2.6 聲波的疊加

當(dāng)空間中存在多個聲源時，每個聲源在空間中傳播的特性不會因為其他聲波的存在而改變其傳播規(guī)律，但是會在空間中某些位置上產(chǎn)生振動的疊加現(xiàn)象。通常情況下，聲波由幅值、頻率、傳播方向和相位來描述。

當(dāng)兩個聲波的幅值、頻率和傳播方向相同但相位相反時，疊加后的聲波的幅值會相互抵消，幅值將會變?yōu)榱恪?/p>

當(dāng)兩個聲波的幅值和傳播方向相同但頻率相近時，疊加后的聲波將會在疊加區(qū)的不同位置出現(xiàn)聲音加強或減弱的“聲波干涉”現(xiàn)象。

當(dāng)兩個聲波的頻率差處于不同的頻率范圍時，疊加后的聲波會表現(xiàn)出不同的調(diào)整特性。如果兩者的頻差＜15Hz，會出現(xiàn)明顯的幅值波動；當(dāng)頻差在15～300Hz的范圍時，會出現(xiàn)明顯的粗糙特性；當(dāng)頻差＞300Hz時，會感受到兩個明顯的純音。

聲源疊加后的結(jié)果需按照能量疊加的原理進行換算。對多個不相關(guān)的聲源，其疊加后的聲壓級為原始聲源的能量疊加。聲壓級的合成結(jié)果計算公式為

式中 L_pn——第n個聲源的聲壓級；

L_p總——n個聲源總的聲壓級。

例：假設(shè)三個聲源產(chǎn)生的聲壓級L_p1=70dB、L_p2=70dB、L_p3=75dB，求總聲壓級L_p總。

解：

將上述數(shù)據(jù)相加，得到

按式（2-17）計算合成的總聲壓級L_p總

L_p總=10lg（5.162×10⁷）dB=77.1dB

若任意兩個聲壓級L_p1和L_p2相等，則合成的聲壓級L_p1+2的計算公式為

若任意兩個聲壓級L_p1和L_p2不相等，且聲壓級L_p1大于聲壓級L_p2，則合成的聲壓級L_p1+2計算公式為

按照式（2-19）計算，兩個不同聲壓級的聲源疊加之后，總聲壓級為在兩者較大聲壓級的基礎(chǔ)上再增加一個增量。不同聲壓級差對應(yīng)的增量見表2-10。

聲壓級相減是聲壓級疊加的逆過程。聲壓級的相減通常應(yīng)用于修正背景噪聲的影響。如果合成噪聲的測量值為L_p1+2，背景噪聲為L_p1，則被測聲源的噪聲測量值L_p2計算公式為

國際標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于背景噪聲的修正原則如圖2-10所示。在噪聲的精密測量領(lǐng)域，當(dāng)背景噪聲與待測聲源的聲壓級差小于6dB時，測量無效；當(dāng)背景噪聲與待測聲源的聲壓級差為6～15dB時，修正值按式（2-20）或表2-10進行修正；當(dāng)背景噪聲與待測聲源的聲壓級差大于15dB時，可忽略背景噪聲對測量結(jié)果的影響。上述的“6dB”限值要求主要針對的是高精度測量領(lǐng)域，對于不同的測試精度，背景噪聲差值要求和修正方法也存在較大的差異。