声学基础培训
专业音响系统培训1-声学基础常识
当温度为15 ℃时, 声波在空气, 水和钢中的声速分别为340 m/s, 1 450 m/s 和5 100 m/s. 当温度升高时, 声速略有增加.
周期、波长、频率
• 声波在一个周期内传播的距离称为波长, 用符号λ 表示, 单 位为：m；声波在每秒钟内周期性振动的次数称为频率, 用符号f表示, 单位为：Hz； • 声速, 波长和频率之间的关系为： c=λ ·f • 声波完成一次振动所经历的时间称为周期，记作T，单位 为：s；
掩蔽效应
• 掩蔽效应是指同一环境中的其它声音会使聆听者降低对某 一声音的听力. 一个较强的声音往往会掩盖住一个较弱的 声音, 特别是当这两个声音处于相同的频率范围时.
• 掩蔽效应在音响技术中得到应用. 如一些降噪系统就是利 用掩蔽效应的原理设计的, 信噪比的概念及其指标要求也 是根据掩蔽效应提出来的. 在数字音源中, 可利用掩蔽效应 进行压缩编码.
f=1/T c=f ×λ= λ/T
T
2T t
0
1s
λ
• 声波在传播中会产生反射, 绕射和干涉等现象, 并具有一定 的传播规律. • 声波从一种媒质进入另一种媒质的分界面时, 会产生反射 现象. 例如声波在空气中传播时, 若遇到坚硬的墙壁, 一部 分声波将反射.如图(a)所示, 反射角等于入射角, 反射声波 好像从墙后的另一声源s′发射出来一样, s′被称为声像. 声 像s′与声源s到墙壁的距离相等.
人耳的听觉定位特性
• 人耳不但能分辨出声音的响度、音调和音色，而且还能分 辨出生源的方向和深度，既所谓空间印象感觉，这种感觉 是由人耳的听觉定位特性引起的。
• 产生听觉定位的原因是很复杂的，主要是靠声音传到两耳 的强度差（声级差）、时间差（相位差）、音色差，通过 这些差别作用于人中枢神经系统，人们即可分辨出生源的 方位。因此，强度差、时间差、音色差被称为听觉定位三 大要素。
声学基础知识(整理教案资料
声学基础知识(整理教案资料一、教学内容本节课我们将学习声学基础知识，内容涉及《物理》教材第二章第二节“声音的产生与传播”，详细内容包括声音的基本特性、声音的传播条件、声音的反射与吸收现象。
二、教学目标1. 让学生掌握声音的基本特性，理解声音的产生与传播原理。
2. 培养学生运用声学知识解决实际问题的能力。
3. 激发学生对声学领域的兴趣，提高学生的科学素养。
三、教学难点与重点教学难点：声音的传播条件、声音的反射与吸收现象。
教学重点：声音的基本特性、声音的产生与传播原理。
四、教具与学具准备教具：音响、麦克风、声源（如锣鼓等）、教学PPT。
学具：笔记本、教材、文具。
五、教学过程1. 导入：通过播放一段美妙的音乐，让学生感受声音的魅力，提问：“声音是如何产生的？又是如何传播到我们的耳朵里的呢？”2. 理论讲解：（1）声音的基本特性：音调、响度、音色。
（2）声音的产生：物体振动产生声音。
（3）声音的传播：声音通过介质（如空气、水等）传播。
3. 实践情景引入：现场演示音响、麦克风的使用，让学生观察声音的产生与传播过程。
4. 例题讲解：讲解一道关于声音传播的例题，引导学生运用所学知识解决问题。
5. 随堂练习：让学生完成教材上的练习题，巩固所学知识。
6. 互动环节：邀请学生上台演示声音的反射与吸收现象，如敲击锣鼓，观察声音在教室内的传播情况。
六、板书设计1. 声音的基本特性：音调、响度、音色。
2. 声音的产生：物体振动。
3. 声音的传播：介质传播。
4. 声音的反射与吸收。
七、作业设计1. 作业题目：教材第二章第二节课后习题。
答案：课后习题答案。
2. 拓展作业：让学生收集生活中关于声学应用的实例，如回声定位、超声清洗等。
八、课后反思及拓展延伸本节课通过理论讲解、实践演示、互动环节等方式，帮助学生掌握了声学基础知识。
课后，教师应关注学生对知识的巩固与运用，及时解答学生的疑问。
在拓展延伸方面，可以引导学生关注声学领域的前沿动态，提高学生的科学素养。
声学基础 培训
有害成分
f:基本波 2f 3f 4f 5f 6f 7f
…….
高頻波失真的结構
失
真
二次諧波及相應的偶數次諧波失真，可以從磁路結構，振膜形 狀以及工藝组裝的對稱性，平衡性交考慮。如果以機械波的相 關理論去分析，通常改變振膜的形狀，弧度，實際上是既改變 了振膜局部的勁度（力順），同時也改變了振動點的相對位置。 這相當於改變了聲源到振動點的距離。將此距離與不同頻率波 的波長结合起夾考慮，就可以解釋振動曲綫將會在哪些部分形 成諧振的峰和谷。在聽音上，可以設法適富加一些二次諧波。 諧波太少，會使聲音疲軟；太多則會使聲音顯得没有力度，没 有個性。 三 次 諧 波 及 相 應 的 奇 數 諧 波 可 以 埰 用 最 新 的 SLMM（super linear magnetic material）理論，從磁路結構入手，在磁体中間 部分取小孔填入另外的導磁性差的材料，這樣三次諧波可降低 5-10dB。 瞬態失真，對此，可選用合適的胶水改變瞬態响應.。
内耳道
神經
大腦進行FFT分析 (頻率分析) →(以聲音的形式認知)
人類的耳朵是超高性能的FFT !
什麽是聲音? – 物理定義
① “聲音”是縱波 (波的振動方向與前進方向相同) ② “聲音”是疏密波(在介質中振動以反复“疏密”的形式進行 傳播)
o 波（音）的基本形式: V = f × λ (音速) (頻率是) (波長)
聽音的方式 — 同响度波形
聲壓
頻率
人耳的靈敏度根據不同頻率而改變的，一般人對高音及 低音靈敏度較差 音量越低，這種感覺越强烈
謝 謝！
声壓： S.P.L
相位： ф 周期： T 波長： λ 倍頻
dB
Deg radian sec m OCT
声学基础培训教材
声学基础培训教材第一章质点振动学一、 振动学是研究“声学”的基础1、 质点、振动系统的概念（1） 集中参数系统（2） 质点的自由振动Mm 、KmFk=Km Σ、Km= Cm 、顺性系数，力顺，Σ为位移虑疑律：Fk=-Km Σ牛顿第二定律：ΣΣ=0其中wo 2= M m (Wo 振动圆频率，称角频率)de 2 + ao 2Σ=0(质点的自由振动工程)（3） 自由振动的一般规律：W ． Wo=2πf由于Wo 2FO= 2π 或（4）2信能： 2总能：E=Ep+Ek= KmΣ2+ MmU22、双弹簧串接与单接系统的振动（1）双弹簧串联相接Km K2m Mm（2）并联相接K =2Km固有频率提高倍（2）弹簧质量对系统固有频率的影响等效质量：Mm+固有频率：FO=3、质点的强迫振动强劲振动后一般规律：Em=Rm+jxm称为系统后力阻搞，Rm为力阻，WMm为质量抗力阻抗后模：Em=力学品质因素：Qm愈大其振位移振幅也愈大二、电声器件的工作原理：前面已了解系统作强迫振动时，稳定振动与强迫力的关系，我们可以三个具有一定特征的区域。
根据三、音圈扬声器的工作原理：根据电磁学原理，在扬声器音圈上通以电流时，在磁场作用下音圈将产生一电动力F=BLI，在频率较低时，音圈的电感很小，电阻抗菌素主要是电阻，所以在音圈上施加频率恒定的电压。
由此产生一对频率恒定的力，在阻力作用下中音圈和纸盆等元件组成的振动系统就产生振动，因此使用空气辐射了声波，频率不太高时，声辐射阻近的成正比，如果纸盆的速度振幅Va 对频率恒定声辐射功率成正比，在恒力Fa的作用下要保持加速度振幅的恒定，与频率无关。
声学基础知识(整理教案资料
声学基础知识(整理教案资料一、教学内容本节课我们将探讨声学基础知识，内容涉及《物理》教材第四章第一节“声音的产生与传播”。
详细内容包括声音的产生原理、声波传播的条件、声音的三个特性（音调、响度、音色）以及声音的反射、折射和衍射现象。
二、教学目标1. 理解声音的产生和传播原理，掌握声波的基本特性。
2. 学会区分声音的音调、响度和音色，并能运用相关知识解释生活中的声现象。
3. 掌握声音的反射、折射和衍射现象，提高分析问题的能力。
三、教学难点与重点难点：声音的反射、折射和衍射现象的理解和应用。
重点：声音的产生原理、声波传播的条件以及声音的三个特性。
四、教具与学具准备教具：音响、话筒、吉他、橡皮筋、尺子、多媒体设备。
学具：笔记本、铅笔、直尺、三角板。
五、教学过程1. 实践情景引入：播放吉他演奏视频，引导学生思考声音是如何产生的。
2. 知识讲解：（1）声音的产生原理：振动产生声音，如吉他弦振动产生声音。
（2）声波传播的条件：需要介质，如空气、水等。
（3）声音的三个特性：音调（频率高低）、响度（声音大小）、音色（声音品质）。
3. 例题讲解：（1）如何判断声音的音调高低？（2）声音在空气中的传播速度是多少？4. 随堂练习：分析教室内的声音特性，如粉笔写字的声音、风扇转动的声音等。
5. 知识拓展：声音的反射、折射和衍射现象。
六、板书设计1. 声音的产生与传播原理：振动产生声音条件：需要介质2. 声音的三个特性音调响度音色3. 声音的反射、折射和衍射现象七、作业设计1. 作业题目：（1）简述声音的产生原理及声波传播的条件。
（2）生活中有哪些例子可以说明声音的三个特性？（3）分析声音在教室内的传播现象，如回声、声音的衍射等。
2. 答案：（1）声音由振动产生，声波传播需要介质。
（2）如：不同乐器的音色不同；离音源近的声音响度大，离音源远的声音响度小；频率高低决定音调高低。
（3）回声：在教室内的声音遇到墙壁反射回来；声音的衍射：声音遇到障碍物边缘时，发生弯曲现象。
声学基础培训资料
描述声波的物理量
三、声速
声波在介质中传播的速度称为声速，单位为米/秒。声速的大小，与声波藉以传播 的介质有关。不同的介质声速不同。固体介质、液体介质和气体介质三者之中， 固体介质中的声速最大，液体次之，气体最小。即使在空气介质中，声速还与空 气的压强和温度有关。在理论上，有 c P0
式中； c 为声波在空气中的传播速度；
一方面使介质质点在平衡位置附近来回振动；另一方面又使介质产生
疏密的过程。前者使介质具有振动动能，后者使介质具有形变势能；
而此两者的和，就是介质所具有的声能量。因此，声波的传播也可以
说是声能量的传递。
在单位时间内，通过垂直于声传播方向的单位面积的平均能量，
称为声强，用字母I表示，单位为瓦/米²。
应当指出，声强是一个有大小和方向的物理量，即是一个矢量，
电声学名词及物理意义
二、声波的传输和吸收
2.1 波 wave 媒质中以一定速度传播的扰动，量度媒质中任何一点的量是一
描述声波的物理量
二、频率
声源（如上述的活塞）每秒振动的次数称为声波的频率，并用字母ｆ表示，其单位为 赫兹（Hｚ）１/秒。虽然在自然界中能产生单频率的声源很少，大多数声源的振动是 一个很复杂的过程，产生的大多为复合音。但是，我们可以用频谱分析的方法，把一 个复合音分解为一系列幅值不同的单频声的组合。因此研究单频声具有基础性的意义， 而频率则是描述单频声的一个重要物理量。
以20，结果以分贝表示。即
其中 p0 2 10 5
p Lp 20Lg p0
（ｄB）
Pa 即以人耳刚能觉察的声压值作为参考值，显然，人耳刚能觉察的声压级
为０ｄB.表一所列各种声源所对应的声压级，如表中第三列所示。由此可见， 采用对数标度后，表一中所列各声源的声压级在0～180ｄB之间。 由式可知，声压每增加一倍，其声压级增加６ｄB；声压每增加10倍，声压 级增加20ｄB.
声学基础及噪音控制培训
人为反射的声波不应干扰主流的声场
在计算声学中面临所有已知的困难
近场气动压力的变化中，弱声波易“丢失”，故需要高精度的数值算法 需要可压缩非稳态的流场结果 对于低马赫数流动非常困难（流动几乎“冻结”），同流动的演化过程相
比，根据CFL的限制需要非常小的时间步长。 需要高阶的离散方案以保真地将声波传递到远场
Fluent中的声模拟：选择源面
Define → Models → Acoustics…→ Sources…
选择所有的源表面或部分源表面 允许判定从不同源的贡献
对于可穿透的面(interior) ，Fluent需要指定“内部”单元区域
Fluent中的声模拟：选择源面
Define → Models → Acoustics…→ Sources… (cont.)
若L1=L2＝…=Ln，则 LT L1 10 lg n
声学基础：倍频程和1/3倍频程
倍频程是指相邻两个频率之比为2:1所确定的频程。
若f1为频带的下限截止频率，f2为频带的上限截止
频率，则中心频率：f
f1 f2
f2 2
2 f1
1/3倍频程就是将一个倍频程再分为三段
倍频程
中心频率
63
125
p12
p0210L1 10
L2
10 lg
p22 p02
p22
p0210L2
10
pT2
p12
p22
p0210L1 10
p0210L2 10
pT2 p02
10L1 10 10L2
10
LT
10lg
pT2 p02
10lg 10L1 10 10L2 10
声学基础培训.. 共84页
LI
10lg I I0
10
lg
W
4r
2
1 I0
10lgWW0
W0 I0
1
4r 2
10lg W W0
10lg 1
4r 2
LW
20lg r 11
Xu Feng
点声源
计算从距离r1传播到距离r2时 的声强级或声压级衰减量
L 10lg r2 r1
声传播规律
Xu Feng
面声源
面声源的定义 车间内声波透过避面向外传播，大型机器设备振动表面 连续点阵列 不相干性
声传播规律
Xu Feng
面声源
接收点在一个面声源内部时，噪声级为一个恒定的值，而在面 声源外部，随着距离的增加，传播特性将逐渐向点声源靠拢
气流产生声波：笛子，高压气流，喷气发动机 应用：扬声器、传声器
声学基础知识
Xu Feng
声波的描述
声压：由振动引起的介质压力在平均压力的基础上面变化的部分
一般定义： p(x,t)P 0si nt (k)x
其中：p为声压，单位是帕(Pa)，
在空气中研究的声压范围一般在10-5~106Pa之间
显然，媒质中任一点的声压都是随时间变化的，每一时刻 的声压称为瞬时声压，而某段时间内瞬时声压的均方根值 称为有效声压,
频率：通常噪声都是由多种频率组成，用 f 表示
f ：次声波<20Hz<可听声<20000Hz<超生波
波长、频率、声速的关系
c f
声学基础知识
Xu Feng
声波的描述
声能量：声波在声场中产生的总能量
声功率：声源单位时间辐射的声能量，用表示，单位为瓦。
培训教材-1声学的基本知识2音质
培训教材-1声学的基本知识2音质第一篇：培训教材-1声学的基本知识2音质一声学的基本知识1.声波是自然界中的一种波，它的产生、传播以及所遵从的规律完全可以用波动理论进行描述，要了解声波，必须懂得有关波的基本知识。
振动的传播称为波动或简称为波。
激发波动的振动系统称为波源。
通常波动可分为两大类：一类是机械振动在媒质中的传播，称机械波。
例如：水波、声波都是机械波，地震波也是机械波。
另一类是变化电场和变化磁场在空间的传播，称为电磁波。
例如：无线电波、光波、X 射线、丫射线都属电磁波。
前者与后者在本质上不同，前者传播需要介质，后者则不需要．但两者都有波动的共同特征。
例如：具有一定的传播速度，且伴随着能量的传播，都都能产生反射、折射、干涉和衍射等现象。
下面在讨论声波时，以机械波的表述作为基础。
机械波分为两种：一种是横波，机械振动方向与波的传播方向相垂直。
另一种为纵波，机械振动方向与波的传播方向相平行。
声波是机械波中的纵波。
它的传播速度：在空气中-约340米/秒；在金属中-约4000米/秒。
声波作为一种波，遵从波的一些基本规律，其中有声波反射定律、声波折射定律、声波叠加原理、声波干涉现象、声波驻波的形成、声波的绕射现象、声波的吸收、声强的平方反比定律等。
除声波的折射定律外，其他几种规律在扩声中常常会遇到。
了解和运用这些规律，对解决扩声中存在的问题极为重要。
声波在空气介质中传播，若碰到另一介质（比如墙面），则会在这种介质表面产生反射，其反射情况遵从反射定律，反射定律是：入射声线、反射声线、法线（在入射点作垂直该表面的垂直线）在同一平面上；入射声线、反射声线分居法线的两侧；入射角（入射声线与法线的夹角）等于反射角（反射声线与法线的夹角）。
根据声波反射定律，在室内扩声时，如果天花板或墙穑面为凹面，会产生声聚焦现象，使声场（声强）分布不均匀，在聚焦点附近放置传声器最容易出现声反馈，引起啸叫声，如图所示。
如果天花板或墙面形成凸面，则会将反射声扩散开来，使室内声场分布趋于均匀，有利于室内各座位上的音要求，如图所示。
声学基础培训..共85页文档
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ห้องสมุดไป่ตู้决不 回头。 ——左
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
声学基础知识(整理教案资料
声学基础知识(整理教案资料一、教学内容本节课选自《声学基础》教材的第一章，详细内容包括声波的基本概念、声速、声波的传播、声音的反射与折射、声音的频率与波长、音调与响度等。
二、教学目标1. 让学生掌握声波的基本概念，理解声波传播的原理。
2. 使学生了解声音的反射与折射现象，并能运用相关知识解释生活中的实例。
3. 培养学生通过实验探究声学问题的能力，提高实践操作水平。
三、教学难点与重点难点：声波的传播原理、声音的反射与折射现象、频率与波长的关系。
重点：声波的基本概念、声速、音调与响度的关系。
四、教具与学具准备教具：声波演示仪、音响、话筒、多媒体设备。
学具：直尺、平面镜、折射实验器材。
五、教学过程1. 实践情景引入：播放一段美妙的音乐，引导学生关注声音，提出问题：“声音是如何传播的？”2. 例题讲解：讲解声波的基本概念、传播原理和声速等知识点，结合实际例子进行分析。
3. 随堂练习：让学生分组讨论声音的反射与折射现象，并分享各自的观点。
4. 实验演示：使用声波演示仪展示声波的传播过程，让学生直观地感受声波的特性。
5. 知识拓展：讲解声音的频率与波长、音调与响度的关系，引导学生运用相关知识解释生活中的现象。
六、板书设计1. 声波的基本概念、传播原理、声速。
2. 声音的反射与折射现象。
3. 频率与波长、音调与响度的关系。
七、作业设计1. 作业题目：请简述声波传播的原理，并举例说明声音的反射与折射现象。
2. 答案：声波传播原理：声波是通过介质（如空气、水等）中的分子振动传播的。
例如，当我们说话时，声带振动产生声波，通过空气传播到他人的耳朵里。
声音的反射与折射现象：声音在传播过程中遇到障碍物，会发生反射，如回声；当声音从一种介质进入另一种介质时，会发生折射，如鱼在水中听到岸上的声音。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课学生对声学基础知识掌握情况较好，但在实验操作方面还需加强指导。
2. 拓展延伸：引导学生课后关注生活中的声学现象，尝试运用所学知识进行解释，提高学以致用的能力。
基础声学培训
失真系数
失真的百分率值和分贝值之间的关系： 分贝值＝20×log10（百分率值） 如1％的失真系数对应-40dB，5%的对应-26dB。
29
互调失真
fL
fH
… fL fH-fL fH fH+fL fH+2fL …
•外形高度、振膜形状、线圈（阻抗）、额定功率、共振频率
2
第一部分－基本声学概念
3
0.6秒/次
0.4秒/次
0.2秒/次
1.6赫兹
2.5赫兹
5赫兹
4
机械振动
振动的图像
2
1.5
1
0.5
00
0.2
0.4
0.6
0.8
1
5
机械振动
描述振动的物理量
周期 T
频率 f = 1/ T
振幅 A
pr
p: 实际声压的有效值
3
Alexander Graham Bell 1847 - 1922
Fe
pr = 2×10 5 Pa = 0.00002 Pa
21
dB刻度
18 0
16
p
0
Lp = 20 log10 pr
14
0
2×
12 0
10 4
2×
10 0
2×
10 3
核 爆
1.3m3 声
压 级
Fe p = 2×10 Pa = 0.00002 Pa (d)B
2 1.5
1
0.5
0
-0.5
-1
-1.5
-2 0
1
2
声学基础知识学习(培训使用)
混响时间
TR60<0.5s(500Hz) 声音清晰，但太:”干“，适宜于录音室。 TR60=0.6s～0.8s(500Hz) 声音清晰，干净，适合于电影院和会议室。 TR60=0.8s～1.2s(500Hz) 声音清晰，声音丰满，适合于带有小型演 出和带有演出多功能会议室。 TR60=1.2s～1.4s(500Hz) 声音丰满，有气魄，空间感强，适合于音 乐厅，大型演艺场所。 TR60>2s(500Hz) 声音丰满、语言清晰度差，声音发嗡，有回声感。
响度
响度定义：频率为1kHz、声压级为40dB的一个纯音所产生的响度为1宋。
人耳对响度的感觉与响度级并非成正比，如响度及增加10方，响度感觉
才增高了1倍。40方等于1宋。单位Sone(宋）。 N=20.1（LN-40) N—响度，单位宋（sone) LN—响度级，单位为方（phon)
响度曲线
声音的三要素：音调、音色、音量 频率响应特性对音质的影响： 1、低频 150 以下的频率范围，是音频的基础部分，决定声音的丰满度 2、中低音150-500Hz,是声音的结构部门，决定声音的力度和低音的硬度 3、中高音500～4000Hz,是声音信息和声音清晰度的主要来源部分，它还决定 声音的明亮度 4、高音 4000～12000Hz,是影响声音音质的主要部分，是声音的细节所在
梳妆滤波器产生的问题
梳状滤波器产生的问题 1、使系统的频响特性变得不平坦，系统音质发生变调 2、增强的频率容易引起声反馈，降低了系统传声增益 如何改正梳状滤波器频响特性？
1、在一个建声条件活跃的房间中，梳状滤波器效应是无法避免的，为此，改进房间的建声
设计是减少梳状滤波器影响的最根本的措施 2、在分区式供声的多声源系统中，利用可调延时器，把格声源到达观众区的时间差尽量减 到最小和尽量减小延时信号的振幅 3、采用集中供声方法可减少声源之间的声干涉 4、扬声器组或扬声器阵列中的高音扬声器尽量紧靠在一起，减小高频声波的形成差。
专业扩声基础培训2020
声压级 sound pressure level (SPL)
声压级计算公式：
Lp=20lg(p/p0)
Lp：声压级（单位：分贝dB） p：声 压（单位：帕）
p0：基准声压，在空气中 p0=2×10的-5次方（帕），即20微帕 。
声压级 sound pressure level (SPL)
扩声现象： 听测点固定，声功率（相同点声源）增加一倍，声压级增加3dB。 声功率不变，听测点与点声源的距离增加一倍，声压级减少6dB。
狭义上的音响，是指一个扩声系统，包括民用、专业、 广播类的音响系统，通常包含音源、混音设备、功放及 音箱（扬声器）。
第二部分 专业扩声系统的结构
• 音响和音箱的区别
音箱是一个独立的设备，它一般是由单独的喇叭和箱 体组成，或者由几个不同辐射频段的喇叭、分频器、箱 体、吸音棉等组成一个扬声器设备，是电能转化为声能 的电声器件，是扩声的执行者，是可以直接用人耳主观 感受到声音的设备。
• 按指向性分为：心型、锐心型、超心型、双向（8字 型）、无指向（全向型）。
• 驻极体传声器体积小巧，成本低廉，在电话、手机等 设备中广泛使用。
第二部分 专业扩声系统的结构
• 按声电转换原理分为：电动式（动圈式、铝带式）， 电容式（直流极化式）、压电式（晶体式、陶瓷式）、 以及电磁式、碳粒式、半导体式等。
第二部分 专业扩声系统的结构
• 线性阵列音箱 远场衰减较小 功率不变的条件下 距离增加一倍 声压级减少3dB
第二部分 专业扩声系统的结构
• 线性阵列音箱
缺点：
每只音箱之间的距离差、时间差会引起干涉，随着偏 轴的角度增加，在频率响应曲线上会出现峰谷值，甚至 出现许多峰谷，在高频部分还伴随着输出下降。
声音常识专题培训
响度和计权
响度是我们对声音旳一种主观感觉。
响度首先同声压级有关。声压级在0dB下列旳声音是“不响旳”。 1kHz/ 0dB声压级所形成旳响度为0方。
但声压级不是影响响度旳唯一因数。另一种影响响度旳主要因数是声音旳频率 。
显然，低于20Hz和高于20 kHz旳“声音”，不论声压级多高，也是“不响旳” ！ 我们旳耳朵对1~3kHz旳声音最敏感而为对使低一频种声声和波高旳频声声压都级比接较近迟人钝耳，旳尤响其度是感在 声压级不大时。等响曲线描述了响度-觉声，压须级对-频声率波之中间旳旳多关种系分。量“加权”处理
声速、和频率、波长、相位
每秒钟传播旳距离叫 声速 v（m/s）
空气中旳声速约为 v =340（m/s）
每秒钟振动旳次数叫 频率 f（Hz）
密度/压强
0o相
+9பைடு நூலகம்o相
180o相
-90o相
相位 （度）
距离 （m）
波长λ（m）
波长、频率、声速旳关系为 λ= v / f （m）
最长
17m（20 Hz时）
最短 0.017m（20 kHz时）
这种现象叫做“干涉
干涉
防止干涉
集中供声
分片覆盖
延时“接力 ”
S
延迟时间= S / V= S / 340
4、、声压和声压级
声压：声音在媒质中引起旳附加压强。
符号P，单位帕（Pa）或微巴（μbar， 1Pa =10 μbar ）。
在其他条件相同旳情况下，声压越大旳声音，其声功率（与声压旳平方成百分 比）也越大，听起来也越响。
仅可听闻旳1kHz声音旳声压约百万分之二十帕-20/106Pa;震耳欲聋旳声压约20Pa
仅可听闻旳声压同震耳欲聋旳声压相差约1百万倍。但人旳听觉并不与此成百分 比。大约只觉得相差百余倍。所以直接用声压或声功率来描述声音，与感觉不 试符验。证明，声功率增至2倍，感觉声音增长3分；声功率增至10倍，感觉声音增 长10分；声功率增至100、1000、10000…倍，感觉声音增长20分、30分、40分 …。这种规律恰恰同数学中旳“对数”相符。Lg10=1、 Lg100=2 、Lg1000=3
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相同声压级的加法
• 非相干随机声源叠加 • 声源1：100dB（总值） • 声源2：100dB（总值）
• 声源1+声源2： 103dB（总值）
此时： • 100dB+100dB=103dB
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12
相同声压级的加法
• 结论：
– 两个相干单频声源叠加时，声压级增加6dB； – 两个非相干声源叠加时，声压级增加3dB； – 工程上遇到的问题，一般是增加3dB
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声品质的几个指标
• 响度-描述人耳对声音强弱的主观感觉
– 与声压、频率、振幅有关
– A计权声压级仅符合响度为1Sone时人的主观感受，对 其他大小的声音有较大误差
– 响度单位：Sone
Phon
Sone
Sone2(P hon40)/10
100 90
64 32
80
16
70
8
60
4
50
2
可编辑课件PPT 40
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5
声学工程在产品开发中的作用
后期花费成本直线上升
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6
声压、声压级
• 声压：弹性介质中传递的压力波动，由于 声波存在而引起的大气压力增值。
• p=P1-P0
• 单位：帕（Pa）1Pa=1N/m2
巴（bar）1bar=100kPa
• 声振动的能量范围极广，可相差十几个数 量级，同时人耳对声音的感知接近于与声 音强度的对数成正比，基于此，声学上常 用对数坐标衡量声压，以声压级表示。
40Phon等响曲线
40Phon等响曲线的翻转与A计权曲线
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20
计权声压级
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响度
• 人们对响度的感觉就是对声音的主观反映。
• 声音的响度与振幅有关，声压越大，响度 也就越大。但同时，人耳对不同频率声音 的响度感觉又是不同的，频率越低，响度 感觉越差，频率越高，响度感觉同样会变 差
音调
• 音调表示人对声音振动频率高低的心理感受量,单位 是美(mei),所谓美,是将频率为1000Hz,声压级为40dB 的纯音的音调定为1000美，音调与声源振动频率正 相关，频率越低，音调越低，频率越高，音调越高。 • 人耳能分辨出的最小频率差，也就是能分辨出的最 音调差与频率的高低有关系，频率差要大于3/1000 人耳才能分辨出，也就是说，如果有一频率为 1000Hz的纯音，当它的频率升高到1003Hz时，人耳 才辨别出它们之间音调差别。如果频率是3000Hz， 则其频率变化就应达到9Hz，人耳才能觉察出音调 的差别。
• 声学家们研究还发现，人耳对音调的感觉， 不仅和频率有关系，而且还和声音的强度 有关。保持频率不变，改变声压级，听觉 上会感到音调发生了变化。对于低频，提 高声压，让人觉得音调变低了，对于 1000Hz以上的中高频，提高声压，则会感 到音调提高了。
音色
• 音色就是声音的特色。 • 乐队演奏时，每一个相同的音符，各个乐器发 出的音调（频率）都是一样的，但人们的耳朵 还是分得清不同乐器发出的声音，原因就在于 每个乐器发出的乐音的音色不一样。 • 19世纪初，法国伟大的数学家傅里叶告诉我们， 任何一个复杂的周期性非正弦波f(t)，都可以 分解成许多个频率与幅度各不相同的单一的正 弦波。 • 德国伟大的声学家赫尔姆兹说，音色实质上去
• 但是对于手机和无绳电话子机上的微型扬 声器来说，除了扬声器背面和机壳形成的 腔体，我们通常称为后腔之外，扬声器正 面和机壳也会形成一个腔体，称为前腔， 机壳正面还有出声孔，还有密封不好形成 的泄露孔，这些孔和腔体对扬声器的性能 都会有不一样的影响。
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声传播规律
Xu Feng
声波的散射 如果障碍物表面很粗糙（表面起伏比波长大）又或者障碍物得 到大小和波长差不多，则声波入射时，会产生各个方面的散射
注意省略入射问题！
声传播规律
Xu Feng
声波的干涉、衍射 干涉：振动的叠加产生干涉，驻波，定波现象 衍射：声波绕过障碍物而使传播方向改变的现象，波长于障碍 物的大小比值越大，衍射越严重。而高频声遇到大障碍物，就 会在障碍物后产生阴影区 缝隙会大大降低低频声 的隔声效果 声屏障对高频声有较好 的降噪效果，而对低频声 效果就差
p0
声强级：单位 分贝（dB）
LI 10 lg I I0 w w0
I0=1×10-12w/m2 W0=1×10-12w
Xu Feng
声功率级：单位 分贝（dB）
Lw 10 lg
声学基础知识
声级的相加 两种情况： 声压叠加 声能叠加 相干声源：空间产生相加或相消的干涉现象 p 0~6+dB L p 20 lg
Xu Feng
噪声测试的仪器
1. 传声器
2. 前置放大器 3. 信号传输方式 4. 信号处理仪器 5. 声学测试实验室
声学基础知识
Xu Feng
声传播规律
1. 声波的反射，折射，散射和绕射
2. 点声源， 线声源和面声源
3. 声波随距离衰减 4. 空气的吸声 5. 声屏障
声传播规律
Xu Feng
声波的反射、折射 声波的反射，折射
r 透射系数
反射系数
反射系数小的材料成为吸声材料 透射系数小的材料称为隔声材料
实际应用中，Ａ声级对强和弱的噪声都比较能够反映人的主观 感受同时，与人耳的损伤程度也对应的很好。Ｂ、Ｃ基本不用
噪声的主观感觉
Xu Feng
计权曲线
Ａ
Ｂ
Ｃ
噪声的主观感觉
Xu Feng
Ａ声级 计权后的声压级和人耳对声音的反映一样，可以表征 声音的主观大小
倍频程衰减级
频率 dB A-计权修正 dBA 63 94 -26.2 67.8 125 65 -16.2 48.8 250 70 -8.6 61.4 500 56 -3.2 52.8 1000 56 0 56 2000 70 1 71 4000 50 0.5 50.5 8000 40 -1.1 38.9 94.0 73.2
声传播规律
Xu Feng
噪声的主观感觉
1. 噪声的定义
2. 人耳与听力
3. 听力特性- 频率， 振幅和时间 4. 等响曲线 5. 计权 声级的定义 6. 声质量简介
噪声的主观感觉
Xu Feng
噪声的定义
Noise is defined as unwanted sound. 不想听到的声音.
噪声的主观感觉
p0
不相干声源：大部分情况下，能量直接相加
Lp 10lg 10Li /10
i
3+dB
声学基础知识
Xu Feng
声级的相减 室外两个声源S1，S2，对于某一测点P，S1,S2同时发声测 得声压级为LP，关闭S1，只有S2声测得声压级为LP2，关闭 S2，只有S1发声时声压级会是多少？
LP1 10lg(10
频率：通常噪声都是由多种频率组成，用
取室温：340m/s
f
表示
f ：次声波<20Hz<可听声<20000Hz<超生波
波长、频率、声速的关系
c f
声学基础知识
Xu Feng
声波的描述
声功率：声源单位时间辐射的声能量，用 表示，单位为瓦。 指声源总功率中以声波形式辐射出来的一小部分功率。 空气声研究的范围一般在10-12~109w
噪声的测量
Xu Feng
常用噪声评价量 A声级 等效连续A声级 暴露声级 累计百分比
LA
LAeq T
LA max LA min
1 10 lg[ T
T 0
T 0
p A (t ) dt ] 2 p0
2
LAE 10 lg[
p A (t ) dt] 2 p0
2
Lnn
nn 1 ~ 99
噪声的测量
Xu Feng
噪声的测量
1. 噪声与时间的关系
2. 常用噪声评价量 3. 噪声测量的仪器 4. 工业企业噪声卫生标准 5. 环境噪声标准 6. 工业产品噪声标准 7. 建筑声学测量标准
噪声的测量
Xu Feng
噪声与时间的关系 一般的，声音都是变化，±３dB就可以认为是稳态噪 声，且不含显著的纯音成分 测试根据声源的随时间变化情况，而有不同的测试方 式及参量
Xu Feng
声传播规律
点声源 计算从距离r1传播到距离r2时 的声强级或声压级衰减量
r2 L 20lg r1
声传播规律
Xu Feng
线声源 线声源的定义 严格意义上的很少：长火车、公路上的长车队，输气管道 连续点声源， 不相干性
声传播规律
Xu Feng
线声源 当线声源的长度远远大于接收点与声源的距离时，传播特性将 只与接收点与线声源的垂线距离有关。且此时衰减量满足
声强：单位时间通过垂直声波传播方向的单位面积的平均声能量 I 为矢量，具有方向性，用 表示。一般的，某点声强可 以表示为该点声压与其质点速度之积
声能量：声波在声场中产生的总能量
I
声学基础知识
S
pu
Xu Feng
声级的定义 实际应用中描述声波的强度性质所用的物理量 参数变化范围太大，用绝对值来描述很不方便 比如：1000Hz纯音，人耳听阀到痛阀：2×10-5~20Pa 人耳对声音强度的响应接近于对数关系 声压级：单位 分贝（dB） p L p 20 lg P0=2×10-5Pa
1 T 2 pe 0 p (t )dt T
一般的，如果没有特殊说明，声压都指有效声压
声学基础知识
Xu Feng
声波的描述 声速： 声波在弹性媒质中的传播速度，由媒质的弹性，密度， 温度等因素决定，与振动的特性无关。
p0 一般定义：c 0
空气中声速： c 331 .45 0.61t
1978
工厂噪声的欧洲一般预测方法
VDI 2714/2720 OAL28 ISO9613 Part 2
声传播规律
Xu Feng
声屏障 声波遇到声屏障，将产生反射、透射和衍射三种传播现象 ，实际上，一般的，声屏障都有足够的隔声效果，所以主要 考虑的是声衍射 屏障的附加衰减与d和频率有关 声传播路径增加d=源到屏障+屏障到接收点-源到接收点
Xu Feng
噪声的频率分析 频率分析的用处 噪声控制 主观感觉 噪声源鉴辩 降噪计算 可听声的频率范围： 20 Hz － 20 kHz 倍频程和 1/3 倍频程 频段太宽 人耳对声音频率的分辨率也是符合对数规律， 等比带宽 n f 2 / f1 2 称为1/n倍频程 窄带分析FFT，APS，CPS，更细致的频谱分析，线性
声学基础知识讲座
Xu Feng
声学基础知识
1. 声波的描述 2. 声级的定义
3. 声级的相加
4. 声级的相减 5. 噪声的频谱分析
声学基础知识
Xu Feng
声波的描述 机械振动是声波产生的根源 弹性媒质是声波传播的必要条件
声波在空气和液体中为纵波， 在固体中传播可能是纵波也可 能是横波
例子：固体振动产生声波：喇叭，振动平板，锣，鼓，冲压 钢板 气流产生声波：笛子，高压气流，喷气发动机 应用：扬声器、传声器
噪声的主观感觉
Xu Feng
声质量研究：客观评价量
Loudness 响度 （单位 sones) Sharpness 尖锐度 （单位 acum ） Roughness 粗糙度 （单位 asper ） Fluctuation Strength 抖动强度 （单位 vacil ）
噪声的主观感觉
声传播规律
Xu Feng
点声源 点声源的定义 点声源的传播规律
对于理想点声源，在自由空间中，它向周围媒质（均匀、各 向同性）辐射球面声波。当声源以稳定的功率W辐射时则到 距离声源中心为r的球面上任一点的声强I 为：
I W 4r 2
LI 10 lg
W 1 I 10 lg 4r 2 I I0 0 W W0 1 10lg W0 I 0 4r 2 10 lg W 1 10 lg LW 20 lg r 11 2 W0 4r
Xu Feng
空气的吸声
声波在空气中传播时，一部分声能将转化为热能而损耗。 损耗的大小与声波频率、温度、相对湿度及气压都有关系。 分子驰豫吸收，改变声速、吸收声能 国际标准：曲线，表格数据(需要插值）
标准 标准颁布时间 计算方法
ANSI 126
ISO3891 ISO 9613 Part 1
振幅，声音的强度，与频率无关
较强噪声环境下(80dB以上）暴露，会出现听力暂时下降
噪声的主观感觉
Xu Feng
等响曲线 记录不同频率下的纯音同等响度下的声压级曲线
噪声的主观感觉
Xu Feng
等响曲线 噪声的主观感觉
Xu Feng
计权声级 人耳对不同频率的声音反应不同使声压级不能反映人的主观反映 根据等响曲线，选择几条有代表性的曲线，设计计权网络 Ａ计权网络 ４０方等响曲线的倒置，模拟人耳对低强度噪声的感觉 Ｂ计权网络 ７０方等响曲线的倒置 模拟人耳对中等噪声的响度感觉 Ｃ计权网络 １００方等响曲线的倒置 模拟人耳对高强度噪声的响度感觉
r2 L 10lg r1
声传播规律
Xu Feng
面声源 面声源的定义 车间内声波透过避面向外传播，大型机器设备振动表面 连续点阵列 不相干性