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声学常识
发布时间:2011-03-10编辑:DanceSmile阅读()
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。
6.采样率:定义了每秒从连续信号中提取并组成离散信号的采样个数,它用赫兹(Hz)来表示。采样频率的倒数是采样周期或者叫作采样时间,它是采样之间的时间间隔。注意不要将采样率与位速相混淆。
7.比特率:是指将声音由模拟格式转化成数字格式的采样率,采样率越高,还原后的音质就越好。
●比特率值与现实音频对照:
16Kbps=电话音质
24Kbps=增加电话音质、短波广播、长波广播、欧洲制式中波广播
40Kbps=美国制式中波广播
56Kbps=话音
64Kbps=增加话音(手机铃声最佳比特率设定值、手机单声道MP3播放器最佳设定值)
112Kbps=FM调频立体声广播
128Kbps=磁带(手机立体声MP3播放器最佳设定值、低档MP3播放器最佳设定值)
160Kbps=HIFI高保真(中高档MP3播放器最佳设定值)
192Kbps=CD(高档MP3播放器最佳设定值)
256Kbps=Studio音乐工作室(音乐发烧友适用)
8.驻波:两列沿相反方向传播的振幅相同,频率相同的波叠加时形成的波叫做驻波。
驻波能改变声音原有的特性,在某些频段出现峰值,驻波使低频音听着缓慢迟钝。
只要两对立平行墙面的距离等于半波长的整倍数,就会出现共振,产生驻波,造成声染色。如果空间内三组平行墙面分别产生的驻波有频率重叠,就会形成更强的驻波。正方形的听音空间就非常容易出现。
房间里在相对的墙壁之间,由于声音的多重反射而产生驻波,当驻波发生时能产生共振,其频率取决于墙壁间的距离,可见房间实际上就是个谐振器。房间里产生驻波造成声染色最多的地方,是音箱后墙的两边墙角.它会反射不干净的低音,这种效应称为房间隆隆声(room booming)。这种低频驻波是常见的声学缺陷,造成低音清晰度下降,需要小心处理。
改善的方法:
室内物品摆放避免对称;因为声波的分布是随机的,大房间受的影响要小于小房间的;最好避免房间任何两面的尺寸相等,或一面恰好是另一面的两倍,也就是正方形或长宽比是两倍的房间。
由于100Hz以下声音的波长大于
9. 动态范围 :音响设备的最大声压级与可辨最小声压级之差。设备的最大声压级受信号失真、过热或损坏等因素 限制,故为系统所能发出的最大不失真声音。声压级的下限取决于环境噪声、热噪声、电噪声等背景条件,故 为可以听到的最小声音。动态范围越大,强声音信号就越不会发生过荷失真,就可以保证强声音有足够的震 撼力,表现雷电交加等大幅度强烈变化的声音效果时能益发逼真,与此同时,弱信号声音也不会被各种噪声 淹没,使纤弱的细节表现得淋漓尽致。一般来说,高保真音响系统的动态范围应该大于90分贝,太小时还原 的音乐力度效果不良,感染力不足。在专业音响系统的调整过程中,音响师在调音时要主意以下两方面问 题:一是调音台的的输入增益量不要调的过小,否则微弱的声音会被调音台的设备噪声所淹没。二是压限器 的阈值和压缩比的调整要格外慎重,阈值过小和压缩比过大,都会使声音动态压缩严重,故应该在保证效果的前提下,尽量减少对声音的动态损失。另外,在放大电路和音源中也存在动态范围,此时即可分辨的最小信号和可达到的最大不失真信号之差。
10. 哈斯效应
双声源系统的一个效应,两个声源中的的一个声源延时时间在5至35毫秒以内时,听音者感觉声 音来自先到达的声源,另一个声源好象并不存在。若延时为。至5毫秒,则感觉声音逐步向先到的音箱偏移; 若延时为30至50毫秒,则可感觉有一个滞后声源的存在。海尔式杨声器以发明者美国的诲尔博士的名字而命名的扬声器,1973年问世,将振膜折叠成褶状,振膜不是前后振动,而是像子风琴风箱似的在声波辐射的横方向振动,是一种特殊结构的电动式扬声器,主要用于高 频。
11. 声级
与人们对声音强弱的主观感觉相一致的物理量,单位为分贝。听闻对应的声级为o分贝,但o分贝并不意 味着没有声音,而是可闻声的起点,声强每增加10分贝,其声级就增加10分贝,房间的本底噪声的声级大约 为40分贝,正常对话为70分贝,交响乐高潮时为90分贝,人的痛阈声级为120分贝。
12声像 :又称虚声源或感觉声源。用两个或两个以上的音箱进行立体声放音时,听音者对声音位置的感觉印象,故 有时也称这种感觉印象为幻象,声音图像的空间分布由人的双耳效应决定。立体声放音正是以声像的形式, 再现原来声音的空间分布,从而使人们产生一种幻觉,诱发立体感觉。
13. 梳状滤波效应 :由于声音之间相互干涉而引起的频率响应曲线梳状起伏现象,会导致声音音色还原不良和保真 度差等问题。
14. 位速是指在一个数据流中每秒钟能通过的信息量。您可能看到过音频文件用 “128–Kbps MP