《声学基础》PPT课件.ppt

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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超低音，50

2、-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调的两个声音的主观

3、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，四面八方声音包围的感觉。

4、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 声学基础,1.8 德波埃实验双扬声器听声实验，

5、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

6、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

7、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 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

8、（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 声学基础,3、吸声、吸声材料（1）吸声系数（2）吸声材料：多孔型：吸声频率特性为低声频小，高声频大；板（膜）振动型：吸声频率特性为在低声频段的共振频率形成峰值，一般吸声系数不大 共鸣型：吸声频率特性为在共鸣频率吸声系数很大4、隔声、隔振、扩散,