音响学与噪音控制1
音响设备原理与维修---第1章

第1章 音响设备概述
1.4.2 人耳听觉的基本特性
1.人耳听觉范围 可闻声、听阈和痛域决定了人耳的听觉范围。 (1)可闻声。可闻声是指正常人可以听到的声音,其频率范围为20 Hz~20 kHz,称为音频。 (2)听阈。可闻声必须达到一定的强度才能被听到,正常人能听到的强度 范围为0~140 dB。使声音听得见的最低声压级称为听觉阈值,它和声 音的频率有关。在良好的听音环境中,听力正常的青年人,在800~ 5000 Hz频率范围内的听阈十分接近于零分贝(对应的声波的声压值为 0.00012帕)。 (3)痛域。使耳朵感到疼痛的声压级称为痛域,它与声音的频率关系不大。 通常声压级达到120 dB时,人耳感到不舒适;声压级大于140 dB时,人 耳感到疼痛;声压级超过150 dB时,人耳会发生急性损伤。
听觉掩蔽特性,是指一个较强的声音往往会掩盖住一个较弱的声音,使 较弱的声音不能被听到。这种掩蔽特性有频域掩蔽和时域掩蔽。 (1)频域掩蔽。是指一个幅度较大的频率信号会掩蔽相邻频率处的幅度 相对较小的频率信号,使小信号不能被听不见。 (2)时域掩蔽。是指在时间上,一个强信号会掩蔽掉前后一段时间内的
较弱的声音,使之不能被听到。
高保真音响系统有3个重要的属性。 (1)如实地重现原始声音。声音在人耳听觉中用音量、音调和音色3个主观 参量来描述,称为声音三要素。 (2)如实地重现原始声场。室内声场是由声源、直达声、反射声和混响声 构成的。原始声场反映的是一种立体声。 (3)能够对音频信号进行加工修饰。高保真音响系统还允许人们根据自己 的爱好,对音频信号进行修饰美化,使声音更加优美动听。这也是高保真的 重要属性。
第1章 音响设备概述
1.4 声音的基本知识
包括声音的基本性质、听觉的基本特性、立体声基本原理等。 1.4.1 声音的基本性质 1.声波的传播特性 声波在传播中会产生反射、折射、绕射和干涉等现象。 (1)反射和折射。声波从一种媒质进入另一种媒质的分界面时,会产生 反射现象。遇到障碍物时,还有一部分声波将进入障碍物而产生折射。 (2)绕射。当声波遇到墙面或其他障碍物时,会有一部分声波绕过障碍 物的边缘而继续向前传播,这种现象称为绕射。 (3)干涉。干涉是指一些频率相同的声波在传播中互相叠加后会使声波 在有的地方增强,有的地方削弱的现象。 除了上述3种主要特性外,声波在传播过程中还有吸收与透过现象、谐 振现象、衰减现象等特性。。
《噪声及其控制》 知识清单

《噪声及其控制》知识清单一、什么是噪声噪声,简单来说,就是那些让我们感到不舒服、不想要或者对我们的生活、工作、学习产生干扰的声音。
它可能来自于各种各样的源头。
比如在马路上,车辆的行驶声、喇叭声;建筑工地里,机器的轰鸣声、施工的敲打声;在商场中,人群的嘈杂声;甚至在家里,邻居的电视声、宠物的叫声等等,都有可能成为噪声。
噪声并不仅仅是声音大就被定义为噪声,有时候一些持续的、单调的、无规律的小声响也可能被视为噪声。
比如,长时间的空调运转声或者电脑主机的嗡嗡声。
从物理学的角度来看,噪声是指发声体做无规则振动时发出的声音。
而从环境保护的角度来讲,凡是妨碍到人们正常休息、学习和工作的声音,以及对人们要听的声音产生干扰的声音,都属于噪声。
二、噪声的特点1、主观性噪声的界定往往具有主观性。
同一种声音,对于某些人来说可能是噪声,但对于另一些人可能就不是。
比如,有些人喜欢在安静的环境中学习,一点点外界的声音都会让他们觉得是噪声;而有些人在比较嘈杂的环境中依然能够专注做事,同样的声音对他们就不构成干扰。
2、无规律性噪声的发声通常是无规律的,不像音乐或者有节奏的声音那样具有一定的模式和规律。
这种无规律性使得噪声更难以预测和适应。
3、能量性噪声具有一定的能量,它以声波的形式传播,并在传播过程中可能会对周围的物体和环境产生影响。
4、危害性长期暴露在高强度的噪声环境中,会对人的身心健康造成严重的危害。
比如,导致听力下降、引发心血管疾病、影响睡眠质量、降低工作效率等。
三、噪声的危害1、对听力的损害长期处于噪声环境中,尤其是高强度的噪声,会导致听力逐渐下降,甚至可能造成耳聋。
一开始可能只是出现耳鸣、听力疲劳等症状,但如果不加以控制,情况会越来越严重。
2、对心血管系统的影响噪声能引发心血管系统的疾病,如高血压、动脉硬化等。
这是因为噪声会使人的神经系统处于紧张状态,从而影响心血管的正常功能。
3、对睡眠的干扰即使是在睡眠中,噪声也会影响人的休息质量。
音响系统基础知识课件(一)

音响系统基础知识课件(一)音响系统基础知识课件是音响爱好者必不可少的一份学习资料。
它讲述了音响系统的组成部分、基本原理、音响技术和相应的操作方法等。
1. 音响系统的组成部分音响系统主要包括:音源设备、控制器、功放器、扬声器和线材。
音源设备包括CD机、MP3、唱片机等。
控制器包括控制音量、音调、音效等。
功放器是将低电平信号放大为高电平信号的设备。
扬声器则将经过功放器放大的信号转化为声音,实现音响的播放。
2. 基本原理音响系统是以信号为基础的系统。
信号有单声道和立体声之分,其中单声道只有一个声道,立体声则有左声道和右声道。
在音源设备中,会产生一个菜单的信号,通过线材传递到功放器,接着再经过扬声器转化为声音。
因此,优秀的音源设备、线材、功放器和扬声器都是音响系统的关键。
3. 音响技术音响技术的概念包括音效、控制、调试和线材的选购等。
音效是指在播放过程中加入不同的音效,比如回响、混响等,增强音乐的氛围感。
调试是指调整控制器的音量、音调等参数,以达到最佳的音质效果。
线材的选购也是一个非常重要的环节,它影响到整个音响系统的音质效果。
4. 操作方法在操作音响系统时,需要先将线材连接,然后将音源设备、控制器、功放器和扬声器成功连通,才能播放音乐。
在播放前,需要对控制器进行调试,以获得最佳的音质效果。
此外,需要注意音响系统的维护,比如定期清洗扬声器和线材、修复电线等。
总之,音响系统的基础知识课件是一个很好的音响学习资料。
通过学习课件中的内容,了解音响系统的组成部分、基本原理、音响技术和相应的操作方法等,能够更好地享受音乐的美好。
《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(音乐录音方向、影视录音方向)
开课学期:音乐录音方向3、影视录音方向2
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:声学是一门即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方向的初级专业基础课,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、电声学原理,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:。
噪声控制工程课程教学大纲

《噪声控制工程》课程教学大纲一、课程基本信息课程代码: 260367课程名称:噪声控制工程英文名称:Environmental Noise Control Engineering课程类别:专业课学时:45(讲授36学时+实验9学时)学分:2.5适用对象:环境工程考核方式:考试,期评成绩中考试成绩占70%,平时成绩为30%。
先修课程:普通物理、高等数学二、课程简介中文简介随着现代工业、交通运输业和城市建设的发展,环境噪声污染已经成为国外影响最大的公害之一。
本课程分两部分:噪声的基本知识,包括声波的定义、基本性质、评价和标准、噪声的测试以及噪声影响评价。
噪声控制的常用技术:吸声、隔声、消声器、隔振、阻尼减振。
最后通过应用实例,理论联系实际,综合运用以上的各种处理措施。
Brief introduction in EnglishWith the development of modern industry, transportation and urban construction, environmental noise pollution is becoming the serious problem inside and outside country.The course is divided into two parts: the fundamental knowledge, including the definition of noise/fundamental character/evaluation and standard/test of noise and noise impact assessment.The common technology of noise control: absorption sound/insulation sound/muffler/ vibration isolation/damp vibration reduction.At last ,theory contacts fact. All kinds of treatment measure are used synthetically through the application example.三、课程性质与教学目的环境噪声控制工程是高等学校环境工程专业的一门重要专业课。
电子学实验题目音响之音质控制教学课堂PPT

VAR2 R6 4.7k
103.4uA R1 33k
7.666V
0A 0A100k 0A1
C4 0.068uF
0A 0V
C5 0.068uF
C2
Q1 1.353mA 0V
2N2222A/ZTX
4.7uF11.59V 0AV1 VOFF=0 0V VAMPL = 10mv FREQ = 1k
R3 26.15uA
高音最弱時 VAR3=100K,VAR4=1
•10
製作過程
製作電路圖 修改錯誤
layout 測試
洗板子 組裝零件焊接
製作完成
•11
Layout圖
•12
板子
•13
組裝焊接&完成
Tre 高音
In
Out Vcc
Bass 低音
•14
以上是電子學實驗-音質控制電路報告. 謝謝!!
•15
素材和资料部分来自 网络,如有帮助请下载!
VB=1V+0.7V=1.7V 15×R10/(R10+R9)=1.7V =>R9=7.8R10 If R10=7.5K 則 R9=58.5K 取 56K。
•4
示波器產生波形
回受增益Avf=Vout/Vin=212mV/20.8mV=10.19倍
•5
模擬(直流偏壓)
15.00V R5 4.7k
VAR1
1k
C10Байду номын сангаас
50uF
•2
第一級放大(CC放大) Rf
Vcc 15Vdc
R1 33k
R4
0
VB2
VB1 Q 1
R3
V 2 N 2 2 2 2 A / Z T X
揽境哈曼卡顿音响的设置方法(一)
揽境哈曼卡顿音响的设置方法(一)揽境哈曼卡顿音响设置指南介绍揽境哈曼卡顿音响(Revel by Harman Kardon)是一款优秀的音响系统,为用户提供出色的音质和卓越的音效体验。
本文将详细介绍如何设置揽境哈曼卡顿音响,让您能够充分发挥其潜力。
步骤一:确定合适的位置•选择一个合适的房间或区域,确保有足够的空间容纳音响系统。
•尽量避免将音响放置在靠近墙角或隔板的位置,以免影响声音的表现。
步骤二:连接音响设备1.将电源线插入揽境哈曼卡顿音响的电源插孔,然后将另一端插入稳定的电源插座。
2.使用合适的音频线连接音响与音频源设备,例如电视、音乐播放器或电脑。
通常使用标准的3.5mm音频线或HDMI线。
3.如果您使用的是无线连接的音响设备,按照说明书上的指示进行蓝牙或Wi-Fi连接。
步骤三:调整音质设置1.打开音响设备,并通过相应的遥控器或面板按钮进入设置菜单。
2.选择音质设置选项,根据您的个人喜好调整音调、均衡器和音效等参数。
3.如果揽境哈曼卡顿音响配备了自动音质调整功能,您也可以选择这个选项来实现最佳音质效果。
步骤四:优化音效设置1.确认揽境哈曼卡顿音响是否支持环绕音效功能,如果支持,您可以选择启用它。
2.根据您的房间布局和个人喜好,调整环绕声的位置和强度。
有些音响设备具备自动调整环绕声设置的功能,您可以尝试使用它。
3.如果音响配备了多房间音频功能,您可以根据需要配置和同步多个音箱。
步骤五:测试和调整1.播放不同类型的音频内容,例如音乐、电影或游戏,以测试音响的效果。
2.根据您的个人感受,适当调整音响的音量、平衡和其他设置。
注意不要过度调整,以免损害音响设备或造成听觉疲劳。
3.如有需要,您还可以尝试使用音响设备自带的音频测试功能,进行更精细的调整和平衡。
结论通过正确设置和调整,揽境哈曼卡顿音响将为您提供出色的音质和音效享受。
记住,每个人的听觉认知和偏好都有所不同,所以根据自己的需求和喜好来调整和优化音响设置是非常重要的。
小学科学四年级上册科学10噪声污染第一课时教案冀人版
小学科学四年级上册科学10噪声污染第一课时教案冀人版噪声污染——保护我们的健康和环境一、教学目标1. 知识目标:了解何为噪声污染,理解噪声污染对人体健康和环境的危害。
2. 能力目标:培养学生观察、分析和解决问题的能力,提高学生的科学素养。
3. 情感目标:培养学生保护环境、热爱大自然的意识和责任感。
二、教学重点与难点1. 教学重点:了解噪声污染的概念及其对人体健康和环境的影响。
2. 教学难点:引导学生运用学到的知识分析和解决噪声污染问题。
三、教学准备1. 教学工具:电视、投影仪、幻灯片。
2. 实验材料:钟摆、钟表、音响、噪音测量仪器。
四、教学过程1. 导入(5分钟)引导学生回忆上节课所学的水污染和大气污染,询问学生是否还记得污染对我们生活的危害。
引出今天要学习的话题——噪声污染。
2. 学习新知(10分钟)通过播放一段噪音严重的视频或录音,让学生直观地感受噪声污染的现象。
然后,通过图片和文字的呈现,解释什么是噪声污染。
并且给出噪声污染的来源,如交通、工厂、建筑工地等。
3. 学习噪声污染的危害(15分钟)通过图片和文字,向学生展示噪声对人体健康的危害,如听力受损、影响学习和工作、导致睡眠质量下降等。
还要讲解噪声对动物和植物的危害,如鸟类无法筑巢,植物生长受限等。
4. 噪声测量实验(15分钟)利用实验材料进行噪声测量实验。
首先,设置实验场景,模拟不同的噪声来源:交通噪音、工厂噪音、建筑工地噪音等。
然后,学生利用噪音测量仪器测量不同场景下的噪声大小,并记录数据。
最后,引导学生分析实验数据,呈现不同噪音来源的噪声大小。
5. 讨论与解决(15分钟)以小组形式进行讨论,学生根据实验结果,对不同噪音来源下的噪声大小进行排序,并讨论对人体健康和环境的影响。
引导学生思考解决噪声污染的方法,如合理开展环保宣传活动、采取噪音隔音和减振措施等。
6. 总结(5分钟)回顾本课所学的内容,并询问学生对噪声污染的了解和对应的解决办法。
《噪声控制》 讲义
《噪声控制》讲义一、噪声的定义与来源在我们的日常生活和工作环境中,噪声无处不在。
那么,究竟什么是噪声呢?简单来说,噪声就是那些不希望听到的、杂乱无章的声音。
噪声的来源非常广泛。
首先,交通噪声是我们经常遇到的,比如汽车的喇叭声、飞机的轰鸣声、火车的行驶声等。
随着城市化进程的加快,交通流量不断增大,交通噪声对人们的影响也日益严重。
其次,工业噪声也是一个重要的来源。
工厂里的机器运转声、冲压声、切割声等,往往强度较大,对工人的健康和周围居民的生活造成不良影响。
建筑施工噪声也不容忽视。
打桩机、搅拌机、起重机等设备发出的声音,在施工现场附近常常让人感到烦躁。
另外,社会生活噪声也逐渐成为一个突出问题。
比如,商场的促销广播、餐厅的喧哗声、广场舞的音乐声等。
二、噪声的危害噪声对我们的身心健康有着诸多危害。
长期暴露在高强度的噪声环境中,会对听力造成损伤,导致听力下降甚至耳聋。
这对于从事噪声环境工作的人员来说,是一个严重的职业健康问题。
噪声还会影响我们的睡眠质量。
在夜间,即使是相对较小的噪声也可能干扰我们入睡,或者导致睡眠中断,使人在白天感到疲倦、注意力不集中、工作效率低下。
对心理健康的影响也不可小觑。
持续的噪声容易让人产生焦虑、烦躁、易怒等不良情绪,长期积累可能会引发心理疾病。
此外,噪声还会影响人们的学习和交流。
在学校、图书馆等需要安静的场所,噪声会干扰学生的学习和读者的阅读。
在会议、谈判等场合,噪声会影响信息的传递和交流效果。
三、噪声控制的原理要有效地控制噪声,我们需要了解一些基本的原理。
首先是在声源处控制噪声。
这意味着通过改进设备的设计、优化工艺流程等方式,降低声源本身的噪声强度。
比如,选用低噪声的机器设备,对机器进行减震、降噪处理等。
其次是在传播途径中控制噪声。
可以通过设置隔音屏障、使用吸声材料、增加距离等方法来减少噪声的传播。
隔音屏障可以阻挡噪声的直线传播,吸声材料能够吸收一部分噪声能量,而增加距离则可以使噪声在传播过程中逐渐衰减。
噪音控制方案
1.咱小区最近可被噪音折腾惨了,大晚上楼下烧烤摊喝酒划拳声,那叫一个吵,跟打雷似的,老人小孩根本没法好好休息,是不是太气人啦?要我说啊,得先从源头治起。
就拿这烧烤摊来说,摊主得给桌椅腿都包上软布,这就跟给桌椅穿上软底鞋一样,挪动的时候就不会“哐哐”响,噪音不就少一大截了嘛,简单又实用,对吧?2.再讲讲马路上的汽车噪音,那“嗡嗡”声,不绝于耳。
有些司机一到路口就猛按喇叭,跟赶着去投胎似的,多招人烦呐!咱得给司机们提个醒,在路口、小区附近这些地方设上明显的禁鸣标志,像交警站岗似的,时刻警示他们别乱按喇叭,不然罚款伺候,看他们还敢不敢,这招能让周边安静不少吧?3.还有建筑工地,那打桩机“咚咚咚”,搅拌机“轰轰轰”,简直是噪音制造机。
咱施工方不能光顾着赶进度,得有点责任心,把施工时间调整下,像午休时间、晚上八点之后就别施工了,这就好比人累了要睡觉,居民们忙了一天也得有个安静时段放松,要是一直吵,谁受得了啊?4.咱家里的电器有时候也不省心,那老旧的空调外机,一运转起来,“嘎吱嘎吱”的,像个上了年纪还拼命干活的老头,抖个不停,噪音特大。
定期给电器做个保养,给空调外机的风扇加点润滑油,让它顺顺溜溜地转,就跟给生锈的门锁上油一样,立马安静多了,这事儿不难办吧?5.学校里呢,课间休息孩子们打闹声、呼喊声一片,虽说孩子天性活泼,可太吵了也不行。
老师得引导引导,组织点安静的小游戏,像拼图、下棋啥的,让孩子们在课间既能玩得开心,又不会制造太多噪音,这是不是就像给野马套上缰绳,让它在合适的范围撒欢,校园也能安静有序啦?6.工厂车间里,机器轰鸣那是常事,工人们每天在这种环境下干活,耳朵都快受不了啦,是不是特遭罪?给机器装上隔音罩,就像给大嗓门的人戴上口罩,把声音“关”在里面,只让它小声“哼哼”,工人师傅们干活也舒心,生产效率说不定还能提高呢,多好的事儿啊!7.商场、超市这些公共场所,广播声、促销声此起彼伏,跟菜市场似的,乱哄哄一片。
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音响学与噪音控制21-1 声音与音响学的探讨 音响学的领域广大到足以挑战许多科学分支的专家,工程师与科学家可能注意音乐厅与戏院的音响设计、设计比较安静的机械设备、降低飞机噪音或水下声音及超音波医学应用之类专业领域。
音响学与噪音控制有一最重要而广泛的应用和建筑物内的机械系统有关,其中必须注意的事项有充分的谈话隐私性、可被睡觉中的居民接受、设备噪音很小或全无等之类的事项。
对于空调系统设计师而言,对音响学有基本了解非常重要,因为这种系统是建筑物内声音的主要产生者。
由压缩机、风扇与泵的操作,及由空气或水流过导管,尤其是压力突然下降时,都会产生噪音。
空调系统也与声音及噪音有关联,不只因为这种系统是噪音的产生者,也同为导管会把由闲谈或办公设备产生的噪音由一房间传到另一房间。
本章的目的是建立一基础,以便用来决定如何透过适当的设计或安装吸音装置及材料,来控制建筑物内的声音。
本章将先介绍声波物理学,然后解释声能与声压大小的区别。
一声音产生器放出某一大小声能(sound power ),但是此大小通常无法直接量测,而可供利用的仪器是用来量测声压(sound pressure )大小。
发声器的声能大小与在声源某一距离处所量测的声压大小,系以周围的声音特性互相关联。
了解声能大小与声压大小后,本章将讨论声音的吸收如何影响房间特性及声音如何透过导管传送与减弱(降低),以提供继续研究建筑物内的声音及噪音控制的背景。
21-2 一维声波 声波是由空气压力的迅速摆动所构成,声音产生器具有一震动面,此震动面将和它接触的空气交替压缩与膨胀,这些交替压缩与稀疏以音速在空气内移动,而在到达接受器(可能是人耳)时仍然保持其交替压缩与稀疏现象。
将一喇叭放在一管子的尾端,如图21-1所示,并以频率fH Z 产生正弦波状位移的震动,即会造成一压力波沿管子移动,而可以写成⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+=c x t f P π2s i n P o (21-1) 其中 P=超过与低于大气压力的瞬间声压大小,PaPo=最大压力变动大小, Paf=频率, Hzt=时间, sx=距离, mc=音速=344m/s (标准空气状态下)]于一既定时间t ,由一位置x 到下一波中压力相同的一点的距离要求⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛++=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+=c x t f P c x t f P P o o λππ2s i n 2s i n (21-2)图21-1 管子内的声压变化其中λ为波长,其单位为公尺。
为了使式(21-2)中的两个正函数相等,其自变量必须相差2π或2π的整数倍,故⎪⎭⎫ ⎝⎛++=+⎪⎭⎫ ⎝⎛+c x t f c x t f λπππ222 f c =λ 且因此,人耳听得见的波长数量级在10kH z 的cm 21到低频率时的数公尺。
21-3 驻波 若在图21-1所示的管子内安装一声音反射器,如图21-2所示,使它与喇叭的距离等于喇叭发出的音调一波长,则将形成——驻波(standing wave )。
于位置x 处,压力为刚从喇叭出来的原压力波与反射波之代数和,其中反射波已经移动的距离为λ+(λ-x ),故两压力源的组合为:⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-+++⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+=c x x t f P c x t f o λππ2s i n 2s i n P P o 由于第二项内两个λ的存在只是对正弦项的自变量增加4π,而未改变其值,故⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+=c x t f P c x t f o ππ2s i n 2s i n P P o (21-4) 利用角度和与差的正弦性质,式(21-4)可以改写为cfx f ππ2cos sin22P P o = (21-5) 式(21-5)所示的压力分布如图21-2所示。
当x=0与λ/4时,余弦项的大小为1.0,而压力在+2Po 与-2Po 之间变化,当x=λ/4与-3λ/4时,余弦项为零,表示两处的压力随时均为零。
驻波可以在房间内形成,尤其是有某一纯音调在而房间的表面具有高度反射性时。
这些驻波有时甚至于可以用耳朵感觉出来,即由一位置移到另一位置,而注意声音强度变化。
驻波不只会发生在管子长度等于一波长时,也会发生在管子长度为波长的整数倍时。
21-4 声波中的能量 以下数节将立下声音量测的基础。
如图21-3所示的波具有由两来源所引起的能量,而能量是用来使压力和平衡大气压力不同,并等于pdV 在整个波的积分。
由于空气运动,故也有动能存在,而可以用(u 2/2)(pdV)的积分表示。
对于面积为Am 2的波而言,这些能量之和为下列积分:波中的能量=Adx 2u Adx p o o 2ρρλλ⎰⎰+ J 此积分结果1为波中的能量=f2c Ap 2o ρ J ——波中能量和压力幅度的平方成正比。
21-5 强度、功率与压力 方程式(21-6)为以强度使声能与声压相互关联的关键。
这种声能与声压之间的关系很重要,因为生源以其产生的功率为特性,但是此功率无法直接量测,而声源造成四周空气内的声音压力波,其大小则可以量测。
此外,人耳所感受到生音的程度系直接与声压大小有关。
强度I 系定义为每单位面积内声能通过一点的时率。
在声音领域中,强度是每秒通过每平方公尺的焦耳数,故强度的单位为瓦每平方公尺。
有一种强度计算方法,是将式(21-6)所示的能量乘以波通过一点的时率,然后除以面积。
由于此波通过率为频率,故cp A f cf o ρρ2)2/Ap (I 22O == W/m 2 (21-7) 由于对于一正弦波而言,压力的均方根Prms 等于Po/2,故式(21-7)的另一种表示法是crms P I 2ρ= (21-8)若一房间内有一声源存在,则此声源放出一定声能,其单位为瓦。
在与生源任何距离处。
无法提出某一功率值存在的叙述,而只能说某一强度存在。
若有一功率源E 瓦在所有方向上均匀地放射,如图21-4所示,则在只考虑来自声源的直接声音放射而无反射时,与生源相距r 处的强度将为功率除以半径r 处的球之面积:24E I r π= (21-9) 方程式(21-7)与(21-8)使声音强度和压力变动幅度互相关联,而式(21-9)使强度与声能互相关联,至少对于来自一无方向性声源的直接放射而言能成立。
使这些量互相关联的重要性在于声音量测仪器能够量测P 2rms ,其值与强度成正比。
由强度量度到功率的转换也需要知道房间的声音特性,稍后将加以讨论。
21-6 声能大小 虽然由一生源所放出功率可以直接以瓦为单位表示出来,但是标准的表示方式是声能大小(sound power level ):EoE 10log PWL = (21-10) 其中PWL=声能大小, DbE=声能放出的功率,WEo=参考大小,WLog (E/E o )的单位为贝(bel ),而倍乘因子10将单位转变成分贝(decibel ,dB ),此时其大小比较便于使用。
参考大小E o 可以任意选择,通常取1pW 。
例题21-1 试求下列声能大小:(a )放出1nW 的悄悄话;(b )放出10MW 的火箭引擎。
解:(a )dB 301010log 10PWL 129==-- (b )dB 1901010log 10PWL 127==-21-7强度大小与声压大小 声音强度大小(sound intensity level )IL 系定义为oI I 10l o g IL = (21-11) 其中 IL=强度大小,dBI o =参考强度大小=1pW/m 2(任意)一般音响实务并不使用强度大小,但是本章在推导声能大小与声压大小之间的关系式时,将在数处使用到强度大小。
声压大小(sound pressme level )系定义为2210l o g S P L r e fr m s p P = (21-12) 其中SPL =声压大小,dB ,而pa P ref μ20=选择20μpa 为参考压力的原因是它大约为听觉的极限。
因此,听力好的人可以听到0dB 的声音。
SPL 与IL 大致相等。
将式(21-8)的强度数学式代入强度大小的定义,则得到122rms 10pc /P 10log IL -= 使用ρ=1.18kg/m 3与c=344m/s ,则SPL 0000202.0P 10log IL 22rms ≈=21-8 声谱 在某些情形下,知道总SPL 即已足够,但是知道声音的频率分布常很有用,甚至于是一种必要,例如可能必须知道是否大部分声音强度是发生在低频、中频或高频范围内,而在分析机器噪音时,关于总SPL 主要来源是在某一频率的信息,在查处机器中的那一组件是噪音首方面可能很有用。
若有噪音传递通过一空气导管,而要以导管内放置一吸收器降低,则所选择的吸收器必须在噪音的频率范围内具有最有效的吸收。
由于人耳对于所有频率的感觉并不相同,故在人耳并不敏感的频率范围内之高SPL 可能并不令人厌恶。
人耳听得见的范围大约从20到20000Hz ,而涵盖此范围的标准八音度带(octane bands )分隔如表21-1所示。
所谓八音度带指频率加倍的范围,而八音度带分析器为音量表的标准附件,此分析器将所要的八音度带以外的其它频率全都过滤掉,以便能单独决定该八音度带内的压力大小。
八音度带,Hz 中频,Hz45~90 6390~180 125180~355 250355~710 500710~1400 10001400~2800 20002800~5600 40005600~11200 8000IL 1, IL 2SPL 1, SPL 2图21-5 两任意声源的组合21-9 声源的组合 由于总音量常由数个声源造成,故必须发展出某种方法,以便在知道各别SPL 时能决定总SPL 。
于图21-5所示的两声源与一接器中,若SPL 1为接受器处只有声源1作用时的声压大小,而SPL 2 为只有声源2作同时的大小,则在两声源都作用时,SP L ≠SPL 1+SPL 2以分贝为单位的SPL 值不能以相加方式得到合并的SPL 。
不过,接受器处的强度IW/m2为各声源引起的强度之和。
前面的叙述只有在任意噪音时才成立,若声源1与2为同一频率的纯音,则不成立,因为这种情形中的波可能组合而部分加强,或彼此部分互相抵消。
若声源的频率稍微不同,则会产生周期性拍(beats )。
利用I=I 1+I 2的关系式,并以下标1指造成接受器处最大IL 的声源,则12211210I I 10log 10I 10log IL SPL --+=== 且 1212110)I /I 1(I 10log SPL -+= )I I 10l o g (110I 10log SPL 12121++=- (21-13)格式(21-13)中,11121SPL IL 10I 10log ==- (21-14) 式(21-11)的反对数为I=10-12(10IL/10)将其应用到I 1与I 2,则I 1=10-12(10 IL/10)而I 2=10-12(10IL2/10) (21-15) 将式(21-15)代入式(21-13)中,则得到)()(10/IL IL 2110110log S PL1S PL --++= (21-16) 因此,组合的SPL 为两声源中造成比较高SPL 的一个所引起的SPL 再加上一量,此量决定于SPL 1-SPL 2。