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1、1第1章 音响技术基础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2第1章 音响技术基础第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 3第1章 音响技术基础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4第1章 音响技术基础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) 5第1章 音响技术基础二 声音的特性参数20Hz20kHz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) 6第1
3、章 音响技术基础三 声波的度量声压（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/m21bar=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) 7第1章 音响技术基础可闻声的强度与频率范围 8第1章 音响技术基础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。9第1章 音响技术基础四 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
4、回放出来的声音能摹仿 原声源的精确性。10第1章 音响技术基础图 1 1 钢琴和黑管各奏出以100 Hz为基音的乐音频谱图 11第1章 音响技术基础五 听觉特性11听觉的感受性听觉的感受性(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。12第1章 音响技术基础(4)层次感。它反映的是声场中声音空间层次的清晰程度。
5、(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。13第1章 音响技术基础2 2 响度与响度级响度与响度级响度（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(11
6、2)式中：N为响度(宋)；Lp为声压级(dB)。 14第1章 音响技术基础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 15第1章 音响技术基础3 3 听觉灵敏度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。16第1章 音响技术基础4 4 听觉的掩蔽效应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
7、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蔽作用17第1章 音响技术基础5 5 听觉的延时效应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”。18第1章 音响技术基础1.2
8、声源、声场及室内声学一 声源产生声能的源体称为声源 。 环境音响动作音响非现实音响二 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。近场远场19第1章 音响技术基础三 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。20第1章 音响技术基础
9、如何分配直达声和混响声分量的比例？完全直达声而没有混响声输出，就不能起到改善 和美化声音的作用，通常只用于开会发言或朗诵的场 合。适当加大混响声成分的比例，可使声音丰满动听 ，增加听众的现场立体感。完全混响声而无直达声分量输出，则会使声音产 生“染色”现象，造成严重失真，就像在浴室，澡 堂内听到的声音那样含混不清.在无特殊要求下，直 达声分量与混响声分量比例为1:1，这样，声音不但 不会产生失真，又有一定的混响效果。21第1章 音响技术基础影响声音立体高传真重播效果的因素隔音目的是为了防止外来噪声干扰音响效果措施：可以加隔层墙壁，皮革包门，双层玻璃 或加厚窗帘来改善吸音硬调空间：住宅是钢筋水泥
10、建成或由砖块砌成、玻 璃窗隔间，地上铺的多是瓷砖，那么这个空间的表 面对声音的吸收值很低，会令声音高度反射。软调空间：听音室结构多数以木头、夹板构成， 地板也是木板铺成，四壁以石膏板订成，天花板 是木架子钉上薄夹板的结构，那么这个房间有高 度吸音的表面。22第1章 音响技术基础室内声场分布理想的室内声场分布应该是均匀的，其 中包括房间的长宽高的最佳比例，还有 墙体的形状。房间中不能有太多的立柱 ，墙壁应避免有圈套的弧形。23第1章 音响技术基础2 室内声学的主要指标 混响时间声源停止发声后，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
11、表面 总面积室内表面 平均吸声系 数闭室容积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。24第1章 音响技术基础混响通常决定了余音的长度，对声音的色彩和清晰度有直接 的影响。混响时间与声源无关，与频率有关。一般情况下，男低音演唱时，可将混响时间调得短一些 ，以提高声音的清晰度；如果是女高音演唱，可适当延长 混响时间，以增加声音的色彩。 T60过短，声音发干；过 长，声音拖尾。对于演唱场所来说，如果房间四周墙壁是木板材料构成 的，应将混响时间调小一些，以免声音模糊不清；如果房 间挂有绒布窗帘等吸声材料，应将混响时间调大一些，以 免声音干涩。另外观众的服装也有
12、很大的吸声作用。25第1章 音响技术基础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 0.40.6s26第1章 音响技术基础 本底噪声室内不放声源时的噪声声压级，包括音 响设备噪声和放音环境噪声两部分。（背景噪声）它与音响系统的电路设计与布线结构、抗干扰能力 、以及前后级隔离度等都有直接关系。如果本底噪声 是交流声且较明显时，就会对较弱的声
13、音造成影响， 使得这些声音与噪声音量比例减少、声音的动态范围 变小；过强的本底噪声不仅会使人烦躁，还会淹没声 音中较若的细节部分，使再现声音质量受到破坏。本 底噪声可直接测出，如较高，可采用隔声、隔振方法 或铺吸声材料来降噪或吸声。27第1章 音响技术基础 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。 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 内物品摆放避免对称。一般长宽高可为黄金分割比，即1.618：1：0.618， 也可采用其它比例方法，但
14、三边之比应为无理数。28第1章 音响技术基础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) 29第1章 音响技术基础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：临界距离从声源中心到直达声与混响声声能密度相等的距 离，称为临界距离，有时也称为混响半径。3
15、0第1章 音响技术基础4 室内声场的创造声场数字声场扬声器（DSP）输出五声道及以上环绕立体声输出将音乐厅中捕捉到的初期反射和残响数据分析处理 后送入DSP，重放时便能重现音乐厅中的声场。残响：声源停止发声后，由于惯性和反射等原因，声 音并没有立即停止，而是呈缓慢衰减的现象。在音响 系统中利用声音的残响效果，可以改变声音的余音过 程，使声音更加圆润丰满。L、R，中央声道，两个后置环绕声道，多种声 道可创造出更加逼真、更加立体的空间感。31第1章 音响技术基础房间房间长宽高之比必须取无理数噪声控制吸音、隔音处理为房间最小容积为下限频率的对应波长32第1章 音响技术基础1.3 音响系统的分类和组成一 音响系统的分类（按照音响任务及目的不同来分）扩声系统把从传声器、调谐器、录音机等信号源送 来的语言或音乐等音频信号进行放大、控 制、美化及加工，最终送到扬声器或耳机 ，还原成声音信号，供人们聆听。录音系统室内扩声系统室外扩声系统把从传声器、调谐器、录音机等信号源 送来的语言或音乐等音频信号记录下来 ，待到需要时再通过其它重放设备还原
