音响技术人员声学基础入门培训(1)

音响技术人员声学基础入门培训（1）

作者：九里弹峰

文章提供：中国音响第一网

人耳的听觉特征

1、振动产生声波，声波传播至耳，耳膜受到声压变化刺激听觉神经听觉神经传入大脑中枢，形成声音的存在感觉。声音的传播过程（自然状态）：当一个物体受外力作用时，产生一个往复的弹性振动，这样就产生了声波，经过介质（物体、空间或水）向四面八方传播。当人耳接受声波的振动，通过听觉神经传达给大脑。

2、声音的产生是物理现象，人对声音的感觉是生理、心理活动。

①构成人耳听觉特性的要素

构成声音产生与存在的客观因素是：振幅、频率、谐波

构成人耳对声音的听觉特性的要素是：响度、音调、音色

⑴响度：是人耳对声音强弱的感觉程度。它首先决定于声音的振幅，其次是频率。声学中把描述响度、振幅、频率之间的关系曲线叫等响度曲线。单位：分贝（dB）

与振幅的关系：a、声压级越高，人耳感觉声音响度越大b、人耳的声压范围是：0——120 dB 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

●教师讲话：50——60 飞机起飞（3m处）：140 dB

⑵音调（音高）：是人耳对声音高低的感觉，其变化主要取决于声音频率的对数值，其次是取决于声音的振幅。

频率越高，人耳感觉的音调随之升高，频率增加一倍，声学中称之增加一个“倍频程”，音乐上叫“提高一个八度”。音调单位：美（mei）音调与频率的关系：

a、人耳听觉的频率范围：20Hz——20KHz，其中700——3000Hz为最灵敏区

b、语言的频率范围范围是100——10 KHz

音乐的频率范围是50——15 KHz

音调与声压（振幅）的关系：

a、1K——2 KHz 以上的高音区，声压增大感觉音调提升

b、500 Hz以下的声音，声压增大，感觉声音低沉，音调下降

⑶音色（音品）：指声音的音调和响度以外的音质差异。它与声音的频谱结构、包络和波形有关。发音体的泛音结构不同频率特性曲线、种类不同造成音色结构的不同。

声音的物理特性

声音的构成及关系

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。

⑶混响声：声波经室内界面的多次反射，迟于早期反射声到达听点的声音，直至声源停止发声，但由于多次反射，听点仍能听到，故又称余声，影响声音的清晰度。

混响时间：在一个声场中，一个声音的声压级衰减60dB所需要的时间，用T60来表示。单位：秒（s）

T60=0.16V/Sa (赛宾公式)

V：声场总容积 S：声场的表面积 a：声场的建筑装饰材料的平均吸声系数。

例：某段音乐的声压级为90dB，此时中止音乐，音乐声逐渐减弱，当其声压级从90dB降至30dB时可需时1.2秒，那么，此房间的混响时间为1.2秒。

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。

例一：部队行军步伐的振动频率与桥梁的固有振动频率相一致时，会因共振的产生而坍桥。

5、声音的掩蔽现象与解决

当不同频率的声音在同一声场中传递，各频率之间会发生掩蔽现象。

现象一：声音能量大的掩盖声音能量小的。

如铜管乐器掩盖木管乐器、木管乐器掩盖弦乐器。

解决：⑴从乐队编制解决。要求有合理的声部和乐器分配，调整好各声部之间、各种乐器之间声功能的平衡。

⑵从音乐结构上解决。要有合理的和声、配器，使各声部间平衡。

⑶从声场音响上解决。

a、对不同音源选择最适合表现这种乐器音色特性的话筒。

b、选择拾取音源的最佳距离、高度、角度。

c、在调音台上进行音频信号电平的处理。

现象二：中频声音掩盖高频和低频声音。

原因：人耳对700——3000Hz的中频率声音听觉最为灵敏，在声音强度相同的情况下，优于并强于对高、低声音的听觉。

解决：减少中频输入，适当增加高低频尤其是低频音输出。

现象三：高频率声音掩盖低频声音。

如：板胡、京胡、笛子等高音乐器掩盖贝斯提琴、大提琴、巴松等低音乐器。

原因：高频音声波较短、指向性强、穿透力强、射程远，对人耳刺激明显，低频音有绕射特性，散射强，功能损失大。