s。在這考慮的是無阻尼的情況，因此，獲得的固有頻率為無阻尼固有頻率。對于一般性結構系統而言，如下圖所示，都是有阻尼的，因此它的固有頻率為有阻尼固有頻率。無阻尼固有頻率與有阻尼固有頻率的關系如下：假設阻尼比ξ=10%，則ωd=0.99499ωn，因此，阻尼對結構的固有頻率影響不大，更何況現實世界中，除了含有主動阻尼機制的結構外，如減振器，一般結構的阻尼比都遠小于10%。通?，F實世界中測試所得到的固有頻率都是有阻尼固有頻率。以下沒有特殊說明時，都是指有阻尼固有頻率。2.影響因素從上面的公式我們可以看出，結構的固有頻率只受剛度分布和質量分布的影響，而阻尼對固有頻率的影響非常有限。材質不同，其材料屬性（密度、楊氏模量和泊松比等）不同，影響的最終參數還是質量和剛度,而形狀不同,影響也是這兩個參數。因此，影響固有頻率的只有質量和剛度，而其他任何因素，最終影響的也是這兩個因數。如結構的邊界條件不同，固有頻率必然不同，這是因為邊界條件會影響到結構的剛度分布。質量增大，結構的固有頻率必然降低；剛度增大，結構的固有頻率必然增大。但是剛度繼續增大，固有頻率不會無限增大，只會增大一定距離。剛度增加越快，頻率移動越慢。這是因為，結構的共振峰對應的是固有頻率，剛度增大后，結構的固有頻率會向上移動靠近反共振峰，反共振峰對應的剛度是無限大的。因此，剛度無限增大，結構的固有頻率向上移動不超過反共振峰對應的頻率，所以剛度增大只能使固有頻率增大一定距離，如下圖所示。3.為什么存在多階固有頻率我們在對結構系統進行固有頻率測試時，通常能得到多階固有頻率，如下圖所示，是對某結構進行固有頻率測試。在這個FRF圖中存在多個峰值，而每個峰值對應一階固有頻率，因此，結構存在多階固有頻率。那么為什么結構存在多階固有頻率？階跟什么有關系？在高中物理課本中，我們就學習過單自由度系統的固有頻率公式。用的是單自由度的彈簧-集中質量模型，如下面左圖所示。其運動方程為正弦波Asinωt（簡諧運動），對應一階固有頻率。對于兩自由度系統而言，如下面中圖所示，運動方程是兩個正弦波疊加的結果，因而，對應兩階固有頻率。同時，三自由度系統對應三個正弦波，因而，有三階固有頻率。因此，似乎“階”與自由度相對應：1個自由度對應1階固有頻率（或者是1階模態），情況的確是這樣的。自由度是指用于確定結構在空間上運動所需要的最少、獨立的坐標個數.質點有三個平動自由度；剛體有六個自由度，分別為三個平動和三個轉動自由度。一個連續體或彈性體實際上有無窮多個自由度，此時，任意連續結構都可以看成是無限多個微剛體組成的，每個微剛體有6個自由度，因而，我們可以認為任意連續結構具有無限多個自由度，但是，所有這些結構又可以近似地看作是由有限個微剛體組成的（比方有限元分析時只能劃分有限數量的單元），因此又可以認為連續結構具有有限個自由度。該自由度數決定了解析質量矩陣、剛度矩陣和阻尼矩陣的維數，也決定上理論上存在的固有頻率階數和模態振型階數。雖然連續體在理論上是有無限多階固有頻率，但很多情況下我們只關心低階的固有頻率或者特定階的固有頻率。這是因為固有頻率越低，越容易被外界所激勵起來。另外，結構也可能受到特定的激勵，如在某恒定轉速下運行，因此，也可能關心特定階的固有頻率。4.基頻和主頻NVH測試過程中，經常講基頻、主頻，它們跟固有頻率有什么區別與聯系呢？基頻是指結構的第一階固有頻率。結構發生振動時，通常不會是以某一個頻率振動，而是有多個振動頻率，通常在這些振動頻率中，能量最大的振動頻率稱為主頻。因此，這個主頻可能是結構的固有頻率，也可能是強迫響應頻率。如下圖所示的PSD曲線中，存在三個峰值（假設都是固有頻率），因而這三個峰值對應三階固有頻率，其中最低階的固有頻率為基頻，峰值最大的頻率為主頻?；l一定是固有頻率，主頻可能不一定是結構的固有頻率，主頻主要看的是能量的大小。因為我們知道，當結構產生強迫振動時，振動的頻率是與外界激勵頻率相等的，但此時，這個激勵頻率很大程度上不是結構的固有頻率，而它的能量又是最大的，此時，主頻就不是固有頻率。在二維頻譜圖中，并不是所有的峰值對應的都是固有頻率，這是因為，有可能是激勵頻率或者是它的倍頻，而這些頻率都不是固有頻率。因此，在進行固有頻率測試時，經常通過測量頻響函數的方式來測量，因為頻率函數中的峰值對應的都是系統的固有頻率，不會存在強迫的激勵頻率。5.與共振頻率的區別與聯系共振是指系統受到外界激勵時產生的響應表現為大幅度的振動，此時外界激勵頻率與系統的固有振動頻率相同或者非常接近。共振是一種現象，共振發生時的頻率稱為共振頻率。不管共振發生與否，結構的固有頻率是不變的，而只有當外界的激勵頻率接近或等于系統的固有頻率時，系統才發生共振現象。當結構的阻尼非常小時，共振頻率近似等于結構的固有頻率，也是材料自身分子的自由振動頻率。因而，單個共振是外界的激勵頻率等于或非常接近結構或材料的固有頻率時，結構或材料發生大幅度的振動。共振時，結構的振動非常劇烈，這將導致不可預料的行為。因此，通常都要避免共振，但也有利用共振原理的，如振動篩。當激勵頻率與固有頻率相等或接近時，才發生共振。因而，共振頻率不一定完全與固有頻率相等，共振頻率是按外界的激勵頻率來講的，而固有頻率是從結構來講的。雖然很多情況下，都認為共振頻率就是固有頻率。在頻響函數曲線中，共振峰所對應的頻率為結構的固有頻率，如下圖所示。但很多情況，共振不是發生在單一頻率（固有頻率）處，而是具有一定寬度的共振帶。也就是存在一個頻率區間，在這個區間內很容易發生共振.在colormap圖中，經?？梢钥吹饺缦滤镜拇怪鳖l率軸的具有一定寬度的高亮區域，這個區域就是所謂的共振帶區域。這個區域一定是在結構的某一階固有頻率附近。從圖中可以看出，共振區域并不隨轉速的變化而變化，而是始終垂直頻率軸。這是因為結構的固有頻率是結構的固有屬性，跟外界激勵沒有關系。隨著轉速的增加，對應的轉頻也在增加，因此，階次是斜線，而共振頻率是不隨轉速變化而變化的，因此，共振頻率是垂直頻率軸的。如下圖所示，在左側的瀑布圖中，斜線都是階次線，如圖中綠色線條所示，在右側的瀑布圖中，存在兩個明顯的共振帶，該共振帶垂直頻率軸，如圖中黃色線條所示，注意下面的瀑布圖橫軸都是頻率。6.避免共振，激勵頻率須離固有頻率多遠當外界激勵頻率接近系統的固有頻率時，系統會發生共振現象，那么，激勵頻率離固有頻率多遠時，才能避免共振呢？或者說，共振帶一般在固有頻率附近多寬的區間？在下面左圖中，對3個不同的單自由度系統進行激勵，激勵頻率相同，但是紫色的單自由度系統的固有頻率是激勵頻率的0.4倍，藍色單自由度系統的固有頻率是激勵頻率的1.01倍，紅色單自由度系統的固有頻率是激勵頻率的1.6倍。從三者的運動軌跡可以明顯看出，藍色單自由度系統振動幅值最大，其次是紫色單自由系統，最小的是紅色單自由度系統。而藍色單自由度系統的振動幅值遠大于其他兩個系統。那么，激勵頻率離固有頻率多遠才能起到避免共振的作用？還是用懸置隔振這張圖，縱軸為傳遞率，橫軸為激勵頻率與固有頻率之比。從圖上可以看出，傳遞率等于1時，對應的激勵頻率與固有頻率之比為1.414，如圖中紅點所示。因此，只有當激勵頻率大于固有頻率40%以上時才能起到避免共振的作用或者起到隔振的作用。但這是從隔振層次來說的，如懸置為了滿足隔振要求，激勵頻率應是動力總成剛成模態頻率的2-3倍，即下圖中陰影區域。很多情況下，要考慮40%以上的頻率間隔，似乎是不現實的，因此，很難給出一定具體的數字來確定到底應該須離固有頻率多遠的距離。但是，也有一些行業普遍認同的觀點，如在汽車行業，一般要求是距固有頻率有3，4Hz的間隔或者15-20%的距離。如B級車白車身第一階模態在30Hz附近，15%的頻率間隔，則對應4.5Hz，跟3，4Hz的間離也非常接近。3.為什么存在多階固有頻率我們在對結構系統進行固有頻率測試時，通常能得到多階固有頻率，如下圖所示，是對某結構進行固有頻率測試。在這個FRF圖中存在多個峰值，而每個峰值對應一階固有頻率，因此，結構存在多階固有頻率。那么為什么結構存在多階固有頻率？階跟什么有關系？文章來源：模態空間

數字化信號最普遍的形式是使用等時間采樣方法。也就是說數據是按恒定的速率進行采樣，這個速率一般指每秒采集多少個樣本點。奈奎斯特頻率，fN，定義為采樣速率的一半。即fN=采樣速率/2。香農采樣定理告訴我們，如果正在采樣的信號的頻率成分少于fN，那么采樣將不存在混疊，采樣后的信號是有效的數字化信號。而且，采樣定理確保此時采樣后的信號具有全部可用信息。如果我們傅立葉分析一個信號，x(t)，那么，我們將得到這個信號在不同頻率處的分量。這個過程完全是可逆的。也就是說，如果我們有信號x(t)，我們能得到X(f)。類似地，如果我們有信號X(f)，我們也能得到x(t)。有時，這個過程可以寫成如下形式x(t)?X(f)作為一個示例，考慮測試的信號由2個正弦波組成。第一個正弦波的幅值為1.0V，頻率為60Hz，相位為0。第二個信號幅值為0.5V，頻率為180Hz，相位為45度。我們的采樣速度為每秒2048個樣本點，采集2s的數據。選擇采樣率為2048，可確保完全壓譜線采樣，這雖然不是必須的，但它可避免信號泄漏。采集到的部分信號如圖1所示。圖12個正弦波的部分時域波形如果我們FFT這個復合信號，那么，我們將得到其幅值和相位，如下圖所示。圖22個正弦波的標準FFT分析后的幅值分別為0.5和0.25，這是由于單邊譜的幅值是真實幅值的一半，有些商業軟件將會幅值加倍，在這不作加倍處理。在這個相位曲線中，我們看到在60Hz處，相位有270度的變化，在180Hz處，相位有45度的變化（從270度變化到315度）。顯然45度的變化是正常的，但為什么會有270度的變化呢？它應該是0度和45度，而不是270度和315度。原因是因為傅立葉分析使用余弦，不是正弦，作為實部。一個正弦信號變成余弦信號，相位有-90度或+270度的移動。換句話說，這個信號是個余弦信號，不是一個正弦信號。以上分析都是基本的信號分析?，F在假設我們有一根旋轉軸，測量這根軸的振動。旋轉物體的本質特點是振動出現在轉速的倍數或者約數處。譬如，如果軸的轉速為3600rpm，頻率為60Hz，那么，我們將會看到響應出現在這個頻率的倍數處。這個倍數就是階次。第一階的頻率等于轉頻，在這個例子中，第一階是60Hz，第3階是3*60=180Hz。階次OR、轉速R（rpm）和頻率f的關系如下f=OR*(R/60)為什么要使用階次？這是因為階次對轉速保持不變。第一階次始終是轉頻，第二階次始終是2倍的轉頻，等等。替代等時間采樣，采樣將按等角度方式進行，這種采樣方式稱為同步采樣，采樣與軸轉速同步。假設在軸上固定了一個齒輪盤，等時間采樣以時鐘脈沖數進行模數轉換，同步采樣以每個齒上的脈沖數進行等角度采樣，且速率為每圈P個樣本點。我們現有的數據是以圈為計量單位，而不是以秒為計量單位。如果采用傅立葉轉換這個數據，那么我們再次得到頻率類型的函數，但它的增量不再是Hz，而是階次。分析結果給出了幅值和相位，但它們是階次的函數，不是Hz的函數。獲得階次不需要同步采樣，因為可以使用以Hz表示的頻率f，階次數OR，和轉速R之間的關系。這個過程是用FFT分析時域信號，用轉速將以Hz表示的頻率轉換成以階次表示的頻率。對于恒定轉速，這個轉換是沒有問題的。但是如果在整個FFT分析時間長度上，轉速是變化的，那么將得到不正確的結果。也不可能以Hz表示的頻率剛好完全映射成整數值的階次。這就意味著要分組一些階次線才能形成一個RMS值。因此，處理旋轉機械的信號優先使用同步采樣，但遺憾的是，現實中執行同步采樣是相當困難的。對于一些數據采集設備，是不可能進行同步采樣的，像?-Δ類型的ADC必須按等時間步長進行采樣。連續近似的ADC不受這個限制。這并不總是具有現實意義，因為通常很難得到一個可靠的每轉一個脈沖的轉速，更別說每轉N個脈沖了。解決方案是使用信號處理去數字化重采樣數據。再次，我們注意到香農采樣定理的含義，也就是說我們采樣的速率至少要兩倍于出現的最高頻率，這樣我們才有信號的所有信息。使用正確的信號處理算法，我們可以將原始的等時間采樣得到的數據重采樣成等角度方式的數據。不涉及這方面的理論和相關方程，只需要注意的是重采樣是基于（sinx/x）函數。這個函數稱為sinc函數。使用這個重采樣算法只是去改變采樣速率。當重采樣到等角度方式時，顯然每轉一個脈沖的轉速信號是需要的，這個轉速信號將提供時間與總“角度”之間的關系。使用每轉一個脈沖的轉速信號將常規的時間序列信號轉換成同步的時間序列。我們對之前圖1所示的復合正弦信號進行重采樣。一個轉速信號匹配60Hz的頻率分量，第一階次等于60Hz的信號。每圈采樣32個數據點。一個新的同步信號如圖3所示，看起來與之前的等時間采樣數據相同，除了橫軸現在是用總的角度來表示之外。圖3同步采樣兩個正弦波同步采樣的信號的FFT結果如圖4所示。圖4同步信號的FFT結果這跟之前的等時間采樣的FFT結果相同，與預期一樣，除了橫軸現在是用階次標識，不再是Hz之外。兩個響應剛好位于1階次和3階次處，與預期相同。更復雜的信號如圖5所示，這是車輛穩態運行下的信號。顯然在這個信號中存在“拍”現象。車速不穩定，因此，如果在時域分析這個信號，那么幅值將拖尾到一些頻率成分上。圖5同步采樣汽車振動信號圖6表明階次分析給出了非常清晰的結果，能量主要集中在第一階次，還有一些邊頻帶，在第二和第三階次上也存在少量貢獻。圖6汽車信號的階次分析更能揭示實情的信號是分析簡單的正弦掃頻信號，如圖7所示。圖7正弦掃頻從30Hz到100Hz如果我們分析這個信號，按常規的時間歷程來分析，那么，我們將得到30Hz到100Hz的頻譜如圖8所示。圖8正弦掃頻的FFT結果現在如果我們同步采樣這個正弦掃頻信號，按每轉一個脈沖進行，然后進行頻域分析，得到同步的信號如圖9所示。圖9同步采樣的正弦掃頻整個信號完全集中在第一階次，幅值是半幅值，相位跳動270度。如果我們觀察同步采樣的信號，如圖10所示，那么“正弦掃頻”的信號現在恰好是一個“單頻正弦波”。我們每轉采樣的數據點不變，改變的只是速度。圖10同步正弦掃頻信號的階次分析在同步采樣的同時，會另外保留時間-角度曲線信號，因此，沒有信息丟失。這個信號如圖11所示。圖11時間-角度信號因為掃頻的速率是個常數，因此，時間-角度曲線關系是時間=K*sqrt(角度)。文章來源：模態空間

關于分貝dB，人們的第一感覺認為是聲音的大小單位，如機械廠房中噪聲為90分貝。dB真的是單位嗎？其實分貝除了用于聲學領域之外，在NVH測量領域，到處可見分貝。它似乎是一個測量值的單位，通常是縱軸，但實際上它不是一個單位，它是個無量綱。我們經常在聲學、振動、電子學、電信、音頻工程&設計等領域見到它。既然它是個無量綱，那我們為什么要用它呢，怎么正確使用它呢？分貝最初使用是在電信行業，是為了量化長導線傳輸電報和電話信號時的功率損失而開發出來的。是為了紀念美國電話發明家亞歷山大·格雷厄姆·貝爾（AlexanderGrahamBell），以他的名字命名的。雖然分貝定義為1/10貝爾，但單位“貝爾”（Bel）卻很少用。本文主要內容包括：1.分貝定義；2.聲音大??；3.dB的性質；4.-3dB；5.dBA；6.dB疊加；1.分貝定義分貝dB定義為兩個數值的對數比率，這兩個數值分別是測量值和參考值（也稱為基準值）。存在兩種定義情況。一種為功率之比：一種為幅值之比：下標為0的數值均為幅值和功率的參考值。功率量的例子如：聲功率(W)，聲強(W/m2)，電功率，電強等。幅值量的例子如：聲壓(Pa)，電壓(V)，加速度(m/s2)，溫度等。但有一點要注意對于場量的幅值應該是RMS值，如聲壓場。因為分貝值完全依賴于測量值與參考值之比，因此，計算時選擇合適的參考值尤為關鍵。當測量結果相互比較時，這一點非常重要，選擇的參考值不同，計算結果肯定不一樣。常見信號的dB參考值如下表所示。幅值之比功率之比信號類型參考值信號類型參考值位移1×10-122m聲功率1×10-122W速度1×10-9m/s聲強1×10-122W/m2加速度1×10-6m/s2聲壓2×10-5Pa注：沒有特殊要求時，參考值通常為1。2.聲音大小在聲學領域，dB經常用作為表征聲壓級SPL（SoundPressureLevel）的大小。聲壓的單位是帕斯卡，Pa，聲壓的參考值是20μPa，這個值表示人耳在1000Hz處的平均可聽閥值，或者是人耳在1000Hz處可被感知的平均最小聲壓波動值。聲音是疊加在大氣壓之上的聲壓波動，大氣壓為1.01325×105Pa。相比于大氣壓，聲壓幅值波動非常小。人耳可聽的聲壓幅值波動范圍為2×10-5Pa~20Pa，這個聲壓幅值波動區間很大，二者的比值達到了106。似乎從線性角度來說這個聲壓幅值的波動區間，很不方便。數字位數一多，讀起來都頭痛，要仔細逐一數一數位數，我反正是這樣的，我不知道您是不是也是這樣！有沒有懶人方法呢，能方便的反映出這個波動的幅值呢？大師Bell早就在思考：有沒有好的方法解決這個問題。因此，引入了聲壓級的概念。他發現我們人類耳朵對聲音強度的反應是成對數形式的，大概意思就是當聲音的強度增加到某一程度時，人的聽覺會變的較不敏銳，剛好近似對數的單位刻度。這使得對數的單位可以拿來代表人類聽覺變化的比例，因此，以對數dB形式表示的聲壓級應孕而生了。人耳可聽的聲壓幅值波動范圍為2×10-5Pa~20Pa，用幅值dB表示對應的分貝數為0~120dB，因此，當用分貝表示聲壓級的大小時，表征起來更為方便?，F實世界中各種常見情況中聲音分貝大小如下圖所示。用圖表表示聲壓幅值和分貝數如下表所示：3.dB的性質貝爾最初是用來表示電信功率訊號的增益和衰減的單位，1個貝爾的增益是以功率在放大后與放大前的比值。所以，電壓增益的分貝表達式是從功率的角度來考慮的，即分貝應該理解為功率的增大或衰減情況。用對數dB形式表達增益之所以在工程上得到了廣泛的應用，是因為：(1)當用對數dB表達增益隨頻率變化的曲線時，可大大擴大線性增益變化的區間。通過上一小節，我們已經明白人耳可聽的聲壓幅值波動范圍為2×10-5Pa~20Pa，而用幅值dB表示時對應的dB數值僅僅為0~120dB。(2)計算多級放大的總增益時，可將乘法化為加法進行運算。(3)dB值可正可負。正值表示增大，負值表示衰減。若x/x0<1，則dB值為負值。也就是說測量值大于參考值的為正，小于參考值的為負。(4)幅值比互為倒數時，dB值互為正負。這是因為：(5)dB值與線性幅值比的關系如下表所示：表中紅色字體表示的是幾個比較重要的dB值，我們應該要記住，因為我們經常要用到它們。像dB增大6dB表示線性幅值增大一倍。還記得LMSSignatureTesting的通道設置中的量程檔位是10V，3.16V，1V，0.316V和0.1V嗎？通過上表，您是不是明白原因了。原來是相鄰兩檔對應的幅值增大或減小10dB。4.-3dB為什么要把-3dB單獨拿出來作為一小節呢，這是因為這個值在NVH領域起著其他值不可比擬的作用。首先，讓我們明白-3dB表示的幅值和功率的大小，然后再說明它的用途。通過上表，我們已經知道-3dB對應的幅值比為0.707，即√2/2倍，也就是說幅值是原來的√2/2倍。如果是按功率比來計算，則功率比為1/2，也就是原來功率的一半，因此，-3dB稱為“半功率點”。接下來，我們說說-3dB的典型應用。我們曾經講到過抗混疊濾波器。給出了如下一張圖，不知道您當時有沒有注意到，圖中最上面有一句“帶寬處的-3dB衰減點”。這表示什么意思呢？這句話的意思是說抗混疊濾波器是按幅值衰減0.707或者功率衰減一半所對應的頻率作為濾波截止頻率的。其它類型的濾波器，如高通、低通、帶通和帶阻濾波器的截止頻率也是-3dB點.還記得振動教材中，半功率帶寬法求阻尼嗎？半功率帶寬法求阻尼的公式：在幅頻曲線的峰值ωr處的左右兩側，找到峰值幅值的0.707倍處ω1和ω2，這兩點稱為“半功率點”，因此，這種阻尼比估計方法稱為半功率帶寬法。-3dB其實還有好多應用，如-3dB帶寬、傳感器靈敏度校準有時也要求校準到-3dB等等，在這就不一一介紹了。5.dBAdBA是指對聲音的A計權。通常對A計權的結果，用單位dBA或dB(A)來表示。人耳可聽的聲音有一定的頻率范圍(20-20KHz)和一定的聲壓級范圍(0-130dB)，如下圖所示。人耳不是對所有頻率的敏感度都相同。正常人耳最敏感的頻帶是3000Hz到6000Hz，它的頻響會隨著聲音大小的變化而變化。通常，低頻段和高頻段聲音感知能力不如中頻段，效果是在低聲壓級更明顯，在高聲壓級時會被壓平，如圖中各條曲線（等響曲線）所示，聲壓級越小的區間，曲線越陡峭，聲壓級越大的區段，曲線越平坦。正是因為人耳對不同的頻率，敏感度不一樣，即使聲壓級的量級一樣，聽起來也不一樣，所以，需要對真正聽到的聲壓級通過增益因子進行修正，而用得最多的則是A計權。當然還有B，C，D計權。A計權對應的是40方的等響曲線，也就是上圖中紅色線條所表示的曲線。而B，C計權則對應70和100方的等響曲線，4種計權曲線如下圖所示。對同一信號采用不同的計權方式，最后得到的聲壓級是不一樣的。如下圖所示，對一隨機信號計算不計權和A計權下的1/3倍頻程曲線，可見二者差異明顯。因此，當計權不同時，結果也是不同的。除了dBA和其它三種計權之外，其實在其他領域還有dBm，dBW，dBu，dBv，dBi，dBd，dBc等等，但在NVH領域還是dBA最常用。6.dB疊加dB可以任意相加嗎？怎么相加？如70dB+60dB等于130dB嗎？要是這么簡單，世界就安靜了，不會有那么多爭論了，也不會有人說NVH是「玄學」了。在這以聲壓級的疊加來進行說明。SPLresult=SPL1+SPL2+SPL3+…+SPLn？聲壓級的合成運算不是簡單的加減運算，聲壓級不能直接相加，必須以能量形式相加計算，因此，聲壓級的合成公式如下:若兩個聲壓級SPL1=SPL2，但兩個聲源是相關、同相位的，則合成后的聲壓級SPL為66dB，因為60dB對應0.02Pa，兩個相加為0.04Pa，對應66dB?，F實有這么美好嗎？很少有相關同相位的兩個聲源，所以，這個等于白說了。若任意兩個聲壓級SPL1=SPL2，則合成后的聲壓級為也就是說兩個聲壓級相同，則合成后的聲壓級比之前大3dB。也可以用以下圖來表示，橫軸表示兩個聲壓級的差值，縱軸表示在原來的基礎上要增加多少dB。二者相差0dB時，合成之后大3dB,當兩個聲壓級相差15dB以上，數值小的聲壓級影響可以忽略。通過查詢下圖也可以求得合成后的聲壓級大小?；氐竭@一小節開始時提到的問題：70dB+60dB等于多少？我們可以根據這一節第一個公式計算或者對比上圖可以得到結果為70.4dB，記住不是130dB。說完了聲壓級的合成，再說說聲壓級的分解吧。聲壓級的分解通常用于修正背景噪聲的影響，如噪聲測量值Lmeasured修正背景噪音LBGN的影響，不是簡簡單單地Lsource=Lmeasured-LBGN，而是國際規范中關于背景噪聲的修正原則如下圖表示。當背景噪音與聲源的聲壓級差值小于6dB時，測量無效；當二者差值位于6~15dB之間時需要修正，修正按以上公式修正；當二者差值大于15dB時，可忽略背景噪聲對測量結果的影響。文章來源：模態空間

這是個很簡單但實際上非?；A的問題?；卮疬@個問題我們需要考慮聲強。聲強定義為“聲波單位時間內通過單位面積法向的平均聲能”，聲強對面積的積分，則為單位時間內聲源發射的聲能，定義為聲功率，單位為瓦特。因此，聲強的單位為W/m^22，也就是單位面積上功率的尺度。功率在空氣中的參考值為10^-1212W，被認為是正常人耳對1KHz純音勉強能聽到的強度。這似乎合理的選擇，因為我們經常處理的聲音是可聽見的，并且很多都是惱人的。進一步，如果我們考慮理想自由場中的平面波或球面波，那么是沒有反射的，因而，聲波直線傳播，此時聲強定義為Ρ是聲波的峰值壓強，ρ是空氣密度，c是聲波在空氣中的傳播速度。對于正弦波而言因此，有如果轉化為dB，則有空氣中ρc近似為400，因此，我們有10^-12=(2*10^-5)^2/400因此，上式可以寫成這就使用2×10^-55作為參考，關聯了聲壓的RMS值與自由場中勉強可聽見的1KHz的聲強強度，或者轉化為2×10^-5的聲壓。正常測試中，不可能是在理想的自由場中，因此聲壓的dB值被稱作為聲壓級SPL，也就是如果聲壓的RMS值是整個頻率范圍內的，那么我們將有總的聲壓級，經常被稱為OverallLevel。文章來源：模態空間