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1、现代音响与调音技术,2,音响是一种经过必要修饰处理的，能满足特定环境要求而又达到一定电声指标的声响。,电子管,晶体管,集成电路,场效应管,一 什么是音响？,二 音响技术的发展,建筑声学,电声学,赛宾 混响时间,发生,接收,变换,处理,加工,记录,重放,传输,3,第1章 音响技术基础,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,4,1.1 声学基础,一 声波的基本特性,我们把正在发出声音的振动物体通常称为声源。,物体振动或气流扰动而引起周围的空气或其它弹性介质发生波动的现象称为声波。,三个条件,存在声源并振动,
2、传播介质,听觉感受,声波所波及的空间范围称为声场。,1 声波的产生,5,2 声波的传播,波速,纵波,振动方向与传播方向一致的波,（声速）,与介质、温度有关,一般来说，声波在固体介质中传播速度最快，液体中其次，气体中最慢（340 m/s），真空中不能传播；同种介质中传播时，当温度增加时，声速略有增加。,波长,声波在一个周期T内传播的距离称为波长，单位为m.,频率,声波每秒钟周期性振动的次数称为频率，单位为Hz.,(11),6,二 声音的特性参数,20Hz,20kHz,倍频程（n）,定义为两个声音的频率或音调之比的对数,基准频率,信号频率,倍频程数,（可正可负，可整可分）,(12),7,三 声波的
3、度量,声压（P）,当有声波存在时，在原来的静态气压上附加了一个压力的起伏变化，这个由声波引起的变化的压强称为声压。bar,Pa,N/m2,1bar=0.1Pa=0.1N/m2,基准声压Pr=210-5 Pa,有效声压,瞬时声压的均方根值,声压级（Lp）,有效声压和基准声压比值的常用对数的20倍。单位为dB,(16),8,可闻声的强度与频率范围,9,频谱分析,对一个声源发出的声音的频率成分和强度的分析。,10,四 音质,音调,人耳对声音高低的感觉,音量,人耳对声音强弱的主观感觉,音色,取决于声音的频谱结构,复音,基音,泛音,从音响角度出发，它是指回放出来的声音能摹仿原声源的精确性。,11,图 1
4、 1 钢琴和黑管各奏出以100 Hz为基音的乐音频谱图,12,五 听觉特性,1听觉的感受性(1)对音频高、中、低各频段平衡性的控制。整体平衡性不是指频率响应曲线的平直，而是指高、中、低频段适当的量感分配。低频基础要好一些，它在整个音乐里造成稳固状态。合理的高、中、低频量感就是整体平衡性。整体平衡性的器材发出的声音会耐听，也就是人们所说的音乐性。(2)空间感。它反映声场空间的大小。(3)定位感。根据声音的来向确定音响感觉。,13,(4)层次感。它反映的是声场中声音空间层次的清晰程度。(5)透明感。它感受的是声音的耐听而不刺耳的程度。(6)速度感与暂(瞬)态反应。指器材各项反应的快慢。(7)想像力
5、与形体感。它反映声音的立体感。(8)对比性。音效具有可比性。(9)密度与重量感。它反映声音的厚实和饱满度，听起来更具真实感。,14,2 响度与响度级,响度（N）,人耳对声音大小、声音强弱的主观感受单位是sone（宋）,国际上规定，频率为1000Hz、声压级为40dB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，一般人耳对声压的变化感觉是，声压级每增加10dB，响度增加1倍，所以响度与声压级有如下关系,(112),式中：N为响度(宋)；Lp为声压级(dB)。,15,响度级,是一个主观量，即是凭人的听觉主观地判断声音强弱的量。单位是phon（方）,定义为
6、等响的1000Hz纯音的声压级，响度级为40方时，响度为1宋，响度级每增加10方，响度增加1倍。,表11 响度与声压级的关系,16,3 听觉灵敏度,听觉灵敏度,人耳对声压、频率及方位的微小变化的判断能力。,当声压或频率发生变化时，人耳听到的响度或音调也会发生相应的变化。听觉灵敏度还与年龄有关，因人而异。,17,4 听觉的掩蔽效应,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，则人耳不易察觉到低响度的频率分量，这种生理现象称为“掩蔽效应”。,规律,低频声容易掩蔽高频声，而高频声较难掩蔽低频声。,频率相近的两个纯音掩蔽效果显著,掩蔽声消除后，听觉暂时损失,单耳的掩蔽作用大于双耳的掩
7、蔽作用,18,5 听觉的延时效应,当几个内容相同的声音相继到达人耳的时间差在50ms以内时，人耳不一定能分辨出这几个先后到来的声音。哪一个方位的声音首先传入人耳，那么人的听觉感觉就是全部声音都是从这个方位传来的。这种现象就是人类听觉的延迟效应，人耳的这种先入为主的聆听感觉特性，也称为“哈斯效应”。,19,1.2 声源、声场及室内声学,一 声源,产生声能的源体称为声源。,环境音响,江河山川,战斗场面,动作音响,脚步声,叩门声,非现实音响,外星人说话声,心脏跳动,根据声音发生、应用的不同，音响声源可分为三类：,20,二 声场,声源产生的声波通过媒体向周围自由场辐射时，声源的周围均称声场，也叫音场。
8、,近场,远场,声源附近的区域，也称为菲涅尔区，其间质点速度与瞬时声压不同相。,近场半径,声场直径,声波波长,远离声源的区域，也称为费朗和费区，其间质点速度与瞬时声压同相。,21,三 室内声学,1 室内声学特性,声源在闭室内发声时，所发出的声波在室内空间形成复杂的声场。声场中的某一位置上听到的声音是由三部分组成：直达声、反射声、混响声。,直达声,由声源直接传播到听者的声音。直达声不够，将影响声音的亲切感。,反射声,由界面反射后到达听者的声音。反射声影响声音的清晰度。,混响声,经过多次反射后分布很密、方向较散、陆续到达听者的反射声。混响声影响声音的丰满度。,22,影响声音立体高传真重播效果的因素还
9、应考虑隔音、吸音、声场及环境四个方面。隔音的目的是为了防止外来噪声干扰音响效果；室内的墙壁、天花板、地板等材料对声波的反射、吸收的多少均影响原音的重现；理想的室内声场分布应该是均匀的，房间尺寸比例合适是产生均匀声场的必要条件，但并非唯一条件。,23,2 室内声学的主要指标,混响时间,当室内声源停止发声后，声音衰减的过程称为混响过程。混响过程可以用混响时间来衡量。,声源停止发声后，从声源停止发声到室内声能密度衰减到原来的百万分之一，即衰减60dB所需的时间，记为T60,赛宾公式,室内表面总面积,室内表面平均吸声系数,闭室容积,T60过短，声音发干；过长，声音拖尾。与声源无关，与频率有关。,24,
10、评价一个房间混响效果是否合理，还要考察房间的声扩散度。扩散好的房间，声音衰减平滑，室内各处感觉均匀；扩散不好的房间，室内各处感觉不同。现给出几种不同场所在频率1000Hz时的T60值：多声道录音室 0.30.4s 试听室(听音评价房间)0.40.5s 企事业单位礼堂(兼语音、音乐)0.81s 一般家庭 0.40.6s,25,本底噪声,室内不放声源时的噪声声压级，可直接测出，如较高，可采用隔声、隔振方法或铺吸声材料来降噪或吸声。,声染色,声音信号在传输过程中，由于某种原因使声源中的某一频率成分过分地得到加强或衰减，破坏了音响效果的均匀性。可通过调整房间的长宽高之比为无理数，以及室内物品摆放避免对
11、称。,房间常数 混响半径,分别与房间吸声特性及直达声有关，主要用于比较正规的录音室。,26,介绍几种常用房间的本底噪声：演播室 25dB(A)影剧院 25dB(A)会议室 25dB(A)居民区(环保部门规定)白天 55dB(A)夜间 45dB(A),27,3 室内声场的估算,目的：,计算室内任一点的实际声压级。,基本思路：,室内任一点实际声压级是直达声场和混响声场在该点的声压级的叠加。,方法：,直达声场的声压级 SPL/D（dB）,S：扬声器灵敏度,D：距扬声器的距离,P：输入扬声器的电功率,室内混响声场的声压级SPL/R（dB）,D/C：临界距离,28,4 室内声场的创造,声源,数字声场扬声器（DSP）,输出,五声道及以上环绕立体声输出,房间,房间长宽高之比必须取无理数,噪声控制,吸音、隔音处理,
