现代音响与调音技术图文 (1)

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第1章 音响技术基础知识
谱级也称密度级,指的是对信号在某一频率的谱密度与 基准谱密度的比值取常用对数后再乘以10所得的值。单位为 dB,用Lpr表示,即
(1-11)
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第1章 音响技术基础知识
7. 音质 1) 音调(Pitch) 音调表示声音频率的高低,主要与声源每秒钟振动的次 数有关,是人耳对声调高低的主观评价尺度。音调的客观评 价尺度是声波的频率。
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第1章 音响技术基础知识
2) 音色(Timbre) 音色是指声音的色彩和特点。不同的人和不同的乐器都 会发出各具特色的声音,可以说它与声源振动的频谱有关。 如果说,音调是单一频率的象征,那么音色则是由多种频率 所组成的复合频率的表现。图1-1所示为钢琴弹奏某一音阶时 的声谱。
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第1章 音响技术基础知识
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第1章 音响技术基础知识
根据声音发生、应用的不同,音响声源大体可分为三类: (1) 环境音响。 (2) 动作音响。 (3) 非现实音响。
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第1章 音响技术基础知识
2. 乐器声源的机理 任何能发出声音的器具和乐器都可分为两个部分,即振 动和共鸣。
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第1章 音响技术基础知识
图 1-3 音乐动态等级
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第1章 音响技术基础知识
2. 远场 远场也称费朗和费区,表示在均匀面各向同性媒体中远 离声源的区域,其间瞬时声压和质点速度同相。在远场中声 波与声源之间呈球面状,声源在某点所产生的声压与该点至 声源中心距离成反比,并且是声源上各面到达该点声压的叠 加,它们是按照平行线传播的,远场区的范围可计算为
平面波在传播过程中的声抗率可用下式计算 (1-5)
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第1章 音响技术基础知识
3. 声压与声压级 声波的强度可用声压、声压级来定量描述。 声压级指的是有效声压和基准声压比值的常用对数的20 倍,单位为dB,用Lp表示,即
(1-6)
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第1章 音响技术基础知识
4. 声强与声强级 各类声音除了音调的不同外,还有响度的差别。对于一 定频率的声音,其响度主要由声音的强弱来决定。 在自由平面波或球面波中,设有效声压为p,传播速度为 c,介质密度为ρ0,则在传播方向上的声强为
1.2.1 声源 振动物体借助于弹性媒质传播压力、应力,产生质点的
位移和速度,作用于人耳形成声音。物体的振动利用声波向 周围扩散,这便是音响传播的最简单的过程。产生声能的物 体称为声源,也是辐射声能的振动体。
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第1章 音响技术基础知识
1. 声源的形式和类别 声源的基本形式有两种: (1) 机械声源。它可以利用机械振动产生声音,有简单声 源和偶声源两种。 (2) 空气振动声源。它由空气柱辐射产生声音,有单极子、 偶极子、三极子和四极子四种类型。
1.1.3 听觉特性 1. 听觉的感受性 人类听觉感受的动态范围很宽,能感受到的最小声压级
为0 dB,能耐受的最大声压级可达140 dB;人耳能听到的纯音 最低为20 Hz,最高可达20 kHz;人耳对声长的解析力更是惊 人。声音要达到一定声级才能听到,最小可听声级称为绝对 阈限,是听觉绝对感受性的表征量。正常人的听觉范围如图 1-2所示。
声波的波长相比足够大时,声波将按照几何光学反射定律反 射。界面不同,反射的结果就不相同,我们希望声场越均匀 越好。
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第1章 音响技术基础知识
2. 室内声学的主要指标 1) 混响时间 混响时间是衡量房间混响程度的量。声学工程中,某频 率的混响时间是室内声音达到稳定状态,声源停止发声后, 残余声音在房间内反复反射,经吸声材料吸收,平均声能密 度自原始值衰减到百分之一,即衰减60 dB所需的时间,记为 T60。通常,在声场均匀分布的封闭室内的混响时间可用著名 的赛宾(W.C.Sabine)公式进行工程估算,即
(1-18)
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第1章 音响技术基础知识
4. 室内声场的创造 为了获得理想的声场效果,必须从声源、房间声学特性 等多方面考虑。 在工程上,对房间的大小要求可估算为
(1-19)
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第1章 音响技术基础知识
1.3 音响系统的分类和组成
1.3.1 音响系统的分类 1. 扩声系统 扩声系统的任务是对传声器、电唱机、调谐器或录音机
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第1章 音响技术基础知识
5. 听觉的延时效应 实验表明,当几个内容相同的声音相继到达听者处时, 听者不一定能分辨出是几个先后来到的声音,就是说,人的 听觉对延时声的分辨能力是有限的,这种现象即是人类听觉 的延迟效应,也称“哈斯(Hass)效应”。
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第1章 音响技术基础知识
1.2 声源、声场及室内声学
(1-9)
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第1章 音响技术基础知识
声功率级指的是对待测声功率与基准声功率的比值取常 用对数后再乘10所得的值,单位dB,用LW表示 ,即
(1-10)
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第1章 音响技术基础知识
6. 频谱与谱级 声源发出的声音并不是单一频率的,而是同时含有许多 复杂的频率。频谱是把时间函数的分量按幅值或相位表示为 频率函数的分布图形。根据声音的不同,它的声谱可能是线 谱、连续谱或二者之和,即混合谱。实际的声音是由许多不 同频率、不同强度的纯音组合而成的。
等信号源送来的语言或音乐等音频信号进行放大、控制及美 化加工,最终送到扬声器或耳机,还原成声音信号,供人们 聆听。
(1-1)
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第1章 音响技术基础知识
1.1.2 声音的特性参数 1. 频率与倍频程 倍频程是用来比较两个声频大小的,两个不同频率的声
音作比较时,起决定意义的是两个频率的比值,而不是它们 的差值。
倍频程定义为两个声音的频率或音调之比的对数,其公 式为
(1-2)
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第1章 音响技术基础知识
2. 声阻抗与特性阻抗 媒质中某点的声压和质点速度的复数比值称为声阻抗率, 其单位是Pa·s/m(帕·秒每米),它的实部是声阻率,虚部是声抗 率。 声场中声阻抗Za定义为表面上的平均有效声压p与经过有 效体积的速度U之比,即
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第1章 音响技术基础知识
图 1-2 可闻声的强度与频率范围
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第1章 音响技术基础知识
2. 响度与响度级 响度表示人耳对声音大小、强弱的主观感受。响度主要 依赖于引起听觉的声压,但也与声音的频率和波形有关系。 响度的单位是“宋”(sone)。国际上规定,频率为1000 Hz、声 压级为40 dB时的响度为1宋。1宋=1000毫宋,1毫宋约相当于 人耳刚能听到的声音响度。 大量统计表明,一般人耳对声压变化的感觉是,声压级 每增加10 dB,响度增加1倍,所以响度与声压级有如下关系
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第1章 音响技术基础知识
4) 音品 乐音即音乐中使用的声音,其谐波组成和波形的包络, 包括乐音起始和结束的瞬态,确定了乐音的特征,称为音品, 也有人把音品与音色统称为音色。任何声音都有一个成长和 衰变的过程,这个过程决定声音的音品。声音的成长和衰变 过程不同,听音者的感觉也不相同。
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第1章 音响技术基础知识
(1-15)
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第1章 音响技术基础知识
2) 本底噪声 本底噪声是指室内不放声源时的噪声声压级,考虑人类 听觉特性,采用A计权法,记为dB(A)。本底噪声可用声压级 直接测出。
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第1章 音响技术基础知识
3) 声染色 声染色是指信号传输过程中,由于某种原因使声源中的 某一频率得到过分地加强或减弱,破坏了房间内音响效果的 均匀性。一般10~30 m2房间中容易出现驻波的频率为80~ 300 Hz。驻波能改变声源原有特性,如同白色的布染上了颜 色。改善的方法是通过调整装修使房间的长、宽、高之比为 无理数。另外,室内物品摆设要避免对称性。
1.2.2 声场 1. 近场 近场也称菲涅尔区,指的是声源附近区域,是声波传播
速度和声压不同相的声场。在该区内某点的声压是声源上各 面传送到该点声压的叠加,在此范围内,声波不能看成平行 声线,否则就会出现干涉现象,称之为菲涅尔衍射,形成菲 涅尔区。
设声场的最大直径为d,波长为λ,则近场的区域半径为
(1-13)
(1-14)
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第1章 音响技术基础知识
3. 声场的定位与质感 定位是与声场相关的一个概念,是指在声场中表示出某 些乐器的确切位置。实际应用中声场也可以理解为是乐队、 演奏家或歌唱者的位置排列。如果在欣赏过程中觉得厅堂音 和空间感足够,就说明该声场的设计是合理的。
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第1章 音响技术基础知识
1.2.3 室内声学 1. 室内声学特性 声波在室内传播过程中,当遇到的界面和障碍的尺寸与
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第1章 音响技术基础知识
4) 房间常数、混响半径 房间常数反映房间吸声特性,符号为R,其表达式为
(1-16)
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第1章 音响技术基础知识
3. 室内声场的估算 根据扬声器自由场灵敏度、距扬声器的距离以及扬声器 的输入电功率便可算出直达声场的声压级,即
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第1章 音响技术基础知识
根据临界距离、扬声器的自由场灵敏度以及输入扬声器 的电功率又可以算出室内混响声场的声压级,即
(1-7)
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第1章 音响技术基础知识
声强级指的是对声强与基准声强的比值取常用对数后再 乘以10所得的值,单位为dB,用LI表示,即
(1-8)
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第1章 音响技术基础知识
5. 声功率与声功率级 声源辐射声波时对外做功。声功率是指声源在单位时间 内垂直通过指定面积的声能量。声功率是在整个可听声的频 率范围内所辐射的功率,或者是在某个有限频率范围所辐射 的功率(通常称为频带声功率)。声功率可表示为
图 1-1 钢琴的频谱
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第1章 音响技术基础知识
3) 音量(Intensity) 音量是指声音的强度或响度,标志声音的强弱程度。它 主要与声源振动幅度的大小有关,太弱了听不见,太强了会 使人受不了。人耳所能听到的声强约为0~12 dB,寂静的室内 噪声约为30 dB,在白天室内噪声可达45 dB。
的现象。声波也称为弹性波。 声波的定义有两种:一是弹性媒质中传播的压力、应力、
质点位移、质点速度等的变化或几种变化的综合;二是声源 产生振动时,迫使其周围的空气质点往复移动,使空气中 产生附加的交变压力,这一压力波称为声波。
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第1章 音响技术基础知识
2. 声速、波长和频率 声波可以在空气、液体及固体等媒质中传播,但不能在 真空中传播。 声波在一个周期T内传播的距离称为波长,用符号λ表示, 单位为m。声波每秒钟周期性振动的次数称为频率,用符号 f 表示,单位为Hz,周期T和频率 f 互为倒数。 声速、波长和频率之间的关系为
(1-12)
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第1章 音响技术基础知识
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第1章 音响技术基础知识
3. 听觉灵敏度 听觉灵敏度是指人耳对声音的声压、频率及ห้องสมุดไป่ตู้位的微小 变化的判断能力。
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第1章 音响技术基础知识
4. 听觉的掩蔽效应 掩蔽效应是指同一环境中的其他声音会降低聆听者对某 一声音的听力,或者说一个声音的听阈因为另一个较强声音 的存在而上升。当一个复合声音信号作用到人耳时,如果其 中有响度较高的频率分量,则人耳不易觉察到那些响度较低 的频率分量,这种生理现象称为“掩蔽效应”。一个声音对 另一个声音的掩蔽值,被规定为由于掩蔽声的存在,被掩蔽 声的听阈必须提高的分贝数,提高后的听阈称为掩蔽阈。
(1-3)
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第1章 音响技术基础知识
声阻抗的单位是N·s/m3(牛·秒每立方米),即MKS制声欧 姆。由于U的含义不明确,人们通常用质点速度v来代替U,因 此定义声场中某位置的声压与该位置的质点速度之比为该位 置的声阻抗率Zs,即
(1-4)
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第1章 音响技术基础知识
在理想介质中,声阻抗也是有损耗的,不过它不是把电 量转化成热量,而是把能量从一处向另一处转移,即传播损 耗。
第1章 音响技术基础知识
第1章 音响技术基础知识
1.1 声学基础 1.2 声源、 声场及室内声学 1.3 音响系统的分类和组成 1.4 音响系统的电声性能指标 1.5 立体声基础
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第1章 音响技术基础知识
1.1 声 学 基 础
1.1.1 声波的基本特性 1. 声波和声音 声波是机械振动或气流扰动引起周围弹性介质发生波动
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第1章 音响技术基础知识
3. 电子音乐声源 电子音乐是新发展的一种重要声源,电子音乐差不多都 是通过电子乐器的演奏产生的。电子音乐绝大部分不是电子 乐器的现场演奏,而是通过对现场演奏的音乐进行处理和制 作得到的。近几年来,电子音乐越来越多地通过MIDI技术来 实现。
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