听到了吗?产品设计中的调性

当设计一个产品的时候，很多思考都是关于它如何工作。但是它听起来会怎么样呢?吹着口哨的吹风机，吹着口哨的笔记本电脑，或者嗡嗡作响的电动汽车很快就会被消费者拒绝。提高音质在他们的产品中，工程师们分析了各种各样的声音指标，包括对整体声音或音调中频率成分的测量。

音调是什么?

调性，或调性，是一种心理声学指标，它识别出背景噪音中出现的音调，以确定它们对声音感知的贡献。声源的调性是一个主要的指标，通常看提高产品的音质，以及响度、锐度、粗糙度和波动强度。

量化调性意味着如何翻译“调性”人的耳朵能听见声音为客观指标。在工业应用中，如汽车、航空、铁路或消费品，调性表示的相对重量的调性成分对其周围的频率内容。

调性例子:两架飞机

为了理解调性是如何影响我们所听到的，听听这两个音阶之间的音阶差异。

在这两个文件中，您可以听到由涡轮机引起的叶片通过频率(BPF)。这相当于涡轮转速乘以叶片数量。你会注意到“airplane two”听起来比“airplane one”更有音调。这是因为它包含了来自其他声音的频率。当一个音调的声音被高度感知，简单地说，它是恼人的。

BPF本身和周围的噪声会影响我们对音调内容的感知。出现频率周围的能量越多，频率就越不容易被感知，因此声音的音调就越低。

心理声学的音调

常用的几种心理声学指标来计算声信号的调性，其计算方法采用国际标准:

注:在Ansys Sound软件中，对于每个心理声学指标，计算剖面包括一个自动音调检测程序。

例如，音噪比(TNR)是某一音调与以其为中心的噪声临界频带(CB)之间的能量比:

突出比(PR)为音调周围的临界带与最接近的两个带之间的能量比:

模拟音调

在各种各样的应用程序中，评估调性是至关重要的，例如电动马达暖通空调系统和建筑机械。但在这些复杂的系统中，识别单一的声源是非常困难的。为了将噪音分解成不同的来源，并分析它们对系统整体声音的影响，工程师可以使用Ansys的声音模拟和测试数据。

风扇噪声仿真

在本例中，工程师使用Ansys流利和声音，以提高风扇的音质。的计算流体动力学(CFD)模拟由Fluent负责确保风扇设计合理，而Sound负责确保风扇的噪音符合其应有的要求。

为预测设计对风机音质的影响，对第二扇风机进行了扭曲叶片的改进设计。根据Aures和ECMA74模型，修改设计将调性划分约3 tu。对于tnr，在修改后的设计中只有260 Hz的音调出现。通过这个模拟，工程师证实改变叶片的形状可以减少噪音的音调含量，从而提高整体的音质。

电机噪声仿真

调性对用户体验产生负面影响的另一个例子是电机。

电机的声音由于滚动和气动噪声的高音调，可以令人讨厌。这些与马达速度相关的音调被称为“指令”。

多亏了声音，调性可以通过查看由电机产生的指令的TNR或PR来计算。这显示了订单48和订单60两个强烈的色调出现，这可能会让司机和乘客感到厌烦。

设定正确的基调

要设计出符合音质标准的产品，并创造顾客喜欢的听觉体验，分析和解决噪声源是至关重要的。通过声学仿真而声学指标，如调性，工程师可以识别每一个吱吱声，嗡嗡声和哨声，并探索选项，为他们的项目创造理想的声音。了解更多关于开始Ansys声学软件与你Ansys学习中心帐户。