第二章音響基本知識詳解演示文稿

第二章音響基本知識詳解演示文稿目前一頁\總數三十頁\編于十七點優(yōu)選第二章音響基本知識目前二頁\總數三十頁\編于十七點1.1聲音的物理特性

客觀物理性，主觀聽感性客觀物理性世界上的一切聲音都是由物體振動而產生的。這個振動的物體就叫做聲源。物體在振動時激起周圍空氣層振動,于是在空氣中形成一疏一密向四面八方傳播,這種波動現象叫做聲波。聲波所及的空間范圍叫做聲場。

目前三頁\總數三十頁\編于十七點聲波可以在空氣中傳播,也可在液體中傳播,因為它們都是彈性物質。下圖是聲波在空氣中的瞬時傳播,波峰處稍高于大氣壓,波谷處稍低于大氣壓。目前四頁\總數三十頁\編于十七點聲壓由于聲波的傳播,使周圍的氣壓發(fā)生高低變化,空氣密集處壓強增加,空氣稀薄處壓強降低。這種由聲波引起的壓強變化就叫做

聲壓,一般用p表示,單位為帕(Pa)聲壓大小決定聲音的強弱。聲壓與大氣壓相比是非常微小的,說話時離嘴0.5米處的聲壓大約是0.1帕。聲壓低到2×10一5

帕是人耳可聽音的極限,也叫做聽閥。聲壓高到20帕是人聽覺的最高極限,超過這個極限人耳會引感到痛癢,所以把它叫做痛閥。目前五頁\總數三十頁\編于十七點聲功率聲源在單位時間內輻射的總聲能叫做

聲功率

,以P表示,單位用瓦(W)、毫瓦(mW)、微瓦(μW)表示。聲功率的范圍很廣：小聲耳語只有10-9

瓦而噴氣飛機則為104

瓦,兩者相差1013

倍。目前六頁\總數三十頁\編于十七點聲強是指垂直于傳播方向單位面積上所通過的平均聲功率,以I表示,用瓦/厘米2為單位。聲強和聲源聲功率成正比。與離開聲源的距離平方成反比,聲強隨著離開聲源距離的增加按平方反比定律減少,即距離增加1倍聲強則減少1/4,距離增大3倍聲強即減少1/9。聲功率和聲強很難直接測量,通常根據聲場所測得的聲壓來換算。目前七頁\總數三十頁\編于十七點聲強隨聲源距離增加而減少的原因,是聲能在空氣中的損耗和幾何擴散。實際上空氣中的損耗很小,主要是幾何擴散。如右圖所示,從一個點聲源向周圍均勻輻射出來的聲能,必然通過一系列擴大的球面。因此,單位面積上的聲能和球面半徑平方成反比變化。

目前八頁\總數三十頁\編于十七點聲音的頻率和頻譜頻率即每秒鐘振動的次數,頻率單位過去習慣用周/秒表示,現在統一用赫[茲](Hz)表示,1周/秒即為1赫(Hz)。聲音有單一頻率的純音,但大多數聲音是由多個頻率組成的復合音。目前九頁\總數三十頁\編于十七點聲音的頻率范圍很寬,組合起來的許多純音集中在高頻部分叫做高頻聲。集中在低頻部分稱做低頻聲。許多聲音包含著低頻、中頻、高頻三個頻段：一般把200——300赫以下稱低頻,500——2000赫稱中頻,4000赫以上稱高頻。通常劃頻段的方法是按頻率每加1倍作為1倍頻程,這與音樂的八度類似。例如125——250赫或160——320赫,稱做1倍頻程或1倍頻帶。

目前十頁\總數三十頁\編于十七點語聲與音樂的頻率范圍大約20——20000赫

由于每種聲音的諧波成分不同,相對聲強不同,即使相同的頻率范圍其音色也不完全相同。目前十一頁\總數三十頁\編于十七點諧波一個波的頻率為另一波頻率的整數倍時,就把它稱做另一波的諧波。例如,1000赫就是500赫的諧波,而500赫稱做基波或一次諧波,1000赫則稱做二次諧波,1500赫則稱做三次諧波,因為它們都是基波的2倍或3倍。

目前十二頁\總數三十頁\編于十七點語言、音樂都是由基波與諧波所組成,這些復雜的波都可進行分析。目前十三頁\總數三十頁\編于十七點聲音的反射和繞射聲波在傳播過程中,遇到物體就會產生反射現象聲波碰到墻壁或物體時,它會沿著物體的邊緣而彎曲地進行傳播,這種現象稱做繞射

目前十四頁\總數三十頁\編于十七點A：障礙物是個圓柱,若波長較柱直徑小得多,柱背面出現影區(qū)。而波長大于柱直徑聲波則經柱面產生繞射現象。B：障礙物是高大的墻板,波長比墻板尺寸小得多的聲

波,被阻擋產生影區(qū),但也有部分聲音產生繞射現象。

C：是洞孔,當聲波通過洞孔時,會產生明顯的繞射現象,|這是由于聲波波長比洞孔大得多的緣故。目前十五頁\總數三十頁\編于十七點聲波的干涉現象兩個頻率相同的聲波,傳播到空間某一點時則會產生干涉現象。如果兩個聲波是同相位,又在同一時刻處于相同的壓縮或稀疏狀態(tài),這兩個聲波就會互相迭加而聲音增強,如果兩者相位相反便會互相減弱甚至抵消

目前十六頁\總數三十頁\編于十七點混響與混響時間聲波在室內產生并向四周傳播時,碰到物體或墻壁要產生反射或散射,繼續(xù)在室內傳播,再次碰到物體或墻壁再次發(fā)生反射和散射,以此繼續(xù)下去直到聲音消失。在這一過程中有聲源的直達聲,有延遲時間不同的反射聲和散射聲,其中間隔很密的反射聲稱做混響聲,延遲時間在50毫秒以內的反射聲稱初期反射聲。目前十七頁\總數三十頁\編于十七點所謂混響時間,就是當聲源發(fā)聲停止后,室內混響聲能密度衰減到它最初數值的百萬分之一(聲能衰減60分貝)所需的時間。室內的混響時間與室內的容積和形狀以及室內的裝飾材料有關錄音棚、廳堂要按需要控制混響時間。

目前十八頁\總數三十頁\編于十七點人耳的聽覺特性當聲波傳到人耳便激勵鼓膜產生振動,經過聽骨傳到耳蝸,再經過耳蝸的聽覺神經傳到大腦,大腦對聲波信號有了感覺,這時人們才聽到了聲音,

人耳的聽覺感受和識別是非常靈敏的,它具有放大、換能、選擇、定位的功能,可以辨別聲音頻率與聲強的變化,可以在繁雜的聲響中識別各種聲音,即使最先進的科學技術,也制造不出這樣靈敏的儀器。

目前十九頁\總數三十頁\編于十七點人耳的構造人耳分為：外耳、中耳和內耳目前二十頁\總數三十頁\編于十七點中耳包括鼓膜、鼓室及室內聽小骨，聽小骨包括錘骨，砧骨和鐙骨。內耳有三半規(guī)管、耳蝸、及聽覺神經組成。目前二十一頁\總數三十頁\編于十七點聽覺過程：聲波通過空氣媒質傳播到耳廓，耳廓除起定位作用外，還使入射波和外耳道之間阻抗匹配，從而提高入射聲能。聲波再激發(fā)耳膜震動，耳膜震動在依次傳給椎骨、砧骨、鐙骨傳播到耳蝸的前庭窗，而前庭窗的運動又激起耳蝸內淋巴液的波動。再激起基底膜的震動，膜上毛細血管受到機械刺激，形成不同的神經脈沖信號，在通過聽覺傳導神經傳道大腦聽覺中樞，經過中樞分析得出入射聲波的強度、頻率特性、時間特性等等，最后判斷出聲音的含義。目前二十二頁\總數三十頁\編于十七點聽覺的頻率范圍人耳能聽到的頻率范圍大約是20-20000赫

人耳對同樣強度但頻率不同的聲音,在主觀感覺上強弱是不一樣的,譬如聲壓相同的聲音,對中頻感到聲音強,對高頻聲或低頻聲則感到弱,也就是說它對中頻較敏感而對高頻或低頻較為遲鈍。

目前二十三頁\總數三十頁\編于十七點人耳對聲音強弱的感覺表現為響度

目前二十四頁\總數三十頁\編于十七點聽覺對聲音的分辨能力人耳對聲音有很強的分辨能力,首先能分辨出聲音的強度變化,當聲音很低時,在1000赫處可分辨出3分貝的變化,當聲音較高時可分辨出2.5分貝的變化,調音臺上的衰減器為2分貝一檔,所以一般人耳是分辨不出來的。其次,人耳能分辨出聲音的頻率的變化。對低于1000赫的聲音,人耳能分辨出3赫頻率的變化,對于頻率高于1000赫的聲音,只要頻率變化0.5%,人耳就能辨別出來。

目前二十五頁\總數三十頁\編于十七點雙耳效應

從聲源發(fā)出的某一聲音,由于到達兩耳的聲壓級和時間不同,而使人耳能辨別出聲源的方向。利用這一原理人們可以進行聲像定位?，F在不論立體聲系統或立體聲聆聽,都是利用人耳的雙耳效應,創(chuàng)造出各種立體聲效果。產生雙耳效應有兩個因素,一是聲強差,一是時間差。

目前二十六頁\總數三十頁\編于十七點人耳對于噪聲的識別比較敏銳,相比之下,對純音或單頻聲音則比較遲鈍;在復合音中,對高頻的識別比對低頻的識別敏銳;對直接聲識別比間接聲識別敏銳。譬如,在室內講話,聽直達聲要比昕帶反射或有混響聲清晰易懂。目前二十七頁\總數三十頁\編于十七點聽覺的掩蔽效應

由于某種聲音的存在而影響聆昕另一個聲音,這種現象稱做掩蔽效應。譬如低頻聲就可以掩蔽高頻聲,市電的交流噪聲就嚴重影響語言聲或音樂聲。掩蔽效應是一個復雜的生理和心理現象,它不僅與兩個聲音的聲級有關,也與它們的聲音頻譜,以及相對方向、延續(xù)時間有關。目前二十八頁\總數三十頁\編于十七點聽覺和視覺的關系視覺和昕覺各有其特點,這些特點恰好是互相彌補的

視覺的空間恰好需聽覺的時間來補充。譬如眼前看到一片茂密的森林,聽不到聲音則沒有動的感覺,聽到樹在響鳥在叫便立即有生動和真實的感受。聽覺雖然靈敏但卻是零散的和不確定的。譬如在室內雖然聽到外邊的響聲或嘈雜聲,但卻得不到完整的印象,然而走到室外便一目了然,這就是昕覺感受需要視覺的明確肯定。影、視、戲劇都是視昕藝術,視聽藝術就是通過視與聽的結合而獲得理想的藝術效果。

目前二十九頁\總數三十頁\