声学基础知识学习培训使用ppt课件.ppt

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1、声学基础知识培训-----徐向巍目录第一章：声学基础知识1.1声音信号的特性1.2信号频谱1.3声音的速度、波长、频率1.4声音的绕射和折射1.5自由声场的声音传播1.6声压级的叠加1.7线声源和面声源1.8声源的指向性和接受1.9室内声场的增长和衰减1.10混响时间1.11室内声场的分布1.12延时声波的合成1.13本地噪声第二章：听觉生理学和生理学2.1听觉生理学2.2心理声学第三章：音质评价3.1声音的客观测量3.2音质的主观评价声学基础知识1.1声音是如何产生？振动的物体能使邻近的空气分子振动，这些分子又引起它们邻近的空气分子振动，从而产生声音，声音以声

2、波的形式传递，这种传递过程叫声辐射。由于分子振动产生的声波的方向与波传递的方向相同，所以是一种纵波。声音必须在介质中传播，无论是固体、液体还是气体，都可以作为介质。声音的产生和传播在空气中，声源的振动引起空气质点间压力的变化，密集（正压）稀疏（负压）交替变化传播开去，形成波动即声波。声学基础知识1.2、声音信号的特性：语音和音乐都是由不规则的随机信号组成，有基频信号和各种谐波（泛音）组成，-注意要声音的“完美还原”。因此要注意声音的三大特性指标：、一、平均频谱特性（频率响应特性）二、平均声压级三、声音的动态范围人声信号：语音、演唱、声压级和动态范围人声是一种典型

3、的随机过程，它还与生理特点、情绪和语言内容等因素有关音乐信号：它的频带比较宽，基频频率为27.5~4136Hz,动态范围30～60dB.注：男低音基频82～294Hz女中音基频196～698Hz男中音基频110~392Hz女高音基频262～1047Hz男高音基频147~523Hz语言和音乐声学特性表序号名成基频频率／Hz频率范围／Hz声功率／mW声压级／dB动态范围／dB１语言130~350130~4000正常说话10-3;大声说话1距离１米处的声压级65~6915~20２演唱80~110080~800030~40３乐器16~400030~`16000单乐器0.

4、01~10030~50４交响乐能量集中范围30~2000010W15~18件乐器乐队演出离乐队10米处的平均声压级为95~105;40~60大型交响乐100５听觉20~20000痛阈值１w/m2痛阈值120120６HiFi系统40~2000050~55７数字音频系统20~2000070~90声学基础知识复杂信号波形的频谱1-人声、乐器声和自然界中各种的声音都不是单一的纯音，它是由很多不同能量的谐波所组成，音色主要就是这些不同数量，不同强度，分布不同和相位不同的复合频率组成的产物。2-白噪声：白噪声特性是在频响特性范围内，每个频谱的能力相等。3-红噪声：每个倍频程

5、的频谱能量相等。声音的速度、波长和频率ν=(331.4+0.607T)T=摄氏度，单位为℃摄氏度为21℃是为344m/s波长λ=v/fv=声音的速度，f=频率例如在21℃，空气中不同频率信号的波长不同10KHz信号波长v=（344/10000)m=34.4mm20Hz信号ν=20Hz信号波长（344/20)m=17.2m20KHz信号ν=20KHz信号波长（344/20000)m=17.2mm声音的绕射、折射、反射波的传播波阵面：声波从声源发出，在某一介质内按同一方向传播，在某一时间到达空间各点的包络面称为波阵面。球面波：点声源发出的波，声线与波阵面垂直。如人、

6、乐器。平面波：波阵面为平面的波，声源互相平行，如线声源，多个点声源叠排。声波在传播过程中遇到障碍或孔洞时将发生绕射。绕射的情况与声波的波长和障碍物（或孔）的尺寸有关。声波的绕射当声波遇到一块尺寸比波长大得多的障碍时，声波将被反射。类似于光在镜子上的反射。声波的反射反射的规则：1）入射线、反射线法线在同一侧。2）入射线和反射线分别在法线两侧。3）入射角等于反射角。Li=L声波的反射室内声音反射的几种情况当障碍物的尺寸与声波相当时，将不会形成定向反射，而以障碍物为一子波源，形成散射。散射声波的透射与吸收声波具有能量，简称声能。当声波碰到室内某一界面后（如天花、墙）

7、，一部分声能被反射，一部分被吸收（主要是转化成热能），一部分穿透到另一空间。透射系数：反射系数：吸声系数：不同材料，不同的构造对声音具有不同的性能。在隔声中希望用透射系数小的材料防止噪声。在音质设计中需要选择吸声材料，控制室内声场。平方反比定律声压级差=10lg(d1/d2)2=20lg(d1/d2)d1、d2-均为离开声源的距离，单位为m.声音每增加一倍声音增加6dB指向性指标DI指向性指数DI是说明扬声器指向特性的一个重要参数，它表明一个有方向性的声源与一个无方向性的声源之间在同样的辐射距离上，方向性声源比无方向性声源增加的声压级大小。指向性因子Q,他是两个

8、声强的比值。Q=10DI