聲學基本常識
文章出處： 人氣：發(fā)表時間：2014-08-19 10:49
聲學基本知識能幫助我們快速的了解聲學原理和基本知識，聲學知識包含很多知識從物理知識到建筑知識都有概括。我們只要了解基本的聲學知識就能幫助我們快速的診斷我們生活中的噪音和聲學原理幫助我們原理噪音還我們一個寧靜的生活。
一、聲音常識
（一）聲音產(chǎn)生
物體振動——介質(zhì)傳遞——人耳感知
（二）聲音的性質(zhì)與影響因素
1.四種 性質(zhì) 高低 長短 強弱 音色
2.影響因素
高低 頻率
強弱 振幅
音色 材料 形狀等
（三）
傳播方式縱波聲波前進的過程是相鄰空氣粒子之間的接力賽，它們把波動形式向前傳遞，它們自己仍舊在原地振蕩，也就是說空氣粒子并不跟著聲波前進！
聲音頻率的傳播
二、聲學常用名詞
1.分貝：表示兩種電或聲功率之比的一種單位,它等于功率比的常用對數(shù)的10 倍——縮寫為dB。（參看論文《分貝的由來》）
2.電平：是一種表示電量（電壓、電流、功率）相對大小的量，常用單位為分貝。通常指定某一電量的數(shù)值為標準值，以其他數(shù)值和標準值的比值表示電平值。例如取標準功率1 毫瓦為零電平，當所給功率為10 毫瓦時，電平值為10 分貝。如果電平值為負的，就表示低于零電平，由此電平可用來表示任意兩個電量間的相對大小。
3.信噪比：信號平均功率與噪音平均功率的比值。
4.相位：我們知道聲音是通過空氣的壓縮和擴張來傳播的，對空間的某一點來說，當直達聲壓縮該點的空氣，而反射聲反射到該點時有兩種情況：一、同樣地在壓縮該點的空氣，我們稱反射聲和直達聲在該點的相位相同，則該點空氣壓縮的程度變強，音強得到增加，聲壓得到了提高；二、相反地在擴張該點的空氣，我們稱反射聲和直達聲在該點的相位相反，則該點空氣壓縮的程度變?nèi)酰魪姷玫綔p弱，聲壓得到了降低。一句話：相位相同聲音變大，相位相反聲音變小。
反相：兩個相同聲音信號相位相差為180 度的情況，在同一聲音的策動下音箱或話筒之間的振動方向相反亦屬于反相。音響系統(tǒng)有左右聲道之問反相、真實相位(即輸人信號與輸出信號之間相位)反相、話筒之間相位反相和多只音箱組成的陣列中部分音箱反相等四種情況。反相可導致聲短路(即聲音之間互相抵消，音量減小)、聲像失去定位和低音渾濁等現(xiàn)象，對再現(xiàn)聲音造成破壞。
5.阻抗：媒質(zhì)對聲波所呈現(xiàn)的阻抗作用，用某一面積上的聲壓與通過該面積的聲通量的復數(shù)比來量度。
6.采樣率：定義了每秒從連續(xù)信號中提取并組成離散信號的采樣個數(shù)，它用赫茲（Hz）來表示。采樣頻率的倒數(shù)是采樣周期或者叫作采樣時間，它是采樣之間的時間間隔。注意不要將采樣率與位速相混淆。
7.比特率：是指將聲音由模擬格式轉(zhuǎn)化成數(shù)字格式的采樣率，采樣率越高，還原后的音質(zhì)就越好。
●比特率值與現(xiàn)實音頻對照：
16Kbps=電話音質(zhì)
24Kbps=增加電話音質(zhì)、短波廣播、長波廣播、歐洲制式中波廣播40Kbps=美國制式中波廣播56Kbps=話音
64Kbps=增加話音（手機鈴聲最佳比特率設(shè)定值、手機單聲道MP3播放器最佳設(shè)定值）112Kbps=FM 調(diào)頻立體聲廣播
128Kbps=磁帶（手機立體聲MP3 播放器最佳設(shè)定值、低檔MP3 播放器最佳設(shè)定值）
160Kbps=HIFI 高保真（中高檔MP3播放器最佳設(shè)定值）
192Kbps=CD（高檔MP3 播放器最佳設(shè)定值）
256Kbps=Studio 音樂工作室（音樂發(fā)燒友適用）
8.駐波：兩列沿相反方向傳播的振幅相同，頻率相同的波疊加時形成的波叫做駐波。
駐波能改變聲音原有的特性，在某些頻段出現(xiàn)峰值，駐波使低頻音聽著緩慢遲鈍。
只要兩對立平行墻面的距離等于半波長的整倍數(shù)，就會出現(xiàn)共振，產(chǎn)生駐波,造成聲染色。如果空間內(nèi)三組平行墻面分別產(chǎn)生的駐波有頻率重疊，就會形成更強的駐波。正方形的聽音空間就非常容易出現(xiàn)。房間里在相對的墻壁之間，由于聲音的多重反射而產(chǎn)生駐波，當駐波發(fā)生時能產(chǎn)生共振，其頻率取決于墻壁間的距離，可見房間實際上就是個諧振器。
房間里產(chǎn)生駐波造成聲染色最多的地方，是音箱后墻的兩邊墻角.它會反射不干凈的低音，這種效應稱為房間隆隆聲(room booming)。這種低頻駐波是常見的聲學缺陷，造成低音清晰度下降，需要小心處理。
改善的方法：
室內(nèi)物品擺放避免對稱；因為聲波的分布是隨機的,大房間受的影響要小于小房間的；最好避免房間任何兩面的尺寸相等，或一面恰好是另一面的兩倍，也就是正方形或長寬比是兩倍的房間。由于100Hz 以下聲音的波長大3.4m，與房間的尺寸處在同一數(shù)量級，所以在其空間只能產(chǎn)生幾個共振頻率，低頻聲波的相互干擾較少，聽起來顯得自然圓潤。但中、高頻聲音的波長遠小于空間尺寸，將在室內(nèi)產(chǎn)生大量駐波，在駐波的相互干涉下，房間在100~500Hz 的聲學特性一般都較差，而這個頻段的聲頻能量又很高，所以要予重視，作出適當處理。控制駐波反射的一個好辦法是利用裝滿書籍的書架，書籍的不規(guī)則外形和不太強的吸聲作用，能使聲波發(fā)生散射，從而減輕聲音反射的影響。大理石和花崗巖地坪和落地玻璃是現(xiàn)代家居裝修的首選，但卻是音響效果的大敵。常會引致聲音的模糊嘈吵，改善的方法是在音箱前方放置適當大小的地毯和在玻璃前加上厚窗簾。
9. 動態(tài)范圍：音響設(shè)備的最大聲壓級與可辨最小聲壓級之差。設(shè)備的最大聲壓級受信 號失真、過熱或損壞等因素限制，故為系統(tǒng)所能發(fā)出的最大不失真聲音。聲壓級的下限取決于環(huán)境噪聲、熱噪聲、電噪聲等背景條件，故為可以聽到的最小聲音。動態(tài)范圍越大，強聲音信號就越不會發(fā)生過荷失真，就可以保證強聲音有足夠的震撼力，表現(xiàn)雷電交加等大幅度強烈變化的聲音效果時能益發(fā)逼真，與此同時，弱信號聲音也不會被各種噪聲淹沒，使纖弱的細節(jié)表現(xiàn)得淋漓盡致。一般來說，高保真音響系統(tǒng)的動態(tài)范圍應該大于90 分貝，太小時還原的音樂力度效果不良，感染力不足。在專業(yè)音響系統(tǒng)的調(diào)整過程中，音響師在調(diào)音時要主意以下兩方面問題:一是調(diào)音臺的的輸入增益量不要調(diào)的過小，否則微弱的聲音會被調(diào)音臺的設(shè)備噪聲所淹沒。二是壓限器的閾值和壓縮比的調(diào)整要格外慎重，閾值過小和壓縮比過大，都會使聲音動態(tài)壓縮嚴重，故應該在保證效果的前提下，盡量減少對聲音的動態(tài)損失。另外，在放大電路和音源中也存在動態(tài)范圍，此時即可分辨的最小信號和可達到的最大不失真信號之差。
10. 哈斯效應雙聲源系統(tǒng)的一個效應，兩個聲源中的的一個聲源延時時間在5 至35 毫秒以內(nèi)時，聽音者感覺聲音來自先到達的聲源，另一個聲源好象并不存在。若延時為。至5 毫秒，則感覺聲音逐步向先到的音箱偏移；若延時為30 至50 毫秒，則可感覺有一個滯后聲源的存在。海爾式楊聲器以發(fā)明者美國的誨爾博士的名字而命名的揚聲器，1973 年問世，將振膜折疊成褶狀，振膜不是前后振動，而是像子風琴風箱似的在聲波輻射的橫方向振動，是一種特殊結(jié)構(gòu)的電動式揚聲器，主要用于高頻。
11. 聲級：與人們對聲音強弱的主觀感覺相一致的物理量，單位為分貝。聽聞對應的聲級為0分貝，但0分貝并不意味著沒有聲音，而是可聞聲的起點，聲強每增加10 分貝，其聲級就增加10 分貝，房間的本底噪聲的聲級大約為40 分貝，正常對話為70 分貝，交響樂高潮時為90 分貝，人的痛閾聲級為120 分貝。
12.聲像：又稱虛聲源或感覺聲源。用兩個或兩個以上的音箱進行立體聲放音時，聽音者對聲音位置的感覺印象，故有時也稱這種感覺印象為幻象，聲音圖像的空間分布由人的雙耳效應決定。立體聲放音正是以聲像的形式，再現(xiàn)原來聲音的空間分布，從而使人們產(chǎn)生一種幻覺，誘發(fā)立體感覺。
13. 梳狀濾波效應：由于聲音之間相互干涉而引起的頻率響應曲線梳狀起伏現(xiàn)象，會導致聲音音色還原不良和保真度差等問題。
14. 位速是指在一個數(shù)據(jù)流中每秒鐘能通過的信息量。您可能看到過音頻文件用―128–Kbps MP3‖或―64–Kbps WMA‖進行描述的情形。Kbps 表示―每秒千字節(jié)數(shù)‖，因此數(shù)值越大表示數(shù)據(jù)越多：128–Kbps MP3音頻文件包含的數(shù)據(jù)量是64–Kbps WMA 文件的兩倍，并占用兩倍的空間。（不過在這種情況下，這兩種文件聽起來沒什么兩樣。原因是什么呢？有些文件格式比其他文件能夠更有效地利用數(shù)據(jù)，64–Kbps WMA 文件的音質(zhì)與128–Kbps MP3 的音質(zhì)相同。）需要了解的重要一點是，位速越高，信息量越大，對這些信息進行解碼的處理量就越大，文件需要占用的空間也就越多。
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