第一章 音响技术基础知识.ppt

第一章音响技术基础知识
音响技术是研究声音信号的转换、传送、记录和重放的专门技术。音响技术的发展,从爱迪生1877年发明筒形留声机以来,至今已有100多年的历史了。这期间,记录存储各种声音的音响载体(又称音响软件),从粗纹唱片、密纹唱片发展到激光唱片,从钢丝录音、钢带录音、开盘磁带发展到盒式磁带;传输与播放这些音响载体的音响设备(又称音响硬件),从收音机、扩音机、电唱机、录音机等单机形式发展到今天的由若干音视频设
备组成的家庭影院;录制、传输和重现声音的放声通道,从单声道发展立体声的双声道、四声道及八声道;控制音响设备的工作方法,从机械控制、电子控制发展到红外线遥控甚至电脑控制;声音录制与音频处理,从模拟方式发展为数字方式;录放的信息,从单纯的音频信号发展到声像并茂。
第一节声音与听觉
一、声音
声音是由物体的机械振动通过空气的传播(本书不讨论声音在其他媒质中的传播)引起人耳膜的振动而获得的听觉感受。

发出声音的振动源称为声源。由声源发出的声音,必须通过媒质(空气、水、金属、木材等)才能传送到人们的耳朵。
声音在媒质中是怎样传播的呢?
当声源振动时,它将带动邻近媒质的质点发生振动,而这些质点又会牵动自己周围的质点,于是声源的振动就被扩散开并传播出去。
由声源引起的媒质的振动就形成声波。声波所涉及的空间范围称为声场。
、频率和波长
声音在媒质中的传播速度称为声速,用c表示,其单位为米/秒(m/s)。空气中的声速约为340 m/s。
声波每秒钟内往复振动的次数(一来一往为一次,也称一周)称为频率。
声波往复振动一周所需的时间,称为周期,用T表示。频率是周期的倒数:
经过一个周期的时间,声波在媒质中传播的距离称为波长。
波长、频率、声速之间有确定的关系:
频率越高则波长越短,即波长同频率成反比。
从上面的讨论可知,产生声音必须具备2个条件:第一要有振动的物体(声源),第二要有传播声波的媒质。并非所有的振动都会变***耳的可闻声,只有振动频率在20 Hz~20 kHz范围的媒质振动才能被人耳听到,通常把这个频率范围内的声音称为音频声,简称音频。低于20 Hz的声波叫次声波;高于20 kHz的声波叫超声波。次声
波和超声波人耳是听不见的。

声音的响度(音量)、音调、音色称为声音的三要素。
响度响度又可称为音量,是指人耳对声音强弱的主观感受
音调音调又可称为音高,是指人耳对声音的调子高低的主观感受。
音色音色是指人耳对声音特色的主观感受
、声压级
由声波引起的压强变化称为声压,用p表示,其单位为帕[斯卡](Pa)。
仅可闻的1 kHz的声音,其声压约为2×10-5 Pa,这个声压值称为“闻阈”值;另一方面,震耳欲聋的声音,其声压约为2×10 Pa,这个声压值称为“痛阈”值。
声压级是实际声压p和基准声压p0的比值,取常用对数乘以20,即:
二、声音在空气中的传播特点

当声波在传播过程中遇到一个尺寸比其波长大得多的障碍物时,声波将会被反射。与光波一样,入射角等于反射角,如图1-2所示。
图1-2 声波的反射

当声波在传播过程中遇到一个小于声波波长的障碍物时,声波将绕过该物体继续传
播。这种现象称为声波的绕射,又称声波的衍射。声波的频率越低(波长越长),越容易发生绕射。声波的频率越高(波长越短),越不容易发生绕射。在实际应用中(如在歌舞厅里),中、高音扬声器应放在一定的高度,否则人或物体就会挡住中、高音的传播,使观众听不到直达的中、高音;低音扬声器可以放在地面或其他合适的位置,因为低音易绕射而不易被挡住。

在同一空间有2个或多个频率相同的声源时,一个声源的波峰和另一个声源的波峰或波谷相遇就会形成加强或削弱,甚至抵消,
这种现象称为声波的干涉与叠加。
根据声波的干涉与叠加现象,在听音室内的最佳听音位置应在2个音箱连线的垂直平分线上。
三、人的主观听觉特性

2个同样的声音,一个声音比另一个声音先到达人耳5~50 ms,人耳则不能分出2个声源的各自方位,感到声音来自先到达人耳的那个声源的方位。人耳的这种感觉称为哈斯效应,也称为先入为主效应。