精品文档-现代音响与调音技术(第三版)王兴亮-第1章

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第1章 音响技术基础知识
声阻抗的单位是N·s/m3(牛·秒每立方米)，即MKS制声欧姆。 由于U的含义不明确，人们通常用质点速度v来代替U，因此定义 声场中某位置的声压与该位置的质点速度之比为该位置的声阻 抗率Zs，即
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第1章 音响技术基础知识
在理想介质中，声阻抗也是有损耗的，不过它不是把电量 转化成热量，而是把能量从一处向另一处转移，即传播损耗。
波的波长相比足够大时，声波将按照几何光学反射定律反射。 界面不同，反射的结果就不相同，我们希望声场越均匀越好2. 室内声学的主要指标 1) 混响时间 混响时间是衡量房间混响程度的量。声学工程中，某频率 的混响时间是室内声音达到稳定状态，声源停止发声后，残余 声音在房间内反复反射，经吸声材料吸收，平均声能密度自原 始值衰减到百分之一，即衰减60 dB所需的时间，记为T60。通常， 在声场均匀分布的封闭室内的混响时间可用著名的赛宾 (W.C.Sabine)公式进行工程估算，即
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第1章 音响技术基础知识
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第1章 音响技术基础知识
3. 听觉灵敏度 听觉灵敏度是指人耳对声音的声压、频率及方位的微小变 化的判断能力。
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第1章 音响技术基础知识
4. 听觉的掩蔽效应 掩蔽效应是指同一环境中的其他声音会降低聆听者对某一 声音的听力，或者说一个声音的听阈因为另一个较强声音的存 在而上升。当一个复合声音信号作用到人耳时，如果其中有响 度较高的频率分量，则人耳不易觉察到那些响度较低的频率分 量，这种生理现象称为“掩蔽效应”。一个声音对另一个声音 的掩蔽值，被规定为由于掩蔽声的存在，被掩蔽声的听阈必须 提高的分贝数，提高后的听阈称为掩蔽阈。
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第1章 音响技术基础知识
3. 电子音乐声源 电子音乐是新发展的一种重要声源，电子音乐差不多都是 通过电子乐器的演奏产生的。电子音乐绝大部分不是电子乐器 的现场演奏，而是通过对现场演奏的音乐进行处理和制作得到 的。近几年来，电子音乐越来越多地通过MIDI技术来实现。
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第1章 音响技术基础知识
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第1章 音响技术基础知识
2. 远场 远场也称费朗和费区，表示在均匀面各向同性媒体中远离 声源的区域，其间瞬时声压和质点速度同相。在远场中声波与 声源之间呈球面状，声源在某点所产生的声压与该点至声源中 心距离成反比，并且是声源上各面到达该点声压的叠加，它们 是按照平行线传播的，远场区的范围可计算为
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第1章 音响技术基础知识
声强级指的是对声强与基准声强的比值取常用对数后再乘 以10所得的值，单位为dB，用LI表示，即
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第1章 音响技术基础知识
5. 声功率与声功率级 声源辐射声波时对外做功。声功率是指声源在单位时间内 垂直通过指定面积的声能量。声功率是在整个可听声的频率范 围内所辐射的功率，或者是在某个有限频率范围所辐射的功率 (通常称为频带声功率)。声功率可表示为
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第1章 音响技术基础知识
根据声音发生、应用的不同，音响声源大体可分为三类： (1) 环境音响。 (2) 动作音响。 (3) 非现实音响。
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第1章 音响技术基础知识
2. 乐器声源的机理 任何能发出声音的器具和乐器都可分为两个部分，即振动 和共鸣。
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第1章 音响技术基础知识
图 1-3 音乐动态等级
图 1-1 钢琴的频谱
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第1章 音响技术基础知识
3) 音量(Intensity) 音量是指声音的强度或响度，标志声音的强弱程度。它主 要与声源振动幅度的大小有关，太弱了听不见，太强了会使人 受不了。人耳所能听到的声强约为0~12 dB，寂静的室内噪声约 为30 dB，在白天室内噪声可达45 dB。
信号源送来的语言或音乐等音频信号进行放大、控制及美化加 工，最终送到扬声器或耳机，还原成声音信号，供人们 聆听。
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第1章 音响技术基础知识
2) 本底噪声 本底噪声是指室内不放声源时的噪声声压级，考虑人类听 觉特性，采用A计权法，记为dB(A)。本底噪声可用声压级直接 测出。
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第1章 音响技术基础知识
3) 声染色 声染色是指信号传输过程中，由于某种原因使声源中的某 一频率得到过分地加强或减弱，破坏了房间内音响效果的均匀 性。一般10~30 m2房间中容易出现驻波的频率为80~ 300 Hz。驻波能改变声源原有特性，如同白色的布染上了颜色。 改善的方法是通过调整装修使房间的长、宽、高之比为无理数。 另外，室内物品摆设要避免对称性。
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第1章 音响技术基础知识
4) 房间常数、混响半径 房间常数反映房间吸声特性，符号为R，其表达式为
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第1章 音响技术基础知识
3. 室内声场的估算 根据扬声器自由场灵敏度、距扬声器的距离以及扬声器的 输入电功率便可算出直达声场的声压级，即
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第1章 音响技术基础知识
根据临界距离、扬声器的自由场灵敏度以及输入扬声器的 电功率又可以算出室内混响声场的声压级，即
第1章 音响技术基础知识
第1章 音响技术基础知识
1.1 声学基础 1.2 声源、 声场及室内声学 1.3 音响系统的分类和组成 1.4 音响系统的电声性能指标 1.5 立体声基础
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第1章 音响技术基础知识
1.1 声 学 基 础
1.1.1 声波的基本特性 1. 声波和声音 声波是机械振动或气流扰动引起周围弹性介质发生波动的
现象。声波也称为弹性波。 声波的定义有两种：一是弹性媒质中传播的压力、应力、
质点位移、质点速度等的变化或几种变化的综合；二是声源产 生振动时，迫使其周围的空气质点往复移动，使空气中 产生附加的交变压力，这一压力波称为声波。
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第1章 音响技术基础知识
2. 声速、波长和频率 声波可以在空气、液体及固体等媒质中传播，但不能在真 空中传播。 声波在一个周期T内传播的距离称为波长，用符号λ表示， 单位为m。声波每秒钟周期性振动的次数称为频率，用符号 f 表示，单位为Hz，周期T和频率 f 互为倒数。 声速、波长和频率之间的关系为
1.1.3 听觉特性 1. 听觉的感受性 人类听觉感受的动态范围很宽，能感受到的最小声压级为0
dB，能耐受的最大声压级可达140 dB；人耳能听到的纯音最低 为20 Hz，最高可达20 kHz；人耳对声长的解析力更是惊人。声 音要达到一定声级才能听到，最小可听声级称为绝对阈限，是 听觉绝对感受性的表征量。正常人的听觉范围如图 1-2所示。
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第1章 音响技术基础知识
5. 听觉的延时效应 实验表明，当几个内容相同的声音相继到达听者处时，听 者不一定能分辨出是几个先后来到的声音，就是说，人的听觉 对延时声的分辨能力是有限的，这种现象即是人类听觉的延迟 效应，也称“哈斯(Hass)效应”。
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第1章 音响技术基础知识
1.2 声源、声场及室内声学
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第1章 音响技术基础知识
2) 音色(Timbre) 音色是指声音的色彩和特点。不同的人和不同的乐器都会 发出各具特色的声音，可以说它与声源振动的频谱有关。如果 说，音调是单一频率的象征，那么音色则是由多种频率所组成 的复合频率的表现。图1-1所示为钢琴弹奏某一音阶时 的声谱。
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第1章 音响技术基础知识
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第1章 音响技术基础知识
1.1.2 声音的特性参数 1. 频率与倍频程 倍频程是用来比较两个声频大小的，两个不同频率的声音
作比较时，起决定意义的是两个频率的比值，而不是它们的差 值。
倍频程定义为两个声音的频率或音调之比的对数，其公式 为
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第1章 音响技术基础知识
2. 声阻抗与特性阻抗 媒质中某点的声压和质点速度的复数比值称为声阻抗率， 其单位是Pa·s/m(帕·秒每米)，它的实部是声阻率，虚部是声 抗率。 声场中声阻抗Za定义为表面上的平均有效声压p与经过有效 体积的速度U之比，即
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第1章 音响技术基础知识
4) 音品 乐音即音乐中使用的声音，其谐波组成和波形的包络，包 括乐音起始和结束的瞬态，确定了乐音的特征，称为音品，也 有人把音品与音色统称为音色。任何声音都有一个成长和衰变 的过程，这个过程决定声音的音品。声音的成长和衰变过程不 同，听音者的感觉也不相同。
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第1章 音响技术基础知识
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第1章 音响技术基础知识
声功率级指的是对待测声功率与基准声功率的比值取常用 对数后再乘10所得的值，单位dB，用LW表示 ，即
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第1章 音响技术基础知识
6. 频谱与谱级 声源发出的声音并不是单一频率的，而是同时含有许多复 杂的频率。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。根据声音的不同，它的声谱可能是线谱、连 续谱或二者之和，即混合谱。实际的声音是由许多不同频率、 不同强度的纯音组合而成的。
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第1章 音响技术基础知识
谱级也称密度级，指的是对信号在某一频率的谱密度与基 准谱密度的比值取常用对数后再乘以10所得的值。单位为dB， 用Lpr表示，即
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第1章 音响技术基础知识
7. 音质 1) 音调(Pitch) 音调表示声音频率的高低，主要与声源每秒钟振动的次数 有关，是人耳对声调高低的主观评价尺度。音调的客观评价尺 度是声波的频率。
1.2.1 声源 振动物体借助于弹性媒质传播压力、应力，产生质点的位
移和速度，作用于人耳形成声音。物体的振动利用声波向周围 扩散，这便是音响传播的最简单的过程。产生声能的物体称为 声源，也是辐射声能的振动体。
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第1章 音响技术基础知识
1. 声源的形式和类别 声源的基本形式有两种： (1) 机械声源。它可以利用机械振动产生声音，有简单声 源和偶声源两种。 (2) 空气振动声源。它由空气柱辐射产生声音，有单极子、 偶极子、三极子和四极子四种类型。