声学基础与常识
声学基础知识
一、声学基础：1、名词解释（1）波长——声波在一个周期内的行程。
它在数值上等于声速（344米/秒）乘以周期，即λ=CT（2）频率——每秒钟振动的次数，以赫兹为单位（3）周期——完成一次振动所需要的时间（4）声压——表示声音强弱的物理量，通常以Pa为单位（5）声压级——声功率或声强与声压的平方成正比，以分贝为单位（6）灵敏度——给音箱施加IW的噪声信号，在距声轴1米处测得的声压（7）阻抗特性曲线——扬声器音圈的电阻抗值随频率而变化的曲线（8）额定阻抗——在阻抗曲线上最大值后最初出现的极小值，单位欧姆（9）额定功率——一个扬声器能保证长期连续工作而不产生异常声时的输入功（10）音乐功率——以声音信号瞬间能达到的峰值电压来计算的输出功率（PMPO）（11）音染——声音染上了节目本身没有的一些特性，即重放的信号中多了或少了某些成份（12）频率响应——即频响，有效频响范围为频响曲线最高峰附近取一个倍频程频带内的平均声压级下降10分贝划一条直线，其相交两点间的范围2、问答（1）声音是如何产生的？答：世界上的一切声音都是由物体在媒质中振动而产生的。
扬声器是通过振膜在空中振动，使前方和后方的空气形成疏密变化，这种波动的现象叫声波，声波使耳膜同样产生疏密变化，传级大脑，于是便听到了声音。
（2）什么叫共振？共振声对扬魂器音质有影响吗？答：如果物体在受迫振动的振动频率与它本身的固有频率相等时，称为共振当物体产生共振时，不需要很大的外加振动能量就能是使用权物体产生大幅度的振动，甚至产生破坏性的振动。
当扬声器振膜振动时，由于单元是固定在箱体上的，振动通过盆架传递到箱体上。
部分被吸收，转化成热能散发掉；部分惟波的形式再辐射，由于共振声不是声源所发出的声音，将会影响扬声器的重放，使音质变坏，尤其是低频部分（3）什么是吸声系数与吸声量？它们之间的关系是什么？答：吸声性能拭目以待好坏通常用吸声系级“α”表示，即α=1-K；吸声量是用吸声系数与材料的面积大小来表示。
声学基础知识(1)
音高\频率\唱名\键盘位置关系 提琴C\523.2Hz \1 提琴C6\1KHz \і
钢琴：一百三十赫兹（130Hz） 钢琴：一千赫兹（1KHz）
提琴：一百三十赫兹（130Hz） 提琴：一千赫兹（1KHz）
音高\频率\唱名\键盘位置关系
二、响度：响度，又称声强或音量，它表示的是声音能量的强弱程度， 主要取决于声波的振幅大小。
第六节 声波的传播
一、波阵面和声线：声波由声音发出后，在介质中向各个方向传播，在某一时刻由声
波到达的各点所连成的面称为波阵面。波阵面为平面的称平面波（如管子中的声波）， 波阵面为球面的波称为球面波（点声源）；波的传播方向称为声线或波射线。
横波：质点的振动方向和波的传播方向相互垂直,这种波称为横波。
响度是听觉的基础。正常人听觉的强度范围为0dB-140dB。超出人耳的可听频 率范围(即频域)的声音，即使响度再大，人耳也听不出来(即响度为零)。 当声音减弱到人耳刚刚可以听见时，此时的声音强度称为“听阈”；当声音 增强到使人耳感到疼痛时，这个阈值称为“痛阈”，听阈和痛阈随声压和频 率的变化而变化。听阈和痛阈随频率变化的曲线叫“等响度曲线”。
三、音色
音色是人们区别具有同样响度和音调的两个声音的主观感觉，音色也称音 品，由声音波形的谐波频谱和包络决定。
声音波形的基频所产生的听得最清楚的音称为基音，各次谐波的微小振动 所产生的声音称泛音。单一频率的音称为纯音，具有谐波的音称为复音。
声学基础
噪声测试讲义第一章声学基础知识第一节声音的产生与传播一、声音的产生首先我们看几个例子：敲鼓时听到了鼓声，同时能摸到鼓面的振动；人能讲话是由于喉咙声带的振动；汽笛声、喷气飞机的轰鸣声，是因为排气时气体振动而产生的。
通过观察实践人们发现一切发声的物体都在振动，振动停止发声也停止。
因此，人们得出声音是由于物体的振动产生的结论。
二、声源及噪声源发声的物体叫声源，包括一切固体、液体和气体。
产生噪声的发声体叫噪声源。
三、声音的传播声音的传播需要借助物体的，传声的物体也叫介质，因此，声音靠介质传播，没有介质声音是无法传播的，真空不能传声，在真空中我们听不到声音。
声音的传播形式（以大气为例）是以疏密相间的波的形式向远处传播的，因此也叫声波。
当声振动在空气中传播时空气质点并不被带走，它只是在原来位置附近来回振动，所以声音的传播是指振动的传递。
四、声速声音的传播是需要一定时间的，传播的快慢我们用声速来表示。
声速定义：每秒声音传播的距离，单位：M/s。
在空气中声速是340 m/s，水中声速为 1450m/s ，而在铜中则为 5000m/s。
可见，声音在液体和固体中的传播速度一般要比在空气中快得多，另外，声速还和温度有关。
第二节人是怎样听到声音的一、人耳的构造人耳是由外耳、中耳和内耳三部分组成，各部分具有不同的作用共同来完成人的听觉。
耳朵三部分组成结构见彩图。
外耳，包括耳壳和外耳道，它只起着收集声音的作用。
中耳，包括鼓膜、鼓室、咽鼓管等部分。
由耳壳经过外耳道可通到鼓膜，这里便进人中耳了。
鼓膜俗称耳膜，呈椭圆形，只有它才是接受声音信号的，它能随着外界空气的振动而振动，再把这振动传给后面的器官。
鼓室位于鼓膜的后面，是一个不规则的气腔。
有一个管道使鼓室和口腔相通，这个管道叫咽鼓管。
咽鼓管的作用是让空气从口腔进人中耳的鼓室，使鼓膜内外两侧的空气压力相等，这样鼓膜才能自由振动。
鼓室里最重要的器官是听小骨。
听小骨由锤骨、砧骨和镫骨组成，锤骨直接与鼓膜相依附，砧骨居中，镫骨在最里面，它们的构造和分布就象一具极尽天工的杠杆，杠杆的前头连着鼓膜，后头连着内耳。
声学基础知识
声学基础知识声学基础知识⼀、声学基础1、⼈⽿能听到的频率范围是20—20KHZ。
2、把声能转换成电能的设备是传声器。
3、把电能转换成声能的设备是扬声器。
4、声频系统出现声反馈啸叫，通常调节均衡器。
5、房间混响时间过长，会出现声⾳混浊。
6、房间混响时间过短，会出现声⾳发⼲。
7、唱歌感觉声⾳太⼲，当调节混响器。
8、讲话时出现声⾳混浊，可能原因是加了混响效果。
9、声⾳三要素是指⾳强、⾳⾼、⾳⾊。
10、⾳强对应的客观评价尺度是振幅。
11、⾳⾼对应的客观评价尺度是频率。
12、⾳⾊对应的客观评价尺度是频谱。
13、⼈⽿感受到声剌激的响度与声振动的频率有关。
14、⼈⽿对⾼声压级声⾳感觉的响度与频率的关系不⼤。
15、⼈⽿对中频段的声⾳最为灵敏。
16、⼈⽿对⾼频和低频段的声⾳感觉较迟钝。
17、⼈⽿对低声压级声⾳感觉的响度与频率的关系很⼤。
18、等响曲线中每条曲线显⽰不同频率的声压级不相同,但⼈⽿感觉的响度相同。
19、等响曲线中，每条曲线上标注的数字是表⽰响度级。
20、⽤分贝表⽰放⼤器的电压增益公式是20lg（输出电压/输⼊电压）。
21、响度级的单位为phon。
22、声级计测出的dB值，表⽰计权声压级。
23、⾳⾊是由所发声⾳的波形所确定的。
24、声⾳信号由稳态下降60dB所需的时间，称为混响时间。
25、乐⾳的基本要素是指旋律、节奏、和声。
26、声波的最⼤瞬时值称为振幅。
27、⼀秒内振动的次数称为频率。
28、如某⼀声⾳与已选定的1KHz纯⾳听起来同样响，这个1KHz纯⾳的声压级值就定义为待测声⾳的响度。
29、⼈⽿对1~3KHZ的声⾳最为灵敏。
30、⼈⽿对100Hz以下，8K以上的声⾳感觉较迟钝。
31、舞台两侧的早期反射声对原发声起加重和加厚作⽤，属有益反射声作⽤。
32、观众席后侧的反射声对原发声起回声作⽤，属有害反射作⽤。
33、声⾳在空⽓中传播速度约为340m/s。
34、要使体育场距离主⾳箱约34m的观众听不出两个声⾳，应当对观众附近的补声⾳箱加0.1s延时。
公共基础知识声学基础知识概述
《声学基础知识概述》一、引言声学是一门研究声波的产生、传播、接收和效应的科学。
从我们日常的言语交流到音乐演奏，从医学超声诊断到建筑声学设计，从水下声呐探测到航空航天领域的噪声控制，声学无处不在。
它不仅在科学研究中具有重要地位，也在工程技术、医学、艺术等领域发挥着关键作用。
本文将对声学基础知识进行全面的概述，包括基本概念、核心理论、发展历程、重要实践以及未来趋势。
二、声学的基本概念1. 声波的定义与性质声波是一种机械波，是由物体的振动产生的。
它通过介质（如空气、水、固体等）传播，引起介质分子的振动。
声波具有以下主要性质：（1）频率：指声波每秒振动的次数，单位为赫兹（Hz）。
人耳能够听到的声音频率范围大约在 20Hz 到 20kHz 之间。
（2）波长：指声波在一个周期内传播的距离。
波长与频率和波速之间的关系为：波长=波速/频率。
（3）波速：声波在不同介质中的传播速度不同。
在空气中，声速约为 343 米/秒；在水中，声速约为 1480 米/秒；在固体中，声速则更高。
（4）振幅：表示声波的强度，即介质分子振动的幅度。
振幅越大，声音越响亮。
2. 声音的三要素声音的三要素是音调、响度和音色。
（1）音调：由声音的频率决定，频率越高，音调越高。
例如，女高音的音调比男低音高。
（2）响度：与声音的振幅和距离有关，振幅越大、距离越近，响度越大。
通常用分贝（dB）来表示声音的响度。
（3）音色：也称为音品，是由声音的波形决定的。
不同的发声体发出的声音具有不同的音色，这使得我们能够区分不同的乐器和人的声音。
3. 噪声与乐音噪声是指那些杂乱无章、令人厌烦的声音。
噪声的来源广泛，如交通噪声、工业噪声、建筑施工噪声等。
噪声对人的身心健康会产生不良影响，如引起听力损伤、心理压力等。
乐音则是有规律、悦耳动听的声音，如音乐演奏中的声音。
三、声学的核心理论1. 波动方程波动方程是描述声波传播的基本方程。
对于一维情况，波动方程可以表示为：$\frac{\partial^{2}u}{\partialt^{2}}=c^{2}\frac{\partial^{2}u}{\partial x^{2}}$ 其中，$u$表示介质的位移，$t$表示时间，$x$表示空间坐标，$c$表示波速。
声学基本知识.
p L p 20 lg p0
p0 2 10 pa
5
声压级单位：分贝。
2.声强和声强级：
a.声强: 在声传播方向上单位时间内垂直通过单位面 积的声能量，称为声音的强度，简称为声强， 单位是瓦每平方米 。
P I c
声功率级单位：分贝。
4.声能密度
定义： 声场中单位体积媒质所含有的声能量。 对于在自由空间内传播的平面声波而言：
p D 2 0c
2 e
5.频程和频谱：
a.频谱图： 以频率为横轴，以声压为纵轴，绘出的图叫声音 的频谱图。
5.频程和频谱：
b. 频程：
为方便起见，通常将宽广的音频变化范围划分 为若干个较小的频段，称为频段或频程。
0,
p x, t P0 cos(t kx)
1.平面声波：
b.质点振动速度： 对于简谐振动而言：
u x U 0 cos(t kx) U 0 P0 / 0c
质点振动的速度振幅
1.平面声波：
c.声阻抗率：
Zs p / u
对于平面声波而言：
Z s P0 / U 0 0c
i 1
•求出总声压的有效值 •求出总声压级
b.级的相减
L pT 10 lg 10
仪器测 的噪声
0.1L p
B
声源真 实噪声
0.1L p
S
10
B
LpS 10 lg 10
0.1L p
T
10
0.1L p
背景 噪声
b.级的相减
令：L pB L pT L pB
声学基础知识
声学基础知识声音，作为我们日常生活中最常接触到的感知，是一种形式的机械波，它通过物质的震动传播而产生。
声学是研究声音产生、传播和听觉效应等相关现象的学科。
本文将介绍声学的基础知识，包括声音的特性、声波的传播与衰减、和人类的听觉系统。
一、声音的特性声音有几个重要的特性，包括音调、音量和音色。
音调是指声音的高低，由声源的频率决定。
频率越高，音调越高；频率越低，音调越低。
音量是指声音的强弱，由声源振幅的大小决定。
振幅越大，音量越大；振幅越小，音量越小。
音色是指具有独特质感的声音特征，由声音的谐波成分和声源的包络形状决定。
不同的乐器演奏同一个音高，因为其谐波成分和包络形状不同，所以会有不同的音色。
二、声波的传播与衰减声波是指由声源振动产生的压力波。
声波传播时，需要介质作为传播介质，常见的介质包括空气、水、固体等。
在传播过程中，声波会经历衍射、反射、折射等现象。
衍射是指声波遇到障碍物时沿着障碍物的边缘传播，使声音能够绕过障碍物。
反射是指声波遇到障碍物后从障碍物上反弹回来，产生回声。
折射是指声波在介质之间传播时由于介质密度不同而改变传播方向。
声波在传播过程中会逐渐衰减，衰减的程度取决于声音传播的距离、传播介质的特性以及环境条件等。
一般来说，声音传播的距离越远，声波能量的衰减越大；传播介质的特性也会影响声波的衰减，固体传播声波的衰减相对较小，而空气和水传播声波的衰减相对较大。
环境条件如温度和湿度也会对声波的衰减产生一定影响。
三、人类的听觉系统人类的听觉系统是感知声音的重要器官。
它由外耳、中耳、内耳和大脑皮层等部分组成。
外耳包括耳廓和外耳道，它们的主要功能是接收和传导声音。
中耳包括鼓膜和听小骨（锤骨、砧骨和镫骨），它们的主要功能是将声音的机械能转换为神经信号。
内耳包括耳蜗和前庭，耳蜗负责感知声音，前庭负责维持平衡。
大脑皮层负责处理和解读声音信号。
人类听觉系统对不同频率的声音有不同的感知范围。
一般来说，人类可以听到频率范围在20Hz到20kHz之间的声音。
声学基础知识
声学基础知识一、声音声音是空气分子的振动。
物体的振动（我们称之为"声源"）引起空气分子相应的振动，传入人耳导致鼓膜振动，通过中耳、内耳等一系列听觉器官的共同作用使人听到了声音。
二、声波把石头扔进平静的水面，会形成一组向四周扩散的水波，这是我们所能见到的比较直观"波"，空气分子振动形成的声波要复杂一点，它是从声源向四周立体扩散的一组疏密波，空气分子并不是从声源一直跑到您的耳朵，而是在它本来的位置振动，从而引起与它相邻的空气分子随之振动，声音就是这样从声源很快地向外传播的，声音在空气中的传播速度是331米/秒。
举一个简单的例子，麦浪的运动跟声波很相似，粒子的振动方向与波的运动方向是平行的。
波需要通过介质来传播，麦浪的运动到田埂边就自然停止了，声波的传播介质是空气分子，所以，真空里声音是不能传播的。
三、声音的频率声波每秒的振动次数称为频率，频率在20Hz~20KHz之间称为声波；频率大于20khz称为超声波；频率小于20hz称为次声波。
超声波和次声波人耳是听不到的，地震波和海啸都是次声波。
有些动物的耳朵比人类要灵敏得多，比如蝙蝠就能"听到"超声波。
世界上很少存在单一频率的"纯音"，我们所听到的声音大都是各种频率的复合音，如乐器发出的单音就是周期性的复合音，语音则是非周期性的复合音。
让我们对声音的频率有一个比较直观的概念：大鼓的"蓬蓬"声频率很低，大约在35Hz-7kHz；人的语音频率范围主要在200 Hz到40 00 Hz之间；锣声、铃声的频率大约在2000 Hz到3000 Hz左右；在人类语音中，女声比男声频率要高一点；童声要比成人频率高一点；"啊啊"声频率较低，"咿咿"声频率稍高，"嗤嗤、嘶嘶"声频率最高。
知道这一点很有用，在实际中，可以经常用来测试病人戴助听器前后对声音频率的反应。
声学基础知识
三、音色 音色是人们区别具有同样响度和音调的两个声音的主观感觉，音色也称音 品，由声音波形的谐波频谱和包络决定。 声音波形的基频所产生的听得最清楚的音称为基音，各次谐波的微小振动 所产生的声音称泛音。单一频率的音称为纯音，具有谐波的音称为复音。
拨弦古钢琴C\523.2Hz\1 拨弦古钢琴 电子大钢琴C\523.2Hz\1 电子大钢琴 音高\频率 唱名 音高 频率\唱名 键盘位置关系 频率 唱名\键盘位置关系
痛阀
听阀
频率听觉范围实验:频率发生器 频率发生器
第四节 声音的三要素
声音的听觉心理主观感受主要有：音高、响度、音色等特性， 音高、响度、音色 音高 又称为声音“三要素”。 一、音调：音调也称音高，表示人耳对声音调子高低的主观感受，客观上 音调： 音高大小主要取决于声波基频的高低，频率高则音调高，反之则低，单位 用赫兹(Hz)表示。 音调的变化与频率的关系是对数关系，频率每高一倍 一个倍频程）、音调 频率每高一倍(一个倍频程）、 频率每高一倍 一个倍频程）、音调 就高一个八度 八度。 就高一个八度。音调的单位是“美”，通常定义响度为40方的1kHz纯音的 音高为1000美，赫兹与“美”同样是表示音高的两个不同概念的单位。
拨弦古钢琴C\523.2Hz\1 拨弦古钢琴 电子大钢琴C\523.2Hz\1 电子大钢琴 原音钢C\523.2Hz\1 原音钢 盛大钢琴C\523.2Hz\1 盛大钢琴
声音的三要素小结 声音的三要素小结
另外，表征声音的其它物理特性还有：音值，又称音长， 另外，表征声音的其它物理特性还有：音值，又称音长， 是由振动持续时间的长短决定的。持续的时间长，音则长； 是由振动持续时间的长短决定的。持续的时间长，音则长；反 之则短。 之则短。 从以上主观描述声音的三个主要特征看， 从以上主观描述声音的三个主要特征看，人耳的听觉特性 并非完全线性。声音传到人的耳内经处理后，除了基音外， 并非完全线性。声音传到人的耳内经处理后，除了基音外，还 会产生各种谐音及它们的和音和差音 和音和差音， 会产生各种谐音及它们的和音和差音，并不是所有这些成分都 能被人感觉。 能被人感觉。 人耳对声音具有接收、选择、分析、判断响度、 人耳对声音具有接收、选择、分析、判断响度、音高和音 品的功能，例如， 品的功能，例如，人耳对高频声音信号只能感受到对声音定位 有决定性影响的时域波形的包络(特别是变化快的包络在内耳 有决定性影响的时域波形的包络 特别是变化快的包络在内耳 的延时)， 的延时 ，而感觉不出单个周期的波形和判断不出频率非常接 近的高频信号的方向；以及对声音幅度分辨率低， 近的高频信号的方向；以及对声音幅度分辨率低，对相位失真 不敏感等。这些涉及到心理声学和生理声学方面的复杂问题。 心理声学和生理声学方面的复杂问题 不敏感等。这些涉及到心理声学和生理声学方面的复杂问题。
声学基础知识
科学家已经通过录像证明，海豚是靠声波来攻击并找 到它们的捕获物，他们发现海豚在靠近捕获物时发出 低沉的轰声，其频率足以破坏捕获物的听觉器官。海 生哺乳动物受到惊吓会快速由海下深处上浮。一般来 说，潜艇在水下潜航时，需要借助声呐系统来发现目 标。而声呐产生的水底噪音会惊吓鲸豚类哺乳动物， 使它们异常加速浮上水面，进而导致它们搁浅死亡。
1.1 声波、声音与声学的概念
当声源（机械振动源）振动时，振动体对周 围相邻媒质（气体、液体、固体等）产生扰 动，而被扰动的媒质又会对它周围的相邻媒 质产生扰动，这种扰动的不断传递就是声波 产生与传播的基本原理。 声源：通过机械振动发出声波的物体。 声波：声源的振动所引起周围媒质质点由近 及远的波动。
蜜蜂和蚊子翅膀的振动频率在人 的听觉范围内，而蝴蝶翅膀振动频率 不在人的听觉范围内。 提示：蝴蝶翅膀的振动频率小于10Hz，
而蚊子的翅膀振动频率为500—600Hz。
动物发出声音和听觉的频率范围
大象的耳朵之大可谓诸多动物之最。大象可以发出和收 听到次声波，对于大象之间相互传递信号大有裨益：次 声波衰减较慢，因此可以传递到更远的地方。
蝙蝠利用 超声波导航 人们受到 （回声定位） 启示
声 呐
探测海深、 海底暗礁等
探测鱼群、 潜艇位臵等
绘水下数千米 地形图
仿生学
海豚利用声波识别食物、敌人和它们周围的环境。
核潜艇利用海豚仿生制造了声纳系统，使自己知道 与海岸的距离、猎物的行踪、深度。
美国海军曾认为是他们的核潜艇声纳系统干扰了海滩，在 他们的演习范围海域内也出现了大规模海豚自杀现象。
动物发出声音和听觉的频率范围
海豚可谓超声波歌唱家， 发出的“海豚音”名副 其实。 人类听到的所谓“海豚 音”只不过是对于“音 调极高”的歌声的形容 而已。
声学基础知识介绍
5
二 聲音的特性參數
倍频程定义为两个声音的频率或音调 之比的对数（以2为底）， 其公式为: n=㏒2 f2/f2 f1为基准频率； f2为欲求其倍频程数的信号频率； n为倍频程数。
聲功率:聲源在單位時間內輻射出來的總能量 声功率级 Lw = 10*log(W/W0 ) W0為基準音功率, 10-12 W 聲功率級不能直接測量,是由測的的聲壓級換 算的出
11
二 聲音的特性參數
聲功率級與聲壓級的關係
12
二 聲音的特性參數
5.频谱 频谱是把时间函数 的分量按幅值或相 位表示为频率函数 的分布图形。
19
四 聲場(音場)
自由音場-音源輻射區域內,每距離音源1倍 距離,其聲壓級衰減6dB. 迴響音場-封閉與半封閉空間,聲波重複並連 續自壁面反射,音壓位準受到反射干擾而產生 顯著變動.
20
噪音測試設備
半無響室(半消聲室) (Semi-Anechoic Chamber) 背景噪音: < 15 dBA 截止頻率: 100 Hz 隔音量: > 50 dB 振動自然頻率: < 10 Hz B&K 振動噪音量測系統 多功能振動噪音分析系統 實時頻譜分析儀 ½” 麥克風組 x 10 音位校正器 低重量加速規
3
二 聲音的特性參數
频率与倍频程 1 频率与声音的对应关系是：频率低。 相应的音调就低，声音就越低沉；频 率高，相应的音调就高，声音就越尖 锐。 人耳可以听到的声音频率范围通常是 20Hz—20kHz，其频率称为声频或音 频。频率低于20Hz的叫次声，高于 20kHz的叫超声
声学基础与常识
5
0 20
140
120
100
80
60
40
20
0
-5
0
40
60
80
100
120
SPL VS. P(Pa)
5
10
15
20
25
声压·声压级·响度级·响度
为分析声压，响度级以及响度之间的关系，我们通过右上角表格数据绘制了如下曲线。从分析的曲线可以看出，人 耳所感受到的响度与物理意义的声压（帕）直接虽然是对数关系，但是其底a没有达到10。
声压级连续变化时的声压级变化分辨阈：对于声压级连续变化的
信号，声压级变化的分辨阈与声压级大小有关。当声压级较小的
时候，分辨阈较大；当声压级逐渐增大的时候，分辨阈会逐渐减 小。而且不同的声压级的声音，其声压级变化的分辨阈随频率的
7
变化也会不同。右图可以看到，当声压级在50dB以上的时候，人
耳能够分辨的最小声压级变化大约为1dB；当声压级小于40dB的
等响曲线中每条曲线显示不同频率的声压 级不相同,但人耳感觉的响度相同。 由此可见（我的理解），响度级考虑的是 折为整算“理人方p耳”pt的与频dB率的特物性理后意的义声类压似级。。可以认
声音三要素
响度与持续时间的关系：响度除了与声压级、频率 等相关因素有关以外，还与声音的持续时间有关。 大量的测试结果表明：在100ms~200模式的持续时 间以内，声音的响度随持续时间的增大而增大。所 以，从某种程度上说，听觉是由记忆功能的。
声音三要素
响度：人耳对于声音强弱的感觉，称为响度。声音的响度主要与声压有关，声压越大，响度也就越大。但是，响度与声
压并不是成线性比例关系，而是大致与声压的指数成比例关系。响度的这一听觉特性被称为“史蒂文指数定律”。
声学基础知识
3、声音的指向性与覆盖面积：
高频 声音指向性很强 覆盖角度窄小、 射程远、穿透力强
中频 有一定指向性 覆盖面积比较容 易控制
低频 指向性不明显 向四面辐射、声 功能损失大、传播距离近
4、声音的共振与共鸣
声音的振动和传播过程中，有一种很重 要的物理现象——共振，也叫共鸣。
定义：当策动力变化的频率跟物体的固 有频率相一致时，振动的振幅就会特殊 地增大到最高峰值，这种现象叫共振。
们对声音音质差异（音色）的感觉。（如乐器不同， 相同的“i”听觉则不相同。）
2、声音的传播
⑴直达声：是室内任一点直接接收到声源发出的 声音。 它是接收声音的主体，又叫主达声，不受空间 界面影响，其声强基本上是与听点到声源间距 离的平方成反比衰减。
⑵早期反射声：指延迟直达声50ms以内到达听声 点的反射声，对声音起到增强作用；在大空间 内，因反射距离远，易形成回声，产生空间感。
客观：振幅（大、小）；频率（快、慢）；谐波 主观：响度；音调（音高）；音色（音品） 振幅：声波的振动幅度，它的大小影响人耳对声音强
弱的感觉强度（即响度）单位：分贝（dB） 频率：声波每秒钟振动的次数。它直接影响人耳对声
音高低（音调）的感觉。单位：赫兹（Hz） 谐波：指声波的波形。包括瞬间状态。它直接影响人
与频率的关系：a、4—5KHz附近的声音最响，因外耳 道与其产生共鸣b、低声压时，低频区的音响度大于高 频音的响度c、常见声源的声压级dB
窃窃私语：20——35
女 高 音：35——105 男高音：40——95
小 提 琴：40——100 交响乐：80 dB
小 鼓：55——105
打 雷：120 dB
例三：小提琴 共鸣箱较小 共振频率高 为256-1100Hz
声学基础知识
一、声学基础：1、名词解释（1）波长——声波在一个周期内的行程。
它在数值上等于声速（344米/秒）乘以周期，即λ=CT（2）频率——每秒钟振动的次数，以赫兹为单位（3）周期——完成一次振动所需要的时间（4）声压——表示声音强弱的物理量，通常以Pa为单位（5）声压级——声功率或声强与声压的平方成正比，以分贝为单位（6）灵敏度——给音箱施加IW的噪声信号，在距声轴1米处测得的声压（7）阻抗特性曲线——扬声器音圈的电阻抗值随频率而变化的曲线（8）额定阻抗——在阻抗曲线上最大值后最初出现的极小值，单位欧姆（9）额定功率——一个扬声器能保证长期连续工作而不产生异常声时的输入功（10）音乐功率——以声音信号瞬间能达到的峰值电压来计算的输出功率（PMPO）（11）音染——声音染上了节目本身没有的一些特性，即重放的信号中多了或少了某些成份（12）频率响应——即频响，有效频响范围为频响曲线最高峰附近取一个倍频程频带内的平均声压级下降10分贝划一条直线，其相交两点间的范围2、问答（1）声音是如何产生的？答：世界上的一切声音都是由物体在媒质中振动而产生的。
扬声器是通过振膜在空中振动，使前方和后方的空气形成疏密变化，这种波动的现象叫声波，声波使耳膜同样产生疏密变化，传级大脑，于是便听到了声音。
（2）什么叫共振？共振声对扬魂器音质有影响吗？答：如果物体在受迫振动的振动频率与它本身的固有频率相等时，称为共振当物体产生共振时，不需要很大的外加振动能量就能是使用权物体产生大幅度的振动，甚至产生破坏性的振动。
当扬声器振膜振动时，由于单元是固定在箱体上的，振动通过盆架传递到箱体上。
部分被吸收，转化成热能散发掉；部分惟波的形式再辐射，由于共振声不是声源所发出的声音，将会影响扬声器的重放，使音质变坏，尤其是低频部分（3）什么是吸声系数与吸声量？它们之间的关系是什么？答：吸声性能拭目以待好坏通常用吸声系级“α”表示，即α=1-K；吸声量是用吸声系数与材料的面积大小来表示。
初中声学知识点
初中声学知识点声学是物理学的一个分支，研究声音的产生、传播、接收和效应。
对于初中学生来说，了解一些声学的基本知识可以帮助他们更好地理解声音的特性和运动规律。
本文将介绍一些初中声学的基本知识点。
一、声音的产生和传播1.声音的产生：声音是由物体的振动引起的，当物体振动时，会在周围介质中产生压缩和稀疏的波动，从而形成声波。
一般来说，物体振动的频率越高，声音就越高；振幅越大，声音就越大。
2.声音的传播：声音是通过媒质传播的，媒质可以是固体、液体或气体。
在媒质中，声波以机械波的形式传播，具有波长、波速和频率等特征。
声音在固体中传播速度最快，液体次之，气体最慢。
二、声音的特性1.声音的响度：响度是声音的强弱程度，与声波振幅的大小有关。
同样的频率下，振幅越大，声音越响。
2.声音的音调：音调是声音的高低程度，与声波频率的大小有关。
频率越高，音调越高，频率越低，音调越低。
3.声音的纯净度：纯净度是指声音中含有的谐波成分的多少，纯净度高的声音听起来清晰、圆润。
纯净度低的声音听起来杂乱、刺耳。
三、声音的反射和折射1.声音的反射：当声波遇到障碍物时，一部分声波会被障碍物反射回来，形成回声。
根据反射原理，人们可以利用声波的反射来进行声纳测距和地震勘探等技术。
2.声音的折射：当声波从一个介质传播到另一个介质时，会发生折射现象。
折射是由于不同介质中声速不同所引起的，折射使得声音的传播方向发生改变。
四、声音的吸收和衍射1.声音的吸收：声音在传播过程中会被物体吸收，吸收程度与物体的材质和厚度有关。
比如，软质材料能够较好地吸收声音，而硬质材料则会产生明显的反射。
2.声音的衍射：衍射是声波遇到绕过障碍物传播的现象。
当声波通过一个有缝隙的屏障时，会向绕过障碍物的方向传播，这种现象被称为声音的衍射。
五、声音的噪声与保护1.声音的噪声：噪声是不规则、杂乱的声音，对人们的健康和生活产生负面影响。
噪声来自工业生产、交通、建筑施工等，需要通过隔音措施来降低。
声学常识
声学常识一、声音常识（一）声音产生物体振动——介质传递——人耳感知（二）声音的性质与影响因素1.四种性质高低长短强弱音色2.影响因素高低频率长短时间强弱振幅音色材料形状等（三）传播方式纵波声波前进的过程是相邻空气粒子之间的接力赛，它们把波动形式向前传递，它们自己仍旧在原地振荡，也就是说空气粒子并不跟着声波前进！二、声学常用名词1.分贝：表示两种电或声功率之比的一种单位,它等于功率比的常用对数的10倍——缩写为dB。
（参看论文《分贝的由来》）2.电平：是一种表示电量（电压、电流、功率）相对大小的量，常用单位为分贝。
通常指定某一电量的数值为标准值，以其他数值和标准值的比值表示电平值。
例如取标准功率1毫瓦为零电平，当所给功率为10毫瓦时，电平值为10分贝。
如果电平值为负的，就表示低于零电平，由此电平可用来表示任意两个电量间的相对大小。
3.信噪比：信号平均功率与噪音平均功率的比值4.相位：我们知道声音是通过空气的压缩和扩张来传播的，对空间的某一点来说，当直达声压缩该点的空气，而反射声反射到该点时有两种情况：一、同样地在压缩该点的空气，我们称反射声和直达声在该点的相位相同，则该点空气压缩的程度变强，音强得到增加，声压得到了提高；二、相反地在扩张该点的空气，我们称反射声和直达声在该点的相位相反，则该点空气压缩的程度变弱，音强得到减弱，声压得到了降低。
一句话：相位相同声音变大，相位相反声音变小。
反相：两个相同声音信号相位相差为180度的情况，在同一声音的策动下音箱或话筒之间的振动方向相反亦属于反相。
音响系统有左右声道之问反相、真实相位(即输人信号与输出信号之间相位)反相、话筒之间相位反相和多只音箱组成的阵列中部分音箱反相等四种情况。
反相可导致声短路(即声音之间互相抵消，音量减小)、声像失去定位和低音浑浊等现象，对再现声音造成破坏。
5.阻抗：媒质对声波所呈现的阻抗作用，用某一面积上的声压与通过该面积的声通量的复数比来量度。
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atmospheric pressure）：1标准
大=N如格线1/P气㎡下，关0.(0Pa1压是右系) 3声边。=275压是6×P (0P与 声a1m) 0声压m^5汞压与比P值柱a级声（=P=/之压1P07.）0间级61c的之×m汞换间10SP柱算的^L 5表曲
P(ref)
当持续时间大于100ms的时候， 响度级基本保持在60方；当持续时 间小于100ms时，响度级随着持续 时间以大约每10倍时间10方的斜率 下降：当持续时间从100ms下降到 10ms的时候，响度级大约从56方下 降到46方。其他频率信号测试结果 也类似。
所以，当人耳听到一个短促的脉冲 声时，如果强度不变，长度由1ms变 为2ms，则听起来不是声音的长度变 了，而是更响了。因此，当人耳倾 听频度超过一定值的一系列脉冲声
纯低音音小小提号琴很多1。4810HHzz~~1100KKHHzz
琵琶 三弦
108Hz~1KHz 87Hz~1.1KHz
当声圆音号 持续时90H间z~8在KHz0.5s以扬下琴的时候14，6Hz要~1比.1K1Hsz
以高上音长萨感号克到斯 音2调8000HH比zz~~71较K7HKzHz低。持笙续时间再21短7H，z~5为87Hz
声学基础与常识
王传芳 / gaizi23@
声音三要素
声学三要素：音调或者叫音高（对应频率）、音色（对应频谱）、响度（对应振幅）。
任何复杂的声音都可以用此三个属性来描述 音调：人耳对于声音高低的感觉，称为音调。
音调主要与声音的频率有关，同时也与声压
级和声音的持续时间有关。音调会随着频率
P (e)
P(e)/P(ref) 20*lg[P(e)/P(ref)]
0.00002 0.00002
1
0
0.00002
0.0002
10
20
0.00002
0.002
100
40
0.00002
0.02
1000
60
0.00002
0.2
10000
80
0.00002
2
100000
100
级升高时，会感到音调变高。
纯音的音调和频率的
复由定西洋复。音小大乐提提音复（器琴琴声中音是源频的指（1率声6由9频包56HH率括z最压许z~~范谐116低级多6围频KKHH）zz的高纯声低音民音对组乐粤决于成声胡定音源的，调声频即的音率 39由影）范 0H围 z基响的~（ 2音要音.基 6K决比调频 Hz）
10低m音萨s左克斯右的58时Hz~候14K，Hz 会使得笛子听音人感217觉Hz~不97出8Hz
它的钢音琴 调，只27Hz能~12听KHz到“咔唢咔呐”的声19音5H。z~522Hz
关系曲线 音色：音色是指人们区别具有相同响 度和音调的两个声音的主管感觉。每 个人都有自己的独有音色，不同的乐 器进行演奏的时候，人们也能区分出 它们各自的音色。人在讲话的时候， 乐器在演奏的时候，都是复音，是由 基频与谐频组成的声音。两个音调相
声音三要素
响度：人耳对于声音强弱的感觉，称为响度。声音的响度主要与声压有关，声压越大， 响度也就越大。但是，响度与声压并不是成线性比例关系，而是大致与声压的指数成 比例关系。响度的这一听觉特性被称为“史蒂文指数定律”。 响度是个主观量，是声压的主观量，1kHz时的声压级定义为响度级，单位是“方”。 人耳对声音强弱的感觉不是一根线的，当响度级每增加10方时，我们人耳听到的响 度加倍。人耳听觉特性的研究表明，刺激量（声压）增加为指数方式，感觉量（响 度级）增加为差数方式。这是耳膜的自动保护机制。 声压级是一个物理量，并不完全能反映人对声音强弱的感受，而响度则是心理学中用 于除衡此量之衡外量，这响种度感还受与的频心率理、量波。具体的定义可以参考维基百科：Loudness。响度级与 声形压、级声并音非的线持性续关时系间。相响关。度级的计算模型请参考：ISO/WD 532-1。在ISO-532中描述 了响两度种的响频度率计特算性方：法人，耳两对种于方法都需要分带计算（将声音的不同频率成分分别考虑）， 第不一同种频方率法声是音的St响ev度en感在觉19是56不年的论文The Mesurement of Loudness中提出的，是一种 并同不的复。杂也的就计是算说模，型对；于第频二率种不是Zwicker提出的，大概方法是分频带的查表计算。 同，而强度相同的声音，人耳 会感觉到不同的响度。为了说 明人耳的响度感觉，定义了响 度级。响度级用来表示响度的 大小，其单位为“方” （phon），符号为LN。定义 一个声音的响度级在数值上 等于和它同样响的1KHz纯音 的声压级。
声音三要素
响度与持续时间的关系：响度除了 与声压级、频率等相关因素有关以 外，还与声音的持续时间有关。大 量的测试结果表明：在100ms~200 模式的持续时间以内，声音的响度 随持续以时一间个的57增dB大、而2增KH大z的。纯所音以测， 从试某响种度程级度随上着说持，续听时觉间是的由变记化忆特功性， 能可的以。得到响度级和持续时间的关系， 如右图所示。
声压级（SPL）
声波通过空气传播时，由于振动会导致压强的改变，压强改变量是随时间变化的，实 测声压就是压强该变量的有效值，单位是Pa或MPa。声压就是大气压受到扰动后产 生的变化，相当于在大气压强上的叠加一个扰动引起的压强变化。由于声压的测量比 较容易实现，通过声压的测量也可以间接求得质点速度等其它物理量，所以声学中常 用这个物理量来描述声波。表示声压大小的指标称为声压P (级Pa（) VSSP.LS，PsLound pressure l即ev2e0l）lgP，/P用0某，声单音位的为声dB压。（p）与基本声压25值（p0）之比的常用对数的20倍来表示，
的增大而提高，但不是与频率成完全的线性
关系。
音调的单位为“美”（Mel），定义
40dB@1KHz纯音的音调为1000美。需要注
意的是，影响音调的因素还有声音的声压级，
以及声音的持续时间。低频的纯音，声压级
高的时候，要比声压级低的时候搞到音调变
低；频率在1KHz~5KHz之间的纯音，音调
几乎与声压级无关；频率再高的纯音，声压