76
Karakteristike buke – 1 Osnovne karakteristike buke su: nivo buke, frekvencijski sadržaj promene u funkciji frekvencije, vremenska zavisnost promene u funkciji vremena. Do informacija o karakteristikama buke dolazi se merenjem karakterističnih veličina buke u amplitudnom i frekvencijskom domenu. Potpune i tačne informacije o karakteristi- kama buke neophodne su za: sprovođenje osnovnih procedura upravljanja bukom, ocenu stanja nivoa buke, procenu štetnog dejstva buke na čoveka.

Karakteristike buke 1...Karakteristike buke – 1 Osnovne karakteristike buke su: nivo buke, frekvencijski sadržaj – promene u funkciji frekvencije, vremenska zavisnost – promene

  • Upload
    others

  • View
    66

  • Download
    1

Embed Size (px)

Citation preview

Karakteristike buke – 1

Osnovne karakteristike buke su:

nivo buke,

frekvencijski sadržaj – promene u funkciji frekvencije,

vremenska zavisnost – promene u funkciji vremena.

Do informacija o karakteristikama buke dolazi se merenjem

karakterističnih veličina buke u amplitudnom i frekvencijskom

domenu.

Potpune i tačne informacije o karakteristi-

kama buke neophodne su za:

sprovođenje osnovnih procedura

upravljanja bukom,

ocenu stanja nivoa buke,

procenu štetnog dejstva buke na čoveka.

Karakteristike buke - 2

Tip buke određuje:

Od karakteristika buke zavisi izbor:

odgovarajuće merne procedure,

mernog parametra,

merne opreme.

frekvencijski spektar buke,

vremenska zavisnost buke,

Vremenska zavisnost buke - 1

Ujednačena buka - buka relativno

konstantnog nivoa sa promenama do 5dB.

t

LpNepromenljiva buka

t

Lp Promenljiva buka

Kontinualno promenljiva buka - buka promenljivog nivoa

sa promenama preko 5dB.

Za određivanje nivoa buke

dovoljno je merenje A-nivoa

buke koje traje nekoliko

minuta.

Za određivanje nivoa

buke potrebno je

merenje ekvivalentnog

nivoa buke u dužem

vremenskom intervalu.

Vremenska zavisnost buke - 2

Isprekidana buka – buka izvora koji radi u ciklusima, gde

nivo buke veoma brzo raste i opada.

Impulsna buka - buka kod koje se pojavljuje jedan ili više

brzo rastućih vrhova trajanja manje od 1s.

Za određivanje nivoa buke

potrebno je merenje SEL-a za

svaki ciklus rada izvora.

Impulsivnost buke se određu-

je na osnovu razlike merenja

nivoa buke sa različitim vre-

menskim karakteristikama

instrumenta.

t

L p Isprekidana buka

t

L p Impulsna buka

Frekvencijska zavisnost buke - 1

Širokopojasna buka - buka sa približno ravnomernom

raspodelom zvučne energije u širem frekvencijskom opsegu

(više susednih oktava);

Uskopojasna buka - buka čija je zvučna energija sadržana u

užem frekvencijskom opsegu (jedna oktava ili manji broj terci);

Za određivanje nivoa buke

dovoljno je izvršiti frekvencijsku

analizu primenom oktavnih filtra.

Za određivanje nivoa buke

potrebno je izvršiti frekvencijsku

analizu primenom tercnih filtra

Širokopojasna buka

Lp

f

Uskopojasna buka

Lp

Frekvencijska zavisnost buke - 2

Tonalna buka - buka koja sadrži veći deo zvučne energije

na diskretnim frekvencijama.

Za određivanje nivoa buke potrebno je izvršiti frekvenci-

jsku analizu primenom filtra sa užim propusnim opsegom

od jedne terce.

U standardima se često koristi sledeća definicija tonalne

buke za frekvencije iznad 500 Hz - buka kod koje je nivo

buke u nekoj terci za više od 5dB veći u odnosu na nivo

buke u susednim tercama

Tonalna buka

Lp 5dB

Merni lanac

Merni instrumenti se mogu podeliti u tri velike grupe:

analogni,

digitalni,

zasnovani na softverskom rešenju.

Pretvarač Pretpojačavač Težinske krive Detektor

Filtri

IZLAZ

Sistem za analizu signala

Detektor

Ukupni nivo

Frekvencijski

spektar

Pretvarač Pretpojačavač Težinske krive Detektor

Filtri

IZLAZ

Sistem za analizu signala

Detektor

Ukupni nivo

Frekvencijski

spektar

Pretvarač Pretpojačavač Težinske krive Detektor

Filtri

IZLAZ

Sistem za analizu signala

Detektor

Ukupni nivo

Frekvencijski

spektar

Opšta struktura mernih instrumenata:

Osnovne karike mernog lanca - 1

Osnovne karike mernog lanca su:

Pretvarač - pretvara zvučne oscilacije izazvane dejstvom

zvučnih talasa u električni signal.

Pretvarač Pretpojačavač Težinske krive Detektor

Filtri

IZLAZ

Sistem za analizu signala

Detektor

Ukupni nivo

Frekvencijski

spektar

Pretvarač Pretpojačavač Težinske krive Detektor

Filtri

IZLAZ

Sistem za analizu signala

Detektor

Ukupni nivo

Frekvencijski

spektar

Pretvarač Pretpojačavač Težinske krive Detektor

Filtri

IZLAZ

Sistem za analizu signala

Detektor

Ukupni nivo

Frekvencijski

spektar

Pretpojačavač - pojačava električni signal relativno male

amplitude koji se dobije na izlazu pretvarača.

Težinske krive - ponderišu signal u frekvencijskom

domenu čime se dobija trenutni nivo signala sa A, B, C, D

ili linearnom ponderacijom.

Osnovne karike mernog lanca - 2

Osnovne karike mernog lanca su:

Pretvarač Pretpojačavač Težinske krive Detektor

Filtri

IZLAZ

Sistem za analizu signala

Detektor

Ukupni nivo

Frekvencijski

spektar

Pretvarač Pretpojačavač Težinske krive Detektor

Filtri

IZLAZ

Sistem za analizu signala

Detektor

Ukupni nivo

Frekvencijski

spektar

Pretvarač Pretpojačavač Težinske krive Detektor

Filtri

IZLAZ

Sistem za analizu signala

Detektor

Ukupni nivo

Frekvencijski

spektar

Detektor - određivanje energetski srednje vrednosti

signala.

Rezultat merenja i analize buke može biti prikazan na

samom displeju instrumenta ili nekom drugom izlaznom

uređaju kao što je ploter ili štampač.

Filtri - analizu signala u frekvencijskom domenu; rezultat

frekvencijske analize - frekvencijski spektar analiziranog

signala.

Kondenzatorski mikrofon

Najznačajniju kariku u mernom lancu čini pretvarač i od

njegovog izbora u mnogome zavisi preciznost samog

merenja.

tanke metalne membrane,

zaštitna

rešetkamembrana

nepokretna

ploča

izlazni vod

zaštitna

rešetkamembrana

nepokretna

ploča

izlazni vod

Kondenzatorski mikrofon - standardni pretvarač za sva

merenja buke zbog svojih stabilnih i pouzdanih karakteristika

u širokom frekvencijskom području

Mikrofon se sastoji od:

zaštitne rešetke,

nepokretna konusna ploče.

Princip rada - Zvučni talasi pomeraju membranu čime se

menja rastojanje između nje i nepokretne ploče, menja se

kapacitivnost kondenzatora koga čine membrana i ploča.

Tipovi kondenzat. mikrofona - 1

Postoje dva suštinski različita tipa kondenzatorskih mikrofona

u odnosu na tip polarizacije

Polarizovani kondenzatorski mikrofon – naelektrisanje

nepokretne ploče se obezbeđuje dodatnim jednosmernim

naponom za polarizaciju (obično 200V).

Pretpolarizovani kondenzatorski mikrofon – konstano

naelektrisanje se u fazi izgradnje mikrofona smešta na

nepokretnu ploču tako da nije potreban dodatni napon za

polarizaciju.

Polarizovani mikrofon

Pretpolarizovani mikrofon

Tipovi kondenzat. mikrofona - 2

Pretpolarizovani mikrofoni su obeleženi sa dve crte na samom

dnu duž oboda celog mikrofona.

Veoma je važno da napon polarizacije na

mernom instrumentu bude pravilno izabran

Pogrešnim izborom napona polarizacije mikrofon se ne može

oštetiti ali merenje neće biti validno.

za polarizovane mikrofone 200V,

za pretpolarizovane 0V.

Nedostatak: skupa proizvodnja

i veća cena u odnosu na

klasične mikrofone.

Prednost pretpolarizovanih mikrofona: ne zahteva dodatni

napon polarizacije - manja potrošnja baterija.

cena udobnost

polarizovani pretpolarizovani

PULSE

12CH

2250

Tipovi kondenzat. mikrofona - 3

Izbor veličine mikrofona

Različite veličine: 1", ½", ¼" i 1/8" za različite namene.

Karakteristike mikrofona:

osetljivost,

frekvencijski opseg primene,

dinamički opseg primene,

karakteristika usmerenosti

Izbor veličine mikrofona

Osetljivost mikrofona zavisi od veličine.

osetljivost otvorenog kola 50mV/Pa

4189

][

][]/[

Pap

VEPaVs

PamV

PamVsdBS

/

]/[log][

120

][./

/.log dB

PamV

PamVS 127

1

34320 ]/[. PamVs 343

Ista pobuda (zvučni pritisak) - različit izlaz (napon).

Izbor veličine mikrofona

Dinamički opseg mikrofona između:

praga izobličenja (nivo kada dolazi do izobličenja

signala) praga šuma (nivo kada električni šum pretpojačavača i

termalni šum mikrofona utiče na merenje)

Izbor veličine mikrofona

½" mikrofon je najčešće korišćen mikrofon za merenje buke.

Radni opseg je definisan:

dinamičkim opsegom - može se koristiti za merenje

najtišeg zvuka do 15dB i nivoa koji su znatno iznad praga

bola – do 146dB.

frekvencijskim opsegom koji je širi od audio opsega -

2.6Hz20kHz

Izbor veličine mikrofona

Mikrofoni ne reaguju podjednako kada zvuk dolazi iz

različitih pravaca.

Izbor veličine mikrofona

Na niskim frekvencijama Brüel&Kjær su potpuno neusmereni.

Na visokim frekvencijama osetljivost mikrofona se smanjuje za

zvuk koji dolazi iza mikrofona.

Merači utiču na karakteristiku direktivnosti mikrofona,

naročito na visokim frekvencijama.

Najmanji merni

mikrofoni (1/4" i 1/8")

imaju najbolju

neusmerenu

karakteristiku u audio

opsegu.

Mikrofoni i tip zvučnog polja

Mikrofoni se mogu podeliti na:

"random incidence" mikrofone

"free field" mikrofone

"pressure" mikrofone

Mikrofoni i tip zvučnog polja

Free field mikrofoni imaju ravnu frekvencijsku karakteristiku

osetljivosti za slobodno zvučno polje kada je mikrofon u

polju.

Mikrofon se usmerava ka pravcu dolaženja zvuka.

Kompenzira remećenje zvučnog polja i povećanje zvučnog

pritiska na mestu mikrofona zbog efekta interferencije i

difrakcije.

Rezultat merenja odgovara zvučnom pritisku koji bi postoji u

zvučnom polju bez mikrofona.

Mikrofoni i tip zvučnog polja

Merenje buke na otvorenom prostoru (može se koristiti i u

zatvorenom prostoru ako su refleksije male).

Mikrofoni i tip zvučnog polja

Pressure mikrofoni imaju ravnu frekvencijsku karakteristiku

osetljivosti za slobodno zvučno polje sa mikrofonom u

zvučnom polju.

Ne kompenziraju remećenje zvučnog polja.

U slobodnom zvučnom polju mikrofon se usmerava pod

uglom od 90 u odnosu na pravac zvučnih talasa.

Pokazuju stvarni zvučni pritisak u zvučnom polju kada se u

njemu nalazi mikrofon.

Mikrofoni i tip zvučnog polja

Merenje u zatvorenim malim prostorima (veštačko uvo).

Merenje na površinama gde se mikrofon montira tako da je

membrana u ravni sa izabranom površinom

Mikrofoni i tip zvučnog polja

Podjednako reaguju na zvučne talase koji dolaze iz različitih

pravaca.

U slobodnom zvučnom polju orijetiše se pod uglom 7080

u odnosu na pravac prostiranja zvuka.

Random incidence mikrofoni imaju ravnu frekvencijsku

karakteristiku osetljivosti za difuzno zvučno polje sa

mikrofonom u zvučnom polju.

Mikrofoni i tip zvučnog polja

Merenje u zatvorenom prostoru.

Merenje na otvorenom prostoru kada zvučno polje generiše

više zvučnih izvora,

Mikrofoni i okruženje

Mikrofoni se koriste u različitim okruženjim, gde vlažnost,

temeperatura i strujanje vazduha mogu uticati na preciznost

merenja.

Mikrofoni i okruženje

Strujanje vazduha može prouzrokovati turbulenciju vazduha

oko mikrofona koja izaziva dodatno pokretanje membrane.

Štitnici od poliuretanskih masa se koriste za sprečavanje

uticaja strujanja vazduha.

Dodatno štite mikrofon od prljavštine i slabih padavina.

Mikrofoni i okruženje

Pomeranje mikrofona iz hladnog u toplo okruženje dovodi do

kondenzacije i električnog pražnjenja i oštećenja mikrofona.

U veoma vlažnom okruženju koriste se specijalni umetci za

smanjenje vlage apsoprcijom.

Obavezno korišćenje

štitinika.

Nakon promene okruženja sačekati aklimatizaciju mikrofona.

Mikrofoni i okruženje

Za merenja na otvorenom prostoru koriste se štitinici od kiše,

uređaji sa smanjenje vlage i sprečavanje sletanja ptica.

Mikrofoni se montiraju vertikalno.

Detektor signala

Signal na izlazu filtra ili sekcije težinskih krivih je vremenski

promenljiv signal. i kao takav vodi se na ulaz detektora

signala.

Dovodi se do detektora signala - poslednja kariku pre

izlaznog sistema za prikaz rezultata.

Pretvara č Pretpoja č ava č Te ž inske krive Detektor

Filtri

Sistem za analizu signala

Detektor

Pretvara č Pretpoja č ava č Te ž inske krive Detektor

Filtri

Sistem za analizu signala

Detektor

Pretvara č Pretpoja č ava č Te ž inske krive Detektor

Filtri

Sistem za analizu signala

Detektor

RMSp

srp

peak)(tp

t

RMSp

srp

peak)(tp

t

Signal na ulazu detektora

Signal na ulazu detektora (trenutna vrednost zvučnog

pritiska) - promenljiv talasni oblik.

Brze promene ne može da prati kazaljka (digitalni ekran)

instrumenta a ni merioc.

Amplituda signala se veoma brzo menja.

Srednja vrednost signala u dužem vremenskom intervalu je

jednaka nuli.

Zadatak detektora

Konvertovanje vremenski promenljivog signal u signal čije će

vremenske promene biti sporije i koje se mogu pratiti na

ekranu instrumenta.

Rezultat primene detektora

RMS vrednost analiziranog sinala,

srednju vrednost RMS signala u mernom intervalu,

logaritamska vrednost RMS (očitavanje u decibelima).

RMS signal na izlazu detektora je takođe vremenski

promenljiva veličina.

Efektivna vrednost - RMS

Efektivna vrednost zvučnog pritiska je srazmerna

kvadratu zvučnog pritiska (energiji zvučnog signala).

dttpT

pT

rms 0

21)(

prms – efektivna vrednost zvučnog pritiska,

p(t) – trenutna vrednost zvučnog pritiska

T – vremenski interval usrednjavanja signala

RMS vrednost je različita od nule.

RMS prostoperiodičnog signala je 2

Aprms

RMS detektor

U detektoru signala vrši se:

kvadriranje trenutne vrednosti signala - trenutna

snaga signala,

integracija u definisanom vremenu usrednjavanja -

srednja vrednost,

kvadratni koren srednje vrednosti,

izlazna vrednost se može konvertovati u dB

vrednost.

dttpT

pT

rms 0

21)(

RMSp

srp

peak)(tp

t

RMSp

srp

peak)(tp

t

Ostale veličine

srednja vrednost,

vršna (peak), odnosno maksimalna trenutna vrednost.

dttpT

pT

0

1)(

RMS2PEAK Prostoperiodični signal:

Vremenske ponderacione krive

Efektivna vrednost zvučnog pritiska je takođe vremenski

promenljiva veličina – crvena linija na dijagramu.

Promene su manje.

Brzina promene zavisi od izabrane vremenske ponderacione

(težinske) krive.

Vremenske ponderacione krive (+)

Vreme odziva treba da bude:

dovoljno kratko, kako bi dobili uvid u vremenske

promene zvučnog polja.

dovoljno dugo, kako bi izmerena vrednost bila što

približnija teorijskoj vrednosti energije signala,

Težinska kriva određuje vreme odziva (reakcije) detektora na

signal koji se dovodi na ulaz detektora.

Vremenske ponderacione krive (+)

slow karakteristika, =1s

Vremenske konstante reakcije

fast karakteristika, =125ms

impulse karakteristika, =35ms

Vremenske ponderacione krive (+)

Ako zvučni signal traje dovoljno dugo sve tri krive daju istu

vrednost nakon nekog vremena.

Najbrže reaguje detektor sa impulsnom krivom.

Sadržaj detektora sa

fast krivom se najbrže

prazni - najbolje prati

brze promene priti-

ska.

Najsporije se prazni sadržaj detektora - ne može

odmah da reaguje na sledeći zvučni događaj.

Vremenske ponderacione krive (+)

Ako zvučni signal traje veoma kratko impulsna kriva daje

najpribližniji opis, odnosno najbolje prati promene zvučnog

pritiska.

Vremenske ponderacione krive (+)

Merenje slow karakteristikom:

maskira kratkotrajne impulsne pojave u signalu

olakšava očitavanje RMS vrednosti,

promene na displeju su sporije i mogu da se prate.

Primenjuje kada su promene nivoa buke brze i veće od 4dB,

što onemogućava praćenje i procenu RMS vrednosti.

Nedostatak: ne prati dobro trenutne promene zvučnog

pritiska.

Vremenske ponderacione krive (+)

Merenje fast karakteristikom:

omogućava praćenje relativno brzih promena signala,

otežava određivanje RMS vrednosti za ceo signal,

otežava praćenje promena na displeju instrumenta .

Vremenske ponderacione krive (+)

Uglavnom se primenjuje fast karakteristika, ali ako se signal

suviše brzo menja i onemogućava jasno očitavanje i praćenje

promena, tada se može koristiti i slow karakteristika

Prikazivanje rezultata

Ponderacione frekvencijske krive X (A, C, Z).

Ponderacione vremenske krive Y (F, S, I).

LXY(SPL) - Maksimalni nivo efektivne vrednosti (RMS) u

prethodnoj sekundi.

LAF(SPL)

LCF(SPL)-LAF(SPL) - mera nsikofrekvencijskog sadržaja buke.

Prikazivanje rezultata (+)

Ponderacione frekvencijske krive X (A, C, Z).

Ponderacione vremenske krive Y (F, S, I).

LXYmax (MAXL) - Maksimalna vrednost LXY(RMS) u

mernom intervalu.

LAF(SPL)

LXYmin (MINL) - Minimalna vrednost LXY(RMS) u mernom

intervalu.

LAFmax=82.4dB(A)

LAFmin=76.0dB(A)

LAFmax-LAImax>2dB(A)

buka impulsna

Prikazivanje rezultata (+)

Ponderacione frekvencijske krive X (A, C, Z).

Ponderacione vremenske krive Y (F, S, I).

LXY (INST, LXY(INST)) - Trenutna RMS vrednost poslednjeg

uzorka u prethodnoj sekundi.

LAF 78.3 74.8 76.0 73.1 80.1 77.5 79.0

2260

Prikazivanje rezultata (+)

Ponderacione frekvencijske krive X (A, C, Z).

Ponderacione vremenske krive Y (F, S, I).

LX,pk (Peak), PEAK - Vršna (PEAK) vrednost u prethodnoj

sekundi.

LApk(Peak) 85.1 82.4 80.1 81.3 84.9 83.2 84.5

2260

Prikazivanje rezultata (+)

Ponderacione frekvencijske krive X (A, C, Z).

Ponderacione vremenske krive Y (F, S, I).

LXpeak (MaxP, LX,pk(MaxP)) - Vršna (PEAK) vrednost u

celom mernom intervalu.

85.1 82.4 80.1 81.3 84.9 83.2 84.5

2260

LApk(Peak)

LA,pk(MaxP)=85.1dB(A)

LC,peak 2250

Prikazivanje rezultata (+)

LAeq - ekvivalentni nivo buke (crvena linija)

Pri merenju ekvivalentnog nivoa buke u početku su promene

znatno veće, dok se kasnije nivo stabilizuje.

LAIeq - ekvivalentni nivo buke određen impulsnom

karakteristikom.

LAIeq - LAeq - ocena impulsnog sadržaja buke.

LAIeq - LAeq >10dB(A)

Prikazivanje rezultata (+)

Kumulativna raspodela

Raspodela nivoa

Prikazivanje rezultata (+)

Spektar buke

LZ [dB]

Displej

Indikacija izmerenih vrednosti može biti analogna ili digitalna

na samom displeju instrumenta.

Zapisivanje rezultata može biti i na dodatnim uređajima

(pisačima, ploterima, štampačima, magnetofonima), na

disketnoj jedinici ili memoriji samog instrumenta ili direktno u

memoriju računara povezanog u merni sistem.

Ciljevi frekvencijske analize - 1

Merenjem ukupnog nivoa buke dobija se informacija o ukupno

generisanoj energiji izvora buke.

Taj podatak nije dovoljno indikativan za:

definisanje načina generisanja buke i

određivanje sklopova složene strukture izvora koja

generiše najveći deo energije.

Neophodno je imati

detaljnije informacije

o izmerenoj buci u

smislu određivanja

njenog frekvencijskog

sadržaja.

Ciljevi frekvencijske analize - 2

Frekvencijska analiza nivoa buke omogućava određivanje

nivoa komponenti složenog signala na različitim

frekvencijama.

Rezultat frekvencijske analize je frekvencijski spektar signala

koji daje prikaz nivoa komponenti (amplituda) u funkciji

frekvencije.

Ciljevi frekvencijske analize - 3

Poznavanje frekvencijskog spektra:

daje detaljnije informacije o samom izvoru buke.

omogućava povezivanje odgovarajućih komponenti spektra

sa pojedinim elementima izvora - identifikacija dominantnih

izvora buke,

preduzimanje odgovarajućih mera za snižavanje buke

u proceduri upravljanja bukom.

Izbor mera za

snižavanje buke

zavisi od frekve-

ncijskog karakte-

ra buke.

Pojasna analiza

Za frekvencijsku analizu nivoa buke uglavnom se koristi

pojasna frekvencijska analiza:

zasniva na propuštanju električnog signala kroz određeni

broj analognih ili digitalnih filtra,

filtar propušta samo deo frekvencijskog spektra buke koji

zavisi od propusnog opsega i centralne frekvencije filtra,

kao rezultat dobija se

ukupna energija buke

(energetska suma svih

komponenti) u propusnom

opsegu filtra.

slabljenje

slabljenje

slabljenje

slabljenje

Idealni filtar

Idealni filter propusnik opsega propušta bez slabljenja deo

frekvencijskog opsega signala unutar propusnog opsega filtra.

Van propusnog opsega komponente se potuno oslabljuju.

12 ffB

Propusni opseg je određen kao razlika gornje granične

frekvencije, f2, i donje granične frekvencije propusnog opsega,

f1:

Realni filtar

Realni filtar u propusnom opsegu nema ravnu karakteristiku

već je ona talasasta.

Realni filtar propušta i frekvencije van propusnog opsega, ali

su amplitude tih komponenti dosta oslabljenje

Što je frekvencija dalja od propusnog opsega slabljenje je

veće.

slabljenje

slabljenje

slabljenje

slabljenje

Propusni opseg realnih

filtera može se definisati kao

razlika frekvencija na kojima

nivo signala opada za 3dB

(0.707 puta) u odnosu na

vrednost nivoa signala na

centralnoj frekvenciji filtra.

12 ffB

Tipovi pojasnih filtara

U praksi se koriste dva tipa pojasnih filtara:

filtri sa konstantnom širinom propusnog opsega koja je

nezavisna od centralne frekvencije filtra,

filtri sa procentualno konstantnom širinom propusnog

opsega (CPB).

slabljenje

3dB0dB

slabljenje

3dB0dB

slabljenje

3dB0dB

slabljenje

3dB0dB

CPB filtri

Širina propusnog opsega definisana je određenim procentom

centralne frekvencije:

Propusni opseg filtra širine y% određen je kao:

100

%% 0fy

yB

Širina propusnog opsega se

povećava sa povećanjem

centralne frekvencije, f0.

Centralna frekvencija se određuje kao geometrijska sredina

donje i gornje granične frekvencije:

Za merenje buke uglavnom se koriste CPB filtri a rezultati

frekvencijske analize prikazuju se na logaritamskoj

frekvencijskoj skali.

Tipovi CPB filtara – 1

Za frekvencijsku analizu buke najčešće se koriste CPB filtria

čija je širina jednaka: širini oktave ili terce (1/3 oktave).

širini oktave, ili

terce (1/3 oktave).

Oktavni filtar je pojasni filtar sa najširim propusnim opsegom:

širine koja ima vrednost

70% centralne frekvencije.

gornja granična frekvencija

je dvostruko veća od donje

granične frekvencije filtra.

Tipovi CPB filtara – 2

Tercni filtar je pojasni filtar:

širina propusnog opsega tercnog filtra odgovara 1/3 širine

propusnog opsega oktavnog filtra, ili

23% centralne frekvencije

gornja granična frekvencija je 1.26 puta veća od donje.

Tipovi CPB filtara – 3

Tri susedna tercna filtra daju jedan oktavni filtar sa centralnom

frekvencijom koja je jednaka centralnoj frekvenciji središnje

terce.

Rezultat oktavne i tercne analize

Nivo buke dobijen frekvencijskom analizom primenom

oktavnih (tercnih) filtra naziva se oktavni (tercni) nivo.

Rezultat predstavnja energetsku sumu svih komponentu u

okviru posmatrane oktave (terce).

Standardizovane oktave i terce

Metode frekvencijske analize

Instrumenti namenjeni za pojasnu frekvencijsku analizu

signala nazivaju se frekvencijski analizatori.

Baziraju se na primeni sledećih metoda:

sekvencijalna ili serijska analiza sa filtrima koji imaju

fiksnu centralnu frekvenciju,

sekvencijalna ili serijska analiza i sa filtrima čija je

centralna frekvencija promenljiva.

paralelna analiza.

Serijska analiza, tip 1 - 1

Frekvencijska analiza vrši se sukcesivnim propuštanjem

signala kroz skup filtra različitih fiksnih centralnih frekvencija.

Centralne frekvencije fitara su projektovane tako da svi filtri

zajedno pokrivaju ceo frekvencijski opseg koji je od interesa.

Signal iz pretvarača paralelno se dovodi na

ulaz svih filtra

Detektor signala se

sukcesivno povezuje

na izlaze različitih

filtra uglavnom ručnim

menjanjem aktivnog

filtra.

Serijska analiza, tip 1 - 2

Rezultat analize je komponenta spektra na odgovarajućoj

centralnoj frekvenciji filtra.

Kako je u jednom trenutku samo jedan filtar aktivan,

analiza traje dugo.

Za preciznost analize neophodno je

da signal bude stacionaran u

vremenu, odnosno da promene

nivoa buke odgovaraju tipu

nepromenljive buke.

Na ovaj način nije moguće sprovesti

analizu u realnom vremenu

Serijska analiza, tip 2

Frekvencijska analiza signala vrši se pomoću jednog filtra čija

je centralna frekvencija promenljiva.

Promenom centralne frekvencije filtra prekriva se ceo

frekvencijski opseg od interesa.

Rezultat analize je kontinualni spektar.

I ova vrsta analize traje dugo i za

preciznost analize neophodno je da

signal bude stacionaran u vremenu. f0

Ovaj način ne omogućama analizu u

realnom vremenu.

Paralelna analiza

Frekvencijska analiza vrši se korišćenjem grupe filtara

različitih centralnih frekvencija koji zajedno prekrivaju ceo

frekvencijski opseg.

Signal iz pretvarača istovremeno se propušta kroz sve filtre

Paralelna analiza je veoma brza.

Nije neophodno da signal bude

stacionaran u vremenu.

Rezulztat analize je frekvencijski

spektar dobijen analizom istog

segmenta signala na svim centralnim

frekvencijama filtra.

Analiza se vrši u realnom vremenu.

Kalibracija mernog lanca

Pre svakog merenja neophodno je izvršiti kalibraciju

mikrofona i instrumenta zajedno.

Kalibracijom se:

proverava funkcija mernog sistema od mikrofona do

sistema za indikaciju

obezbeđuje pouzdanost i preciznost merenja.

Pretvarač Pretpojačavač Težinske krive Detektor

Filtri

IZLAZ

Sistem za analizu signala

Detektor

Ukupni nivo

Frekvencijski

spektar

Pretvarač Pretpojačavač Težinske krive Detektor

Filtri

IZLAZ

Sistem za analizu signala

Detektor

Ukupni nivo

Frekvencijski

spektar

Pretvarač Pretpojačavač Težinske krive Detektor

Filtri

IZLAZ

Sistem za analizu signala

Detektor

Ukupni nivo

Frekvencijski

spektar

Kalibracija mikrofona

Mikrofon, kao najosetljivija karika mernog lanca, fabrički se

kalibriše čime mu se definiše osetljivost data u njegovoj

kalibarcionoj karti.

Osetljivost mikrofona, data u mV/Pa, potrebno je uneti kao

početni podatak pri kalibraciji mernog lanca.

Osetljivost mikrofona je potrebno proveravati u određenim

intervalima laboratorijskim metodama.

Terenska kalibracija

Za terenska merenja primenjuje se jednostavniji metod

kalibracije mernog lnaca pomoću kalibrisanih izvora zvuka.

Kalibrisani izvor zvuka na definisanoj frekvenciji generiše

zvučno polje definisanog nivoa.

Za kalibraciju mernog lanca za merenje nivoa buke uglavnom

se koriste dva tipa kalibrisanih izvora zvuka:

pistonfon,

kalibrator zvuka.

Pistonfon

Pistonfon proizvodi nivo od 124dB na frekvenciji

od 250Hz, sa tačnošću od 0.2dB.

Zvuk generiše uz pomoć dva mala klipa koja se

pokreću pomoću baterijski napajanog motora.

Kalibracija je zavisna od primenjene težinske krive.

Ako se pri kalibraciji koristi

A-težinska kriva instrument

treba da pokaže:

124dB-8.6dB=115.4dB

jer je 8.6dB slabljenje A-

težinske krive na 250Hz.

Kalibrator zvuka

Kalibrator zvuka proizvodi nivo od 94dB na

frekvenciji od 1000Hz, sa tačnošću od 0.25dB,

Zvuk generiše uz pomoć stabilnog oscilatora koji

pobuđuje piezoelektrični element koji vibrira, kao i

metalnu dijafragmu koja svojim oscilovanjem

kreira zvučno polje.

Kalibracija je nezavisna od

primenjene težinske krive.

Ni jedna težinska kriva ne unosi

nikakvo slabljenje na frekvenciji

generisanog kalibracionog

signala od 1000Hz.