音像技術(shù)及應(yīng)用

音像技術(shù)及應(yīng)用第一頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日第一章電聲基礎(chǔ)知識(shí)第二頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日第一節(jié)概述

本書所述的音像系統(tǒng)是指廣播音響系統(tǒng)、有線電視系統(tǒng)或衛(wèi)星電視系統(tǒng)，本書涉及的音響是泛指用電聲設(shè)備重放出來(lái)的聲音，而非原發(fā)聲系統(tǒng)。一、幾個(gè)基本概念1、電聲：電與聲的相互轉(zhuǎn)換叫電聲，其器件叫電聲器件，它是利用電磁效應(yīng)、靜電效應(yīng)、壓電效應(yīng)等原理來(lái)完成電聲轉(zhuǎn)換的。如傳聲器能將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，而揚(yáng)聲器能將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲音信號(hào)。2、原發(fā)聲：由發(fā)聲體直接發(fā)出的聲音，如歌手聲帶、樂(lè)器等振動(dòng)體直接發(fā)出不經(jīng)任何處理的聲音。第三頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日3、重放聲：經(jīng)過(guò)一定技術(shù)處理由揚(yáng)聲器（音箱）重放出來(lái)的語(yǔ)言、歌聲、音樂(lè)等聲音。隨著技術(shù)的進(jìn)步、社會(huì)的發(fā)展、生活的富裕，在人們的工作、生活中幾乎處處有重放聲響起，可以說(shuō)在現(xiàn)代社會(huì)電聲音響已成為我們身邊不可缺少的事物。4、節(jié)目源：經(jīng)過(guò)一定技術(shù)事先錄制好的聲音軟件，如磁帶、碟片、唱片等，也可是廣播電臺(tái)、電視臺(tái)播放的節(jié)目信號(hào)，還可以是現(xiàn)場(chǎng)音響的演說(shuō)、演唱、演奏等。重放聲都是需要節(jié)目源的。5、現(xiàn)場(chǎng)擴(kuò)聲：以現(xiàn)場(chǎng)音響為節(jié)目源，利用電聲設(shè)備進(jìn)行的實(shí)時(shí)重放叫做現(xiàn)場(chǎng)擴(kuò)聲。第四頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日二、幾個(gè)基本系統(tǒng)1、廣播音響系統(tǒng)

包括一般廣播、特殊廣播和緊急廣播系統(tǒng)。

（1）所謂一般廣播音響即為收聽(tīng)音樂(lè)和新聞的廣播系統(tǒng)，這種系統(tǒng)一般設(shè)置廣播室，除了能轉(zhuǎn)播電臺(tái)的節(jié)目外，還可自辦節(jié)目，也可進(jìn)行公共廣播，并向公共場(chǎng)所播放背景音樂(lè)。（2）特殊廣播音響用于宴會(huì)廳（或多功能廳）、餐廳、歌舞廳、會(huì)議廳、同聲傳譯等，這種系統(tǒng)要求比較高，性能比較完善。（3）緊急廣播系統(tǒng)為發(fā)生緊急事件（如地震、火災(zāi)等）時(shí)，尤其在夜間需要緊急疏散時(shí)，通過(guò)廣播進(jìn)行通知的系統(tǒng)，一般高層住宅(商住樓)將播音器安裝于各層的走廊上，賓館則將播音器直接安裝于客房、走道和人員，聚集的公共活動(dòng)場(chǎng)所。第五頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日

對(duì)于智能建筑，一般廣播和緊急廣播可合為一體統(tǒng)稱公眾廣播音響系統(tǒng)，它的對(duì)象為公共場(chǎng)所，在走廊、電梯門廳、電梯轎廂、入口大廳、商場(chǎng)、餐廳、酒吧、宴會(huì)廳、天臺(tái)花園等處裝設(shè)組合式聲柱或分散式揚(yáng)聲器箱。平時(shí)播放背景音樂(lè)（自動(dòng)回帶循環(huán)播放），當(dāng)發(fā)生緊急事件時(shí)，強(qiáng)行切換為事故廣播，用它來(lái)指揮疏散，故公眾廣播音響系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)與消防報(bào)警系統(tǒng)相互配合，實(shí)行分區(qū)控制。區(qū)域的劃分與消防的分區(qū)相同?？头恳繇懙脑O(shè)置，是為了給客人提供音樂(lè)欣賞，建立舒適的休息氛圍，為了適應(yīng)不同愛(ài)好，一般在床頭柜控制板上裝設(shè)能選聽(tīng)2～10種廣播節(jié)目的選擇開頭，客房音響在緊急事件發(fā)生時(shí)也將被強(qiáng)行切換為緊急廣播。第六頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日

2、有線電視系統(tǒng)（含衛(wèi)星電視）

是以接收電視廣播為目的，它以有線傳輸方式將電視信號(hào)分別送到電視系統(tǒng)的各個(gè)終端用戶。

這樣就解決了接收電視信號(hào)由于反射而產(chǎn)生重影的弊端，改善了由于高層建筑阻擋而形成的電波陰影區(qū)處的接收效果（對(duì)天線傳輸而言），而且不占用有限的無(wú)線電空間，并保證了信號(hào)的傳輸容量和質(zhì)量。但是，在智能建筑中，人們并不滿足于僅僅接收電視臺(tái)電視廣播這種單一的功能，而要求它能傳送其他信號(hào)，例如衛(wèi)星電視節(jié)目；用錄像機(jī)、VCD、DVD和調(diào)制器自辦節(jié)目等。這就要求系統(tǒng)更加完善，更加復(fù)雜，數(shù)字有線電視系統(tǒng)還將增加電視點(diǎn)播、電視購(gòu)物、電視診療、電視圖書、電視信息等，極大提高了電視系統(tǒng)的功能。因?yàn)橛芯€電視系統(tǒng)不向外界輻射電磁波，以有線閉路形式傳送音視頻信號(hào)（電視信號(hào)），所以也被人們稱為閉路電視(CATV)系統(tǒng)。實(shí)際上有線電視系統(tǒng)由于不斷的發(fā)展和擴(kuò)大（有開路又有閉路），因而也被稱之為電纜電視系統(tǒng)（CableTelevision，縮寫為CATV）。第七頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日第二節(jié)聲音的概念

研究聲音的是為了研究音響技術(shù)，研究音響技術(shù)是為了滿足人們的聽(tīng)覺(jué)享受，聲學(xué)所要討論的是聽(tīng)覺(jué)器官所感覺(jué)的現(xiàn)象．它涉及的范圍非常廣泛．本節(jié)我們只研究聲音怎樣發(fā)生、怎樣傳播以及聲音本身具有的特性等問(wèn)題，至于生理學(xué)和心理學(xué)等方面的問(wèn)題，不在我們討論學(xué)習(xí)范圍之內(nèi)。第八頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日一、聲源和聲波

聲音是由物體的振動(dòng)并在介質(zhì)中傳播而形成的。例如用鼓槌敲擊鼓皮，于是鼓皮發(fā)生振動(dòng)而發(fā)聲；用弓拉琴，于是琴弦發(fā)生振動(dòng)而發(fā)聲；吹笛，笛腔內(nèi)的空氣柱發(fā)生振動(dòng)而發(fā)聲；人說(shuō)話、唱歌，是人的聲帶振動(dòng)和口腔的共鳴而發(fā)聲；把音頻電流送人揚(yáng)聲器，揚(yáng)聲器的紙盒發(fā)生振動(dòng)而發(fā)聲。聲音的產(chǎn)生必須有三個(gè)條件，一是振動(dòng)的物體，二是傳播振動(dòng)的介質(zhì)，三是有聽(tīng)覺(jué)感。1．聲源發(fā)生聲音的振動(dòng)源就叫做“聲源”，上面提到的，振動(dòng)著的鼓皮、琴弦、歌手的聲帶以及轟鳴著的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)等都是聲源。由聲源發(fā)出的聲音必須通過(guò)媒體才能傳播到我們的耳朵，讓我們聽(tīng)到。空氣是最常見(jiàn)的媒體，其他媒體如水、金屬、木材、塑料等也都能傳播聲音，其傳播能力甚至比空氣還要好。例如把耳朵貼近鐵軌可以聽(tīng)到在空氣中聽(tīng)不到的遠(yuǎn)處火車運(yùn)行的聲音，這些聲音就是通過(guò)鋼軌傳來(lái)的。沒(méi)有媒體的幫助人們就無(wú)法聽(tīng)到聲音，例如在外層空間，由于是真空沒(méi)有空氣及其他媒體，宇航員是無(wú)法直接對(duì)話的。只能通過(guò)無(wú)線電波來(lái)傳送聲音。第九頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日聲源有兩種基本形式：機(jī)械聲源（利用機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生的聲音）；空氣振動(dòng)聲源（由空氣柱輻射產(chǎn)生的聲音）。根據(jù)聲音發(fā)生和應(yīng)用的不同，聲源大體可分為三類：環(huán)境音響（自然現(xiàn)象本身發(fā)出的聲音）；動(dòng)作音響（一切通過(guò)人為動(dòng)作產(chǎn)生的聲音）；非現(xiàn)實(shí)音響（現(xiàn)實(shí)生活中不存在的聲音）。2．聲波

那么，聲音在媒體中是怎樣傳播的呢?

原來(lái)，當(dāng)聲源振動(dòng)時(shí)，它將帶動(dòng)鄰近媒體的質(zhì)點(diǎn)發(fā)生振動(dòng)，而這些質(zhì)點(diǎn)又會(huì)牽動(dòng)它們自己周圍的質(zhì)點(diǎn)發(fā)生振動(dòng)，于是聲源的振動(dòng)就被擴(kuò)散開來(lái)并傳播出去。由聲源引起的媒體的振動(dòng)形成“聲波”。聲波的形成與傳播的過(guò)程同水波很相似。當(dāng)我們用一根棍子在平靜的水面上點(diǎn)動(dòng)時(shí)，就會(huì)看見(jiàn)水波源源不斷地從被擾動(dòng)的地方擴(kuò)散開來(lái)并傳播出去。由于我們看不見(jiàn)空氣的振動(dòng)，所以也看不見(jiàn)空氣中的聲波。但如果把發(fā)聲的揚(yáng)聲器浸在水里，我們就會(huì)看見(jiàn)水面的聲波，其波紋會(huì)比棍子掀起的水波細(xì)密得多。聲波是一種縱波，媒體振動(dòng)方向與轉(zhuǎn)播方向是一致的。第十頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日二、聲速及聲的傳播1．聲速聲音的傳播是需要時(shí)間的，一個(gè)眾所周知的例子是雷聲，我們都有這樣的感受，閃電過(guò)后，一段時(shí)間我們才聽(tīng)到雷聲，這說(shuō)明雷聲從打雷的地方傳來(lái)需要時(shí)間，而且這個(gè)時(shí)間比光傳來(lái)所需的時(shí)間要長(zhǎng)得多，聲音傳播的時(shí)間取決于聲源的距離和聲音的傳播速度——即“聲速”。在本書中，聲速用c表示，其單位為米/秒（m／s）。實(shí)驗(yàn)證明，聲速主要是由媒體(以及影響媒體的因素)決定的，與聲音的其他參數(shù)(例如頻率、振幅等)無(wú)關(guān)，即在不同的媒體中，聲音的傳播速度是不同的，同一媒體因?yàn)闇囟龋瑝毫Φ鹊牟煌曇舻膫鞑ニ俣纫彩遣煌?。如在?biāo)準(zhǔn)大氣壓下和溫度為20℃時(shí)，聲音在空氣中的傳播速度約為344m／s。在工程計(jì)算中可取340m／s，表1—1列出在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，0℃時(shí)各種媒體中的聲速，表1—2列出在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，不同溫度下干燥空氣中的聲速。由這兩個(gè)表可看出，水中的聲速很大，大約是空氣中聲速的4．5倍，金屬中的聲速比水中的更大。一般來(lái)講，聲音的速度隨溫度的增加而增加，在空氣中，溫度每升高1℃，聲速約增加0.6m／s。第十一頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日表1—10℃時(shí)各種媒體介質(zhì)中的聲速表1—2不同溫度下干燥空氣中的聲速

第十二頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日2．直射聲人耳接收到的從聲源直接傳來(lái)的聲音稱為直射聲，它具有聲源本身的特性。3．反射聲聲波在傳播過(guò)程中遇到障礙物，一部分將被反射，稱為反射聲，特別當(dāng)障礙物的尺寸遠(yuǎn)大于聲波波長(zhǎng)時(shí)，聲波將發(fā)生明顯的反射，我們經(jīng)常聽(tīng)到的回聲就是聲波反射所造成的。4、聲繞射當(dāng)障礙物的尺寸與聲波波長(zhǎng)在同一數(shù)量級(jí)時(shí)，聲波將繞過(guò)障礙物而無(wú)反射，這種現(xiàn)象稱為聲波的繞射。5、聲吸收聲波在傳播過(guò)程中，遇到墻面、天花板或其他各種物體的表同時(shí)形成聲波反射，并在這些表面產(chǎn)生摩擦消耗能量，聲能因而將衰減，這種現(xiàn)象稱為這些障礙物對(duì)聲波的吸收。在建筑物內(nèi)，常利用某些特殊材料來(lái)吸收聲能以減弱反射聲，達(dá)到控制混響時(shí)間和消除回聲的目的。第十三頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日三、聲波的頻率、波長(zhǎng)和相位1．頻率頻率就是每秒鐘內(nèi)往復(fù)振動(dòng)的次數(shù)（單位時(shí)間內(nèi)的振動(dòng)次數(shù)），振動(dòng)一來(lái)一往為一次，也叫一周，聲波的頻率也就是聲音的頻率，頻率用f表示，其單位為赫茲（Hz）每秒振動(dòng)一周為1Hz1KHz＝1000Hz1MHz＝1000kHz＝1000000Hz

由頻率單一的振動(dòng)所產(chǎn)生的聲音稱純音，由若干頻率的復(fù)合振動(dòng)所產(chǎn)生的聲音稱復(fù)音，各種聲音都包含著特定的頻率成分，每種聲音所具有的頻譜稱為聲譜。一個(gè)聲音之所以不同于另一個(gè)聲音，主要在于聲譜不同。第十四頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日頻率與聲音音調(diào)的關(guān)系是：頻率低，相應(yīng)的音調(diào)就低（聲音就越低沉）；頻率高，相應(yīng)的音調(diào)就高（聲音就越尖銳）。兩個(gè)不同頻率的聲音作比較時(shí)，起決定意義的是兩個(gè)頻率的比值，而不是它們的差值。用來(lái)比較兩個(gè)聲頻大小的物理量叫倍頻程，倍頻程定義為兩個(gè)聲音的頻率之比以2為底的對(duì)數(shù)，其公式為：

n＝log2（f1/f2）（1—1）

第十五頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日2．波長(zhǎng)波長(zhǎng)是聲源每振動(dòng)一周聲波所傳播的距離，也就是聲波兩個(gè)波峰之間的距離（即一個(gè)周波的長(zhǎng)度），波長(zhǎng)用希臘字母λ表示，其單位為米（m），波長(zhǎng)、頻率、聲速之間的關(guān)系為

（1—2）

由上述公式可看出，頻率越高則波長(zhǎng)越短，即波長(zhǎng)同頻率成反比，這是一個(gè)很重要的概念，以后討論到聲音的反射、繞射等問(wèn)題時(shí)將會(huì)用到這個(gè)概念。從式（1—2）中我們還可看出，同一聲波在不同媒體中傳播，由于其聲速的不同，其頻率也將發(fā)生變化。

第十六頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日3．相位聲波的相位也可簡(jiǎn)稱為相。一般說(shuō)來(lái)，相位是用來(lái)描述簡(jiǎn)諧振動(dòng)（正弦振動(dòng)或余弦振動(dòng)）在某一個(gè)瞬間的狀態(tài)的物理量，由于聲波來(lái)源于振動(dòng)，所以也有相位問(wèn)題。相位用相位角來(lái)表示。如圖1－1a）中標(biāo)出了某一個(gè)正弦波上的四個(gè)狀態(tài)點(diǎn)：A、B、C、D。其中A點(diǎn)處于由負(fù)向正過(guò)渡的狀態(tài)，也是正弦波的起始點(diǎn)，稱為相位；B點(diǎn)處于向正半峰發(fā)展的中間過(guò)渡點(diǎn)，稱為相位；C點(diǎn)處于正波峰點(diǎn)，稱為相位；D點(diǎn)處于負(fù)波峰點(diǎn)，稱為—相位（也稱相位）；也就是說(shuō)一個(gè)周期為。在一個(gè)周波之內(nèi)，任何一點(diǎn)的相位都是不同的，各對(duì)應(yīng)于一個(gè)確定的相位角值；而在另一個(gè)周期中，各相位將會(huì)重復(fù)出現(xiàn)。所以聲波傳播的路徑上，每隔一個(gè)波長(zhǎng)的距離，其相位相同；而每經(jīng)歷半個(gè)波長(zhǎng)則其相位相反（相位角的符號(hào)相反）。至于聲波在其起始點(diǎn)的相位則同聲源的相位相同。圖1—1b)為各種聲波的頻率。第十七頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日?qǐng)D1—1聲波的相位、振幅與頻率a)聲波的相位、振幅b)聲波的頻率相位的概念對(duì)理解聲波的疊加、干涉以及揚(yáng)聲器的連接方法都有重要意義。第十八頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日第三節(jié)播音的聲學(xué)原理一、聲壓、聲壓級(jí)與聲功率級(jí)1．聲壓在媒體中傳播的聲音（聲波），所到之處會(huì)引起媒體局部壓強(qiáng)發(fā)生微小的變化，盡管這種變化非常微小，但仍可用儀器測(cè)量出來(lái)。這種由于聲波擾動(dòng)引起的逾量壓強(qiáng)（總壓強(qiáng)與原始?jí)簭?qiáng)之差）稱為聲壓，單位為帕（Pa）即牛／米2（N／m2）。聲壓是作為聲音強(qiáng)弱的一種量度。人耳的感知聲壓范圍在1kHz時(shí)為2×10-5～20Pa，其下限為2×10-5Pa（僅可聽(tīng)聞），這個(gè)聲壓值叫做聞閾。上限為20Pa（震耳欲痛的聲音），這個(gè)聲壓值叫做痛閾。第十九頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日2．聲壓級(jí)為了便于實(shí)際應(yīng)用，聲壓常以聲壓級(jí)來(lái)表示。（1—3）式中:Lp——聲壓級(jí)（dB）；

P——聲壓（Pa）；

P0

——參考基礎(chǔ)聲壓，即聞閾P(yáng)0

＝2×10-5Pa。我們知道聲音是由機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生的，但不是任何機(jī)械振動(dòng)都能形成可聞的聲音。實(shí)驗(yàn)和經(jīng)典理論認(rèn)為只有頻率在20Hz至20KHz之間的機(jī)械振動(dòng)才能發(fā)出人類可以聽(tīng)聞的聲音，因此這個(gè)頻率段成為聲頻。人耳的1KHz感知聲壓級(jí)范圍是0dB（可聞閾）至120dB（痛閾）。第二十頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日

實(shí)驗(yàn)表明，人耳對(duì)聲音的強(qiáng)弱感覺(jué)并不直接同聲壓成正比，例如當(dāng)聲壓增加2倍時(shí)，我們只覺(jué)得聲音增加了0.3倍，當(dāng)聲壓分別增加至10倍、100倍、1000倍時(shí)，我們的感覺(jué)是聲音增強(qiáng)了1倍、2倍、3倍。這種關(guān)系恰好與10為底的對(duì)數(shù)關(guān)系相符合，因此聲壓級(jí)正好用來(lái)描述我們的聽(tīng)覺(jué)。聲壓級(jí)也常用SPL來(lái)表示，在工程中實(shí)際聲場(chǎng)的聲壓級(jí)通常是不必計(jì)算的，有一種儀器叫做聲級(jí)計(jì)，它可直接顯示被測(cè)聲場(chǎng)聲壓級(jí)的分貝值。為使大家有一個(gè)概念，表1—3列出幾種典型情況下聲場(chǎng)的聲壓級(jí)數(shù)值。表1—3幾種典型情況的聲壓級(jí)數(shù)值第二十一頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日3．聲功率聲源輻射聲波時(shí)對(duì)外做功，聲功率是指聲源在單位時(shí)間內(nèi)向外輻射的總能量，輕聲耳語(yǔ)時(shí)聲功率大約為0.001μW，而噴氣飛機(jī)的聲功率可大于10000W。聲功率可表示為

W＝U2Ra

（1—4）式中W——聲功率（W）；

U——流體的體積速度（m3／s）；

Ra——聲源的輻射聲阻（Pa·s／m3）；第二十二頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日聲功率也常以聲功率級(jí)Lw表示，它是待測(cè)聲功率與基準(zhǔn)聲功率之比，取常用對(duì)數(shù)乘10，單位dB。

（1—5）式中W——聲功率（W）；

W0——參考基準(zhǔn)聲功率，W0

＝10-12

（W）；

Lw——聲功率級(jí)（dB）。第二十三頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日

聲壓級(jí)Lp與聲功率級(jí)Lw有如下關(guān)系：用于球面擴(kuò)散的聲源：Lp

＝Lw

－201gr－10.9

（1—6）用于半球面擴(kuò)散的聲源（如聲源靠近地面時(shí)）：

Lp

＝Lw

－201gr－7.9

（1—7）上兩式中，r為計(jì)算點(diǎn)到聲源的距離（m）。人耳對(duì)聲音強(qiáng)弱的辨別能力約為0.5dB，一般在3dB之內(nèi)的變化可以認(rèn)為聲音強(qiáng)弱沒(méi)有太大的變化。

順便指出，為了適應(yīng)人類的主觀聽(tīng)覺(jué)以及其他感覺(jué)，不僅聲壓級(jí)用dB做單位，許多電聲設(shè)備的指標(biāo)都以dB為單位，例如設(shè)備的放大量（增益）和衰減量，話筒和揚(yáng)聲器的靈敏度以及設(shè)備的輸入、輸出電平等都常常以dB為單位。其中，有的用分貝來(lái)表示一種相對(duì)的變化。例如功率放大（或衰減）了10倍、100倍、1000倍……分別稱增益（或衰減）為10dB、20dB、30dB……。另外，有的用dB來(lái)表示一種絕對(duì)的量值。例如功率電平以1mW（0.775V／600Ω）為0dB，伏特電平以1V為0dB，電壓電平以0.775V（不論阻抗是多少）為0dB。比1mW大10倍、100倍、1000倍……的功率電平分別稱為10dB、20dB、30dB……，比1V大10倍、100倍、1000倍……的伏特電平則分別稱為20dB、40dB、60dB……。有時(shí)，為了詳細(xì)區(qū)分以上幾種電平，分別把它們寫成dBm（毫瓦功率電平）和dBV（伏特電平）。第二十四頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日二、人的聽(tīng)覺(jué)特性

聲音的三要素：音調(diào)、響度、音色。正是三者不同的配合使人耳感到千差萬(wàn)別的聲音。1．音調(diào)（聲頻）表示聲音的高低，是人耳對(duì)聲音頻率的生理感受的表征。聲音的頻率越高則音調(diào)越高，音調(diào)并不簡(jiǎn)單地正比于聲音的頻率，它還與聲壓的大小和聲波的波形有關(guān)。正常入耳對(duì)聲音頻率的感知范圍是20Hz～20kHz，稱為“音頻”。頻率低于20Hz的“聲音”叫做次聲，頻率高于20kHz的“聲音”叫做超聲。一般地說(shuō)次聲和超聲是人類聽(tīng)不見(jiàn)的，因此我們把20Hz～20kH的整個(gè)頻率區(qū)域稱為“聲頻帶”或“音頻帶”。自然界中的絕大多數(shù)聲音，包括人們的說(shuō)話聲，昆蟲、動(dòng)物的叫聲、美妙的音樂(lè)以及機(jī)器的轟鳴都是復(fù)音。從另一個(gè)角度來(lái)說(shuō)，各種聲音都包含著特定的頻率成分，而且各種成分的強(qiáng)度也不盡相同，針對(duì)這種情況，我們說(shuō)每一種聲音都具有自己的頻譜也叫聲譜。一個(gè)聲音之所以不同于另一個(gè)聲音，主要是因它們的聲譜不同。交響樂(lè)的聲譜散布于整個(gè)聲頻帶（20Hz～20kHz）。在音頻范圍內(nèi)，一般人耳對(duì)1kHz的純音最為敏感，故以1kHz劃界，分為低頻段和高頻段。第二十五頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日2．響度（聲強(qiáng)）響度表示聲源所發(fā)聲音人耳感覺(jué)的強(qiáng)弱，也就是常說(shuō)的音量大小，它是人耳對(duì)聲音聲壓的生理感受的表征，一般說(shuō)聲壓越大則響度越大，但響度并不完全正比于聲壓，它還與人的生理特性、聲音的頻率和波形有關(guān)。響度的單位為“宋（sone）”，國(guó)際上規(guī)定，頻率為1kHz、聲壓級(jí)為40dB時(shí)的響度為1宋。1毫宋相當(dāng)于人耳剛能聽(tīng)到的聲音響度。響度級(jí)的單位為“方（phon）”，它指聲壓級(jí)為0dB的1KHz純音所引起的響度感覺(jué)稱做0方（注意，0方不是不響，而是僅可聽(tīng)聞的聲響）。響度級(jí)為40方時(shí)，響度為1宋，響度級(jí)每增加10方，響度增加1倍。響度和表示聲音客觀強(qiáng)弱的物理量——聲強(qiáng)有關(guān)，這個(gè)關(guān)系很復(fù)雜，對(duì)同一音調(diào)來(lái)說(shuō)，聲強(qiáng)越大響度越大，聲強(qiáng)與離開聲源的距離的平方成反比。表1—4給出了部分響度與聲壓級(jí)的關(guān)系。第二十六頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日表1—4部分響度與聲壓級(jí)的關(guān)系3．音色（音品）音色表示聲源所發(fā)聲音的特色，是人耳用于區(qū)別相同響度和音調(diào)的兩種聲音的獨(dú)特生理感受。例如入耳可以分辨出管弦樂(lè)中的各種樂(lè)器聲，它并不基于音調(diào)或響度的不同，而主要根據(jù)音色的差別來(lái)判斷。不同的發(fā)音結(jié)構(gòu)會(huì)形成不同的音色，就像不同的光譜結(jié)構(gòu)會(huì)形成不同的顏色一樣。在復(fù)音中除了頻率為f

的基音振幅最大外，還有2f、3f、4f……等頻率的振幅很小的成分叫泛音。決定聲音品味的主要因素是音調(diào)和音色。一個(gè)聲音的音調(diào)是由它的基音頻率(基頻)決定的，基頻越高則音調(diào)也越高，中央C（簡(jiǎn)譜C調(diào)1）的基頻是261.6Hz，而A調(diào)（標(biāo)準(zhǔn)音）的基頻則是440Hz。基頻每升高一倍，音調(diào)就升高8度，泛音的頻率和振幅決定這個(gè)聲音的音色。第二十七頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日4．時(shí)間差和回聲一般人耳可以區(qū)別大于50ms時(shí)間差而先后到達(dá)的兩個(gè)聲音。直射聲和回聲的時(shí)間差常達(dá)近百毫秒乃至數(shù)秒，因此人耳是能夠分辨的。當(dāng)時(shí)間差小于50ms時(shí)，人耳一般難以區(qū)分，人們覺(jué)得直射聲和反射聲連成一片，僅能感覺(jué)到音色和響度的差異。5．方位感人們通過(guò)雙耳定位，可以判斷聲音的方向和聲源的方位，即具有方位感，人耳對(duì)水平方向的分辨能力較強(qiáng)，可以分辨出水平方向～范圍內(nèi)的聲源方位的變動(dòng)。對(duì)豎直方向分辨能力較弱，一般要大于才能加以區(qū)分。因此，在布置揚(yáng)聲器時(shí)，為了保持視聽(tīng)方向的一致性，應(yīng)使揚(yáng)聲器在水平方向上盡量靠近聲源，而在豎向的位置高低往往影響甚小。第二十八頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日6．噪聲人們?cè)敢饨邮艿穆曇舴Q為“信號(hào)”，信號(hào)以外的各種雜亂聲音統(tǒng)稱為“噪聲”。噪聲對(duì)信號(hào)的妨礙程度稱為“掩蔽效應(yīng)”，它不僅取決于噪聲的總聲壓級(jí)大小，還取決于噪聲的頻譜分布，信號(hào)和噪聲的頻率越接近，噪聲的掩蔽作用也就越大，掩蔽作用太大，就會(huì)讓人聽(tīng)不到信號(hào)，只能聽(tīng)到噪聲，這是設(shè)計(jì)時(shí)要注意的問(wèn)題。第二十九頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日三、聲音的反射、吸收、繞射和疊加1．反射和吸收聲音在傳播過(guò)程中遇到障礙物時(shí)，會(huì)發(fā)生反射、吸收、繞射等現(xiàn)象，這同光線投射到障礙物時(shí)的情形相似。當(dāng)障礙物大于聲波波長(zhǎng)時(shí)，聲音將被反射，當(dāng)障礙物表面凹凸不平時(shí)，如果凹凸的尺度小于聲波波長(zhǎng)，則反射特性同光滑面相似，如果凹凸的尺度能和聲波波長(zhǎng)相當(dāng)，則反射會(huì)散向四面八方，形成散射。不過(guò)能夠把入射聲波全部反射回去的障礙物幾乎沒(méi)有，絕大多數(shù)障礙物會(huì)吸收一部分聲波，吸收的程度與構(gòu)成障礙物的材料有關(guān)。一般障礙物越堅(jiān)硬、越穩(wěn)固，則反射特性越好，反之吸收越嚴(yán)重。材料對(duì)聲音的吸收能力用“吸收系數(shù)”來(lái)表示。第三十頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日

聲波入射到材料表面時(shí)，被吸收的那部分聲能與入射聲能之比的百分?jǐn)?shù)叫吸聲系數(shù)?？諝庖矔?huì)吸聲，不過(guò)其吸聲系數(shù)很小，工程中常常予以忽略，表1—5為常用材料的吸聲系數(shù)，可供工程設(shè)計(jì)時(shí)參考。必須說(shuō)明，由于一個(gè)聲音通常包含著許多頻率不同的分量，而頻率（或波長(zhǎng)）同障礙物的反射和吸收特性相關(guān)，所以對(duì)于同一障礙物同一個(gè)聲音中的高、中、低頻分量的反射、吸收狀況也不一樣。一般聲音中的高頻分量比較容易被吸收，也比較容易被散射，所以聲音中的高頻分量很容易在傳播中衰減，形成高音不足而導(dǎo)致清晰度下降的現(xiàn)象。第三十一頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日表1—5部分材料吸聲系第三十二頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日表1—5部分材料吸聲系第三十三頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日2．繞射并不是所有的障礙物都會(huì)反射聲波，當(dāng)障礙物的尺寸比聲波波長(zhǎng)要小時(shí)，聲音將會(huì)繞過(guò)障礙物繼續(xù)向前傳播，這種現(xiàn)象叫“繞射”。由于一個(gè)聲音通常包含許多頻率不同（波長(zhǎng)不同的）分量，因此對(duì)某一障礙物而言，聲音中的低頻分量（波長(zhǎng)較大）可能繞射過(guò)去，而高頻分量卻可能被反射回去。這意味著聲音的音色在某些障礙物的前面和后面會(huì)發(fā)生變化。因此，在配置音箱時(shí)要注意，小尺寸的障礙物對(duì)低音可能無(wú)礙，但對(duì)高音的影響作用則不能忽視。3．疊加和干涉兩個(gè)和多個(gè)聲音在同一區(qū)域內(nèi)傳播時(shí)，聲音會(huì)發(fā)生疊加現(xiàn)象。聲音的疊加并不是簡(jiǎn)單的加強(qiáng)。如果多個(gè)聲音各不相同，人的聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)有從中選擇某一個(gè)聲音的能力，而其他疊加上的聲音則成為干擾聲；而如果多個(gè)聲音是相同的，例如它們一個(gè)是原發(fā)聲另一個(gè)是反射聲，則疊加起來(lái)時(shí)能使聲音加強(qiáng)也可能使聲音減弱。當(dāng)兩個(gè)聲波相遇時(shí)，如果它們的相位相同，就會(huì)互相加強(qiáng)；而如果它們的相位相反，則會(huì)互相抵消，從而減弱；如果它們既不完全同相也不完全反相(大多數(shù)是這種情況)，則疊加之后可能有某種程度的加強(qiáng)或某種程度的減弱。第三十四頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日

至于聲波到達(dá)聲場(chǎng)某一點(diǎn)的相位如何確定，則主要取決于聲音所經(jīng)過(guò)的路程（聲程），時(shí)間延遲（時(shí)延）等因素。根據(jù)這種情況，兩個(gè)聲音疊加時(shí)，通常它們不會(huì)在聲場(chǎng)中處處相位相同，也不會(huì)處處相位相反。假設(shè)有兩個(gè)同樣的聲源S1、S2，在不同的位置上同時(shí)發(fā)出相同的聲音，如圖1—2所示，則在對(duì)稱線AB上的所有點(diǎn)，兩個(gè)聲音的聲程都一樣，它們將會(huì)同相疊加，起到互相增強(qiáng)的作用；而在另一點(diǎn)C，兩個(gè)聲音的聲程（聲波射線的長(zhǎng)度）顯然不等，如果它們正好相差半個(gè)波長(zhǎng)，則它們將會(huì)反相疊加，互相抵消，這時(shí)C點(diǎn)的聲音減弱了，比單獨(dú)一個(gè)聲源發(fā)聲時(shí)的聲音還要小，而像C點(diǎn)這樣的反相疊加點(diǎn)會(huì)有無(wú)限多個(gè)。由此可見(jiàn)，有的地方聲音加強(qiáng)了，有的地方聲音減弱了。兩個(gè)聲音疊加，使得聲場(chǎng)中某些區(qū)域聲音加強(qiáng)，而某些區(qū)域聲音減弱的現(xiàn)象，成為聲音的干涉現(xiàn)象。由于干涉現(xiàn)象，在聲場(chǎng)中會(huì)出現(xiàn)“死區(qū)”，不過(guò)這是對(duì)純音而言，當(dāng)兩個(gè)聲源（如音箱）發(fā)出復(fù)音時(shí)，則由于復(fù)音中各分量的波長(zhǎng)不同，因而在聲場(chǎng)的同一個(gè)點(diǎn)，復(fù)音中的某些分量可能增強(qiáng)而某些分量可能減弱，從總體上來(lái)看，干涉現(xiàn)象將不明顯。但對(duì)于頻帶較窄的復(fù)音，如語(yǔ)言則干涉現(xiàn)象仍不可忽視，在那些重要分量被衰減的死區(qū)，語(yǔ)言的清晰度將會(huì)下降。在設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)囊繇懝こ讨谐３？梢?jiàn)這種現(xiàn)象。第三十五頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日?qǐng)D1—2聲程不同對(duì)疊加的作用第三十六頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日四、混響與混響時(shí)間1．混響

聲音在室內(nèi)傳播時(shí)會(huì)在地面、墻壁、天花板上多次反射，顯然反射聲經(jīng)過(guò)的路程要比直射聲長(zhǎng)，多次反射聲經(jīng)過(guò)的路程更長(zhǎng)。人耳在接收到聲源發(fā)出的直射聲之后，還將陸續(xù)接收到從四面八方反射來(lái)的聲音，在50ms內(nèi)到達(dá)的反射聲即所謂的早期反射聲是人耳不能區(qū)分的，它增加了直射聲的響度，可視為直射聲的一部分，同樣它也增加了音節(jié)的清晰度，因而是有益的，稱為有效反射聲。而大于50ms以后絡(luò)繹不絕陸續(xù)到達(dá)的反射聲使得聲音在室內(nèi)的傳播產(chǎn)生延續(xù)，即所謂的“交混回響”現(xiàn)象，稱為“混響”，將對(duì)后到的直射聲產(chǎn)生掩蔽，從而降低了聲音的清晰度，這部分反射聲稱為無(wú)效反射聲。自然混響的多少與建筑結(jié)構(gòu)有密切的關(guān)系，這是建筑聲學(xué)研究的問(wèn)題。適當(dāng)?shù)幕祉懹屑訌?qiáng)和美化聲音的效果，因而音響系統(tǒng)還有專門的混響效果器。第三十七頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日2．混響時(shí)間混響現(xiàn)象常以混響時(shí)間來(lái)表征。從聲源停止發(fā)聲時(shí)刻算起，在室內(nèi)可以斷續(xù)聽(tīng)到反射聲音的時(shí)間稱為混響時(shí)間。在技術(shù)上一般將聲源停止發(fā)聲后平均聲壓級(jí)自發(fā)聲的原始值衰減60dB所需的時(shí)間規(guī)定為混響時(shí)間T60，也可以說(shuō)由直達(dá)聲到達(dá)時(shí)起，到反射聲衰減60dB止，中間的時(shí)間間隔叫混響時(shí)間。混響時(shí)間是評(píng)價(jià)廳堂聲學(xué)特性的一項(xiàng)重要指標(biāo)，也是影響音響工程質(zhì)量的重要因素。一般廳堂越大，形狀越規(guī)整，裝飾面材料的吸聲系數(shù)越低，則其混響時(shí)間便越長(zhǎng)，反之，混響時(shí)間便會(huì)越短。廳堂的混響時(shí)間可以計(jì)算，但工程中一般用儀器測(cè)定。由于不同頻率的聲音其反射和吸收特性不同，所以混響時(shí)間同聲音的頻率有關(guān)，通常要測(cè)取125Hz、250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz和4000Hz六個(gè)頻率點(diǎn)的值。要求不太嚴(yán)格時(shí)，也可只測(cè)取500Hz、1000Hz兩點(diǎn)或取其平均值。更簡(jiǎn)單的一般工程，只取500Hz的值作為代表。沒(méi)有儀器的時(shí)候，可站在廳堂中央單擊掌，聆聽(tīng)余音時(shí)間，用秒表進(jìn)行估計(jì)。必須注意，空?qǐng)龌祉懲瑵M場(chǎng)（有聽(tīng)眾的時(shí)候）混響是不同的，前者要比后者大得多，因?yàn)槁?tīng)眾是良好的吸聲體。優(yōu)秀的設(shè)計(jì)要求空?qǐng)龌祉懲瑵M場(chǎng)混響越接近越好。第三十八頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日

混響時(shí)間太長(zhǎng)、太短都不好?；祉憰r(shí)間太短，則聲音顯得干澀（俗稱“干”）；混響時(shí)間太長(zhǎng)，則聲音顯得含糊不清（俗稱“濕”）。干和濕是相對(duì)的，不同的聲音，不同的節(jié)目對(duì)干濕的要求各不相同。如對(duì)于古典音樂(lè)，一般認(rèn)為其最佳混響時(shí)間在1.5～1.7s之間，流行音樂(lè)在2.0～2.1s之間等。表1—6給出了頻率在500Hz時(shí)混響時(shí)間的推薦值，可供工程參考。表1—6混響時(shí)間T60推薦值

注：用于語(yǔ)言為主的廳堂，為改善語(yǔ)言清晰度，混響時(shí)間應(yīng)設(shè)計(jì)得短一些?；祉憰r(shí)間主要取決于廳堂的建筑結(jié)構(gòu)及裝修結(jié)構(gòu)，當(dāng)混響時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，可用吊裝吸聲體、簾幕、鋪設(shè)地毯、改變坐席材料等辦法來(lái)改善?；祉憰r(shí)間過(guò)短，可用加大電聲功率和配置“混響器”等電子手段來(lái)補(bǔ)償。但是“改善”和“補(bǔ)償”都是有限的。一般來(lái)說(shuō)，要改善太長(zhǎng)的混響時(shí)間難度較大，不僅要較大的投資，而且建筑結(jié)構(gòu)很難作根本性的改變，小修小補(bǔ)又難于奏效，這對(duì)于音響工程來(lái)說(shuō)往往成為一個(gè)致命的因素第三十九頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日五、語(yǔ)言與音樂(lè)的聲學(xué)特性1．語(yǔ)言的清晰度語(yǔ)言聽(tīng)聞條件的最重要指標(biāo)是語(yǔ)言的清晰度。清晰度可以用聽(tīng)眾對(duì)預(yù)先規(guī)定的單音節(jié)語(yǔ)音的正確聽(tīng)聞率來(lái)表示。音節(jié)清晰度大于85％為良好，小于60％就表示聽(tīng)眾費(fèi)力難猜。第四十頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日2．頻率范圍語(yǔ)言的頻率范圍與人的性別和使用的語(yǔ)種等有關(guān)，一般在100Hz～7kHz之間。男性語(yǔ)言的平均基頻一般為150Hz，男低音歌唱家的基頻可低至66Hz；女性語(yǔ)言的平均基頻大約為230Hz，女高音歌唱家可高達(dá)1kHz，且?guī)в性S多泛音(諧波)，諧波頻率可超出6kHz。語(yǔ)言能量的頻率分布集中在1kHz以下，以200～700Hz最強(qiáng)，不同語(yǔ)種的標(biāo)準(zhǔn)平均頻譜略有不同。音樂(lè)的頻率范圍比語(yǔ)言寬得多，一般在40Hz～15kHz之間，音樂(lè)的諧波（泛音）成分和結(jié)構(gòu)也比語(yǔ)言復(fù)雜得多，音色豐富得多。3．聲壓級(jí)范圍人正常講話時(shí)，其平均聲功率約為20μW，在講話者前方lm處的平均聲壓級(jí)約為66dB，如果大聲叫喊則可達(dá)85dB，距離每增加一倍，聲壓級(jí)減少6dB。4．講話的方向性講話者講話時(shí)，其正面聲音最強(qiáng)，背面最弱，即有一定的方向性，聲音頻率越高，方向性越強(qiáng)。5．音量的動(dòng)態(tài)特性一般講話時(shí)，音量的動(dòng)態(tài)變化范圍約為30dB；音樂(lè)的動(dòng)態(tài)變化范圍更大一些，節(jié)奏變化也更快一些，通常約為45dB；交響樂(lè)的音量變化范圍可達(dá)50～70dB；迪斯科最高聲壓超出105dB；飛機(jī)起飛時(shí)約為120dB。第四十一頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日六、廳堂的傳輸頻率特性

聲波在室內(nèi)傳播過(guò)程中，當(dāng)遇到界面和障礙物的尺寸比聲波的波長(zhǎng)大得多時(shí)，聲波將按照幾何光學(xué)反射定律反射。界面不同反射的結(jié)果是不相同的，工程中我們總是希望聲場(chǎng)能盡量均勻。當(dāng)聲源在廳堂中發(fā)聲時(shí)，整個(gè)廳堂都會(huì)隨著發(fā)生振動(dòng)。但是由于廳堂四壁、天花板、地板以及室內(nèi)陳設(shè)對(duì)不同頻率分量的反射和吸收各不相同，所以對(duì)不同的頻率會(huì)有不同的響應(yīng)。其中有一些分量特別容易激發(fā)振動(dòng)，從而會(huì)在這些頻率上發(fā)生共振；而在另一些頻率上吸收可能特別嚴(yán)重，如果共振或吸收頻率分布不均勻，就會(huì)使某些聲頻分量明顯加強(qiáng)，某些聲頻分量明顯減弱，產(chǎn)生“聲染色現(xiàn)象”（頻率失真）。小容積，短形的房間特別容易發(fā)生低頻共振染色，而形狀不規(guī)則，裝飾材料吸音系數(shù)大的房間則不容易聲染色。聲染色現(xiàn)象可以用“傳輸頻率特性”來(lái)評(píng)價(jià)。在理想情況下，廳堂對(duì)不同頻率的響應(yīng)都應(yīng)該相同，這時(shí)，其傳輸頻率特性被稱為是“平直”的。就是說(shuō)，傳輸頻率特性平直即意味著聲音不會(huì)被染色，或說(shuō)不會(huì)引起頻率失真，但這是一種理想狀態(tài)。為了改善廳堂的傳輸頻率特性，可以改變廳堂的尺寸比例，不規(guī)則地配置吸聲體，或者使用電子均衡器來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償。影響聲音立體高保真?zhèn)鞑バЧ囊蛩剡€要考慮隔音、吸音、聲場(chǎng)和環(huán)境幾個(gè)方面。隔音的目的是為了防止外來(lái)噪聲的干擾和聲場(chǎng)干擾外界；吸音的目的是為了減少聲場(chǎng)中不必要的混響；理想的室內(nèi)聲場(chǎng)分布應(yīng)該是均勻的，室內(nèi)環(huán)境合適是聲場(chǎng)分布均勻的重要條件。第四十二頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日第四節(jié)音質(zhì)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

這里所說(shuō)的音質(zhì)是指聽(tīng)音的質(zhì)量，它主要取決于建筑聲學(xué)和電聲學(xué)所造成的聲學(xué)條件。聽(tīng)音質(zhì)量可以從下列幾個(gè)方面加以評(píng)判。1．響度足夠的響度是保證聽(tīng)聞的必要條件（就像足夠的亮度是看到優(yōu)美圖像的先決條件一樣）。它首先取決于建筑的聲學(xué)設(shè)計(jì)，即建筑的造型、空間和平面分割，以及建筑面的處理。建筑設(shè)計(jì)應(yīng)該能夠使聽(tīng)眾獲得盡可能多的有效聲能，減少直射聲的損失，盡量縮短聲音行程，避免有效聲被阻擋或被吸收。還可以采用反射面將散失到音場(chǎng)以外的聲音充分反射到音場(chǎng)內(nèi)，以提高響度，響度需求可參照表1—7用聲壓級(jí)來(lái)做近似判斷。第四十三頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日表1—7計(jì)算聲壓級(jí)和平均噪聲水平2．聲場(chǎng)均勻度建筑設(shè)計(jì)應(yīng)該使得聽(tīng)音場(chǎng)所在不使用電聲手段時(shí)就能獲得比較均勻的聲場(chǎng)分布，特別要注意消除回聲、雙重聲、顫動(dòng)回聲以及聲聚焦、轟鳴、沿邊反射和聲影區(qū)、聲染色等建筑聲學(xué)缺陷。電聲設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)音場(chǎng)的空間和平面，正確布置揚(yáng)聲設(shè)備。安裝時(shí)，應(yīng)利用各種不同型號(hào)、規(guī)格的揚(yáng)聲設(shè)備的不同指向特性，并控制揚(yáng)聲設(shè)備的位置、懸點(diǎn)、俯角和它們的功率分配來(lái)組織聲場(chǎng)，盡量使聲場(chǎng)均勻。校核聲場(chǎng)分布的均勻度時(shí)應(yīng)使觀眾席聲場(chǎng)各點(diǎn)的聲壓級(jí)差值不大于6～10dB。第四十四頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日3．清晰度和混響時(shí)間保證足夠的清晰度也是聽(tīng)聞的必要條件，特別是講堂、會(huì)議室等語(yǔ)言聽(tīng)音場(chǎng)所，清晰度更是首要的評(píng)判指標(biāo)，對(duì)于以語(yǔ)言為主的聽(tīng)音場(chǎng)所，清晰度應(yīng)為85％以上。清晰度主要取決于建筑物的混響時(shí)間，混響時(shí)間越短，則清晰度越高。對(duì)于音樂(lè)場(chǎng)所，適當(dāng)?shù)幕祉憰r(shí)間可以增強(qiáng)響度，使聲音宏亮圓潤(rùn)，改善音色，各種場(chǎng)所比較合適的混響時(shí)間可參看表1—6。4．信噪比

要提高信噪比，應(yīng)盡量降低噪聲的干擾（掩蔽）程度。信噪比可記為：

有時(shí)也記為：信噪比＝信號(hào)聲壓級(jí)－噪聲聲壓級(jí)為了提高信噪比，必須降低噪聲，噪聲的來(lái)源主要是環(huán)境噪聲和電噪聲。環(huán)境噪聲可能來(lái)自音場(chǎng)附近的交通車輛和機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)聲，乃至場(chǎng)內(nèi)其它設(shè)備的聲音和各種人為噪聲；電噪聲可能來(lái)自音響設(shè)備的噪聲、串音、低頻交流哼聲和各種電磁干擾等。一般要求信噪比為10～15dB。第四十五頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日5．系統(tǒng)失真度電聲系統(tǒng)的失真度要小。這就要求電聲系統(tǒng)應(yīng)有相當(dāng)?shù)念l率響應(yīng)范圍，頻響特性要平滑，諧波失真要小。對(duì)于語(yǔ)言擴(kuò)聲，頻率范圍應(yīng)在200～7000Hz；對(duì)于音樂(lè)擴(kuò)聲，頻率范圍應(yīng)為40Hz～15kHz；背景音樂(lè)系統(tǒng)，其頻率范圍可稍窄一些。6．視聽(tīng)一致性要有良好的聲音真實(shí)感，要盡量使得視聽(tīng)一致，最好采用立體聲布置。7．傳聲增益?zhèn)髀曉鲆鎽?yīng)穩(wěn)定且不低于—14dB。傳聲增益是指觀眾席上各點(diǎn)與舞臺(tái)口的聲壓級(jí)之差，一般為負(fù)值，差值越小，指標(biāo)越好。系統(tǒng)可設(shè)置均衡設(shè)備用以補(bǔ)償不均勻度引起的傳聲增益的變化，為了提高傳聲增益還應(yīng)特別注意抑制聲反饋。聲反饋是由于聲音從揚(yáng)聲器發(fā)出后被傳聲器接收而輸至擴(kuò)音機(jī)放大器，然后再送至揚(yáng)聲器，如此迅速循環(huán)的正反饋，輕者引起頻率失真和混響失真，重者將造成嘯叫(自激)。8．功率儲(chǔ)備擴(kuò)音設(shè)備應(yīng)有足夠的功率儲(chǔ)備和動(dòng)態(tài)變化范圍，以滿足音樂(lè)演奏和演唱中音量的起伏要求及表達(dá)劇情和音樂(lè)發(fā)展的高潮氣氛。9．調(diào)音手段對(duì)于級(jí)別較高的歌劇院、多功能廳、卡拉OK廳，為了豐富音色、美化音質(zhì)、電聲系統(tǒng)應(yīng)具備可調(diào)整的控制條件，如選擇設(shè)置高低音提升網(wǎng)格、高低音濾波器、頻率補(bǔ)償均衡器、混響器、延時(shí)器，分頻器以及噪聲增益自動(dòng)控制器等調(diào)音設(shè)備。對(duì)于規(guī)模較大的歌劇院和音樂(lè)廳還應(yīng)具備適應(yīng)演員縱深移動(dòng)的聲學(xué)處理手段。第四十六頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日第五節(jié)聲音的處理

在留聲機(jī)發(fā)明之前，原發(fā)聲一縱即逝，人們無(wú)法聽(tīng)到過(guò)去的聲音。而留聲機(jī)則可以把過(guò)去后的聲音記錄下來(lái)，而且可以反復(fù)重放。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，對(duì)聲音——準(zhǔn)確地說(shuō)是對(duì)“聲音信號(hào)”的處理技術(shù)日新月異，發(fā)展得很快。所謂處理，包括聲／電變換、記錄、修飾、編碼、解碼、傳輸放大、電/聲變換（重放出保真的聲音）……。到目前為止，這些處理技術(shù)都同電子技術(shù)密切相關(guān)，因而相應(yīng)的處理設(shè)備被稱為電聲設(shè)備。我們所說(shuō)的音響工程，就是根據(jù)一定的要求對(duì)聲音或已經(jīng)處理過(guò)的聲音信號(hào)進(jìn)行再處理并重放出來(lái)的工程。在這種電聲音響的工程中，最常見(jiàn)而且最重要的電聲處理包括：

1．聲轉(zhuǎn)換為電——聲音的前期處理為了處理聲音，通常要先把聲音信號(hào)轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的電信號(hào)（因?yàn)槲覀儾槐阒苯犹幚砺曇粜盘?hào)），也可以說(shuō)要先將聲能變換成相應(yīng)的電能，以便充分利用現(xiàn)代的電子技術(shù)對(duì)聲信號(hào)進(jìn)行各種必要的處理?，F(xiàn)在用來(lái)實(shí)現(xiàn)聲電變換的設(shè)備主要是傳聲器（又稱話筒或麥克風(fēng)）。

2．電轉(zhuǎn)換為聲——聲音的最后處理為了把經(jīng)過(guò)電子技術(shù)處理的聲音信號(hào)重放出來(lái)（最后需要的是聲音），必須把“電”轉(zhuǎn)換為“聲”(這是音響系統(tǒng)的最終目的)。揚(yáng)聲器和耳機(jī)就是常用的電聲轉(zhuǎn)換設(shè)備，其作用正好與傳聲器的作用相反。而揚(yáng)聲器必須根據(jù)一定的原理安置于特定的箱體之內(nèi)才能充分發(fā)揮它的效率和作用，這種組合(如用低音、中音、高音揚(yáng)聲器和分頻器組合)就是揚(yáng)聲器系統(tǒng)，也叫音箱。我們應(yīng)注意，在正規(guī)場(chǎng)合（如標(biāo)準(zhǔn)中）則只把組成揚(yáng)聲器系統(tǒng)的箱體稱為音箱。第四十七頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日3．聲音的記錄和重放——聲音的過(guò)渡處理除音響設(shè)備的老前輩留聲機(jī)外，時(shí)至今日，已有很多更先進(jìn)的記錄聲音的辦法，最常見(jiàn)的是磁帶錄音機(jī)和唱片（密紋唱片——LP，激光唱片——CD）錄音。磁帶和唱片中所記錄的“聲音”實(shí)際上是經(jīng)過(guò)編碼的聲音信號(hào)。錄音磁帶和唱片被稱為音響工程中的軟件，它們是最主要的信號(hào)源載體。記錄在磁帶和唱片上的聲音信號(hào)并非是常規(guī)形式的電信號(hào)，更不是作為機(jī)械振動(dòng)波的聲音本身，而分別是磁跡和機(jī)械刻痕。重放時(shí)必須先經(jīng)錄音機(jī)或唱機(jī)處理才能變成電信號(hào)，這個(gè)處理過(guò)程就叫做“播放”。隨著技術(shù)的進(jìn)步和人們欣賞水平的不斷變化提高，音響設(shè)備越來(lái)越先進(jìn)，各種配置的設(shè)備也越來(lái)越多，功能越來(lái)越完善，很多場(chǎng)所還要求聲音和圖像同步，音、像信號(hào)載于一體，這就出現(xiàn)了LD、VCD、CVD、SVCD、DVD、MP4等設(shè)備。

4．改善音質(zhì)——聲音的修飾處理好像人可以化妝一樣，聲音也是可以修飾的。經(jīng)過(guò)修飾的聲音可能同原發(fā)聲不完全一樣，但修飾后的聲音聽(tīng)起來(lái)可能會(huì)覺(jué)得更加好聽(tīng)、更加舒適；或者原發(fā)聲經(jīng)過(guò)某些處理過(guò)程后發(fā)生了失真，需要進(jìn)行修飾以求改善。在音響工程中，兩種情況都會(huì)遇到，都可以稱之為改善音質(zhì)。聲音的這種修飾主要是用電子技術(shù)手段對(duì)聲音信號(hào)的音調(diào)、音色等進(jìn)行必要的調(diào)節(jié)，還可以營(yíng)造混響、回聲、重唱等效果。典型的聲音修飾設(shè)備有：均衡器、效果器、激勵(lì)器等。第四十八頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日

音質(zhì)是音響工程所追求的最重要的目標(biāo)之一。而重放聲音的音質(zhì)評(píng)價(jià)涉及到許多因素，其中有客觀的因素，如節(jié)目源、音箱、放大器和聲場(chǎng)環(huán)境的質(zhì)量等；也有主觀因素，如聽(tīng)眾的愛(ài)好、欣賞習(xí)慣以及修養(yǎng)水平等。由于諸多因素的影響，任何一項(xiàng)具體的工程都不可能使上述各種因素都達(dá)到最佳而且相容的狀態(tài)，因此工程設(shè)計(jì)和施工時(shí)要因地制宜和因人制宜地對(duì)重放聲的音質(zhì)進(jìn)行修飾，不要盲目地追求一切都完美，那是做不到的。5．調(diào)音——聲音信號(hào)的編輯和調(diào)度處理所謂編輯和調(diào)度，包括對(duì)各種信號(hào)源進(jìn)行切換、編組以及音量調(diào)節(jié)、音色調(diào)配、引入效果等。電聲音響工程中最重要的調(diào)度設(shè)備就是調(diào)音臺(tái)。在音響工程中，所有電聲設(shè)備必須構(gòu)成一個(gè)統(tǒng)一的、可以現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行編輯和調(diào)度的系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)的核心就是調(diào)音臺(tái)。6．?dāng)U聲——聲音的放大處理把原發(fā)聲或經(jīng)過(guò)處理的聲音信號(hào)放大之后重放出更大的聲音來(lái)就叫做擴(kuò)聲。為了擴(kuò)聲，就需要聲電轉(zhuǎn)換、電聲轉(zhuǎn)換、甚至修飾、編輯和調(diào)度等環(huán)節(jié)，而其核心設(shè)備則是聲頻放大器，這是一種利用電子器件放大聲音信號(hào)的設(shè)備，一般有前置放大器和功率放大器之分。前置放大器用于小信號(hào)放大，并有選擇、切換信號(hào)源的功能。功率放大器簡(jiǎn)稱功放，用于放大聲音信號(hào)的功率，以便驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器重放出聲音。獨(dú)立的前置放大器品種不是很多，而常常內(nèi)置于其它電聲設(shè)備之中（如隱含于調(diào)音臺(tái)之中），所以通常所說(shuō)的放大器主要是指功率放大器。在電聲音響工程中，為了把聲音重放出來(lái)，必須擴(kuò)聲，因而必須使用放大器。把經(jīng)過(guò)足夠的功率放大的聲音信號(hào)送人功率足夠大的音箱，才可重放出足夠大的聲音。第四十九頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日第六節(jié)立體聲一、聽(tīng)覺(jué)中的立體感1．立體聲的概念我們都知道平面、立體都是幾何學(xué)概念，立體指的是在三維空間中占有位置的事物。那么聲音也是立體的嗎?回答是肯定的。因?yàn)樽匀唤缰忻恳粋€(gè)聲源都有確定的空間位置，聲音也有確定的方位來(lái)源，而人們的聽(tīng)覺(jué)又有辨別聲源方位的能力，而且可以憑聽(tīng)覺(jué)感知多個(gè)聲源同時(shí)發(fā)聲時(shí)各種聲音在空間的位置分布狀況，所以說(shuō)聲音是立體的，更確鑿地說(shuō)：原發(fā)聲是立體的。因?yàn)楫?dāng)聲音經(jīng)過(guò)記錄、放大等處理過(guò)程后而重放時(shí)，所有的聲音都可能從一個(gè)揚(yáng)聲器中放出來(lái)，這種重放聲音就不能說(shuō)是立體的了。這時(shí)由于各種聲音都從一個(gè)揚(yáng)聲器中播出，原來(lái)的空間感，特別是聲音群的空間位置分布感也就消失了。這種重放聲叫做單聲（Mono），單聲沒(méi)有自然的感覺(jué)，在某種意義上說(shuō)是一種失真。如果重放聲系統(tǒng)經(jīng)過(guò)特殊處理能夠在一定程度上恢復(fù)原發(fā)聲的空間感，那么這種重放的聲音就叫立體聲（Stereo）。由于原發(fā)聲毫無(wú)疑問(wèn)地是立體的，所以立體聲一詞特指那種有某種空間感（方位感）的重放聲。2．雙耳效應(yīng)為了在重放聲音中恢復(fù)空間感，我們必須了解人類的聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)為什么有辨別聲源方位的能力。研究發(fā)現(xiàn)，人類的耳朵生長(zhǎng)在頭顱的兩側(cè)，它們不僅在空間上有一定距離，而且受頭顱阻隔，兩耳接收到的聲音會(huì)有種種差異，正是這些差異，使人們得以區(qū)分聲源在空間的位置。第五十頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日

（1）聲音到達(dá)兩耳的角度差由于左右兩耳之間有一定距離（即不在一點(diǎn)上），聲音傳來(lái)到兩耳的角度就不相同。（2）聲音到達(dá)兩耳的時(shí)間差由于兩耳之間有一定的距離，因此除了正前方和正后方來(lái)的聲音之外，由其他方向來(lái)的聲音到達(dá)兩耳的時(shí)間就必然有先后，從而造成時(shí)差，聲源越是偏向一側(cè)，這個(gè)時(shí)差就越大。實(shí)驗(yàn)證明，如果人為地造成兩耳聽(tīng)音的時(shí)差，就可以產(chǎn)生聲源偏向的幻覺(jué)，當(dāng)時(shí)差達(dá)到0.6ms左右時(shí)，就感到聲音完全來(lái)自于某一側(cè)了。（3）聲音到達(dá)兩耳的聲級(jí)差兩耳相距雖然不遠(yuǎn)，但由于頭顱對(duì)聲音的阻隔作用，聲音到達(dá)兩耳的聲壓級(jí)就可能不同，靠近聲源一側(cè)的聲級(jí)較大，而另一側(cè)較小，實(shí)驗(yàn)證明，最大聲級(jí)差可達(dá)25dB左右。（4）聲音到達(dá)兩耳的相位差因?yàn)槁曇羰且圆ǖ男问絺鞑サ?，而聲波在空間不同位置上的相位是不相同的（除非剛好相距一個(gè)波長(zhǎng)）。由于兩耳在空間上有一定距離，所以聲波到達(dá)兩耳時(shí)的相位就可能有差別。耳朵內(nèi)的鼓膜是隨聲波而振動(dòng)的，兩耳鼓膜振動(dòng)的相位差也就成為我們判斷聲源方位的一個(gè)因素。實(shí)驗(yàn)證明，即使聲音到達(dá)兩耳時(shí)的聲級(jí)、時(shí)間都相同，只改變其相位人類也能感到聲源方位有很大差異。（5）聲音到達(dá)兩耳時(shí)的音色差聲波如果從右側(cè)的某個(gè)方向上來(lái)，則要繞過(guò)頭部的某些部分才能到達(dá)左耳，已知波的繞射能力同波長(zhǎng)與障礙物尺度之間的比例有關(guān)。人頭的直徑約為20cm，相當(dāng)于1700Hz聲波在空氣中的波長(zhǎng)，所以人頭對(duì)千余赫茲以上的聲音分量有掩蔽作用。也就是說(shuō)，同一個(gè)聲音中的各個(gè)分量繞過(guò)頭部的能力各不相同，頻率越高的分量衰減越大。于是左耳聽(tīng)到的聲音音色同右耳聽(tīng)到的音色就有差異。只要聲音不是從正前方來(lái)，兩耳聽(tīng)到的音色就會(huì)不同，從而成為人們判別聲源方位的又一種依據(jù)。第五十一頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日

（6）直達(dá)聲和連續(xù)的反射聲群所產(chǎn)生的差異由聲源發(fā)出來(lái)的聲音，除直達(dá)聲直接到達(dá)我們雙耳之外，還會(huì)有經(jīng)過(guò)周圍障礙物一次或多次反射而形成的反射聲群，陸續(xù)到達(dá)人們的雙耳。因此直達(dá)聲和反射聲群的差別，也就會(huì)提供聲源在空間分布上的信息。（7）由耳廓造成的差別耳廓是向前的，顯然能使人們區(qū)分前后聲音；另一方面，耳廓的結(jié)構(gòu)、形狀都十分微妙，不同方向上來(lái)的聲音會(huì)在其中發(fā)生復(fù)雜的效應(yīng)，可以提供一定的方位信息。以上種種的差異，以聲級(jí)差、時(shí)間差、相位差三種對(duì)人的聽(tīng)覺(jué)定位影響最大。但是在不同條件下它們的作用也是不相同的，一般地說(shuō)，在聲音的低、中頻段，相位差的作用較大，中、高頻段以聲級(jí)差的作用為主；對(duì)于突發(fā)聲，則時(shí)間差的作用特別顯著；而在垂直定位方面，耳廓的作用更為突出。實(shí)際上雙耳效應(yīng)是綜合性的，人們的聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)是根據(jù)綜合的效應(yīng)來(lái)判斷聲源的方位。還應(yīng)該指出的是，人們的聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)除了有響度、音色、方位等感覺(jué)外，還有其它許多效應(yīng)。其中有一些是同我們后面所討論的問(wèn)題有著密切關(guān)系的效應(yīng)，具體如下：3.優(yōu)先效應(yīng)（哈斯效應(yīng)）當(dāng)幾個(gè)同一頻率的聲音從不同方向傳入人耳的時(shí)間差小于50ms時(shí)，人耳不能明顯判別出各聲源的方位，而是哪個(gè)聲源的聲音首先傳入人耳，便感覺(jué)全部聲音就像是從這個(gè)方位傳來(lái)，人耳這種先入為主的聆聽(tīng)感覺(jué)特性稱為“優(yōu)先效應(yīng)”（又稱“哈斯效應(yīng)”）。第五十二頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日4.雞尾酒效應(yīng)在雞尾酒會(huì)中，人們可以根據(jù)自己的口味和喜愛(ài)選擇所需的食品，同樣人耳對(duì)不同的聲源也有選擇的功能，這是因?yàn)槿说拇竽X能分辨出聲音達(dá)到兩耳的時(shí)間差、方位差，把不需要的聲音推到背景雜聲中去，并選擇出所要聽(tīng)的聲音，這種能單獨(dú)選取一個(gè)聲音的現(xiàn)象稱為“雞尾酒效應(yīng)”。5.回音壁效應(yīng)由于聲波在傳播過(guò)程中的特殊反射作用，在某個(gè)聲場(chǎng)中視覺(jué)看不到聲源，而聽(tīng)覺(jué)卻能聽(tīng)到聲音，這種現(xiàn)象稱為“回音壁效應(yīng)”。6.多普勒效應(yīng)

1843年多普勒先生發(fā)現(xiàn)，如果聲源和聽(tīng)音者間的距離在相對(duì)移近的運(yùn)動(dòng)中，聽(tīng)到的聲音比實(shí)際聲源發(fā)出的聲音頻率升高；二者距離在相對(duì)增大的運(yùn)動(dòng)中，聽(tīng)到的聲音比實(shí)際聲源發(fā)出的聲音頻率要低，這種現(xiàn)象叫做“多普勒效應(yīng)”。由實(shí)驗(yàn)得知，當(dāng)兩個(gè)相同的聲音，其中一個(gè)經(jīng)過(guò)延時(shí)，先后到達(dá)人們的雙耳時(shí)，如果延時(shí)時(shí)間在30ms之內(nèi)，則人們將感覺(jué)不到延時(shí)聲音的存在，僅能感覺(jué)到音色和響度的變化。但如果延時(shí)時(shí)間超過(guò)50～60ms時(shí)（相當(dāng)于聲程差大于17m），聽(tīng)音者就會(huì)感到有兩個(gè)聲音。如果這兩個(gè)聲音，一個(gè)是原發(fā)聲，另一個(gè)是反射聲，則后者就是大家聽(tīng)說(shuō)的回聲。掌握了這些雙耳效應(yīng)的原理，我們就可利用一些手段來(lái)使音響重放出有一定空間感的立體聲。第五十三頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日二、雙聲道立體聲

為了使重放聲具有立體感（空間感），原則上是設(shè)法制造兩耳聽(tīng)音的差別。最好是把兩耳聽(tīng)覺(jué)的全部差別復(fù)制出來(lái)，但這幾乎是不可能的，抓住主要矛盾和比較容易復(fù)制的差別是聲級(jí)差、時(shí)間差、相位差等幾種。理論和實(shí)踐都證明，為了在重放聲音中模擬兩耳的差別，至少需要兩個(gè)聲道：一個(gè)左聲道L和一個(gè)右聲道R，這種具有兩個(gè)聲道的立體聲系統(tǒng)就叫雙聲道立體聲系統(tǒng)。1．雙聲道立體聲模型圖1—3為雙聲道立體聲錄音的一種模型。在原發(fā)聲場(chǎng)中安置一個(gè)假人頭，在其兩側(cè)設(shè)置了A、B兩只話筒，用來(lái)模擬人們的耳朵。由A拾取的信號(hào)稱為左聲道信號(hào)L，由B拾取的稱為右聲道信號(hào)R。L和R顯然是不同的，具有接近于兩耳聽(tīng)音的許多差別。重放時(shí)，可用耳機(jī)把L信號(hào)送人左耳，把R信號(hào)送人右耳。這樣就能在很大程度上恢復(fù)原發(fā)聲的立體感，由于聽(tīng)音者可能不只一人，頭戴耳機(jī)也不舒適，變通的辦法是用兩只揚(yáng)聲器，配置于聽(tīng)音者前方（如圖1—4），分別播放L、R信號(hào)。但這時(shí)不能完全保證L信號(hào)只進(jìn)入左耳，R信號(hào)只進(jìn)入右耳，重放聲的立體感會(huì)較為遜色，不過(guò)實(shí)驗(yàn)證明還是可行的。第五十四頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日第五十五頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日2．雙聲道立體聲系統(tǒng)由假人頭拾音得到的L、R信號(hào)雖然很接近于自然，但由于L、R兩個(gè)信號(hào)差異的模式太多（有聲級(jí)差、時(shí)間差、相位差……等），在記錄傳輸放大等過(guò)程中不容易進(jìn)行無(wú)畸變的統(tǒng)一處理。所以現(xiàn)在普遍采用的雙聲道立體聲系統(tǒng)是用另一種模型，如圖1－5所示。這種模式采用了一只M話筒和一只S話筒，故稱M-S拾音。M、S兩只話筒配置在同一個(gè)空間點(diǎn)上，但它們具有不同的指向特性。其中，S話筒具有8字型的指向特性，它對(duì)正前方和正后方來(lái)的聲音都沒(méi)有響應(yīng)，只拾取左、右兩側(cè)來(lái)的聲音，而且當(dāng)聲音從左側(cè)來(lái)時(shí)輸出正信號(hào)，從右側(cè)來(lái)時(shí)輸出負(fù)信號(hào)。所以給出的S信號(hào)相當(dāng)于左右兩側(cè)的聲級(jí)差，即：

S=L-R（1—8）而M話筒具有圓形的指向特性，它對(duì)各個(gè)方向傳來(lái)的聲音一視同仁，用來(lái)拾取聲場(chǎng)在該點(diǎn)所形成的總體信息，所以M信號(hào)反映了左方和右方所有信號(hào)的總和，即：

M=L+R（1—9）由上兩式聯(lián)立求解，可得L和R兩個(gè)聲道的信號(hào)，即：

L=0.5（M+S）（1—10）

R=0.5（M-S）第五十六頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日

從式(1—10)可看出，只須對(duì)M、S求“和”即可得到L信號(hào)；而對(duì)M、S求“差”即可得到R信號(hào)。從物理學(xué)上來(lái)說(shuō)，系數(shù)0.5僅表示聲級(jí)的大小，其取值只要相同，則大一點(diǎn)或小一點(diǎn)都不會(huì)影響問(wèn)題實(shí)質(zhì)。由M、S求解L、R的過(guò)程稱為“解碼”，而M、S被稱為是對(duì)L、R的“編碼”。那么怎樣解碼呢，圖1—6為由M、S求解L、R的電路模型，也就是對(duì)M—S解碼的電路模型。這個(gè)電路不難理解，把M、S兩個(gè)信號(hào)變壓器的二次繞組順向串聯(lián)起來(lái)，顯然可得到它們的“和”（即L信號(hào)），而反向串聯(lián)起來(lái)便可得到它們的“差”（即R信號(hào)）。第五十七頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日M—S信號(hào)經(jīng)解碼之后即可重放，這時(shí)仍可按圖1—4所示的方法配置，分別把L、R兩個(gè)信號(hào)從左、右兩路揚(yáng)聲器播放出來(lái)。由于M、S兩個(gè)話筒在空間上處于同一個(gè)位置，所以M信號(hào)和S信號(hào)中原則上不存在聲級(jí)差以外的差別，是一種純聲級(jí)差型的系統(tǒng)。盡管其所包含的方位信息不如假人頭模型豐富，但由于其差別模式單一，信號(hào)處理十分方便。

M信號(hào)和S信號(hào)的物理含義是十分明確的。M是單聲信息，在不必考慮聲源方位時(shí)，我們就是這樣拾音的；而S是方位信息，它反映出左、右兩個(gè)聲道的聲級(jí)差別。在單聲道系統(tǒng)中重放時(shí)，只須放送M信號(hào)。而在立體聲系統(tǒng)中，適當(dāng)調(diào)節(jié)S信號(hào)，就能修正或調(diào)節(jié)“聲像”（在重放聲場(chǎng)中聲音的虛像）的方位；額外地加重S信號(hào)，還能補(bǔ)償由于種種原因造成的方位信息不足，操作十分方便。因此現(xiàn)行的雙聲道立體聲系統(tǒng)，幾乎都是聲級(jí)差型系統(tǒng)。要特別注意的是，在圖1—4的播放系統(tǒng)中，由左右兩路揚(yáng)聲器播出的信號(hào)必須是既有差別又有聯(lián)系的L、R信號(hào)，才能形成雙聲道立體聲系統(tǒng)；如果播放的是同一個(gè)信號(hào)，則不論有多少路揚(yáng)聲器，都仍然是單聲道系統(tǒng)。此外，所謂一路揚(yáng)聲器，可以是一個(gè)揚(yáng)聲器，一個(gè)音箱或由多個(gè)音箱組成的“揚(yáng)聲器群組”，但不論有多少揚(yáng)聲器（音箱），只要播放的是L、R兩個(gè)信號(hào)，都屬于雙聲道（而不是多聲道）系統(tǒng)。

第五十八頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日

理論和實(shí)踐都證明，在雙聲道立體聲重放聲場(chǎng)中，有一個(gè)“最佳聽(tīng)音位置”，該位置大約在與L、R揚(yáng)聲器組成的等邊三角形的頂點(diǎn)上。只有該位置才能感受到“無(wú)畸變”的聲像重現(xiàn)，即在聽(tīng)音者的前方（只是前方），聲像能按原發(fā)聲場(chǎng)的方位展開。實(shí)際上，在不很嚴(yán)格的條件下，最佳聽(tīng)音位置的附近區(qū)域都可以認(rèn)為是無(wú)畸變的聽(tīng)音區(qū)。不過(guò)可以肯定，重放聲場(chǎng)的其它區(qū)域是不會(huì)有滿意的立體聲效果的。3、立體聲的優(yōu)點(diǎn)與單聲道重放聲相比，立體聲具有很多顯著特點(diǎn)。（1）具有各聲源的方位感和分布感，聽(tīng)音者會(huì)明顯感覺(jué)到聲源分布在一個(gè)較寬廣的范圍內(nèi)，能想象出每個(gè)聲源所在的位置（聲像），幻覺(jué)中的聲像重現(xiàn)了實(shí)際聲源的相對(duì)空間位置，就像身臨其境。（2）提高了聲音信息的清晰度和可懂度，聽(tīng)音者會(huì)明顯感覺(jué)到各個(gè)聲源來(lái)自不同的方位，這樣各個(gè)聲源之間的掩蔽效應(yīng)大大削弱，因此具有較高的清晰度和可懂度。（3）減少了聲音的背景噪聲，立體聲播放時(shí)的噪聲聲像被分散開了，背景噪聲對(duì)有用聲音的影響大大減少，突出了有用聲音。（4）增加了聲音空間感、層次感、臨場(chǎng)感和透明度，立體聲播放時(shí)能夠再現(xiàn)近次反射聲和混響聲，使聽(tīng)音者明顯感覺(jué)到原聲場(chǎng)的音像環(huán)境而產(chǎn)生空間感、層次感、臨場(chǎng)感。第五十九頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日三、環(huán)繞聲

環(huán)繞聲也是一種立體聲。顧名思義，它應(yīng)能重現(xiàn)環(huán)繞于聽(tīng)音者四周的聲像，環(huán)繞聲系統(tǒng)是在音頻信號(hào)的傳送過(guò)程中使聽(tīng)眾產(chǎn)生一種被聲音所包圍的效果。典型的雙聲道立體聲僅模擬了前方傳來(lái)的聲音，而不能反映后方來(lái)的原發(fā)聲和反射聲，因而聽(tīng)音者還不會(huì)有親臨現(xiàn)場(chǎng)的感覺(jué)。為了模擬逼真的臨場(chǎng)感，各種環(huán)繞聲系統(tǒng)都是企圖在雙聲道立體聲的基礎(chǔ)上把來(lái)自聽(tīng)音者后方和側(cè)向的聲音重放出來(lái)。從技術(shù)上來(lái)說(shuō)，多聲道環(huán)繞聲系統(tǒng)可適用于雙聲道系統(tǒng)，但兩者只能講“性相近，習(xí)相遠(yuǎn)”，多聲道環(huán)繞聲系統(tǒng)更注重氣勢(shì)和現(xiàn)場(chǎng)感，但在還原聲音的特性方面本質(zhì)上還是雙聲道系統(tǒng)。第六十頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日1.簡(jiǎn)易的環(huán)繞聲系統(tǒng)

如圖1—7所示，在雙聲道立體聲的基礎(chǔ)上，增加兩個(gè)后置環(huán)繞立體聲聲道（S），用L、R信號(hào)經(jīng)過(guò)延時(shí)，衍生出后置聲道信號(hào)S，即可在一定程度上烘托出臨場(chǎng)氣氛。這便是所謂的“雙聲道的四聲道重放”系統(tǒng)。上述后置聲道信號(hào)S也可以用L、R信號(hào)經(jīng)過(guò)移相衍生而得。但是，不論是延時(shí)衍生或是移相衍生，這樣的后置聲道信號(hào)S都是假的，所以也被稱為假環(huán)繞聲系統(tǒng)。第六十一頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日2．杜比定向邏輯環(huán)繞聲（DolbyProLogic）這是由杜比公司開發(fā)的一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)用左前（Left）、右前（Right）、中央（Center）、環(huán)繞（Surrounding）四個(gè)聲道拾音，得到L、R、C、S四個(gè)信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)編碼、綜合成LT、RT兩個(gè)信號(hào)記錄在媒體（電影拷貝、磁帶、光盤）上。重放時(shí)，由專用的杜比解碼器解碼還原出L、R、C、S四個(gè)信號(hào)，送入五個(gè)聲道重放。如圖1—8所示，在該圖中，L、R兩個(gè)聲道是整個(gè)系統(tǒng)的主干聲道，其作用與普通雙聲道系統(tǒng)相同，為了保證重放聲場(chǎng)的質(zhì)量，杜比系統(tǒng)要求這兩個(gè)聲道的頻響范圍應(yīng)不窄于20Hz～16kHz（接近聲音全頻域）。中央（C）聲道有三種可供選擇的模式：“普通”（Normal）、“幻像”（Phanton）、“展寬”（Wide）。圖1—8是按普通和展寬模式配置的，普通、展寬兩種模式的差別在于解碼的過(guò)程中，其中普通模式的頻帶較窄（120Hz～7kHz）適用于家庭影院；而展寬模式的頻帶較寬（120Hz～16kHz），因而質(zhì)量也更高，適用于電影院、音樂(lè)廳等。如果選用幻像模式，則無(wú)須設(shè)置中央（C）揚(yáng)聲器，解碼器會(huì)把C信號(hào)分配到L、R兩個(gè)聲道中，這時(shí)L、R兩聲道除了擔(dān)負(fù)原來(lái)的任務(wù)外，還負(fù)責(zé)幻生出一個(gè)中央虛聲源。兩個(gè)后置的聲道常被稱為環(huán)繞聲道，都用S信號(hào)重放；也有一個(gè)用S信號(hào)，另一個(gè)用反相的S信號(hào)的。S聲道信號(hào)是經(jīng)過(guò)延時(shí)的，其延遲時(shí)間在15～30ms之間。為了節(jié)約，兩個(gè)S聲道的頻帶較窄（200Hz～7kHz），音箱的檔次也可比另三個(gè)聲道低一些。在影劇院中，環(huán)繞聲音箱還不止兩個(gè)，而是環(huán)繞觀眾后席均勻布置若干個(gè)。有的杜比解碼系統(tǒng)還從L、R、C中分離出低音分量，以便驅(qū)動(dòng)超低音揚(yáng)聲器。第六十二頁(yè)，共六十九頁(yè)，2022年，8月28日3．杜比AC—3環(huán)繞聲這是杜比公司開發(fā)的另一種環(huán)繞聲系統(tǒng)，主要用于DVD碟片和高清晰度電視中，其特點(diǎn)是信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)字壓縮編碼，以便既節(jié)約媒體的儲(chǔ)存空間，又保證極高的音質(zhì)。AC—3環(huán)繞聲重放系統(tǒng)必須有相應(yīng)的“解壓”（解壓縮）設(shè)備。

AC—3有5．1個(gè)聲道，即包括左前、右前、中央、左后、右后五個(gè)聲道，外加一個(gè)超低音聲道（即5．1中的那個(gè)0．1聲道），其配置與圖1—8相似，只須增加超低音聲道，而且