來源:朗德科技公眾號(ID:landtop-tech)
高爾夫球杆擊中球的聲音是很讓人興奮的,好的高爾夫球杆的聲音特性應該在擊中球時讓打球的人很快分辨出來。任何沒有這種期望聲音的球杆,即使很好打,也難以在市場上生存。聲音效能可能不是高爾夫愛好者選擇球杆的最主要因素,但它仍然在潛意識裡影響客戶的選擇。在這次實驗中,我們使用雙耳採集系統squadriga II採集訊號和ArtemiS Suite軟體進行分析,實驗物件為三支聲學效能不同的球杆,球杆1最好,球杆2稍微差點,球杆3是最差的。
聲壓級分析
聲壓級分析是一種簡單有效的分析方法。最近,用鈦金屬做的球杆比較吸引使用者注意,這種球杆不僅能夠打得更遠,而且能夠產生更加響亮的擊球聲,某些情況下甚至還能達到損害聽力的水平。下圖是三種球杆擊球聲音的聲壓級圖,可以看到球杆3有最高的峰值,但這並不代表球杆3的聲品質差。此外,評價聲壓級主要是評判對聽覺造成損壞的可能性,聲品質評價需要其他的分析方法。
FFT分析
下圖是三個球杆的fft頻譜圖對比,可以看到,球杆3在1600Hz到2500Hz之間有個明顯的波峰,這個波峰在球杆1和2的頻譜圖中是沒有出現的,這個分量對聲品質有重要的影響。第三個球杆聲音的頻率分配是不平衡的。
下圖是3種球杆聲音1/12倍頻程的頻譜圖,與fft分析方法相比,倍頻程分析的頻率解析度(低頻解析度高,高頻解析度低)和人耳聽覺對頻率的解析度更加一致,fft分析方法對頻率的分辨是等距的。而且,此處的時間解析度設為2ms,也與人耳聽覺對聲音在時間上的解析度一致。
從上面三個圖的比較中,我們可以看到前面兩個圖的差別較小,而第三個圖則有顯著的差異。從第三個球杆的頻譜圖中,我們可以看到不僅幅值大的頻率範圍更加突出,而且其衰減的速度也比前面兩個球杆慢很多,這也導致了更差的聲品質。
特定響度分析
響度分析從人耳聽覺的角度分析響度,下圖是三個球杆響度分析的時頻圖(頻率解析度接近人耳聽覺)。這個圖清楚地顯示了三種聲音的差別。在10到17 bark之間,球杆3和球杆1、2相比有明顯較高的響度。另外,這個圖同樣也顯示了球杆3有更長的混響時間。
這個更長的混響時間可能是由於球杆的阻尼不足導致的,可以透過選擇更好的材料來改善,這種做法也可能可以減小聲音的頻譜分量。也可以透過改變球杆杆頭的結構,讓頻譜分配更加均衡,改善球杆的聲品質。
該測試顯示了球杆的聲品質可以快速方便地在ArtemiS Suite軟體中分析,分析結果清楚地顯示了聽到聲音的人感受到的品質差異,可以方便地從分析圖譜中得到改善聲品質的方向。
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