音频基础知识讲解讲课教案
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音频基础知识
声学基础知识
声音是如何产生的
振动的物体能使邻近的空气分子振动，这些分子又引起它们邻近的空气分子振 动，从而产生声音，声音以声波的形式传递，这种传递过程叫声辐射。由于分 子振动产生的声波的方向与波传递的方向相同，所以是一种纵波。
声音必须在介质中传播，无论是固体、液体还是气体，都可以作为介质。 声音在固体中的传播速度最快，其次是液体，声音在气体中传播的速度最慢。
声音的叠加
单频率的正弦波称为纯音，声音是由基波和高次谐波组成
当两上或多个具有相同频率和振幅的正弦波信号叠加在一起， 其合成的信号还具有同样的频率，其振幅由两原信号的相位 关系所决定。当相位相同，振幅则会增加。当两个信号完全 相反时，则全部抵消。
本底噪声
在厅堂声学设计中，本底噪声是指房间内部自身振动或外来干扰而形成固有
声学领域中，分贝的定义是声源功率与基准声功率比值的对数乘以10的数值;其简 单表达式lgA/B。
而分贝，即dB＝10 lgA/B。单位为dB。A为声源功率，B为基准声功率10的-12次方 根据公式计算以及工作中的经验，我们得出以下结论。
功率增加一倍，声压级增加3dB。
距离增加一倍，声压级减少6dB(自由声场的情况下) 在电声领域中，分贝这个量的变化关系恰恰和人耳的听觉强弱感受非常吻 合，这也给声学计算打下了一个良好的基础。
声强
单位面积，单位时间内通过声音的能量称为声强(能量密度），单位w/m²。
声强与声功率的关系：声强I=声功率W/单位面积S
分贝
分贝（decibel）dB 分贝是以美国发明家贝尔命名的，他因发明电话而闻名于世 。因为贝尔的单位太粗略而不能充分用来描述我们对声音的感觉，因此前面加了“分 ”字，代表十分之一。一贝尔等于十分贝。
举例：扬声器的灵敏度为95dB,功率为300w,则SPL =91+10lg300=120dB 若扬声器到达听音点的距离为20m,则L=120-20lg20=94dB
常见声源的声压级-分贝
窃窃私语：20dB~35dB 人声语言：30dB~80dB 女高音：35dB~105dB 男高音：40dB~95dB 小提琴：40dB~100dB 打击乐：55dB~105dB 交响乐：20dB~120dB
声压级
人们采用一种按对数方式分级的办法作为表示声音大小的常用单位，这就
是声压级。
所谓某点的的声压级Lp是指该点的声压P与参考声声压P0的比值取常用对 数再乘以20，单位为分贝（dB),即：
Lp= 20 lg (P百度文库P0) （p0=2×10的-5次方Pa）
声压级和声功率级有如下关系： Lp=Lw-10lg（4πr^2) 声源为点声源的情况（理想情况）
传声增益 稳态声场不均匀度 （dB） （dB）
声压
声音大小的量度
疏密波压力的大小称为声压。指的是声音的压力在大气层作用下的相对
变化。压力变化的幅度越大，听觉上声音越大，振幅小的声音小。单位Pa。
引起人耳听到声音时的声压为可闻阈，它与声源的频率及人的年龄有关。使人
的耳膜感到疼痛时的声压为痛阈。
声功率 声源在单位时间内向外辐射的声能量称为声功率，单位W（瓦）。
声压级计算公式
所有音响工程都要求声场应达到一定的声压级，参照国家标准。为此，必须正确 配置扬声器——选用合适的扬声器、馈给适当的声频电功率、把扬声器（或扬声器 群）安装在合适的地方
听音点声压级(L)的计算公式（自由空间点声源）
SPL= S + 10 lg P L = SPL – 20 lg r 式中 S - 扬声器灵敏度 P - 馈给扬声器的功率 r - 扬声器与听音点的距离 SPL - 扬声器的最大声压级
的噪声，大小仍以声压级dB的方式表示。
厅堂的本底噪声是建筑声学设计以及专业音响工程需要涉及和控制的一个基 本物理量，它的大小、处理方式对厅堂的声学环境有着重要意义。
由于本底噪声主要来自于外界环境噪声和振动、设备噪声和振动两个方面。 在音响工程中，这两方面的内容都会不同程度上的涉及：一是在建筑上进行 隔声，二是在设备上降低噪声。
声波的基本量
f：频率，每秒钟振动的次数，单位Hz(赫兹）频率高的声音称为高音，
频率低的声音称为低音。 声音是声波作用于人耳引起的主观感受，人耳对声波频率的主观感觉 范围为20Hz~20kHz，通常称此范围为音频；低于20Hz为次声波，高 于20kHz为超声波。
：波长，在传播途径上，两相邻同相位质点距离。单位m(米)。声波完
成一次振动所走的距离。
C：声速，声波在某一介质中1秒钟传播的距离。单位m/s。（声速受温
度的影响）
声波的基本量
波长公式
波长＝声速/频率
=c/f
举例： C= 340m/s（空气15℃） f=100Hz = c/f=340/100=3.4m
通过计算波长我们可知道最高可听声和最低可听 声的范围
声波的基本量
扩声系统指标——效果
主观：声音好听吗？舒服吗？——音色、音质 客观：A、够响吗？——声压级
B、所有人都能听到吗？——覆盖范围、均匀度 C、听得清楚吗？——清晰度 D、反馈回授吗？——传声增益
《厅堂扩声系统声学特性指标》GB50371-2006 表为文艺演出类扩声系统设计的声学特性指标
等 最大声压级 传输频率特性 级 （dB）
音高
音高也称音调，表示人耳对声音调子高低的主观感受。客观上音 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。
音色
音色又称音品，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。
各种场所的噪声级
分贝（dB） 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30
场所 飞机起飞着路时，正下方 列车通过铁路桥时，正下方
地铁行车时，车厢内 公共汽车内 白天十字路口 普通讲话 安静的街头 安静的办公室
安静的住宅小区，白天 安静的住宅小区，夜晚
声音的三要素
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 于声波振幅的大小。响度是听觉的基础。正常人听觉的强度范围 为0dB—140dB。
声学基础知识
声音是如何产生的
振动的物体能使邻近的空气分子振动，这些分子又引起它们邻近的空气分子振 动，从而产生声音，声音以声波的形式传递，这种传递过程叫声辐射。由于分 子振动产生的声波的方向与波传递的方向相同，所以是一种纵波。
声音必须在介质中传播，无论是固体、液体还是气体，都可以作为介质。 声音在固体中的传播速度最快，其次是液体，声音在气体中传播的速度最慢。
声音的叠加
单频率的正弦波称为纯音，声音是由基波和高次谐波组成
当两上或多个具有相同频率和振幅的正弦波信号叠加在一起， 其合成的信号还具有同样的频率，其振幅由两原信号的相位 关系所决定。当相位相同，振幅则会增加。当两个信号完全 相反时，则全部抵消。
本底噪声
在厅堂声学设计中，本底噪声是指房间内部自身振动或外来干扰而形成固有
声学领域中，分贝的定义是声源功率与基准声功率比值的对数乘以10的数值;其简 单表达式lgA/B。
而分贝，即dB＝10 lgA/B。单位为dB。A为声源功率，B为基准声功率10的-12次方 根据公式计算以及工作中的经验，我们得出以下结论。
功率增加一倍，声压级增加3dB。
距离增加一倍，声压级减少6dB(自由声场的情况下) 在电声领域中，分贝这个量的变化关系恰恰和人耳的听觉强弱感受非常吻 合，这也给声学计算打下了一个良好的基础。
声强
单位面积，单位时间内通过声音的能量称为声强(能量密度），单位w/m²。
声强与声功率的关系：声强I=声功率W/单位面积S
分贝
分贝（decibel）dB 分贝是以美国发明家贝尔命名的，他因发明电话而闻名于世 。因为贝尔的单位太粗略而不能充分用来描述我们对声音的感觉，因此前面加了“分 ”字，代表十分之一。一贝尔等于十分贝。
举例：扬声器的灵敏度为95dB,功率为300w,则SPL =91+10lg300=120dB 若扬声器到达听音点的距离为20m,则L=120-20lg20=94dB
常见声源的声压级-分贝
窃窃私语：20dB~35dB 人声语言：30dB~80dB 女高音：35dB~105dB 男高音：40dB~95dB 小提琴：40dB~100dB 打击乐：55dB~105dB 交响乐：20dB~120dB
声压级
人们采用一种按对数方式分级的办法作为表示声音大小的常用单位，这就
是声压级。
所谓某点的的声压级Lp是指该点的声压P与参考声声压P0的比值取常用对 数再乘以20，单位为分贝（dB),即：
Lp= 20 lg (P百度文库P0) （p0=2×10的-5次方Pa）
声压级和声功率级有如下关系： Lp=Lw-10lg（4πr^2) 声源为点声源的情况（理想情况）
传声增益 稳态声场不均匀度 （dB） （dB）
声压
声音大小的量度
疏密波压力的大小称为声压。指的是声音的压力在大气层作用下的相对
变化。压力变化的幅度越大，听觉上声音越大，振幅小的声音小。单位Pa。
引起人耳听到声音时的声压为可闻阈，它与声源的频率及人的年龄有关。使人
的耳膜感到疼痛时的声压为痛阈。
声功率 声源在单位时间内向外辐射的声能量称为声功率，单位W（瓦）。
声压级计算公式
所有音响工程都要求声场应达到一定的声压级，参照国家标准。为此，必须正确 配置扬声器——选用合适的扬声器、馈给适当的声频电功率、把扬声器（或扬声器 群）安装在合适的地方
听音点声压级(L)的计算公式（自由空间点声源）
SPL= S + 10 lg P L = SPL – 20 lg r 式中 S - 扬声器灵敏度 P - 馈给扬声器的功率 r - 扬声器与听音点的距离 SPL - 扬声器的最大声压级
的噪声，大小仍以声压级dB的方式表示。
厅堂的本底噪声是建筑声学设计以及专业音响工程需要涉及和控制的一个基 本物理量，它的大小、处理方式对厅堂的声学环境有着重要意义。
由于本底噪声主要来自于外界环境噪声和振动、设备噪声和振动两个方面。 在音响工程中，这两方面的内容都会不同程度上的涉及：一是在建筑上进行 隔声，二是在设备上降低噪声。
声波的基本量
f：频率，每秒钟振动的次数，单位Hz(赫兹）频率高的声音称为高音，
频率低的声音称为低音。 声音是声波作用于人耳引起的主观感受，人耳对声波频率的主观感觉 范围为20Hz~20kHz，通常称此范围为音频；低于20Hz为次声波，高 于20kHz为超声波。
：波长，在传播途径上，两相邻同相位质点距离。单位m(米)。声波完
成一次振动所走的距离。
C：声速，声波在某一介质中1秒钟传播的距离。单位m/s。（声速受温
度的影响）
声波的基本量
波长公式
波长＝声速/频率
=c/f
举例： C= 340m/s（空气15℃） f=100Hz = c/f=340/100=3.4m
通过计算波长我们可知道最高可听声和最低可听 声的范围
声波的基本量
扩声系统指标——效果
主观：声音好听吗？舒服吗？——音色、音质 客观：A、够响吗？——声压级
B、所有人都能听到吗？——覆盖范围、均匀度 C、听得清楚吗？——清晰度 D、反馈回授吗？——传声增益
《厅堂扩声系统声学特性指标》GB50371-2006 表为文艺演出类扩声系统设计的声学特性指标
等 最大声压级 传输频率特性 级 （dB）
音高
音高也称音调，表示人耳对声音调子高低的主观感受。客观上音 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。
音色
音色又称音品，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。
各种场所的噪声级
分贝（dB） 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30
场所 飞机起飞着路时，正下方 列车通过铁路桥时，正下方
地铁行车时，车厢内 公共汽车内 白天十字路口 普通讲话 安静的街头 安静的办公室
安静的住宅小区，白天 安静的住宅小区，夜晚
声音的三要素
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 于声波振幅的大小。响度是听觉的基础。正常人听觉的强度范围 为0dB—140dB。