常識(shí)

1、,聲 音 常 識(shí),1、聲音的發(fā)生和傳播 聲速、頻率、波長(zhǎng)和相位,2、純音、復(fù)音和聲譜 音調(diào)、倍頻程,3、聲波的疊加和干涉,4、聲壓和聲壓級(jí) 響度和頻率計(jì)權(quán),5、聲音的反射、折射和吸收 混響,,,1、聲音的發(fā)生和傳播,聲音是由機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生的但振動(dòng)頻率須20~20000 Hz之間才能形成可聞聲聲音須在媒質(zhì)中才能傳播—以聲波的方式傳播,,,,,,,,,聲速、和頻率、波長(zhǎng)、相位,,,

2、密度/壓強(qiáng),距離（m）,,,,波長(zhǎng)λ（m）,每秒鐘振動(dòng)的次數(shù)叫頻率 f（Hz）,每秒鐘傳播的距離叫聲速 v（m/s）,空氣中的聲速約為 v =340（m/s）,波長(zhǎng)、頻率、聲速的關(guān)系為 λ= v / f （m）最長(zhǎng) 17m（20 Hz時(shí)）最短 0.017m（20 kHz時(shí)）,相位（度）,,,,2、純音、復(fù)音和聲譜（聲音的頻譜）,由單一頻率的振動(dòng)形成的聲音叫純音，由多個(gè)頻率的復(fù)合振動(dòng)所形成的聲音

3、叫復(fù)音。其中最低的那個(gè)頻率叫做“基頻”。,一個(gè)聲音的音調(diào)和音色，取決于它所包含的頻率分量。我們用‘聲譜’來(lái)描述聲音在頻域上的結(jié)構(gòu)。,基頻決定音調(diào)；‘聲譜’ 的泛音結(jié)構(gòu)決定音色。,音調(diào)和倍頻程,基頻決定音調(diào)，頻率每升高一倍（稱為1個(gè)“倍頻程—oct”），音階升高8度。所以，聲譜的頻率軸刻度不是“線性”的，而是按“倍頻程”劃分的。,再分細(xì)一點(diǎn)，可以是1/2 oct、1/3 oct、1/12 oct 等。比較常用的是1/3 oct，其

4、頻點(diǎn)是 (Hz) ： 20, 25, 31.5, 40, 50, 6 3, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1k, 1.25k, 1.6 k, 2k, 2.5k, 3.15k, 4k, 5k, 6.3k, 8k, 10k, 12.5

5、k, 16k, 20k.,,3、聲波的疊加和干涉,,,,,,,,,注意：兩個(gè)相同的、由不同點(diǎn)發(fā)出來(lái)的復(fù)音到達(dá)同一個(gè)區(qū)域互相疊加，會(huì)出現(xiàn)很復(fù)雜的情形。有些地方會(huì)同相,有些地方會(huì)反相，聲場(chǎng)強(qiáng)弱相間地分布;此外，在同一個(gè)點(diǎn),有些分量可能同相，而另一些分量則可能反相，從而使該區(qū)域中的有些地方聲音變得含混不清。這種現(xiàn)象叫做“干涉”,干涉,,避免干涉,分片覆蓋,延時(shí)“接力”,,,集中供聲,,,,S,延遲時(shí)間= S / V= S / 34

6、0,,4、、聲壓和聲壓級(jí),聲壓：聲音在媒質(zhì)中引起的附加壓強(qiáng)。符號(hào)P，單位帕（Pa）或微巴（μbar， 1Pa =10 μbar ）。在其他條件相同的情況下，聲壓越大的聲音，其聲功率（與聲壓的平方成比例）也越大，聽(tīng)起來(lái)也越響。僅可聽(tīng)聞的1kHz聲音的聲壓約百萬(wàn)分之二十帕-20/106Pa;震耳欲聾的聲壓約20Pa,僅可聽(tīng)聞的聲壓同震耳欲聾的聲壓相差約1百萬(wàn)倍。但人的聽(tīng)覺(jué)并不與此成比例。大概只覺(jué)得相差百余倍。所以直接用聲壓或聲功率來(lái)

7、描述聲音，與感覺(jué)不符。,實(shí)驗(yàn)證明，聲功率增至2倍，感覺(jué)聲音增加3分；聲功率增至10倍，感覺(jué)聲音增加10分；聲功率增至100、1000、10000…倍，感覺(jué)聲音增加20分、30分、40分…。這種規(guī)律恰恰同數(shù)學(xué)中的“對(duì)數(shù)”相符。Lg10=1、 Lg100=2 、Lg1000=3,因此引入聲壓級(jí)L的概念。級(jí)——水平，單位為貝Bel，細(xì)分十份，稱分貝dB。L=10 lg (P/P0)2 =20 lg (P/P0) dB

8、 P0—聞?dòng)蚵晧杭?20/106Pa,僅可聽(tīng)聞的聲壓級(jí)為 L= 20 lg (20/106/P0) = 0 dB 震耳欲聾的聲壓級(jí)為 L= 20 lg (20/P0) = 120 dB,,幾種有代表性的聲壓級(jí),聲壓級(jí)可以用“聲級(jí)計(jì)”測(cè)量， 單位是分貝（dB）。0 dB表示僅可聽(tīng)聞的聲音， 120 dB會(huì)使耳朵發(fā)痛。安靜環(huán)境的本底噪音約為50 dB。面對(duì)面說(shuō)話約 60~70 dB。電影對(duì)白

9、約 80 dB。迪廳音響約110 dB。噴汽式飛機(jī)起飛現(xiàn)場(chǎng)約140 dB。,,響度和計(jì)權(quán),響度是我們對(duì)聲音的一種主觀感覺(jué)。 響度首先同聲壓級(jí)有關(guān)。聲壓級(jí)在0dB以下的聲音是“不響的”。 1kHz/ 0dB聲壓級(jí)所形成的響度為0方。但聲壓級(jí)不是影響響度的唯一因數(shù)。另一個(gè)影響響度的重要因數(shù)是聲音的頻率。顯然，低于20Hz和高于20 kHz的“聲音”，無(wú)論聲壓級(jí)多高，也是“不響的”！我們的耳朵對(duì)1~3kHz的聲音最敏感

10、而對(duì)低頻聲和高頻聲都比較遲鈍，尤其是在聲壓級(jí)不大時(shí)。等響曲線描述了響度-聲壓級(jí)-頻率之間的關(guān)系。,,,為使一個(gè)聲波的聲壓級(jí)接近人耳的響度感覺(jué)，須對(duì)聲波中的各種分量“加權(quán)”處理。例如 111，三個(gè)都是1，但它們的“權(quán)”不同。有兩種常用的加權(quán)：A計(jì)權(quán)和C計(jì)權(quán)。A計(jì)權(quán)適用于測(cè)量聲壓級(jí)低（70dB以下）的信號(hào)，例如本底噪聲。C計(jì)權(quán)適用于測(cè)量聲壓級(jí)較高的信號(hào)（80dB以上）。當(dāng)沒(méi)有特別聲明時(shí)，就是不計(jì)權(quán)（平直/線性）。,,6、廳堂的聲

11、學(xué)特性,A、聲波的反射、折射和吸收B、混響和混響時(shí)間混響現(xiàn)象/混響半徑/混響時(shí)間混響時(shí)間的測(cè)量C、本底噪聲D、傳輸頻率特性及其測(cè)量,,A、聲波的折射、反射和吸收,,,,,,,B、混響和混響時(shí)間,混響現(xiàn)象,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,混響半徑,,,混響半徑,,直達(dá)聲,混響聲,混響聲級(jí)=直達(dá)聲級(jí),,混響時(shí)間,,,,,,,,,,,,,,聲級(jí),時(shí)間（s）,0dB,-60dB,,,混響時(shí)間,0

12、,直達(dá)聲,延遲反射聲束,,1,,,,,,RT60,,A、混響和混響時(shí)間-4,混響時(shí)間的粗略測(cè)量（一般工程常用的方法）,,,舞臺(tái),,,窄帶粉紅噪聲源125、250、500、1000、2000、4000Hz,實(shí)時(shí)分析儀,,信噪比大于35dB,B、本底噪聲,空調(diào)、燈光、電聲設(shè)備全打開(kāi)但不加信號(hào)，這時(shí)廳堂的噪聲,,聲級(jí)計(jì),,,C、傳輸頻率特性,廳堂各點(diǎn)穩(wěn)態(tài)聲壓級(jí)相對(duì)于擴(kuò)聲設(shè)備信號(hào)輸入電平的幅頻響應(yīng)叫做廳堂的傳輸頻率特性。,由于廳堂對(duì)頻率不同