2.5 聲級的計權方式

聲級的計權方式分為頻率計權與時間計權。頻率計權聲級是通過一種以頻率為函數的標準帶通濾波器測得的（或用標準計權函數曲線計算的）聲級，目前國際上已標準化的曲線為A、B、C、D四種曲線，這些曲線都反映人類聽覺的四種頻率響應特性；時間計權是規定時間常數的時間指數函數，該函數是對瞬時聲壓的二次方進行計權。對聲級計而言，規定的時間常數為“快”檔（F）125ms、“慢”檔（S）1000ms和“脈沖”檔（I）35ms。聲級的計權方式見表2-9。

人耳對不同頻率聲級的反應是不一樣的。在如圖2-7所示的人耳的可聽范圍內，正常人耳敏感的頻帶為2000～6000Hz，且人耳的頻響特性會隨著聲音大小的變化而變化，人耳在低頻段和高頻段的聲音感知能力不如中頻段。

以1kHz的聲級為基準，將不用頻率但聽覺上感覺同樣響的聲級測點連接起來，繪制成圖2-8所示的等響曲線。等響曲線上1kHz的聲級分貝值即為響度級。這種等響曲線已經由國際標準ISO 226進行了標準化。標準等響曲線是很多健康人測量統計的結果，大體上反映了人的聽覺對不同頻率純音的響應。標準等響曲線提供了聲學主觀量與客觀量關系的基礎。

有了等響曲線，人們就希望聲音的測量也能接近人的聽覺特性，因此將40方、70方和100方三條曲線進行簡化，并定義為A計權曲線、B計權曲線和C計權曲線。

為了模擬人耳聽覺在不同頻率有不同的靈敏性，在聲級計內設有一種能夠模擬人耳的聽覺特性，將電信號修正為與聽感近似值的網絡，這種網絡叫作計權網絡。通過計權網絡測得的聲壓級，已不再是客觀物理量的聲壓級（叫作線性聲壓級），而是經過聽感修正的聲壓級（叫作計權聲級或噪聲級）。

A計權聲級是模擬人耳對40方純音的響度，當信號通過時，其低頻、中頻（1000Hz以下）有較大的衰減；B計權聲級是模擬人耳對70方純音的響度，它對信號的低頻段有一定衰減；C計權聲級是模擬人耳對100方純音的響度，在整個頻率范圍內有近乎平直的響應。三者的主要差別是對噪聲低頻成分的衰減程度不同，A計權聲級衰減最多，B計權聲級次之，C計權聲級最少。GB/T 3785.1—2010/IEC 61672-1：2002中只規定了A、C和Z（不計權）頻率計權相對應響應及允許誤差。

由于A計權曲線很接近人耳對噪聲感覺的特性，因此目前所有噪聲測試都規定用A計權聲級。C計權則比較接近于線性不計權的結果，D計權用于評價1～10kHz頻率范圍內的單個飛機噪聲和脈沖噪聲，B計權一般較少使用。對于艦船用場合，因要考慮結構噪聲等隱蔽性、安全性問題，除用A計權外，還要用C計權聲級。C計權曲線接近平直特性，有時將其作為線性曲線用。計權聲極可以是計權聲壓級、聲強級、聲功率級或加速度級。

時間計權通常用于聲級計測量中，并且是時間計權與前面的頻率計權配合使用，才能使測量結果在一定程度上反映出人的主觀感受特性。所謂的時間計權實際上是對測量信號進行時間平均。通常時間平均特性包含三種方式，即“快”檔（F）、“慢”檔（S）和“脈沖”（I）檔。

對于連續的聲音信號，通常用“快”檔和“慢”檔計權。“快”檔計權的時間常數為125ms，“慢”檔計權的時間常數為1000ms。對于穩態的連續聲音信號，兩種計權方式沒有明顯差異，但由于平均的時間長短不一樣，如果被測聲音波動較大，則用“慢”檔平均得到的結果更穩定。但是由于平均時間長，會使峰值與峰谷測量產生誤差，因此，為了準確地了解信號的實時變化，宜用“快”檔計權。對于脈沖聲音，則宜用脈沖計權，對應的時間常數為35ms。之所以選取脈沖計權的時間為35ms，是因為人耳對瞬時聲壓波動沒有響應，但對動態聲壓的均方根值有響應，且平均響應時間間隔約為35ms。