2.6 声波的叠加

当空间中存在多个声源时，每个声源在空间中传播的特性不会因为其他声波的存在而改变其传播规律，但是会在空间中某些位置上产生振动的叠加现象。通常情况下，声波由幅值、频率、传播方向和相位来描述。

当两个声波的幅值、频率和传播方向相同但相位相反时，叠加后的声波的幅值会相互抵消，幅值将会变为零。

当两个声波的幅值和传播方向相同但频率相近时，叠加后的声波将会在叠加区的不同位置出现声音加强或减弱的“声波干涉”现象。

当两个声波的频率差处于不同的频率范围时，叠加后的声波会表现出不同的调整特性。如果两者的频差＜15Hz，会出现明显的幅值波动；当频差在15～300Hz的范围时，会出现明显的粗糙特性；当频差＞300Hz时，会感受到两个明显的纯音。

声源叠加后的结果需按照能量叠加的原理进行换算。对多个不相关的声源，其叠加后的声压级为原始声源的能量叠加。声压级的合成结果计算公式为

式中 L_pn——第n个声源的声压级；

L_p总——n个声源总的声压级。

例：假设三个声源产生的声压级L_p1=70dB、L_p2=70dB、L_p3=75dB，求总声压级L_p总。

解：

将上述数据相加，得到

按式（2-17）计算合成的总声压级L_p总

L_p总=10lg（5.162×10⁷）dB=77.1dB

若任意两个声压级L_p1和L_p2相等，则合成的声压级L_p1+2的计算公式为

若任意两个声压级L_p1和L_p2不相等，且声压级L_p1大于声压级L_p2，则合成的声压级L_p1+2计算公式为

按照式（2-19）计算，两个不同声压级的声源叠加之后，总声压级为在两者较大声压级的基础上再增加一个增量。不同声压级差对应的增量见表2-10。

声压级相减是声压级叠加的逆过程。声压级的相减通常应用于修正背景噪声的影响。如果合成噪声的测量值为L_p1+2，背景噪声为L_p1，则被测声源的噪声测量值L_p2计算公式为

国际标准中关于背景噪声的修正原则如图2-10所示。在噪声的精密测量领域，当背景噪声与待测声源的声压级差小于6dB时，测量无效；当背景噪声与待测声源的声压级差为6～15dB时，修正值按式（2-20）或表2-10进行修正；当背景噪声与待测声源的声压级差大于15dB时，可忽略背景噪声对测量结果的影响。上述的“6dB”限值要求主要针对的是高精度测量领域，对于不同的测试精度，背景噪声差值要求和修正方法也存在较大的差异。