[科普中國]-倍頻程

在濾波特性曲線上，頻率之比為2或1/2的兩個頻率之間的間隔。對于低通濾波器，二倍的截頻點稱倍頻程；對于高通濾波器,二分之一的截頻稱倍頻程。倍頻所對應的分貝數(shù)與截頻所對應的分貝數(shù)之差稱濾波器陡度。對帶通濾波器的頻率特性曲線，兩截頻間的頻率范圍稱頻帶。截頻、陡度和頻帶是描述濾波器件性能常用的三個參數(shù)。1

簡介頻譜分析是通過對聲音頻譜的研究，了解聲音的能量在不同頻率上分布的情況，從而了解聲源的特性及深入研究聲波的產(chǎn)生、傳播、接收和對聽者的影響等方面的問題，為噪聲控制和治理提供依據(jù)。但是，對聲音的連續(xù)譜或復合譜中的每個頻率成分都進行分析是不容易的，也是沒有必要的。為了研究方便，常把整個音頻范圍按一定規(guī)律劃分為若干個相連的頻段，每一頻段稱為一個頻帶。根據(jù)相鄰兩個頻帶之間的關系，劃分的方法有等帶寬、等比帶寬等。在噪聲研究中，常用等比帶寬的方法劃分頻段，即按倍頻程劃分頻率區(qū)間。2

人耳聽音的頻率范圍為20Hz到20KHz，在聲音信號頻譜分析一般不需要對每個頻率成分進行具體分析。為了方便起見，人們把20Hz到20KHz的聲頻范圍分為幾個段落，每個頻帶成為一個頻程。頻程的劃分采用恒定帶寬比，即保持頻帶的上、下限之比為一常數(shù)。實驗證明，當聲音的聲壓級不變而頻率提高一倍時，聽起來音調也提高一倍。

若使每一頻帶的上限頻率比下限頻率高一倍，即頻率之比為2，這樣劃分的每一個頻程稱1倍頻程，簡稱倍頻程。如果在一個倍頻程的上、下限頻率之間再插入兩個頻率，使 4個頻率之間的比值相同（相鄰兩頻率比值=1.25992倍）。這樣將一個倍頻程劃分為3個頻程，稱這種頻程為1/3倍頻程。其中n倍倍頻程是指以oc=2n為系數(shù)，在基準頻率f0的前后各取 ，然后分段計算功率譜后合并得到。其中， 為基準頻率。

應用所以我們通常使用的31段均衡器也稱為1/3倍頻程均衡器。

兩個頻率相比為2的聲音間的頻程，一倍頻程之間為八度的音高關系，即頻率每增加一倍，音高增加一個倍頻程，圖示均衡器的的各頻點之間就是倍頻程關系。倍速錄音用雙卡錄音機錄音時，為了節(jié)省錄音時間而設置的功能，倍速錄音的磁帶速度是正常錄音的兩倍，所花時間縮短了一倍，監(jiān)聽錄音效果時，聲音為快速播放效果，音調升高一個八度。

最后總結一句話定義倍頻程就是,頻率為2:1的頻率間隔的頻帶。

倍頻程分析聲音除了用聲級度量之外，還必須了解評價它的頻率特性。日常說聲音的尖銳和低沉，悅耳和嘈雜，都是因為聲音的頻譜，即不同頻率成分的聲級值不同形成的。由于人耳可以感受到的聲音頻率為20—20000Hz，頻率變動范圍有1000倍，因此工程上習慣用頻程來作聲音的頻譜分析。3

設定頻程的上限頻率為fu，下降頻率為f1，中心頻率值為f0，則上下限頻率之差值為△f，亦稱為頻帶寬度，這個頻帶寬度常常以頻程來劃分，以上限頻率和下限頻率的比值確定，即f1/fu=2n

當n=1時，稱為1倍頻程分析；當n=1/3乃時，稱為1/3倍頻程分析。

以倍頻程或1/3倍頻程的頻率分隔為橫坐標，以聲級為縱坐標，對聲音作頻率分析或頻譜分析。這種方法在噪聲的測量與控制中經(jīng)常使用。

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

徐思朋 - 副教授 - 中國海洋大學