听力小百科第14讲——倍频程

人耳听音的频率范围为20Hz到20k Hz，在声音信号频谱分析一般不需要对每个频率成分进行具体分析。为了方便起见，人们把20Hz到20kHz的声频范围分为几个段落，为了便于测量和分析，也为了测试仪器设计和制造的可能性，将其以频率范围划分成若干个连续频带，每个频带成为一个频程。频程的划分采用恒定带宽比，即保持的上、下限之比为一常数。实验证明，当声音的声压级不变而频率提高一倍时，听起来音调也提高一倍。每一个频带的上限频率fⁱ₂（最大频率）和下限频率fⁱ₁（最小频率）遵循以下关系：

fⁱ₂=2ⁿ •fⁱ₁

fⁱ₂:第i个频带的上限频率

fⁱ₁:第i个频带的下限频率

n:倍频程数，n=1，1/2，1/3，1/12等

每一频带的上限频率和相邻的下一个频带的下限频率相等，这叫做邻接条件，即

fⁱ₂=fⁱ⁺¹₁

各个频带在频率轴上的位置，用该频带的中心频率fⁱ₀ 来表示 ，它定义为频带上下限的几何平均值：

fⁱ₀=√fⁱ_1•fⁱ₂

Bⁱ=fⁱ₂-fⁱ₁

由上述的式子可得：

fⁱ⁺¹₀=2ⁿ•fⁱ₀

可见，各频带的中心频率也满足倍频程关系。当倍频程数n确定后，比例带宽即Bⁱ/fⁱ₀是一个常数。

按照以上的规律划分的频带称为n倍频程，即1倍频程（简称倍频程）、1/2倍频程、1/3倍频程，按此原则设计的带通滤波器组称为n倍频程式滤波器。在音乐学中，1倍频程被称为八度，两个同名音符之间的频率是双倍的，即频率每增加一倍，音高就增加一个倍频程。

在噪声和振动测量中，1倍频程和1/3倍频程较为常用。其中，1/3倍频程是使用的最多的，因为其频带划分更接近于人耳。在声学中，1000Hz是很重要的，在名词解释等响曲线中就将其作为响度级——方的基准频率。因此，规定了1000Hz为声学测量中所用频率系列的基准频率。根据国际电工委员会（IEC）的推荐，1/3倍频程的中心频率为：

f₀=1000•10^3n/10Hz，n=0，±1，±2，±3……

表一为我们常用的1倍频程和1/3倍频程的中心频率和带宽。由表1可见，随着中心频率的增大，带宽也增大。

表1 1倍频程和1/3倍频程的中心频率和带宽

使用预估听力级表示诱发电位反应阈值的优点在于：一方面更加接近纯音听阈dB HL，另一方面可避免主客观检查均用dB HL 进行描述造成的混淆。以dB eHL表示的ABR反应阈值，可作为纯音听力图中以dB HL表示的纯音听阈的代替量为听力障碍等级的划分和评定提供参考的依据。

纯音听阈测试中，测试频率点常采用1倍频程频率，特别情况下，选择增加测试1/2倍频程频率点：相邻倍频程点间的听阈值相差≥20dB HL；测试噪声性听力损失时，在2kHz和4kHz之间增加测试1/2倍频程频率3kHz点，4kHz和8kHz之间增加测试1/2倍频程频率6kHz点。

因为给予不同频率的声信号时，起掩蔽作用的并不是房间内的所有噪声，而是测试信号所在频率的临界带宽范围内的噪声。因此，了解一个隔声室的隔声效果是否够好，就需要要用具有倍频程测量功能的声级计来测量环境中1/3倍频程声压级或倍频程声压级即可，然后将测得的数值与国家标准（GB/T16403-1996）规定的最大允许环境声压级比较，对照是否符合标准。

[1]周传德主编. 机械工程测试技术[M].重庆：重庆大学出版社.2014

[2]《电子工业技术词典》编辑委员会编. 电子工业技术词典 基本电子线路[M]. 北京：国防工业出版社.1977

[3]王永华，徐飞主编. 诊断听力学[M]. 浙江：浙江大学出版社.2013