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音响技术中的定律、效应介绍
更新时间:2021-8-6 10:15:55 编辑:温情 DMJ 调整文字大小:【

1.频率(lv)域的主(zhu)观感觉

频(pin)率(lv)域中(zhong)最重要的(de)主观感觉(jue)(jue)是(shi)音(yin)调,像响度一(yi)样音(yin)调也是(shi)一(yi)种听觉(jue)(jue)的(de)主观心理量(liang),它是(shi)听觉(jue)(jue)判断声音(yin)调门高低的(de)属(shu)性。

心理学中的音调和音乐中音阶之间的区别是,前者是纯音的音调,而后者是音乐这类复合声音的音调。复合声音的音调不单纯是频率解析,也是听觉神经系统的作用,受到听音者听音经验和学习的影响。
  2.时间域的主观感觉

如果声音的时间长度超过大约300ms,那么声音的时间长度增减对听觉的阀值变化不起作用。对于音调的感受也与声音的时间长短有关。当声音持续的时间很短时,听不出音调来,只是听到“咔啦”一声。声音的持续时间加长,才能有音调的感受,只有声音持续数十毫秒以上时,感觉的音调才能稳定。
  时间域的另一个主观感觉特性是回声。
  3.空间域的主观感觉

人耳用双耳听音比用单耳听音具有明显的优势,其灵敏度高、听阀低、对声源具有方向感,而且有比较强的抗干扰能力。在立体声条件下,用扬声器和用立体声耳机听音获得的空间感是不相同的,前者听到的声音似乎位于周围环境中,而后者听到的声音位置在头的内部,为了区别这两种空间感,将前者称为定向,后者称为定位。
  4.听觉的韦伯定律

韦伯定律表明了人(ren)耳(er)听声(sheng)(sheng)音的主观感受量与客观刺激量的对数成(cheng)正比关系。当声(sheng)(sheng)音较小,增(zeng)(zeng)大声(sheng)(sheng)波(bo)振幅(fu)时,人(ren)耳(er)的主观感受音量增(zeng)(zeng)大量较大;当声(sheng)(sheng)音强度较大,增(zeng)(zeng)大相同的声(sheng)(sheng)波(bo)振幅(fu)时,人(ren)耳(er)主观感受音量的增(zeng)(zeng)大量较小。

根据人耳的上述(shu)听音(yin)特(te)性(xing),在(zai)设计音(yin)量控(kong)制(zhi)电(dian)路时(shi)要求(qiu)采用(yong)指数(shu)型电(dian)位(wei)器(qi)作为(wei)音(yin)量控(kong)制(zhi)器(qi),这样均匀旋转电(dian)位(wei)器(qi)转柄时(shi),音(yin)量是线性(xing)增大的。

5.听觉的欧姆定律(lv)

著名(ming)科学(xue)家欧姆发现(xian)了电学(xue)中(zhong)的(de)欧姆定(ding)律(lv),同时(shi)他还(hai)发现(xian)了人耳听(ting)觉上的(de)欧姆定(ding)律(lv),这一定(ding)律(lv)揭(jie)示:人耳的(de)听(ting)觉只(zhi)与声(sheng)(sheng)音(yin)(yin)中(zhong)各分音(yin)(yin)的(de)频率和强度(du)有关,而与各分音(yin)(yin)之(zhi)间的(de)相位无关。根据这一定(ding)律(lv),音(yin)(yin)响(xiang)系(xi)统(tong)中(zhong)的(de)记(ji)录、重(zhong)放等过程的(de)控制可以不去(qu)考虑复杂声(sheng)(sheng)音(yin)(yin)中(zhong)各分音(yin)(yin)的(de)相位关系(xi)。

人耳是一个频率分析器,可以将复音中的各谐音分开,人耳对频率的分辨灵敏度很高,在这一点上人耳比眼睛的分辨度高,人眼无法看出白光中的各种彩色光分量。
  6.掩蔽效应

环境中的(de)(de)其(qi)他声(sheng)(sheng)(sheng)音(yin)(yin)会使听音(yin)(yin)者(zhe)对某一(yi)个(ge)(ge)(ge)声(sheng)(sheng)(sheng)音(yin)(yin)的(de)(de)听力降低(di),这(zhei)称(cheng)之为掩(yan)(yan)(yan)蔽。当(dang)一(yi)个(ge)(ge)(ge)声(sheng)(sheng)(sheng)音(yin)(yin)的(de)(de)强度远比(bi)另(ling)一(yi)个(ge)(ge)(ge)声(sheng)(sheng)(sheng)音(yin)(yin)大,当(dang)大到一(yi)定程度而这(zhei)两(liang)个(ge)(ge)(ge)声(sheng)(sheng)(sheng)音(yin)(yin)同时(shi)存(cun)在时(shi),人们(men)只能听到响(xiang)的(de)(de)那个(ge)(ge)(ge)声(sheng)(sheng)(sheng)音(yin)(yin)存(cun)在,而觉察(cha)不到另(ling)一(yi)个(ge)(ge)(ge)声(sheng)(sheng)(sheng)音(yin)(yin)存(cun)在。掩(yan)(yan)(yan)蔽量与掩(yan)(yan)(yan)蔽声(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)声(sheng)(sheng)(sheng)压有关,掩(yan)(yan)(yan)蔽声(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)声(sheng)(sheng)(sheng)压级增加,掩(yan)(yan)(yan)蔽量随之增大。另(ling)外,低(di)频声(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)掩(yan)(yan)(yan)蔽范围(wei)大于高频声(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)掩(yan)(yan)(yan)蔽范围(wei)。

人(ren)耳的(de)这一听(ting)觉(jue)特性给设计降低噪(zao)声电路提供了重要(yao)启发。磁(ci)带(dai)放音(yin)中,有这样的(de)听(ting)音(yin)体会,当音(yin)乐节(jie)目在(zai)连(lian)续(xu)变化且(qie)声音(yin)较大(da)时(shi),我们不会听(ting)到磁(ci)带(dai)的(de)本底噪(zao)声,可当音(yin)乐节(jie)目结束(空(kong)白(bai)段磁(ci)带(dai))时(shi),便能感(gan)觉(jue)到磁(ci)带(dai)的(de)“咝……”噪(zao)声存在(zai)。

为了降低噪声对节目声音的影响,提出了信噪比(SN)的概念,即要求信号强度比噪声强度足够的大,这样听音便不会觉得有噪声的存在。一些降噪系统就是利用掩蔽效应的原理设计而成的。
  7.双耳效应

双耳效应的基本原理是这样:如果声音来自听音者的正前方,此时由于声源到左、右耳的距离相等,从而声波到达左、右耳的时间差(相位差)、音色差为零,此时感受出声音来自听音者的正前方,而不是偏向某一侧。声音强弱不同时,可感受出声源与听音者之间的距离。
  8.哈斯效应

哈斯(si)的试验证(zheng)明(ming):在两个声源(yuan)同(tong)时(shi)了(le)声时(shi),根据一(yi)个声源(yuan)与(yu)另一(yi)个声源(yuan)的延时(shi)量不(bu)同(tong)时(shi),双耳听音的感受是不(bu)同(tong)的,可(ke)以分(fen)成以下三(san)种情况来说明(ming):

(1)两个声(sheng)源(yuan)(yuan)中一个声(sheng)源(yuan)(yuan)与另一个声(sheng)源(yuan)(yuan)的(de)延(yan)时量在(zai)5~35mS以内时,就(jiu)好像两个声(sheng)源(yuan)(yuan)合(he)二为一,听音者(zhe)只能感觉到(dao)超前一个声(sheng)源(yuan)(yuan)的(de)存(cun)(cun)在(zai)和(he)方向,感觉不(bu)到(dao)另一个声(sheng)源(yuan)(yuan)的(de)存(cun)(cun)在(zai)。

(1)若一个(ge)声(sheng)源(yuan)(yuan)延时(shi)另一个(ge)声(sheng)源(yuan)(yuan)30~50mS,已能感(gan)觉到(dao)两个(ge)声(sheng)源(yuan)(yuan)的存在,但(dan)方向仍由前(qian)导(dao)所(suo)定(ding)。

(3)若一(yi)个(ge)(ge)声(sheng)(sheng)(sheng)源(yuan)(yuan)延(yan)时(shi)量大于另一(yi)个(ge)(ge)声(sheng)(sheng)(sheng)源(yuan)(yuan)为50mS时(shi),则能感(gan)觉(jue)到两个(ge)(ge)声(sheng)(sheng)(sheng)源(yuan)(yuan)的(de)同(tong)时(shi)存在,方向由各(ge)个(ge)(ge)声(sheng)(sheng)(sheng)源(yuan)(yuan)来(lai)确定,滞(zhi)后声(sheng)(sheng)(sheng)为清晰(xi)的(de)回声(sheng)(sheng)(sheng)。

哈斯效应是立体声系统定向的基础之一。
  9.德·波埃效应

德(de)·波埃效应(ying)是立(li)体声系统定向的(de)另(ling)一基础。德(de)·波埃效应(ying)的(de)实验是:放置左、右(you)声道(dao)两只(zhi)(zhi)音(yin)箱,听音(yin)者(zhe)在两只(zhi)(zhi)音(yin)箱对称线上听音(yin),给两只(zhi)(zhi)音(yin)箱馈(kui)入不同(tong)的(de)信号,可以(yi)得(de)到以(yi)下几个(ge)定论:

(1)如果给两只音箱馈入相同(tong)的(de)(de)信号(hao),即强(qiang)度级差ΔL=0,时(shi)间差Δt=0,此时(shi)只感(gan)觉到一个声音,且来自两只音箱的(de)(de)对称线(xian)上。

(2)如果(guo)两只(zhi)音(yin)(yin)箱的(de)强度(du)级差ΔL不为0,此时听音(yin)(yin)感觉声音(yin)(yin)偏向(xiang)较响的(de)一只(zhi)音(yin)(yin)箱,如果(guo)强度(du)级差ΔL大于等于15dB,此时感觉声音(yin)(yin)完(wan)全来自较响的(de)那一只(zhi)音(yin)(yin)箱。

(3)如果强度级差ΔL=0,但两只音箱的时间差Δt不为0,此时感觉声音向先到达的那只音箱方向移动。如果时间差Δt大于等于3ms时,感觉声音完全来自先到达的那只音箱方向。
  10.劳氏效应

劳氏效应是一种立体声范围的心理声学效应。劳氏效应揭示:如果将延迟后的信号再反相叠加在直达信号上,会产生一种明显的空间感,声音好像来自四面八方,听音者仿佛置身于乐队之中。
  11.匙孔效应

单声道录放系统使用一只话筒录音,信号录在一条轨迹上,放音时使用一路放大器和一只扬声器,所以重放的声源是一个点声源,如同听音者通过门上的匙孔聆听室内的交响乐,这便是所谓的匙孔效应。
  12.浴室效应

身临浴室时有一个切身感受,浴室内发出的声音,混响时间过长且过量,这种现象在电声技术的音质描述中称为浴室效应。当低、中频某段夸张,有共振、频率响应不平坦、300Hz提升过量时,会出现浴室效应。
  13.多普勒效应

多普勒效应揭示移动声音的有关听音特性:当声源与听音者之间存在相对运动时,会感觉某一频率所确定的声音其音调发生了改变,当声源向听音者接近时是频率稍高的音调,当声源离去时是频率稍降低的音调。这一频率的变化量称为多普勒频移。移近的声源在距听音者同样距离时比不移动时产生的强度大,而移开的声源产生的强度要小些,通常声源向移动方向集中。
  14.李开试验

李(li)开(kai)试验证明:两个(ge)声(sheng)源的相(xiang)位相(xiang)反时,声(sheng)像可以超(chao)出(chu)两个(ge)声(sheng)源以外,甚至跳到听音身后。

李开试验还提示,只要适当控制两声源(yuan)(左(zuo)、右声道(dao)扬(yang)声器)的强度(du)、相位(wei),就(jiu)可以获得(de)一个范围广阔(角度(du)、深(shen)度(du))的声像(xiang)移动场。

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