1第一章 声学基础.ppt

1、音响工程是在建筑声学和电声学的基石上建立起来的。 建筑声学：是一门古老的科学。,赛宾：混响时间,电声学是利用电子技术和应用声学的原理，解决声信号的一 门边缘性应用学科。,音响系统高保真重要属性 1、如实重现原始声音 2、如实重现原始声场 3、对音频信号加工修饰 音响系统的组成 1、厅堂扩声 2、室内录音 3、公共扩声 4、场馆扩声,第一章 声学基础,1.1 声音与声波 声源： 声音是由物体振动产生的，振动发声的物体称为声源 声波的产生与传播： 基本条件：声源、介质、人耳,声波传播：反射、绕射,噪声：紊乱断续或统计上随机的声音,声速（声速340m/s ）、频率（Hz）、波长（m） 20-40Hz

2、超低音，50-200Hz低音，200-500Hz中低音，1000-5000Hz中高音，10000-20000Hz高音 声压：人耳能听到的声压为210-5Pa20Pa 声功率（W）、声强（W/m2） 声级（分贝dB ） 共振,第一章 声学基础,1.2 声波的度量,1.3 人耳的构造及功能 外耳：自然谐振频率为3400Hz 中耳 内耳 人耳的听觉范围 频率范围：20Hz20KHz 声压级范围：听阈0dB；痛阈120dB,第一章 声学基础,1.4 声音的三要素 响度（sone）：人耳对声音强弱的感觉，主要声波的振幅决定 音调（mel）：人耳对声音高低的感觉，主要与频率有关 音色：区别具有同样响度和音

3、调的两个声音的主观感受,第一章 声学基础,1.5 人耳的听觉特性 掩蔽效应：由于第一个声音存在而使第二个声音的听阈提高的现象 双耳效应：对声音定位，到达两耳声音的声级差、时间差不同 主观音：人耳中传输声音的机构具有非线性产生失真，形成高次谐波 哈斯效应（Hass）：听觉的先入为主特性，是立体声系统定向的基础之一，又称为优先效应、延迟效应。 耳壳效应：耳壳各部分对声波产生的不同发射延迟作用 德 波埃效应：,第一章 声学基础,第一章 声学基础,1.6 立体声 概念： 立体声是由两个或两个以上传声器、传输通路及扬声器（或耳机）组成的系统。可使听声人感受到声源的方位，获得较好的立体感、临场感和真实感，

4、四面八方声音包围的感觉。 立体声的实现，主要是利用人的双耳听觉效应。 方位感、立体感、临场感、真实感 三维立体声场,第一章 声学基础,1.7 人耳对声源的定位 1、人耳对声源方位的判断，主要是基于两个因素： （1）声音到达两耳的时间差： （2）声音到达两耳的声级差（高频声定位）： 2、由此衍生出的两个因素： （1）声音的低频分量对双耳产生的相位差（低频声定位）： 时间差与声源方位角有关，相位差还与声源频率有关。 （2）人头对声音的高频分量造成遮蔽而产生的音色差： 声源偏离听声人正前方角度越大或频率越高，声级差越大。对300Hz以下的低频声定位较差。 3、人耳对前后、上下声源方位的判断,第一章

5、声学基础,1.8 德波埃实验 双扬声器听声实验，为双声道立体声系统的实现奠定了基础。 （1）无声级差、无时间差 两扬声器连线的中点处有一虚声源存在，只有一声像 （2）有声级差、无时间差 声像由中点偏移声级较大的扬声器，15dB，声像固定 （3）有时间差、无声级差 哈斯效应，由时间差决定，回声效应 （4）有时间差、有声级差 综合作用,第一章 声学基础,1.9 立体声的重放 1、立体声最佳听声位置 在以左右扬声器连线为底边的等边三角形顶点处 2、听声区域的扩大和声像的展宽 指向性扬声器 利用反射板 电路反相 3、听声房间 减少反射,第一章 声学基础,1.10 家庭影院多声道环绕立体声,1 模拟环绕

6、声（人造混响环绕声）：延时、混响 2 杜比环绕立体声：4声道立体声 3 杜比定向逻辑环绕声：定向逻辑 4 DSP技术（数码声场处理）数字信号处理技术 5 SRS环绕声 声音恢复系统，三维“3D”声场,第一章 声学基础,6 THX系统（Tomlinson Holman Experiment） 美国卢卡斯公司星球大战 特点：后级处理系统；一种六声道的电影伴音系统，具有正确的声场定位，频响宽，失真度小，对设备和播放环境有严格的要求。,第一章 声学基础,7 杜比AC-3数码环绕系统（Dolby Audio Code-3） 全数字化的六声道（5.1声道）系统，每一个声道都传送、处理音频信号，通过数字编码

7、技术，取得更宽的动态和频响范围，信噪比高，使音响具有影院的气势，满足多媒体数字信息交换的要求；,第一章 声学基础,8 DTS系统（Digital Theatre System） Terry Beard 斯皮尔伯格 特点：数字影院系统，是一种用于影院的六声道数字音频编码技术，性能同杜比AC-3系统，音频信号通过同步CD-ROM存放播出。数据流量大；编码丢失信号少；音质取样高。目前最好的5.1环绕声系统之一。,第一章 声学基础,9 SDDS影院系统（Sony Dynamic Digital Sound） 动态数字影院，7.1声道，音质好。,3D IMAX影院,YAMAHA YSP4100,第一章

8、声学基础,1.11 室内声学基础,1、室内声音的传播 （1）声音在室内传播：反射和吸收 （2）按声音到达的先后，可分为直达声、早期反射声、混响声 早期反射声可以给人亲切感和临场感，早期反射声与混响声相配合，使声音更丰满。 2、混响时间 （1）定义：当一个连续发声的声源，在达到稳态声场后突然停止发声，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（60dB）所经历的时间。一般居室的混响时间为0.6s。 （2）混响时间的长短是进行音质评价的重要指标之一。 混响时间短，有利于听声的清晰度，过短声音干涩，响度不足；混响时间长，有利于声音的丰满，过长声音分辨不清，降低了听声的清晰度。,赛宾定律,第一章 声