【matlab版】如何利用代码计算声音信号的声压级

1、声压（Sound Pressure）

声压是声波传播过程中引起的介质（如空气、水等）中的压力变化。它是声波的基本物理量之一，用来描述声波在某一位置上的瞬时压力大小。

声压的单位是帕斯卡（Pa），1 Pa 等于 1 牛顿每平方米（N/m²）。

声压通常使用麦克风测量。麦克风可以将声压变化转换为电信号，从而测量声压的大小。声压是一个位置依赖量，不同位置的声压值可能不同，因此测量时通常需要在多个位置进行测量，尤其是在复杂声场中。

2、声压级（SPL，Sound Pressure Level）

声压级是声压相对于参考声压的对数比例，通常以分贝（dB）为单位表示。

3、matlab绘制声压级图

①根据示波器中导出的波形图（csv文件即为excel表格）绘制波形图及其声压级图

Matlab 复制代码

[file, path] = uigetfile('*.CSV', 'Select the CSV file');
if isequal(file, 0)
    disp('User selected Cancel');
else
    fullFilePath = fullfile(path, file);

    % 读取CSV文件
    data = readtable(fullFilePath);

    % 提取时间和振幅数据
    t = data{:,1}; % 如果表格的列顺序是固定的，可以使用索引
    x = data{:,2}; % 如果表格的列顺序是固定的，可以使用索引

    % 绘制波形图
    figure;
    subplot(2,1,1); % 使用子图，将波形图和声压级图放在同一个窗口
    plot(t, x);
    xlabel('Time (s)');
    ylabel('Amplitude');
    title('Waveform');
    grid on;

    % 计算声压级
    p0 = 20e-6; % 参考声压 (20 µPa)
    SPL = 20 * log10(abs(x) / p0); % 计算声压级

    % 绘制声压级图
    subplot(2,1,2);
    plot(t, SPL);
    xlabel('Time (s)');
    ylabel('SPL (dB)');
    title('Sound Pressure Level');
    grid on;
end

②根据自己所定义的声音信号及其采样频率绘制波形图及其声压级图

Matlab 复制代码

% 定义参数
fs = 40;  % 采样频率 (Hz)
t = 0:1/fs:5;  % 时间轴 (5秒)

% 生成随机声音信号 (白噪声)
signal = randn(size(t));

% 绘制声音波形图
figure;
subplot(2, 1, 1);
plot(t, signal);
title('声音波形图');
xlabel('时间 (秒)');
ylabel('幅度');
grid on;

% 计算声压级 (SPL)
% 通常情况下，声压级需要参考一个标准参考值 (如20微帕斯卡)
% 这里我们假设声音信号的单位为帕斯卡，并且参考值为 20e-6 Pa
reference_pressure = 20e-6;  % 参考声压 (20微帕斯卡)
spl = 20 * log10(abs(signal) / reference_pressure);

% 绘制声压级图
subplot(2, 1, 2);
plot(t, spl);
title('声压级 (SPL) 图');
xlabel('时间 (秒)');
ylabel('声压级 (dB)');
grid on;