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声与振动测试实验指导书 西北工业大学航海学院 2012年 3 月 实验一 声信号采集及Spectra软件应用 一、实验目的 1. 学会用计算机声卡采集、保存、处理声频信号，并将其存为数据文件； 2. 采集给定设备的噪音信号或语音信号，分析其时域特征及频谱结构； 3. 学习spectra lab(plus)谱分析软件的使用,用该软件对所采集的声信号进行谱分析。 二、实验要求 1. 熟悉spectra lab的应用环境，能够在各种模式下正确操作运行； 2. 能够正确地采集语言、音乐及设备噪声信号，并将其记录成数据文件，同时能用spectra软件对这些文件进行时域及频域分析。 三、实验环境 1. 声传感器（microphone） 2. 大宇牌手电钻：250W 3. 通用计算机 4. spectra lab(plus)谱分析软件 5. 有源音箱 四、实验内容、步骤 实验内容： 1. 采集并保存手电转钻空转时的噪音信号，观察其时域信号特点（最大值、最小值及均值等）及频谱特征；将其存为.WAV文件格式，用Matlab语言调入后分析频谱结构，绘出频谱简图。 2. 采集并保存本人的声音信号（唱或朗读），观察其信号实域及频域特点，绘出频谱简图。 实验步骤： 1.将声传感器（microphone）连接到计算机的mic输入口。 2.启动计算机，打开spectra lab(plus)谱分析软件，进行有关设置，如： 采样频率/样本点数/平均次数/抽取比例/显示设置等。 3.模式（Mode）设置 (1). 将Mode设置为实时（Real time）方式,打开Run运行开关，此时输入的信号为背景噪声，通过时域及频域观察窗可观察到相应的时域及频域波形，通过调节有关按钮（如频率扩展、压缩、自动量程等），使图形显示适中。 (2). 由声源分别发出单频、多频及扫频声，调节有关按钮，观察相应的时域及频域波，同时注意观察有信号时和无信号时声级的差别，即背景噪声的大小。 (3). 将Mode设置为记录器方式（Rcorder）,由声源分别发出单频、多频及一段音乐，将其记录为三个.wav文件，按Rec按钮开始记录，同时记时表开始记时，根据记时表，将所记录将文件长度控制在4～10秒。所记录的文件也可在该方式下播放。 (4). 将Mode设置为后处理方式（Post process），分别打开所记录的文件，进行相应的谱分析。该文件也可用Matlab程序打开，做进一步的编辑处理等。 五、实验报告要求及记录格式 1. 根据谱分析结果,画出手电钻空载时的时域及频域图，并分析其频谱特性； 2. 画出所采集的语言声及音乐声时频域图，分析其频谱特点。 六、实验注意事项 1．声音信号采集时注意控制背景噪声（说话、桌面及地面振动等）。 2．设备噪声信号采集时应注意安全。 七、讨论思考题 本试验所用的采集系统有什么优缺点？不同形式的信号听起来有什么区别？ 实验二 城市区域环境噪声测量 一、实验目的 1．监测环境噪声,掌握城市区域环境噪声的基本测量方法。 2．根据所测区域的噪声分布，对该区域进行噪声评定分析。 二、实验要求 1．在校园内选择具有代表性的区域，通过目测进行网格布点，测点应不小于10点。 2．要求2人一组，相互配合，每个测点记录数据不少于100个。 三、实验环境 1．校园内自选具有代表性的区域 2．HS5633数字声级计 HS5633数字声级计简介： 该仪器符合国际IEC651或GB3785-83Ⅱ型仪器的要求。能实现一般声级测量并具有最大声级保持功能，其主要技术指标如下： 1） 测量范围：40—130dB 2） 频率特性：A计权 3） 检波特性：真实有效值 4） 动态特性：快和慢 5） 传声器： 1/2英寸驻极体电容传声器 四、实验内容、步骤 实验内容：城市区域环境噪声测量 实验步骤： 1．每两人一组到302专业实验室领取声级计，并进行仪器标定。用标准声源标定时，显示器应指示94±0.5dB,否则，调节CAL电位器使之达到规定值。 2．选择合适的测量区域如各教学区、体育场、生活区等，将其划分为等距网格，确定测点位置，测点数为15～20。 3．每隔5秒读一瞬时A声级，每次每个测点应连续读取100个数据。 4．按照下式计算各测点的等效连续声级LAeq，T。 其中 n为每个测点的数据个数 LPAi为瞬时A声级， 5．按照LAeq，T绘制噪声污染图，一般以5dB为以等级，以不同颜色或阴影线表示各噪声污染等级，如下表所示。 噪声带 颜色 阴影线 35dB以下 浅绿色 小点，低密度 36～40dB 绿色 中点，中密度 41～45dB 深绿色 大点，高密度 46～50dB 黄色 垂直线，低密度 51～55dB 褐色 垂直线，中