声学和扬声器基础知识教学大纲

合集下载

声学教学大纲

声学教学大纲

声学教学大纲声学教学大纲声学是一门研究声音产生、传播和感知的学科,它涉及到声波、声音的特性、声音的传播、声音的感知等多个方面。

声学教学大纲是指在声学教学过程中所要讲授的内容和教学目标的总结和规划。

本文将探讨声学教学大纲的重要性以及如何设计一个合理的声学教学大纲。

首先,声学教学大纲的制定对于教学的有序进行至关重要。

一个合理的教学大纲可以帮助教师更好地组织教学内容,使教学过程更加系统和连贯。

它可以明确教学目标,指导教师在教学过程中注重哪些知识点和技能的培养,从而提高教学效果。

其次,声学教学大纲的设计应该兼顾理论和实践的结合。

声学是一门实践性很强的学科,理论知识的学习需要与实验操作相结合,才能更好地理解和应用所学的知识。

因此,在设计声学教学大纲时,应该注重实验教学的安排,使学生能够通过实践来巩固和应用所学的理论知识。

另外,声学教学大纲的内容应该具有层次性和渐进性。

声学的知识体系庞大而复杂,学生在学习过程中需要有一个逐渐深入的过程。

因此,在设计声学教学大纲时,应该将内容分为不同的模块,从浅入深,逐步引导学生掌握声学的基本概念和原理。

在声学教学大纲的设计中,应该注重培养学生的实践能力和创新精神。

声学是一个应用广泛的学科,在各个领域都有重要的应用价值。

因此,在教学过程中,应该注重培养学生的实践能力,使他们能够运用所学的知识解决实际问题。

同时,应该鼓励学生在学习过程中进行创新思维的训练,培养他们的创新意识和创新能力。

此外,声学教学大纲的设计还应该注重培养学生的团队合作能力和综合素质。

声学的研究需要多学科的交叉和合作,因此,在教学过程中应该注重培养学生的团队合作能力。

此外,声学的知识与其他学科有很多联系,因此,在设计声学教学大纲时,应该注重培养学生的综合素质,使他们能够将所学的声学知识与其他学科的知识相结合,更好地应用于实际问题的解决中。

总之,声学教学大纲的制定对于声学教学的有序进行至关重要。

一个合理的声学教学大纲可以明确教学目标,指导教师的教学活动,提高教学效果。

14《录音基础1:声学基础与声场》教学大纲

14《录音基础1:声学基础与声场》教学大纲

《录音基础1:声学基础与声场》教学大纲
一、课程基本信息
课程编号:
英文名称:Basis on Acoustics and Sound Field
授课对象:录音艺术专业(电子音乐制作方向,音乐录音方向,影视录音方向)
开课学期:第三学期
学分/学时:4/64
先修课程:《电子电路》
教学方式:课堂讲授
考核方式:考试
课程简介:声学是一门既古老又迅速发展着的学科,近年来已渗透到几乎所有重要的自然科学和工程技术领域,也是从事声频和录音技术专业的必修课程之一。

本课程是录音、扩声、电子音乐制作等数字音频类方向的初级专业基础课,声学原理是数字音频类方向的重要专业基础课程,涉及到录音质量、还音质量、心理声学等多个方面。

二、课程教学目的和要求:
通过本课程的学习,使学生们能够从声波的基本概念和性质、人耳的听觉特性、声音信号分析、音律分析、乐器声学、声乐和语音分析基础、噪声及噪声控制标准、室内声学原理等都有全面的了解,熟练掌握声波的基本性质、乐器声学及室内声学原理,为今后学习录音艺术及音响系统工程打下良好的基础。

三、教学内容与学时分配:
四、作业、实践环节:作业每周一次
五、建议教材:
[1]齐娜,孟子厚. 音响师声学基础.北京,国防工业出版社,2006.
[2] 陈小平.声音与人耳听觉.北京:中国广播电视出版社,2006.
六、参考资料:
[1] 沈豪.音频工程基础.北京:北京工业大学出版社,2002.
[2] 林达梱.录音声学.北京:中国电影出版社,1995.
执笔人:范晓纬
教研室主任签字:肖俊珍二级学院院长签字:。

声学基础知识(整理教案资料

声学基础知识(整理教案资料

声学基础知识(整理教案资料一、教学内容本节课我们将学习声学基础知识,内容涉及《物理》教材第二章第二节“声音的产生与传播”,详细内容包括声音的基本特性、声音的传播条件、声音的反射与吸收现象。

二、教学目标1. 让学生掌握声音的基本特性,理解声音的产生与传播原理。

2. 培养学生运用声学知识解决实际问题的能力。

3. 激发学生对声学领域的兴趣,提高学生的科学素养。

三、教学难点与重点教学难点:声音的传播条件、声音的反射与吸收现象。

教学重点:声音的基本特性、声音的产生与传播原理。

四、教具与学具准备教具:音响、麦克风、声源(如锣鼓等)、教学PPT。

学具:笔记本、教材、文具。

五、教学过程1. 导入:通过播放一段美妙的音乐,让学生感受声音的魅力,提问:“声音是如何产生的?又是如何传播到我们的耳朵里的呢?”2. 理论讲解:(1)声音的基本特性:音调、响度、音色。

(2)声音的产生:物体振动产生声音。

(3)声音的传播:声音通过介质(如空气、水等)传播。

3. 实践情景引入:现场演示音响、麦克风的使用,让学生观察声音的产生与传播过程。

4. 例题讲解:讲解一道关于声音传播的例题,引导学生运用所学知识解决问题。

5. 随堂练习:让学生完成教材上的练习题,巩固所学知识。

6. 互动环节:邀请学生上台演示声音的反射与吸收现象,如敲击锣鼓,观察声音在教室内的传播情况。

六、板书设计1. 声音的基本特性:音调、响度、音色。

2. 声音的产生:物体振动。

3. 声音的传播:介质传播。

4. 声音的反射与吸收。

七、作业设计1. 作业题目:教材第二章第二节课后习题。

答案:课后习题答案。

2. 拓展作业:让学生收集生活中关于声学应用的实例,如回声定位、超声清洗等。

八、课后反思及拓展延伸本节课通过理论讲解、实践演示、互动环节等方式,帮助学生掌握了声学基础知识。

课后,教师应关注学生对知识的巩固与运用,及时解答学生的疑问。

在拓展延伸方面,可以引导学生关注声学领域的前沿动态,提高学生的科学素养。

[声学和扬声器基础知识]扬声器喇叭基础知识及制作方法

[声学和扬声器基础知识]扬声器喇叭基础知识及制作方法

[声学和扬声器基础知识]扬声器喇叭基础知识及制作方法篇一: 扬声器喇叭基础知识及制作方法目录第一章扬声器材料的认识…….…………………………………..………………...……. 第一节部品材料的认识…….……………………………………………………………………一、扬声器材料的构成……….…………………………………………………… ……………………、支架………………………...…………………………………………………………..、铁片………………………...…………………………………………………………..、铁心………………………...…………………………………………………………..、磁铁………………………...…………………………………………………………..、磁液……………………...………………………………………………………、后壳………………………...…………………………………………………………、鼓纸………………………...…………………………………………………………、垫片………………...…………………………………………………………………、弹波……………...……………………………………………………………………、音圈………………………...………………………………………………………… 、防尘盖……………………...………………………………………………………… 、端子……………………...………………………………………………………… 、锦丝线……………………...……………………………………………………… 、电线……………………...……………………………………………………… 、接着剂……………………...……………………………………………………… 、分音器……………………...………………………………………………………第二章扬声器简介………………..……...………………………………………………….一、扬声器的定义………………..…...……………………………………………………….二、扬声器的分类………………..…...……………………………………………………….第三章扬声器的性能………………..…...……………………………………..………….一、扬声器的电气特性………………..…...…………………………………………………...1、阻抗………………..…...……………………..……………………………….……………...2、最低共振周波数或谐振频率…...…..………………..………………………………...3、扬声器的Q 值…...…………..……………………………………………..……………...4、力的系统…...……………………..………………………………………………….……5、出力音压…...……………………..…………………………………………..…………...6、实际周波数带域…...……………………..…………………………………………….....7、定格入力与最大入力…...……………………..…………………………………….……8、失真…...……………………..……………………………………………………….……9、指向性...……………………..……………………………………………………..……..10、总磁通量与磁束密度..……….…..………………………………………………….…. 11、异常音与外碰..…………..………………………………………………….…….…….12、极性与极性标示..……………………..……………………………………….………..13、信赖性..……………………..……………………………………….…………….…….1第四章新机种的开发试作………………..…...……………………………………..………….一、开发试作………………..…...…………………………………………………………………...第五章量产………………..…...………………………………………………………………..………….一、量产………………..…...…………………………………………………...第六章生产技术………..…...………………………………………………………………..………….一、作业流程………………..…...…………………………………………………...2第一章扬声器材料的认识第一节各部品材料的认识一、扬声器材料的构成原材料的好坏很大程度上决定的产品品质,同时直接决定了产品的成本。

音响工程教学大纲

音响工程教学大纲

音响工程教学大纲
第一章简介
本课程旨在帮助学生全面了解音响工程的基本原理与技术,掌握音响设备的使用和调试方法,培养学生在音响工程领域的实践能力。

第二章音响基础知识
1. 音响系统的组成及作用
2. 音频信号的基本特性
3. 声学基础知识
4. 音响设备的分类与特点
第三章音响设备操作
1. 话筒、扬声器、混音台等音响设备的功能和使用方法
2. 音频信号的传输与处理技术
3. 调音技巧与实践操作
第四章音响工程设计与布局
1. 音响系统的设计原则与方法
2. 现场音响系统的规划及布局
3. 音响设备的安装与调试
第五章音响工程的实践应用
1. 音响设备的故障诊断与维修
2. 现场演出与活动音响支持
3. 音响效果的调试与升级
第六章音响行业发展趋势
1. 音响工程在各个领域的应用
2. 国内外音响市场情况与发展趋势
3. 音响技术创新与未来发展方向
结语
通过本教学大纲的学习,学生将全面掌握音响工程的基础知识与实践技能,为将来在音响行业的发展奠定坚实基础。

愿每位学生在学习过程中勤于实践,不断探索创新,成为优秀的音响工程师。

(word完整版)声学与扬声器基础知识

(word完整版)声学与扬声器基础知识

扬声器分类总述到今天扬声器已繁衍成一个大家庭,或自立门户、嫡脉相传;或另树一帜、烟火相继.为了方便叙述、研究明确,可将扬声器按不同方法分类。

物以类聚,通过分类能够有条不紊、分门别类、举一反三地了解扬声器的性能。

分类也是对扬声器的横向叙述,可以根据分类来定位扬声器的名称。

在叙述扬声器分类以前,有必要说明扬声器与音箱(扬声器箱、扬声器系统)是两个不同的概念,有的人常常将它们混为一谈。

音箱是由一个或者几个扬声器和相应的附件如箱体、号角、分频网络等组成。

扬声器是电声换能器之一。

电声换能是将电能转换成为声能或将声能转换为电能的、进行同频率转换的器件.这种转换不是电能和声能的直接转换,而是要借助一个机械系统.由于出发点不同,切入角不同,可以用不同方法对扬声器分类。

目前常用的分类方式有按换能方式分类;按工作原理分类;按辐射方式分类;按用途分类;按振膜形状分类;按组合方式分类等。

扬声器工作原理可以分为电动式、电磁式、静电式、压电式、离子式、气动式等。

在各种类型的扬声器中,运用最多、最广泛的是电动式扬声器,又称为圈动式扬声器。

它是应用电动原理的电声换能器件,结构如图1—10 所示,外形如图1-11所示。

根据法拉利定律,当截流导体通过电磁场时,会受到一个点动力,其方向符合弗莱明左右手定则,力与电流、磁场方向垂直,受到大小与电流、导线长度、磁通密度成正比。

当音圈输入交变音频电流时,音圈受到一个交变推动力产生交变运动,带动纸盆震动,反复推动空气发声。

目前使用最广泛的纸盆扬声器、号简扬声器都属于电动式扬声器.我们重点描述的将是这种扬声器,深入讨论它的原理、性能、结构、特点、部件性能等.(2)电磁式扬声器.利用压电材料的逆压电效应而工作的扬声器称为压电扬声器。

电介质(如石英、酒石酸钾钠等晶体)在压力作用下发生极化使两端表面间出现电势差的现象,称之为“压电效应”.它的逆效应,即置于电场中的电介质会发生弹性形变,称为“逆压电效应”或“电致伸缩”。

声学基础知识(整理教案资料

声学基础知识(整理教案资料一、教学内容本节课选自《物理》教材第四章“声学”部分,具体包括第1节“声音的产生与传播”和第2节“声音的特征”。

详细内容涉及声音的产生原理、声波的传播、声音的三大特征(音调、响度、音色)以及相关的实践应用。

二、教学目标1. 理解并掌握声音的产生和传播原理,能够解释日常生活中的声现象。

2. 学会识别和描述声音的三大特征,并能运用这些特征解释不同声音的差异。

3. 能够运用所学声学知识,进行简单的声学实践,培养科学探究能力和创新思维。

三、教学难点与重点重点:声音的产生原理、声波的传播、声音的三大特征。

难点:声音特征之间的相互关系及影响,声学实践中的问题解决。

四、教具与学具准备1. 教具:音响、音叉、鼓、频率发生器、声速测定装置等。

五、教学过程1. 实践情景引入:通过敲击鼓面产生声音,引导学生思考声音是如何产生的。

2. 理论讲解:介绍声音的产生原理,解释声波的传播特性。

3. 例题讲解:分析不同物体振动产生的声音特征,如音调、响度、音色。

4. 随堂练习:分组进行声学实践,测定不同物体的振动频率和声速。

6. 创新实践:鼓励学生运用所学知识,设计简单的声学实验或装置。

六、板书设计1. 声音的产生与传播声音产生原理:物体振动声波传播:介质传播,速度与介质的种类和温度有关2. 声音的特征音调:振动频率响度:振动幅度音色:波形复合七、作业设计1. 作业题目:(1)简述声音的产生和传播原理。

(2)解释声音的三大特征,并举例说明。

(3)设计一个简单的声学实验,验证声学原理。

2. 答案:(1)声音的产生原理:物体振动;声波的传播:介质传播。

(2)音调:物体振动频率;响度:振动幅度;音色:波形复合。

(3)示例:测定不同长度空气柱的振动频率,验证音调与频率的关系。

八、课后反思及拓展延伸1. 反思:关注学生对声学知识的掌握程度,针对重难点进行巩固。

2. 拓展延伸:引导学生关注声学在科技、生活中的应用,激发学习兴趣。

音响基础知识讲解

音响基础知识一、声学基础:1、名词解释(1)波长——声波在一个周期内的行程。

它在数值上等于声速(344米/秒)乘以周期,即λ=CT(2)频率——每秒钟振动的次数,以赫兹为单位(3)周期——完成一次振动所需要的时间(4)声压——表示声音强弱的物理量,通常以Pa为单位(5)声压级——声功率或声强与声压的平方成正比,以分贝为单位(6)灵敏度——给音箱施加IW的噪声信号,在距声轴1米处测得的声压(7)阻抗特性曲线——扬声器音圈的电阻抗值随频率而变化的曲线(8)额定阻抗——在阻抗曲线上最大值后最初出现的极小值,单位欧姆(9)额定功率——一个扬声器能保证长期连续工作而不产生异常声时的输入功(10)音乐功率——以声音信号瞬间能达到的峰值电压来计算的输出功率(PMPO)(11)音染——声音染上了节目本身没有的一些特性,即重放的信号中多了或少了某些成份(12)频率响应——即频响,有效频响范围为频响曲线最高峰附近取一个倍频程频带内的平均声压级下降10分贝划一条直线,其相交两点间的范围2、问答(1)声音是如何产生的?答:世界上的一切声音都是由物体在媒质中振动而产生的。

扬声器是通过振膜在空中振动,使前方和后方的空气形成疏密变化,这种波动的现象叫声波,声波使耳膜同样产生疏密变化,传级大脑,于是便听到了声音。

(2)什么叫共振?共振声对扬魂器音质有影响吗?答:如果物体在受迫振动的振动频率与它本身的固有频率相等时,称为共振当物体产生共振时,不需要很大的外加振动能量就能是使用权物体产生大幅度的振动,甚至产生破坏性的振动。

当扬声器振膜振动时,由于单元是固定在箱体上的,振动通过盆架传递到箱体上。

部分被吸收,转化成热能散发掉;部分惟波的形式再辐射,由于共振声不是声源所发出的声音,将会影响扬声器的重放,使音质变坏,尤其是低频部分(3)什么是吸声系数与吸声量?它们之间的关系是什么?答:吸声性能拭目以待好坏通常用吸声系级“α”表示,即α=1-K;吸声量是用吸声系数与材料的面积大小来表示。

扬声器基础知识

扬声器基础知识目录一、概述 (2)1. 扬声器基本概念 (2)2. 扬声器应用领域 (3)3. 扬声器发展趋势 (4)二、扬声器基本构造与原理 (6)1. 磁路系统 (6)1.1 磁铁种类与特性 (7)1.2 磁极设计原理 (8)1.3 磁路材料的选用 (9)2. 驱动系统 (11)2.1 音圈与引线的连接方式 (11)2.2 驱动系统的振动模式 (13)2.3 驱动系统的输出能力 (14)3. 悬边及悬挂系统 (15)3.1 悬边材料的选择 (16)3.2 悬挂系统的结构设计 (17)3.3 振动系统的动态特性 (18)三、扬声器性能指标与评价方法 (20)1. 声学性能参数 (21)1.1 频率响应特性 (22)1.2 声压级与灵敏度 (23)1.3 总谐波失真及其他失真指标 (24)2. 电气性能参数评价要点介绍与测量方法 (24)一、概述扬声器是一种将电能转换为声音信号并通过空气传播的电子设备。

它广泛应用于各种场合,如家庭影院、音响系统、广播、电视、电话等。

扬声器的工作原理是利用电流在磁性线圈中产生磁场,使磁铁与钕铁硼磁体相互吸引或排斥,从而带动音膜振动,产生声音。

扬声器的主要组成部分包括磁铁、音膜、线圈和振膜等。

本文将对扬声器的基础知识进行简要介绍,包括扬声器的分类、性能参数、工作原理和应用等方面的内容。

1. 扬声器基本概念扬声器是音频系统中的核心组件之一,是一种电能转声能的转换设备。

它负责将电子信号中的低频信号转化为声波,以人类听觉感知的声音形式表现出来。

扬声器的基本工作原理是通过电流激发磁场与磁场的相互作用来推动声波的传导媒介,也就是音膜或振膜震动产生声音。

其主要构成包括磁铁、音圈、音膜、磁路以及箱体等部分。

扬声器的种类多样,按其应用场景和功能可分为多种类型,如落地式音箱、书架式音箱、监听音箱等。

它们各自具有不同的特性和性能参数,以满足不同的音频输出需求。

了解扬声器的基本概念对于理解和使用音频设备至关重要,它不仅能帮助我们更好地理解声音的产生和传输过程,还能为选择合适的音响系统提供基础指导。

SPEAKER 基础知识


-35-
第四節:揚聲器的主要材料組成
稀土类磁体以NdFeB为代表,磁能积是铁氧体的十 倍以上,缺点是易生锈
铁氧体的磁性能种类: Y35 Y30 Y25 Y20等 钕铁硼的磁性能种类: N35 N35H N38 N38H N40H N42 等
-36-
第四節:揚聲器的主要材料組成
Ferrite:
第一节:声学基础特性
声音的产生来源于振动
声音是由物体振动产生的。当喇叭在低频振动时,我们肉眼看到它的振 膜在上下振动,与振膜相接触的空气分子受到激励而产生空气疏密波, 这种疏密波传入人的耳膜,使我们听到了声音。
第一节:声学基础特性 频率:声源每秒钟振动的次数。单位Hz。在自然 界里单频的声源很少,大多是复和音。信号发生 器发出的声音是单频。 人耳听得见的声波的频率范围20~20KHz,称为可 听声范围或音频范围。低于这个范围的声波为次 声.
-42-

第四節:受話器和揚聲器的主要材料組成
輔助系統—錦絲線
錦絲線—揚聲器的兩條錦絲線雖然不起眼,但是絕不可輕視,因為他們是 承受功率的零件.不同口徑、不同功率的產品要使用不同規格的錦絲 線,目前使用的錦絲線有普通銅編線、耐熱銅絞線、耐熱銀編線及耐 熱銀絞線等.
U铁:
-33-
第四節:揚聲器的主要材料組成
华司
华司的圆角是工艺圆角,自然形成.
-34-
第四節:揚聲器的主要材料組成
磁体:
铁氧体主要成份是Mo*6Fe2O3(其中Mo为Pb、Ba、S等 ),扬声器中主要应用各向异性钡铁氧体、锶铁氧 体,用氧化钡(锶)和三氧化二铁粉末混合,高 温焙烧而成,其特点是来料容易,价格低,矫顽 力大,对外磁场稳定等。
弹波最重要的参数:变位(它是反应弹波的软硬程 度,直接会影响喇叭的F0) 变位的决定因素是由材质、波环的形状、以及成型 胶水的浓度
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

声学和扬声器基础知识教学大纲一、要求:掌握音频声学的基础理论和电\磁\机械学中与喇叭有关的基本知识,了解扬声器测试的要求和T/S参数的计算的原理和方法.二、文化基础要求:高中三、内容与学时安排:第一章音频声学基础1.1 声波的产生1.2 描述声学的物理量1.3 声级,分贝及运算1.4 声波的传播特征第二章人耳听觉特征2.1 响度与频响曲线2.2 音调与倍频音程2.3 音色2.4 波的分解,付氏解析法2.5 失真与失真察觉2.6 哈斯效应2.7 屏蔽效应第三章电、磁、机械振动基础3.1 电学基础知识3.2 磁场与电磁感应3.3 交流电路中的电容3.4 交流电路中的电感3.5 复阻抗3.6 谐振电路3.7 机械振动3.8 电机类比第四章扬声器结构与参数测试4.1 喇叭结构,名称(磁场,间隙,短路环,音圈,锥盒,指向性,防尘帽,音架,弹波,边,磁流液)4.2 Thiele和Small参数测试类比电路图4.3 扬声器阻抗曲线及其物理解释4.4 阻抗测试4.5 质量测试4.6 BL测试,力顺测试4.7 品质因素Q的计算4.8 等效容积V as 的计算4.9 效率与灵敏度的测试4.10 扬声器基本参数及T/S参数汇总4.11 基于PC的扬声器测试信号,相位,clio, Sound check,Klippel, LMS. 第五章音箱,分频器的设计计算5.1 音箱的设计5.2 无限平板上的喇叭负载5.3封闭音箱中的喇叭5.4 填充物的作用5.5 倒相音箱的设计和计算5.6分频器的种类与计算第一章音频声学的基础1.1波动和声波1.1.1波动的数学描述振动产生波,如绳子的振动能量以波的形式传播。

常用绳子多点的位移来描述绳子波的传动,一个波动可用正弦函数来表示。

正弦函数:y = A sin ϕA为最大振辐(m)ϕ为角度(相位角)。

在x-y 坐标系里,若x代表角度,y代表振幅,画出的波形图叫正弦曲线。

一般在电学、声学里,角度都用弧度表示:2π=360度,π/2 = 90度。

有时,x轴取为时间,y轴为振幅,则可表示振幅随时间的变化,这时,正弦函数要写成:y = A sin(ωt)ω叫角频率ω= 2π/TT 为振动一次所需的时间,又叫周期。

当t = T, ωt = 2π; 当t = T/2, ωt = π, 当t = T/4, ωt = π/2 所以ωt 就相当角度。

T 的倒数,1/T = f, 叫频率,表示单位时间(1秒)震动的次数。

有时,x轴取为距离,y轴为振幅,则可表示振幅随距离的变化,这时,正弦函数要写成:y = A sin(ωx)ω叫角频率ω= 2π/λλ为振动一次所的长度,又叫波长。

ωx 就相当角度。

在使用表达式y = A sin(ωt) 的时候,往往碰到在t = 0 时振幅不为0的情况,这时,要把表达式改写成y = A sin(ωt + ϕ),ϕ角可正,可负。

也常把它称为相位角。

周期T, 波长λ和频率f , 它们之间的关系是:f=1/T,(波速)C =λ/T =λ fλ= C / f如:1Hz 声波波长为344m10Hz 声波波长为34.4m100 Hz 声波波长为3.44m1000Hz 声波波长为0.344m1.1.2 声波的形成(波的形成和传播)横波:振动方向与传播方向垂直纵波:振动方向与传播方向平行声波是一种纵波例如,受活塞作用,空气密度增加,压力加大,增大的压力在管内传播,就形成波动,在声波传输的介质里的某固定点,压力随时间的变化可写成: P = P0 sin(ωt + ϕ )P0代表空气密度增加时,气压的最大增量。

1.2 描述声波的物理量1.2.1 声压Sound Pressure声波的传播就是大气压增压在弹性介质(空气)中的传播。

P = P0sin(ωt + ϕ )P0为声压振辐,单位是帕斯卡Pa (N / m2)一个大气压为1.0325*105 Pa 即1000 hPa。

与交流电一样,常用有效值(RMS)(Root-Mean-Square)表示声压. 如果声波与交流电一样,常用有效值(RMS)(Root-Mean-Square)表示声压. 如果声波的最大振幅为P0 ,Prms = 0.707 P0, 即√2/2 P0,Prms = 0.707 P0, 即√2/2 P0以后我们提到声压如无特殊说明,都是指声压有效值. 人耳能分辨的最低声压为20 μPa (当频率为1000Hz时)人耳能分辨的最低声压为20 μPa (当频率为1000Hz时)两人面对面交谈声压为2*10-2 Pa两人面对面交谈声压为2*10-2 Pa织布车间噪声声压为2Pa织布车间噪声声压为2Pa> 20Pa时,人耳有痛觉最低声压20μPa是由弗来彻和芒森确定的(1000 Hz),500 Hz时,还要低,当频率超过1000 Hz时,灵敏度会提高,最灵敏的频率是3.5K Hz1.2.2 频率f声源每秒振动的次数称频率,单位是Hz,声音的频率可听范围是20Hz - 20kHz< 20Hz为次声> 20000Hz为超声1.2.3 声速声音可在不同介质中传播。

固、液、空气,速度在不同介质中不同。

速度: 固体> 液体> 气体在空气中,声速c = 331.6 + 0.6t (m/s), 此处t指环境温度。

可见15度时,c为340 m/s左右.声速与空气质点运动速度是不同的概念,大声说话时,声压为0.1Pa, 质点的运动速度是p/(ρ0 C0 ) 为2.5*10-4 m/s . 空气的ρ0 C0为415 N.S/m3,1.2.4 波长声波在传播过程中,相邻的同位相之间的距离为波长。

C, f, λ的关系为:C=λ*f空气中声音是非色散波(不同频率波速相等),因此,频率与波长成反比,频率低的波长长.1000Hz波长0.34 m100Hz波长 3.4 m10Hz波长34 m1Hz波长340 m不同波长传播时会发生不同物理现象.当遇到障碍物时,障碍物线度比波长小,会有绕射发生,声波可自由传播.当障碍物与波长相当时,发生散射,在声波入射方向散射波声强增加.其他方向减弱,出现指向性.当障碍物线度> > 波长,声音被反射回去,障碍物后出现声影区.1.2.5 声强声音的传播是空气质量在平衡位置附近来回振动的能量(动能和势能)的传播.常用声强来定量描述声能的传播.定义:单位时间内通过垂直于传播方向单位面积的平均能量.用I表示,单位:W/m2.(N*s/ m2)I是矢量,有大小和方向.I 与声压的关系:I = P2/(ρ0 C0)ρ0是声传波媒体的密度,空气密度为:ρ0 =1.21 kg/ m3 (在20度时)C0是声传波的速度, 当温度为20度,C0为344m/s.ρ0 C0 在声学里是一个非常重要的概念,称为媒体的特性阻抗,当温度为20度,C0为344m/s, ρ0 =1.21 kg/ m3,空气的ρ0 C0为415 N/s.m2对水来说,密度为1000kg/m3, 声速为1480m/s, ρ0 C0为1.48*106 N/s.m2声波碰到特性阻抗不同的媒体的界面,会发生反射。

一个球面的震动体(喇叭可近似看成球面一部分)在向外辐射声音时,会受到声音的反作用力,称为辐射阻抗,它可写成:R =ρ0 C0*S,此处S 是辐射面的面积, 这在以后当讨论压缩驱动器(Compression Driver) 时要涉及到.1.2.6 声功率声源在单位时间内辐射的总的声能量叫声源辐射功率(即声功率),单位W。

声功率很小,人讲话20μW , 扬声器由电功率转换为声功率,效率仅为千分之几。

若一点声源在自由空间辐射声波,与点声源距r的球面上,声强I都相同。

则W=I*4πr21.3 声级、分贝及运算人耳感受到的声压,从20μPa一直到有痛感的20Pa,跨越了106倍,即100万倍。

人耳的“感觉响度”与强度,或声压有关。

听觉响了一倍,实际上强度大了十倍,所以更接近于与强度的对数成正比。

因此在声学中,常用对数坐标来表示声压,声强和声功率。

复习---对数,对数是指数的逆运算。

y = a x log a y = x (称为:x是y以a为底的对数)以10为底的对数叫常用对数,以e=2.73..为底的叫自然对数。

100 = 102 log10100 = 2对数运算法则:log(a*b) = log a + log b例如:log 2*100 = log2 + log 100 = 0.3010+2 = 2.3010log a/b = log a – log b例如:log 1000/100 = log 1000 – log 100= 3 – 2 = 1log A x = x* log A例如:log 100 2 = 2* log100 = 4log 1 = 0 因为A0 = 1 log 1/100 = log 1 –log 100= 0-2 = -2 对数尺度:把某一量取对数以后标在线性尺度上叫对数尺度logarithmic scale.1 2 3 4 5 610 100 1000 10000 1000001.3.1 分贝上世纪初,贝尔(Bell)发明电话,当信号经过放大器,信号功率增加/减少的对数就是贝尔,Bel.Bel.无单位,如输入1W,放大后为2W.Bel = log(2w/1w)=0.301031/10贝尔定义为分贝,decibel(dB)。

所以,增加了一倍,即增加了10*lg(2/1)=3.0103 dB,即增加了3分贝.没有增益10*lg(1/1) = 0 dB.若不是增加,而是减少了为原来的一半,10lg(0.5/1) = 10 lg(1/2) = 10*(0-0.3) = 10 *-0.3 = -3 dB三个重要的数字:+3 dB =2*…..+10 dB =10*……..0 dB =1*…….所以,若0 dB~ 1W 3 dB~ 2W 6dB~ 4W9dB~ 8W 10dB~ 10W 12dB~ 16W20dB~ 100W 30dB~ 1000W 33dB~ 2000W-10dB ~ 0.1W, -2OdB ~ 0,01W -30 dB~ 0.001W(即:每增加三个dB,则输出增加为输入的2倍。

1.3.2 声压级. Sound pressure level.(SPL)声压级定义:声压的有效值P与基准声压P0之比取10为底的对数再乘以20。

即Lp = 20*lg(P/P0)(dB)P0=20μPa=2*10-5 Pa例如,喇叭A比喇叭B声压大了一倍,问声压级提高了多少分贝?Lp = 20 lg( Pa/Pb) = 20* lg 2 = 6 dB.计算声压级的时候,要乘20,是因为声功率与声压的平方成正比。

相关文档
最新文档