第一章声音的基本性质
一、声音的产生与传播
声音是人耳通过听觉神经对空气振动的主观感受。
声音产生于物体的振动，例如扬声器的纸盆、拨动的琴弦等等。这些振动的物体称之为声源。声源发声后，必须经过一定的介质才能向外传播。这种介质可以是气体，也可以是液体和固体。在受到声源振动的干扰后，介质的分子也随之发生振动，从而使能量向外传播。但必须指出，介质的分子只是在其未被扰动前的平衡位置附近作来回振动，并没有随声波一起向外移动。介质分子的振动传到人耳时，将引起人耳耳膜的振动，最终通过听觉神经而产生声音的感觉。例如，扬声器的纸盆，当音圈通过交变电流时就会产生振动。这种振动引起邻近空气质点疏密状态的变化，又随即沿着介质依次传向较远的质点，最终到达接收者。可以看出，在声波的传播过程中，空气质点的振动方向与波的传播方向相平行，所以声波是纵波。
扬声器纸盒就相当于上图中的活塞。
在空气中，声音就是振动在空气中的传播，我们称这为声波。声波可以在气体、固体、液体中传播，但不能在真空中传播。
二、声波的频率、波长与速度
当声波通过弹性介质传播时，介质质点在其平衡位置附近作来回振动。
质点完成一次完全振动所经历的时间称为周期，记为T，单位是秒(s)。质点在1秒内完成完全振动的次数称为频率，记作f，单位为赫兹(Hz)，它是周期的倒数，即：
f=1/T
介质质点振动的频率即声源振动的频率。频率决定了声音的音调。高频声音是高音调，低频声音是低音调。人耳能够听到的声波的频率范围约在20—20000Hz之间。低于20Hz的声波称为次声波，高于20000Hz的称为超声波。次声波与超声波都不能使人产生听感觉。
声波在其传播途径上，相邻两个同相位质点之间的距离称为波长，记为λ，单位是米(m)。或者说，波长是声波在每一次完全振动周期中所传播的距离。
声波在弹性介质中传播的速度称为声速，记为v，单位是米/秒(m/s)。声速不是介质质点振动的速度，而是质点振动状态的传播速度。它的大小与质点振动的特性无关，而与介质的弹性、密度以及温度有关。20度的空气中声速为344米/秒。
频率、波长、周期和声速有如下关系：
c=fλ 或c=λ/T
声学测量中常常在某一频率区间取特定值进行测量。这个频率区间称之为频带（Frequency band）。由上限频率f2 和下限频率f1 规定宽带。f1、f2 间隔可以用频率比或以2为底的对数表示，称为频程。关系式： f2=2^n f1
当n=1时，称为1/1倍频程(Octave)，即每个频带是上限频率为下限频率两倍的频带宽度，即f2=2f1。
当n=1/3时，称为1/3倍频程，即每个频带是上限频率为下限频率1.2 6倍的频带宽度，即f2=1.26 f1。
为了某种特殊的需要，更窄的频带有1/10倍频程、1/12倍频程、1/15倍频程、1/30倍频程等等。
1/1倍频程对应于音乐上的一个八度。
在房屋建筑中，频率为100-10000Hz的声音很重要。它们的波长范围相当于3.4-0．034m。这个波长范围与建筑内部的一些部件尺度相近，故在处理一些建筑声学问题时，对这一xxx的声波尤其要引起重视。
三、声功率级、声强级和声压级
声功率级：
声功率是指声源在单位时间内向外辐射的声能，用W表示，单位为瓦(W)或微瓦(uW)。为了计算方便，通常用一个声功率基准量10-12W作参考量，把声功率与之相比取常用对数，乘以10，称为声功率级，即
Lw=10lg(W/Wo)
这里Lw为声功率级(dB)，W为声功率，Wo为基准声功率。
声强级：
单位时间内通过垂直于声传播方向的面积S (m2)的平均声能量称为平均声能量流或平均声能通量。单位面积上的平均声能通量就称为声强，记为I (W/m2)。为了计算方便，通常用一个声强基准量值10-12W/m2作参考量，把声强与之相比取常用对数，乘以20，称为声强级，即
Li=10lg(I/Io)
这里Li为声强级(dB)，I为声强(W/m2)，Io为基准声强。
声压级(SPL)：
声波在媒介中传播时，媒介某点由于受声波扰动后压强超过原先静压力的值，取均方根后的值称为声压。人耳在最低闻阀到痛阀之间相差100万倍，为了计量方便，把声压基准值20×10^-6 (N/m^2)作参考量，把声压与之相比取常用对数，乘以20，称为声压级，即
Lp=20lo(P/Po)
这里Lp为声压级(dB)，P为声压(N/m2或Pa)，Po为基准声压。
四、声波的反射、扩散、衍射与干涉
1．声波的镜像反射
声波在前进过程中，如果遇到尺寸大于波长的界面，则声波将被反射。入射角等于反射角。反射的声能与界面的吸声系数有关。
2．声波的扩散反射
声波在传播的过程中，如果遇到一些凸形的界面，就会被分解成许多较小的反射声波，并且使传播的立体角扩大，这种现象称之为扩散反射。适当的声波扩散反射，可以促进声音分布均匀，并可防止一些声学缺陷的出现。
从上图中可看出，要设计一个好的扩散体必须要考虑它的大小和密度。
3、声波的衍射
当声波波长小于等于障碍物的尺寸时，会绕过去，称为衍射。
4、声波的干涉
频率相同的声波相遇后会产生干涉现象，相位相同的声波叠加后，幅度倍增，相位相反则抵消。声波干涉的结果造成频率响应特性出现峰和谷的波动，其形状象“梳子”，因此又称为梳状滤波器特性(效应)。直达声和反射声来自同一声源，因而频率相同，由于经过的路径长短不同，就会产生相位差，从而会产生干涉现象。
五、声波的吸收与透射
当声波从一种介质传递到另一种介质时，声能的一部分被反射；一部分透过物体继续传播，称为透射；另一部分由于物体的振动或声音在物体内部传播时介质的磨擦或热传导而被损耗，称为材料的吸收。
透射声能与入射声能之比称为透射系数τ。
反射声能与入射声能之比称为反射系数γ。
通常将τ值小的材料用作隔声材料，将γ 值小的材料用作吸声材料。
定义吸声系数α=1-γ。
α=0，入射声能全部被反射；α=1时，入射声能全部被吸收。敝开的窗户吸声系数为1。
吸声系数的大小与频率相关，通常我们所说的吸声系数是平均吸声系数。
第二章室内声场
一、自由声场与室外声场
传播声波的空间称为声场，声场分自由声场、扩散声场(混响声场)和半自由声场。
所谓自由声场，即在声波传播的空间中无反射面，声源在该声场中发声，在声场中的任一点只有直达声，无反射声。消声室就是人造的自由声场。电声设备的都要在消声室中进行。
在室外，某点声源发出的球面声波，其波阵面连续向外扩张，随着声波与声源距离的增加，声能迅速衰减。当点声源向没有反射面的自由空间辐射声能时，声波以球面波的形式辐射。这时，任何一点上的声强遵循与距离平方成反比的定律。如果用声压级表示，则距离增加一倍，声压级衰减6dB。
二、室内声场
在室内，声波在封闭空间中的传播及其特性比在露天场合要复杂得多。这时，声波将受到封闭空间各个界面，如顶棚、地面、墙壁等的反射、吸收与透射。室内声场因而存在着许多与自由声场不同的声学问题。研究室内声场，对室内音质设计和噪声控制具有重要的意义。
室内声场的特点
(1)声波在各个界面引起一系列的反射，吸收与透射；
(2)与自由声场有不同的音质；
(3)由于房间的共振可能引起某些频率的声音被加强或减弱；
(4)声能的空间分布发生了变化。
三、房间共振(驻波)
当声波在两面平等的墙之间传播时，如果墙面之间的距离等于半波长的整数倍时，就会产生驻波。房间中的低频驻波也称为房间模式(Room Mode)。
在一房间中，空气振动的共振频率主要由房间的大小来决定。而房间内所
激发的共振频率的分布则决定于房间的比例。共振频率的计算很复杂，一般都用软件来计算。
消除驻波的最佳方法是改变房间的形状，使墙面不平行，或将墙成做成弧形。
四、混响与回声
混响是室内的声学现象。声音由声源发出后，在空气中传播，传播过程中在房间的界面上产生反射、吸收、扩散、透射、干涉和衍射等波动作用，形成复杂的室内声场，使人产生混响感。声源停止发声后，室内声场会持续一段时间。
混响是室内声反射和声扩散共同作用的结果。同样是源于反射，但由于人耳的听闻特性，混响和回声有明显的不同。
声源的直达声和近次反射声相继到达人耳，延迟时间小于30ms时，一般人耳不能区分出来，仅能觉察到音色和响度的变化，人们感觉到混响。但当两个相继到达的声音时差超过50ms时（相当于直达声与反射声之间的声程差大于17m），人耳能分辩出来自不同方向的两个独立的声音，这时有可能出现回声。回声的感觉会妨碍音乐和语言的清晰度（可懂度），要避免。
五、混响时间
当室内声场达到稳态，声源停止发声后，声压级降低60dB所需要的时间称为混响时间，记作T60或RT，单位是秒（s）。
混响时间是目前音质设计中能定量估算的重要评价指标。它直接影响厅堂音质的效果。房间的混响长短是由它的吸音量和体积大小所决定的，体积大且吸音量小的房间，混响时间长，吸音量大且体积小的房间，混响时间就短。混响时间过短，声音发干，枯燥无味，不亲切自然；混响时间过长，会使声音含混不清；合适时声音圆润动听。
Sabine公式，适用于α小于0.2的较活跃的房间：
式中：V为房间容积，单位为m^3(立方米）；S为房间表面积的总和，单位为m^2(平方米）；α为房间表面积的平均吸声系数，百分率；Sα的单位为m^2 (平方米）。K为与湿度有关的常数，一般取K=0.161s/m。
Eyring公式，适用于α大于0.2的建声条件良好的房间：
式中4mV为空气系数系数值，m为空气吸声系数，（它不但与频率有关，还与温度和温度有关）。其它与上式一样。
混响时间的大小与频率相关，低频、中频、高频的混响时间是不一样的。一般所说的混响时间都是指平均混响时间。
六、临界距离(Critical Distance)
就是在声源轴线方向上，直达声与混响声声能相等处的距离。临界距离在全频带内是不同的。回声越强的房间临界距离越近，吸音越强的房间，临界距离越远。(临界距离在全频带内是不同的)。
好的声学设计，临界距离要离声源尽可能远，结果在全频带内混响最小最平坦。直达声从扬声器系统开始递补减，是距离的函数(平方反比定律)，但混响恒定地散布房间（新的声音不断从扬声器发出，混响不断建立，直到新的声音与被吸收的声音相等，因此混响保持恒定。）两曲线的交点就是临界距离。
最佳听音区一定位于临界距离内，因为临界距离是以直达声为主，清晰度和声像定位最好。
房间无吸声时的临界距离距声源很近，这种房间只适合近声场听音。
在吸声的房间中，临界距离被推向后墙，使最佳听音区变宽。上图中，附加的好处是漏到室外的声压降低了20dB，降低了对隔音的要求。
当混响声比直达声大12db 以上，声音清晰度将全部失去。
寻找临界距离的最简单方法为：用音响系统播放压缩的流行音乐，开始用一个音箱(左或右)，在房间里来回地走，很容易就能找到临界距离。用另一个音箱重复一遍，再同时用两个音箱重复一遍。与声学测量相比较，你会对人耳的精确性感到惊讶。
? 混响越强的房间临界距离越近。
? 吸声越强的房间临界距离越远。
? 近声场或直达声场在临界距离内。
? 远声场或反射声场（混响）在临界距离外。
第三章听音室的基本要求
听音室的设计要遵循一些基本的原则：
一、选择合适的房间比例、或使墙面不平行、或增加扩散，避免或减轻驻波的影响。
二、混响时间合适，使临界距离尽可能远。
三、吸收一次反射声，减轻一次反射声对直达声的干涉。
四、尽量吸声，如不能使吸声达到要求，则尽量对反射声进行扩散，使声场尽量均匀。
一个简单的声学处理实例如下：
音箱的摆位与声学
很多烧友都废尽心思反复调整自己音箱的摆位，以期得到最佳的重放效果。有时效果很好，有时没有效果，有时甚至适得其反。那么，这里面究竟包含着哪些声学道理呢，今天就想与大家探讨探讨。
这是声音二次反射的结果，在没有进行有效的声学治理前，二次反射的影响是不可避免的，调整音箱的摆位就是让它的影响尽可能小。
一、调整音箱离侧墙的距离
调整音箱离侧墙的距离，就是改变一次声（直达声）与二次声之间的时间差（相位差）。于是，在听音位，一、二次声相互干涉的情况就会发生改变，使频响曲线峰谷位置发生变化。这主要影响中、高频，通过调整，可使左右声道频响曲线尽可能接近，结果是声像定位更稳定、准确。这个距离是以厘米计的。
二、调整音箱与前墙的距离
对于低音重放，有许多似是而非的观点，让人无所适从。我们还是从声学上来探究一下吧。低音波长很长，无方向性，低频声音的干涉就在所难免，有专家就提出了低频凹陷的问题，使我们茅塞顿开。
而真力（Genelec）公司对些作了详细的分析，并给出了详细的计算公式，国内也有人进行了实测，证明情况确实如此。
Genelec：我为什么得不到足够的低音（E文）
因此，为避免低频凹陷，必须使音箱离墙保护必须的距离。
根据上面中表格，可找出要获得的最低频率所需最小离墙距离。
详细请参见科学认识扬声器箱摆位和听感的关系
有此可见，调整音箱离前墙的距离，就是调整低音的响应，而这个距离是比较大的，一厘米一厘米调整是白费劲。
如果你的听音室太小，而你又想获得很低的低音，那就只有一个办法，就是将音箱嵌入墙，使墙壁成为音箱障板的一部分，近似为无限障板，获得最佳低音重放。参见一间极具吸引力的听音室
理想是音箱摆位是这样嘀：图中右半部分
澳洲的Hi-End厂商Lenard Audio最顶级的Opals系列就是要塞入墙角的。
1、直射式全频音箱尽量避免界面反射 直射式音箱是声音直接向外辐射的音箱，从理论上讲，它是一种扬声器直接与空气耦合音箱;从外观上看，它是一种扬声器喇叭口直接向外设置的音箱。这种音箱主要依靠声波的辐射特性，使扬声器直接向空间发送声能。在一般情况下，直射式音箱的低音辐射角度比高音辐射角度大，如果将音箱直接放在地面上，低音打到地上被反射后，传给听音者，而此时，由于音箱发出的直达声所走过的距离短于反射声所走过的距离，音箱低音的直达声先期到达人耳，反射声随后到达人耳，会出现低音“先来后到”的现象，导致低音重影。大家知道，低音成分的多寡对于声音的清晰度和可懂度的影响很大，而且低音本身就有浑浊之感，如果低音出现了重影，就会使声音听起来更加浑浊。 直射式音箱最好不要直接放在地面上，或位于紧靠墙角的位置，否则听音区听到的低音会被加重，并有含混不清之感。如果房间的地面采用对声音强反射的硬质光滑材料，那么低音浑浊现象会越发严重。 在实践中，可能会发现这种情况，在距离不高的房间中，用直射声音箱(尤其是全频直射式音箱)放音，经常会出现低音听起来浑浊的现象，而这种低音浑浊现象是用均衡器衰减声音中的低音成分所不可能解决的，声音中没有低音则已，一有低音声音声音就浑浊，其主要原因就是低音的反射声成分太多，低音存在 严重的重影现象。 为了充分减少低音反射的不良影响，在摆放直射式音箱时要采取以下两种措施之一：一是不要将音箱直接放在地面或位于紧靠墙角的位置，最好用金属架将音箱垫高40cm以上，摆放距侧墙大于40cm，距后墙大于20cm以上的位置，由于音箱距离反射界面较远，因此低音反射声被明显减少。 二是如果音箱前方地面为强反射材料(硬质光滑材料，如大理石地面)，将音箱直接放在地面时，也可以采取在音箱前铺吸音地毯的方法来吸收低音的反射声，但低音不可能被充分吸收，还存在少量的反射。 2、气流式低音音箱可以利用地面反射 气流式音箱是扬声器的声音不直接向外辐射的音箱，按照专业术语说，它是一种扬声器振膜(纸盘)不直接与空气耦合的音箱。在专业音响领域，气流式音箱一般为低音音箱。现代的气流式低音音箱采用了先进的空气动力学原理，利用只有低音才可能产生的大幅度振膜振动，实现强烈的空气气流变化，借助这种气流变化来加强低音的传播。气流式低音音箱不仅由于空气动力学特性使得低音传得更远，还由于其优异 的额声学特性式得低音更加丰厚动听。 气流式低音音箱从外观上能够很容易地被辨认出来，它是一种低音扬声器背面向外、正面向内(反扣)或不能直接看到低音扬声器正面的音箱，目前最常见的是扬声器内藏式低音音箱和扬声器反扣式低音音箱两种。它们主要依靠声音传播的气流特性，向空间连续不断地送出一个个低音气流团，借助于气流团来传播声波，而不是靠简单的波辐射特性向空气发送声能，低音可以传得更远。 气流式低音音箱在摆放和安装方面相对来说比较自由，即可以吊挂在空气，也可以直接放在地面上。 但一般地讲，将气流式低音音箱放在地面上效果会更佳，这是因为，气流式低音音箱采用气流传播的方式，故其低音带有一定的指向性，即使存在声辐射现象，但声辐射所占比例也很小，故达到反射界面后的反射声含量也很小，低音反射音量适度。低音音箱直接放在地面上，可以充分发挥地面的作用，相当于把地面作为低音号角的延伸，如此大的低音号角使得音箱的低音下限频率声音的声阻更加匹配，低音听起 来越发厚实、丰满。 3、听音区域要充分获得音箱的直达声 直达声是从音箱发出直接到达听音者的声音，其主要特点是音色纯正，即音箱发出的是什么样的声音，听音者听到的几乎就是什么样的声音。直达声没有经过房间的墙面、地面和顶面的反射，不存在由于室内装饰材料对声音反射后产生的声缺陷，它也不受室内声学环境的影响，所以音质有保证，声音保真度高。现代室内声学设计中有一个很重要的原则就是听音区域充分利用从音箱发出的直达声，尽量控制反射声。 就一个房间而言，判定听音区域是否能获得所有音箱发出的直达声的方法很简单，一般采用视觉法即可。在听音区域如果听音者能够看到所有音箱的整体，且位于所有音箱共同交叉辐射的区域就可以获得音
2 声学基础及其原理[13] 在我们的生活环境中会遇到声强从弱到强范围很宽的各种声音[5]。如此广阔范围的能量变化直接使用声功率和声压的数值很不方便，而用对数标度以突出其数量级的变化则相对明了些；另一方面人耳对声音的接收，并不是正比与强度的变化值，而更近于正比与其对数值，由于这两个原因，在声学中普遍使用对数标度来度量声压、声强、声功率，分别称为声压级、声强级和声功率级，单位用分贝（dB ）来表示[1]。 2.1声压级 将待测声压的有效值P e 与参考声压P o 的比值取以10为底数的常用对数，再乘以20。即： L p =20lg o e P P （dB ） （2.1） 在空气中，参考声压P 0规定为2?10-5帕，这个数值是正常人耳对1000Hz 声音刚能够觉察到的最低声压值。式（2.1）也可以写为： L p =20lgp+94 （dB ） （2.2） 式中p 是指声压的有效值P e ，由于声学中所指的声压一般都是指其有效值，所以都用p 来表示声压有效值P e 。 人耳的感觉特性，从可听域的2?10-5帕的声压到痛域的20帕，两者相差100万倍，而用声压级表示则变化为0-120分贝的范围，使声音的量度大为简明。 2.2 声强级： 为待测声强I 与参考声强I 0的比值取以常用对数再乘以10，即： L I =10lg 0 I I （dB ） （2.3） 在空气中，参考声强I 0取以10-12W/m 2这样公式可以写为：
L I =10lg I+120 （dB ） （2.4） 2.3声功率 可以用“级”来表示，即声功率L W ，为： L W =10lg 0 W W （dB ） （2.5） 这里W 是指声功率的平均值W ，对于空气媒质参考声功率W 0=10-12W ，这样式子可以写为： L W =10lg W +120 （dB ） （2.6） 由声强与声功率的关系I=W/S ，S 为垂直声传播方向的面积，以及空气中 声强级近似的等于声压级，可得： L p =L I =10lg ????? ??01I S W =10lg ????????S I W W W 1000 （2.7） 将W 0=10-12W ，I 0=10-12W/m 2代入，可得： S L L L W I p lg 10-== （dB ） （2.8） 这就是空气中声强级、声压级与声功率级之间的关系，但应用条件必须是自由声场，即除了有源发声外，其它声源的声音和反射声的影响均可以忽略。在自由场和半自由场测量机器噪声声功率的方法的原理就是如此。 声压级、声强级、声功率级的定义中，在后两者对数前面都好似乘以常数10，而声压级对数前面乘以常数为20，这是因为声能量正比于声强和声功率的一次方，而对声压是平方的关系。如声压增加一倍，声压级和声强级增加6分贝，而声强增加一倍，声压级和声强级增加3分贝[5]。 对于一定的声源，其声功率级是不变的，而声压级和声强级都是随着测点的不同而变化的。 专门的研究表明，人耳对于不同频率的声音的主观感觉是不一样的，人耳对于声的响应不单纯是物理上的问题了。为了使人耳对频率的响应与客观声压级联系起来，采用响度级来定量的描述这种关系，它是以1000Hz 纯音作为基准，对听觉正常的人进行大量比较试听的方法来定出声音的响度级的，
随着社会影音娱乐需求的日益增长，人们对音响系统的“听感”提出了更高的要求。普通消费者往往通过更换、升级音箱来达到提高“听感”的目的。特别是对于一些音箱发烧友来说，他们动辄投入上千上万的资金到音响系统中，以提高系统音质。然而，正当人们把心思放在花更多的钱买更好的音箱时，而忽视的音箱的摆放问题。 音箱摆放位置的不同，将会直接影响到声音的平衡性、声场的深度和环绕声效以及重低音的效果等。正确而有效的摆放方法，有助于优化音箱的声音效果，不花一分钱就达到“升级”音箱的目的。 1、音箱的正确摆放 根据房间声学环境（如房间的大小、房间的封闭性及装饰）的不同，音箱的摆放方法也会有所差异，所以，你可以尝试音箱系统的各种不同的摆放方法，直到你感觉已获得最佳音效为止。 从目前音箱的声道结构来看，大致有2.0书架式双声道和2.1、4.1、5.1、7.1等X.1声道音箱，它们各自对应的音箱数目也就有2、3、5、6、8个之分。这样，如何正确地摆放它们、使之按照你的愿望发出“天籁之音”，就不是一件简单甚至可以忽视的事情了。尤其是多声道音箱系统，它最主要的目的就是为了建立一个声音定位准确且完整的音场，这对于PC影院更是一项基本的要求，而要达到目的就有赖于音箱的正确摆放。
对于音箱的摆放方法，目前也是多种多样的。比如有杜比实验室推荐的“专业”摆法，有常见的七种典型居室空间摆法，即所谓的轴线内侧法、正三角形法、三一七比例法、三三一比例法、长后墙摆法、贴墙摆法和菱形摆法等。下面我就按照目前音箱的声道结构类型，结合这些常见的音箱摆放方法进行通俗的阐述。 （1）书架式2．0音箱的基本摆放 最典型的就是“正三角形法”，这种摆法要求将一对音箱面向聆听者一字排开，摆放在显示器两侧，两音箱之间的距离应当在1.5~2米为宜。注意音箱应与后墙、侧墙相隔一定距离（20~50厘米以上），因为一般的2.0音箱的倒相孔都是后置的，如果音箱紧靠着后墙，倒相孔中的声波不能完全放出，声场的效果就会大打折扣，有些音箱更是必须借助墙壁的反射、叠加、混音才会有较好的低音效果。音箱也不要离侧墙太近，以防侧墙体的反射作用改变了声波的传播方向与强度而影响音质。然后使音箱与聆听者构成一个45°角的正三角形，并尽量使三者在同一平面上，聆听者坐在所谓的“皇帝位”上，即可得到最佳听音位置和回放声效。除了角度不变外，这个正三角形可大可小。房间小、后级功率不大时正方形小些；房间大、后级功率大时正三角形就可扩大些。
一、 名词解释（3分×4＝12分） 自由振动――系统只在弹性力作用下的振动。 临界入射――入射角等于临界角时的声波斜入射。 声功率――单位时间内通过垂直于声传播方向的面积S 的平均声能量。 体应变――在外力作用下，介质体积的变化率。 二、 填空（1分×23＝23分） 1、 对于强迫振动系统而言，当外力频率__等于___系统固有频率时，系统的 振动速度出现__共振现象__。 2、自由振动系统的固有频率 。 3、由于阻尼力的作用，使得衰减振动系统的固有频率__低于__自由振动系统的固有频率。 4、声波在两种流体分界面上产生反射、折射时，应满足边界条件。即分界面两侧介质内声场的__声压_________、____质点振动速度____在分界面上____连续_______。 5、声波在两种流体分界面上产生反射、折射时，声功率的反射系数与折射系数之和___1_____。 6、声波在两种流体分界面上产生临界斜入射的条件是___入射波速度v1小于折射波速度v2__，临界入射角为___12arcsin()v v θ=___。 7、一维情况下理想流体媒质中的三个基本方程分别为__运动方程_、 ____连续性方程__、____物态方程_____。 8、媒质的特性阻抗（即波阻抗）等于_媒质声波速度与媒质密度的乘积。 9、两个同相小球源的指向特性__sin(2)()2sin() k D k θ?=?__。 10、辐射声波波长为λ，间距为l 的n 个同相小球源组成的声柱的主声束的角宽度_2arcsin()nl λ θ=__。
11、均匀各向同性线弹性介质的正应力与正应变的关系___2ii ii T λθμε=+_；切应力与切应变的关系__jj jj T με=_。 12、根据质点振动特点，薄板中的兰姆波可分为___对称型_和____非对称型两类。 13、根据瑞利波和兰姆波的周期方程可知，瑞利波的速度与频率___无关__，是无频散波；而兰姆波相速度与频率___有关__，是__频散波_。 三、 判断并改错（2分×7＝14分） 1、 在无限大介质中传播的波称为瑞利波。错误 沿无限大自由表面传播的波称为瑞利波。 2、 当考虑弹簧质量时，自由振动系统的固有频率增大。错误 当考虑弹簧质量时，自由振动系统的固有频率降低。 3、 对于强迫振动系统而言，当外力频率等于系统固有频率时，系统的振 动位移出现共振现象。 错误 对于强迫振动系统而言，当外力频率等于系统固有频率时，系统的振 动速度出现共振现象。 4、 衰减振动的衰减系数δ与系统所受的阻力系数Rm 、振子质量Mm 成反 比。错误 衰减振动的衰减系数δ与系统所受的阻力系数成正比，与振子质量成反比。 5、 声场对小球源的反作用力与小球源的辐射阻抗、表面质点振动速度的 关系为 r r F Z u =- 正确 6、 声波在两种流体分界面上发生反射、折射时，声强的反射系数与折射 系数之和等于1。 错误 声波在两种流体分界面上发生反射、折射时，声功率的反射系数与折射系数之和等于1。 或 声波在两种流体分界面上发生反射、折射时，声强的反射系数与折射系数之和不一定等于1。
低音炮正确摆放 为什么要加个低音炮？是不是超低音单元越大越好？低频糊成一片怎么办？低音炮相位怎么调整？本着实用的目的，雷鲸电子通过专业角度，直接就朋友们疑惑或者遇到的问题来解读一番。 首先简单介绍一下低音炮，它是大家的一个俗称或者简称，严格讲应该是：重低音音箱。重低音其实是电子音乐里，低音音乐的一个叫法。这个词语第一次是被创新开发出来的，而“低音炮”这一个乡土化特色的词语则是由麦蓝（即现在的麦博）开创性地提出的。 就人耳可闻的音频分析而言，由重低音、低音、低中音、中音、中高音、高音、超高音等组成，有强化音节节奏的效果。 简单讲，低音是声音的基本框架，中音是声音的血肉，高音是声音的细节反映。重低音喇叭人耳的可闻是极其有限的，反而是人的其它感官会感受得到，这就是震撼的感觉！就音响与家庭影院反映的音频节目源的需要来说，重低音只是在特定的节目源存在并需要还原的，有它，可以使节目源的还原更加结实，无它，就给人缺乏力量、能量的感觉。比如，在电影院或者在现实中，我们能够感受得到飞机起飞时那种力量与能量的震撼，但是如果我们的家庭影院没有配置重低音喇叭音箱或者配置不合理，人们就无法感受这种震撼，但也仅此而已。 为了还原逼真的多声道音效，低音炮不可少 低音炮的主要作用是提高音质，能增加声音的低音质感，有效强化音节节奏的效果。有它，可以使节目源的还原更加结实，无它，就给人缺乏力量、能量的感觉。比如，在电影院或者在现实中，我们能够感受得到飞机起飞时那种力量
与能量的震撼，但是如果我们的家庭影院没有配置超重低音喇叭音箱或者配置不合理，人们就无法感受这种震撼，但也仅此而已。 低音炮主要分为两大类，它们是无源式(PASSIVE)及有源式(ACTIVE)两种。目前在市面上有很多三件头的带超低音音箱和两个小型主音箱的"3D"卫星系统(Subwoofer／Satellite System)，在这种系统中只用一个超低音箱，因此超低音是单声道(L+R)信号，在分音点以上才有立体声效果。 不要以超低音单元的大小判断低音炮的好差 许多用家认为，超低音喇叭上头所配备的单体尺寸一定是越大越好。其实这个问题牵扯到超低音本身的驱动功率、箱体的型式、单体的效率与瞬时表现等因素。大尺寸单体固然能够以更大的面积来推动空气，进而产生更具份量的低频，但大单体拥有远比小尺寸单体更重的音盆重量，想要将它推出更强的低频，在放大电路部份首先得具备更强的输出功率。 再者大尺寸单体的瞬时表现往往不比小口径单体，因此在低频传递时的速度感部份，与较小口径单体相比之下往往显得不够迅速，甚至会产生声音“拖尾”的现象。因此采用大尺寸单体的超低音多半只提供更大的低频份量，在速度感部份可就无法像小口径单体那样的轻盈敏捷。 依照这样的单体特性，曾经有厂商在一只音箱上头，利用多个小口径低音单体排列成与大口径单体相同甚至更大面积的超低音喇叭，借由小尺寸单体较好的控制力与瞬时表现，加上多个单体排列成与大单体相同的空气驱动面积，形成速度快、且能够产生与大口径单体相同能量的完美超低音喇叭。但这样的超低音喇叭在单体、箱体与AV功放等都得相当考究，先不管实际效果如何，光是在售价部份可能就无法让一般消费者所接受。
【最新整理，下载后即可编辑】 噪声产生原因 空气动力噪声 由气体振动而产生。气体的压力产生突变，会产生涡流扰动，从而引起噪声。如空气压缩机、电风扇的噪声。 机械噪声 由固体振动产生。金属板、齿轮、轴承等，在设备运行时受到撞击、摩擦及各种突变机械力的作用，会产生振动，再通过空气传播，形成噪声。 液体流动噪声 液体流动过程中，由于液体内部的摩擦、液体与管壁的摩擦、或者流体的冲击，会引起流体和管壁的振动，并引起噪声。 电磁噪声 各种电器设备，由于交变电磁力的作用，引起铁芯和绕组线圈的振动，引起的噪声通常叫做交流声。 燃烧噪声 燃料燃烧时，向周围的空气介质传递了热量，使它的温度和压力产生变化，形成湍流和振动，产生噪声。
声波和声速 声波 质点或物体在弹性媒质中振动，产生机械波向四周传播，就形成声波（声波是纵波）。可听声波的频率为20～20000Hz,高于20KHz 的属超声波，低于20Hz 的属次声波。 点声源附近的声波为球面波，离声源足够远处的声波视为平面波，特殊情况（线声源）可形成柱面波。 声频( f )声速( c )和波长( λ ) λ= c / f 声速与媒质材料和环境有关： 空气中，c =331.6+0.6t 或t c +=27305.20 (m /s) 在水中声速约为1500 m /s t —摄氏温度 传播方向上单位长度的波长数，等于波长的倒数，即1/λ。有时也规定2π/λ为波数，用符号K 表示。 质点速度 质点因声音通过而引起的相对于整个媒质的振动速度。声波传播不是把质点传走而是把它的振动能量传走。
声场 有声波存在的区域称为声场。声场大致可以分为自由场、扩散场（混响场）、半扩散场（半自由场）。 自由场 在均匀各向同性的媒质中，边界影响可忽略不计的声场称为自由场。在自由场中任何一点，只有直达声，没有反射声。 消声室是人为的自由场，是由吸声材料和吸声结构做成的密闭空间，静谧无风的高空或旷野可近似为自由场。 扩散场 声能量均匀分布，并在各个传播方向作无规则传播的声场，称为扩散场，或混响场。声波在扩散场内呈全反射。 人为设计的混响室是典型的扩散场。无论声源处于混响室内任何位置，室内各处声压接近相等，声能密度处处均匀。 自由场扩散场（混响场）
声学基础（南京大学出版社） 习题1 1-1 有一动圈传声器的振膜可当作质点振动系统来对待,其固有频率为f ，质量为m ，求它的弹性系数。 解：由公式m m o M K f π21 =得： 1-2 设有一质量m M 用长为l 的细绳铅直悬挂着，绳子一端固定构成一单摆，如图所示，假设绳子的质量和弹性均可忽略。试问： （1） 当这一质点被拉离平衡位置ξ时，它所受到的恢复平衡的力由何产 生？并应怎样表示？ （2） 当外力去掉后，质点m M 在此力作用下在平衡位置附近产生振动，它 的振动频率应如何表示？ （答：l g f π21 0=，g 为重力加速度） 图 习题1－2 解：（1）如右图所示，对m M 作受力分析：它受重力m M g ，方向竖直向下；受沿 绳方向的拉力T ，这两力的合力F 就是小球摆动时的恢复力，方向沿小球摆动轨迹的切线方向。 设绳子摆动后与竖直方向夹角为θ，则sin l ξθ= 受力分析可得：sin m m F M g M g l ξ θ== （2）外力去掉后(上述拉力去掉后)，小球在F 作用下在平衡位置附近产生摆动，加速度的方向与位移的方向相反。由牛顿定律可知：22d d m F M t ξ=- 则 22d d m m M M g t l ξξ-= 即 22d 0,d g t l ξξ+= ∴ 20g l ω= 即 0f = 这就是小球产生的振动频率。
1-3 有一长为l 的细绳，以张力T 固定在两端，设在位置0x 处，挂着一质量m M ，如图所示，试问： (1) 当质量被垂直拉离平衡位置ξ时，它 所受到的恢复平衡的力由何产生？并应怎样 表示？ (2) 当外力去掉后，质量m M 在此恢复力作用下产生振动，它的振动频率应如何表示？ (3) 当质量置于哪一位置时，振动频率最低？ 解：首先对m M 进行受力分析，见右图， （0x ??ε ，2022020220)()(,x l x l x x -≈+-≈+∴εε 。） 可见质量m M 受力可等效为一个质点振动系统，质量m M M =，弹性系数)(00x l x Tl k -=。 （1）恢复平衡的力由两根绳子拉力的合力产生，大小为ε)(00x l x Tl F -=，方向为竖直向下。 （2）振动频率为m M x l x Tl M K )(00-==ω。 （3）对ω分析可得，当20l x = 时，系统的振动频率最低。 1-4 设有一长为l 的细绳，它以张力T 固定在两端，如图所示。设在绳的0x 位置处悬有一质量为M 的重物。求该系统的固有频率。提示：当悬有M 时，绳子向下产生静位移0ξ以保持力的平衡，并假定M 离平衡位置0ξ的振动ξ位移很小，满足0ξξ<<条件。 图 习题1－4 图 习题1-3
听觉的声学基础 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
听觉的声学基础 一、声波的产生与传播及其表现形式 1）产生：声源振动引起周围媒质质点产生振动，并向四周由近及远传播的过程，形成声波。 形成声波的必要条件：①发生振动的物体（叫做声源） ②传播振动的介质（气体、液体、固体） 2）传播：声波在空气中以疏密波的形式向四面八方传播（介质本身并没有随着声波向远处移动，只是在附近振动） 声波传播的是信息和能量 3）表现形式：振动方向和波传播方向垂直的波叫横波；振动方向与波传播方向一致的波叫纵波，也叫疏密波。声波就是一种纵波。 二、声音的参量 1）周期与频率：周期（t）：质点完成一次振动循环所经历的时间 频率（f）：质点在单位时间内（秒）所完成的周期次数。频率的单 位为赫兹（Hz） f=1/t t=1/f 2)振幅：质点离开平衡位置的位移。 总体的平均振幅不是简单的将所有瞬时振幅值平均，因为正值和负值会相互抵消，我们采用均方根的平均方法更有效，即所有正值和负值先平方，再平均，再开方。总体平均振幅通常是峰值的% 3）波长：波在一个振动周期内传播的距离，即两个分子积聚区域（密部）之间的距离。
4）相位：致电在某一瞬间所处的状态或所在的位置 三、声音的强度 1）声压：声压的大小表示声波的强弱，声压是有声波传播时的压强与大气静压强之差，声压可以为正，也可以为负。通常声压以有效值（均方根值RMS）表示。 声压的国际单位是帕斯卡，简称“帕”（Pa），1Pa=1000000μPa=10^6μPa 2）声压级：声场中某点的声压级是指该声的声压（ρ）与基准声压（ρ0）之比的以10为底的对数乘以2，单位为贝[尔]（B），但通常以dB（dB=1/10 B）为单位。用符号SPL表示，则声压级可以表示Lρ=20lg（ρ/ρ0）dB=2lg（ρ/ρ0）B 声压级必须指明基准声压 在空气中：ρ0=20μPa 四、声导抗 声导纳（Y）是传声系统对声音的传导和接纳程度，声阻抗（Z）是传声系统对声音传导的阻尼和抵抗，两者为相反的概念，互为倒数的关系：Y=1/Z。 声阻抗（Z）和声导纳（Y）合称为声导抗。 导纳（Y)的单位为毫姆欧（mmho），阻抗(Z)的单位为欧姆（Ω）
驻波在乐器中的应用研究 摘要：本文先从声学的基本理论研究开始，以弦振动为主体对驻波的产生、传播及引起的声学规律进行研究，再把这些原理应用到弦乐器中进行分析，从物理学的角度以吉他为例讨论了驻波在弦乐器中的应用。 关键字：声学；驻波；弦乐器；音乐 1.引言 声学是近代科学中发展最早、内容最丰富的学科之一，它是物理学的一个分支，是一门既古老又迅速发展着的学科。在19世纪末已发展成熟，对声学的研究达到高潮，其应用渗透到几乎所有重要的自然科学，与各门学科相互交叉，从而具有边缘学科的特点[1]。从历史上讲，声学的发展离不开音乐，我国如此在国外也是如此。我国古代曾侯乙编钟就是一组杰出的声学仪器，外国的亥姆霍兹发展声学也是与乐器联系在一起的。物理学的发展，在理论上、方法上或技术上都会用到音乐上，比如非线性理论、瞬态分析等。 乐器是什么？从物理的角度来看，它就是一种仪器，一种人造的为人们所用产生音乐声的仪器[2]。那么对于音乐从物理的角度来看，它的实质就是一种声波，要产生声波还得有相应的振动[3]。比如乐器吉他、二胡的弦振动都是利用了驻波的传播而发声，然而声学在物理学中“外在性”最强，所以具体事物要具体分析。 从古至今踊跃出许多的音乐家、乐器演奏家，现时的音乐已经深入到我们生活的许多方面，琴声、歌唱声、说话声，电话、电铃的响声……其中，音乐声占了很大的比重。由此可见，音乐是每个人、每个家庭生活不可缺少的一部分。可以想象，如果生活中没有了音乐，世界将会变成怎样！然而不是任何一种声音都可以叫做音乐，必须是一定音调的声音才可以算得上是音乐。那影响音调的因素又有哪些，它们又有什么样的规律？那么本文将以吉他来研究，从根本上说明其发声的物理本质。 2.弦乐器的发声 在声学中我们知道，声音是一种波，是由物体的振动产生的，声波使它附近
音箱的摆位是复杂的，但也是有规律可以认识的。下面从相互关联的两个方面谈谈音箱摆位的规律性认识。 人与音箱 音箱的位置不同，将直接影响到两只音箱声音的平衡性、营造出的声场深度、重低音的效果与中音的音质。正确的摆放方法是先以人为中心(或以主机为中心)两音箱左右对称地大幅度调整位置，然后再小幅度移动推敲，直至所得到的声音音色平滑、柔和、自然为止。 人是听的主体，码放音箱的位置自然与聆听者的位置密切相关。一般来说，人应该处在两个音箱连接线段的垂直平分线上，且人到音箱的距离应比音箱的音距大一些。至于两个音箱应相距多远，以1m～1.5m为下限，因房间与人而异。若就将它们放在机箱两侧，间距显然过小，这样营造的声场过窄，当然此时双耳离音箱也过近，听到的以直接声为主，墙壁的反射声为辅。由于普通的木制音箱都是一个电容分频，高低音喇叭有1/4的相位差，两个喇叭发出的声音在理论上是不同步的，这样人到音箱的距离越近效果就越明显，不过一般人很难察觉。此外相距太近，能清晰地听到高低音发自两个不同的喇叭，得到的音色不自然、不和谐。人与音箱相距若有一定距离，直接听到的声音与反射声能有效地融合，能切实地感受到声场的宽度与广度，听到的声音也能更柔和、自然。对于那些采用SRS、APX、BBE等三维音效与音效增强技术的音箱来说，人与音箱之间保持一定的距离就更为重要，因为这些音效场在两只音箱前必须要经过一定的纵深距离后才能形成，距离太近，音效必将大打折扣。 那么音箱应放多高呢？绝大多数音箱的音色都是会随位置的高低而有所变化的，不信您可以试试: 先把它放在地上听，然后再抱到桌上来，两次所听到的音色是不会相同的。书架式音箱以放在桌上为宜，立式音箱放在地下并将其架起为宜，将低音喇叭的高度尽可能提高，最好与聆听者的双耳处于同一水平线上。这也是为什么一些落地式音箱要把低音喇叭设计在上方的原因。 喇叭的指向性因摆放不同声音的中高音部分、声场的结像力以及聆听者感受的声音空间宽阔性都有着不同程度的影响。音箱的偏中摆放也影响到人所听到的直接声与反射声之比。当音箱方向偏中摆放时，使一些音箱有了更好的表现力，这时声音的能量是直接射向聆听者的，声场虽然变窄，但这可以增加声音的结像力，使声音更加清晰、层次鲜明，无拖延滞后之感，高音同时也得到了增强; 相反，减少偏中的角度，人会听到更多的来自墙壁的反射声，感觉出更大的声场范围，声场的空间纵深感也得到了增强。当音箱平摆，没有向中偏向时，高音虽平滑了，但结像力可能有些含糊不清、声场虽也扩大了，但又会缺乏精细之处。总之，偏向角的取向是一种折衷的方案，要随音箱性能、房间的大小与聆听者的个人喜好来定。对于一些音箱来说，人与音箱成等腰三角形的位置时，所听到的高音成份最多，所以偏中角度过大的摆放必将加重高音的效果，这是没有必要的，一切都应依实际而定。把握好偏中角度后，还要注意使两个音箱的偏中角保持一致，否则声音的最佳点会有明显的偏移。 音箱与建筑 房间的墙壁对音色的整体效果自然也有不小的影响。音箱靠近墙壁，低音声波经过了墙壁的反射后被人耳听到，同时它所发出声波的低频部分会更有效地带动周围的墙壁与喇叭一起振动，这样声音的低音部分就会得到加强，使声音更加浑厚凝重而富有感染力。所以音箱
音 响 摆 放 位 置 通 俗 教 程 在音响诸事中，音箱摆位占多少分量?假若您要这样问我，我的回答是：要让音响好声，空间条件、器材的搭配、音箱摆位以及用家微调等四大项缺一不可。其中，音箱摆位是不需要花钱但又可以让音响好声的方法，所以我愿意说音箱摆位不是占二成五的重要性，而是占五成的重要性。假若您不信，请仔细地把各种音箱摆位方式试过，我想届时您的想法就会改变了。 在告诉您如何实施“摆位8法”之前，我还要先向读者们揭示一个重要的观念，那就是“音箱与聆听空间是一体的”，声音的各种表现都是在音箱与聆听空间二者的互动中产牛。或者，我更要说，空间、音箱摆位与聆听位置的选择是三者互动的，尤论您的宁间条件是如何的恶劣，如果能够找到三者互动的最佳平衡点，就能够让音响发出好声。 此处“音箱摆位八法”中，我把原来的“上柜法”去除，以“耳机摆法”取代，因此还是保持8法。 第一法：三一七比例法 方法：将房间长度均分为三等分(三)，音箱摆在三分之一长度处(一)，两音箱之间的间隔为房间三分之二长度的0.7倍(七)。音箱最好要有略微的向内投射角度，不过没有向内投射也可，聆听位置不可贴靠后墙。效果：此法用于尺寸较大、比例均匀(例如约1：1.25：1.6或约l：1.6：2.5)的空间，可得到平衡的声音与宽深的音场。这是音响论坛经常推荐读者尝试的摆法。 第二法：三三一比例法 方法：将房间长度均分为三等分(三)，宽度也均分为三等分(三)，音箱摆在长度与宽度的第一等分交点上
(一)。音箱可以有略微的向内投射角度，甚至不需要向内投射也可，聆听位置不可贴靠后墙。 效果：此法适用于尺寸较大、比例均匀的空间。它与“三一七比例法”的精神是一致的，唯一与“三一七比例法”不同的是二音箱之间的间隔较窄。此法也可得到平衡的声音与宽深的音场。美国TAS杂志总编喜用此法。 第三法：螺孔摆法 方法将音箱摆在房间三分之一至二分之一长度之间，然后将两音箱尽量靠两翻墙(如房间很宽则不需要紧靠侧墙)，两音箱的向内投射角度要大于45°。聆听位置要在投射交叉线交点之后0.5—1米之间。 效果：此法专治高音太尖锐、中音太瘦、低音不够的缺点。而且，面对许多恶劣的环境时可以取得最佳的效果。这是“音响论坛”针对普遍不良空间所提供的有效摆法。 第四法：正三角形法 方法：第一个条件是音箱要离开后墙(至少要有1米以上)与侧墙(至少要有0.5米以上)。第二个条件是将两个音箱与聆听位置，画成一个正三角形。第三个条件是两音箱的向内投射角度也要45°或更多。第四个条件是这个正三角形可大可小。房间小，后级功率不大时正方形小些；房间大，后级功率大时正三角形就大些。效果:这就是俗称的近音场听法。它的好处是可以减少四面墙反射音对音箱直接音的过度干扰，因此而得到很好的定位感以及宽深的音场。这是能够听到最多、最直接、最清楚细节的摆法。许多评论员在评音响时喜用此法。这也是Venture音箱老板杨和光喜喜欢的摆法。 第五法：长边撂法 方法将音箱反其道摆，以房间的长边为音箱后墙，其余按照正三角形摆法：聆听位置不可贴墙，至少要留—尺距离。 效果：中频与低频量感会增强，音场深度会较差。如果第一到第四法都无效时，可以尝试使用。 第六法：菱形摆法 方法：此法只限正方形空间使用。将正方形空间视为菱形二边靠墙处。音箱后面的菱形尖角与聆听位置后面的
噪声产生原因空气动力噪声 由气体振动而产生。气体的压力产生突变，会产生涡流扰动，从而引起噪声。如空气压缩机、电风扇的噪声。机械噪声 由固体振动产生。金属板、齿轮、轴承等，在设备运行时受到撞击、摩擦及各种突变机械力的作用，会产生振动，再通过空气传播，形成噪声。 液体流动噪声 液体流动过程中，由于液体内部的摩擦、液体与管壁的摩擦、或者流体的冲击，会引起流体和管壁的振动，并引起噪声。 电磁噪声 各种电器设备，由于交变电磁力的作用，引起铁芯和绕组线圈的振动，引起的噪声通常叫做交流声。 燃烧噪声 燃料燃烧时，向周围的空气介质传递了热量，使它的温度和压力产生变化，形成湍流和振动，产生噪声。
声波和声速 声波 质点或物体在弹性媒质中振动，产生机械波向四周传播，就形成声波（声波是纵波）。可听声波的频率为20～20000Hz,高于20KHz 的属超声波，低于20Hz 的属次声波。 点声源附近的声波为球面波，离声源足够远处的声波视为平面波，特殊情况（线声源）可形成柱面波。 声频( f )声速( c )和波长( λ ) λ= c / f 声速与媒质材料和环境有关： 空气中， c =331.6+0.6t 或t c +=27305.20 (m /s) 在水中声速约为1500 m /s t —摄氏温度 传播方向上单位长度的波长数，等于波长的倒数，即1/λ。有时也规定2π/λ为波数，用符号K 表示。 质点速度 质点因声音通过而引起的相对于整个媒质的振动速度。声波传播不是把质点传走而是把它的振动能量传走。
声场 有声波存在的区域称为声场。声场大致可以分为自由场、扩散场（混响场）、半扩散场（半自由场）。 自由场 在均匀各向同性的媒质中，边界影响可忽略不计的声场称为自由场。在自由场中任何一点，只有直达声，没有反射声。 消声室是人为的自由场，是由吸声材料和吸声结构做成的密闭空间，静谧无风的高空或旷野可近似为自由场。扩散场 声能量均匀分布，并在各个传播方向作无规则传播的声场，称为扩散场，或混响场。声波在扩散场内呈全反射。人为设计的混响室是典型的扩散场。无论声源处于混响室内任何位置，室内各处声压接近相等，声能密度处处均匀。 自由场扩散场（混响场）
波长 声波振动一次所传播的距离，用声波的速度除以声波的频率就可以计算出该频率声波的波长，声波的波长范围为17米至1．7厘米，在室内声学中，波长的计算对于声场的分析有着十分重要的意义，要充分重视波长的作用。例如只有障碍物在尺寸大于一个声波波长的情况下，声波才会正常反射，否则绕射、散射等现象加重，声影区域变小，声学特性截然不同；再比如大于2倍波长的声场称为远场，小于2倍波长的声场称为近场，远场和近场的声场分布和声音传播规律存在很大的差异;此外在较小尺寸的房间内(与波长相比)，低音无法良好再现，这是因为低音的波长较长的缘故，故在一般家庭中，如果听音室容积不足够大，低音效果很难达到理想状态。 很多现场调音师都没有理会到音频与波长的关系，其实这是很重要的：音频及波长与声音的速度是有直接的关系。在海拔空气压力下，21摄氏温度时，声音速度为344m／s，而我接触国内的调音师，他们常用的声音速度是34Om／s，这个是在15摄氏度的温度时声音的速度，但大家最主要记得就是声音的速度会随着空气温度及空气压力而改变的，温度越低，空气里的分子密度就会增高，所以声音的速度就会下降，而如果在高海拔的地方做现场音响，因为空气压力减少，空气内的分子变得稀少，声音速度就会增加。音频及波长与声音的关系是：波长=声音速度／频率；λ=v／f，如果假定音速是344 m／s时，100Hz的音频的波长就是3．44 m，1000hz(即lkHz)的波长就是34．4 cm，而一个20kHz的音频波长为1．7cm。 动态范围 音响设备的最大声压级与可辨最小声压级之差。设备的最大声压级受信号失真、过热或损坏等因素限制，故为系统所能发出的最大不失真声音。声压级的下限取决于环境噪声、热噪声、电噪声等背景条件，故为可以听到的最小声音。动态范围越大，强声音信号就越不会发生过荷失真，就可以保证强声音有足够的震撼力，表现雷电交加等大幅度强烈变化的声音效果时能益发逼真，与此同时，弱信号声音也不会被各种噪声淹没，使纤弱的细节表现得淋漓尽致。一般来说，高保真音响系统的动态范围应该大于90分贝，太小时还原的音乐力度效果不良，感染力不足。在专业音响系统的调整过程中，音响师在调音时要主意以下两方面问题:一是调音台的的输入增益量不要调的过小，否则微弱的声音会被调音台的设
新音响基础知识之绝对基础 一、声学基础 1、人耳能听到的频率范围是20—20KHZ。 2、把声能转换成电能的设备是传声器。 3、把电能转换成声能的设备是扬声器。 4、声频系统出现声反馈啸叫，通常调节均衡器。 5、房间混响时间过长，会出现声音混浊。 6、房间混响时间过短，会出现声音发干。 7、唱歌感觉声音太干，当调节混响器。 8、讲话时出现声音混浊，可能原因是加了混响效果。 9、声音三要素是指音强、音高、音色。 10、音强对应的客观评价尺度是振幅。 11、音高对应的客观评价尺度是频率。 12、音色对应的客观评价尺度是频谱。 13、人耳感受到声剌激的响度与声振动的频率有关。 14、人耳对高声压级声音感觉的响度与频率的关系不大。 15、人耳对中频段的声音最为灵敏。 16、人耳对高频和低频段的声音感觉较迟钝。 17、人耳对低声压级声音感觉的响度与频率的关系很大。 18、等响曲线中每条曲线显示不同频率的声压级不相同,但人耳感觉的响度相同。 19、等响曲线中，每条曲线上标注的数字是表示响度级。 20、用分贝表示放大器的电压增益公式是20lg（输出电压/输入电压）。 21、响度级的单位为phon。 22、声级计测出的dB值，表示计权声压级。 23、音色是由所发声音的波形所确定的。 24、声音信号由稳态下降60dB所需的时间，称为混响时间。 25、乐音的基本要素是指旋律、节奏、和声。 26、声波的最大瞬时值称为振幅。 27、一秒内振动的次数称为频率。 28、如某一声音与已选定的1KHz纯音听起来同样响，这个1KHz纯音的声压级值就定义为待测声音的响度。 29、人耳对1~3KHZ的声音最为灵敏。 30、人耳对100Hz以下，8K以上的声音感觉较迟钝。 31、舞台两侧的早期反射声对原发声起加重和加厚作用，属有益反射声作用。 32、观众席后侧的反射声对原发声起回声作用，属有害反射作用。 33、声音在空气中传播速度约为340m/s。 34、要使体育场距离主音箱约34m的观众听不出两个声音，应当对观众附近的补声音箱加0.1s延时。 35、反射系数小的材料称为吸声材料。 36、透射系数小的材料称为隔声材料。 37、透射系数大的材料，称为透声材料。 38、全吸声材料是指吸声系数α=1。 39、全反射材料是指吸声系数α=0。 40、岩棉、玻璃棉等材料主要吸收高频和中频。 41、聚氨酯吸声泡沫塑料主要吸收高频和中频。 42、薄板加空腔主要吸收低频。
2012年2月噪声与振动控制第1期文章编号：1006-1355(2012)01-0174-03 声压法和声强法在车身隔声性能测量中的 应用和对比 程志伟1,叶子文2,刘雯3,叶志刚1 (1.广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院NVH中心，广州510640； 2.重庆大学数理学院，重庆401331； 3.华南理工大学机械与汽车工程学院，广州510640) 摘要：在汽车车身的隔声性能试验中，对声压和声强的两种测量法，进行了比较分析。结果表明,这两种测量方法各有其特点，对汽车车身隔声量的改进及降噪圴有较好的指导作用。 关键词：声学；汽车车身；隔声；声压法；声强法 中国分类号：TB95文献标识码：A DOI编码：10.3969/j.issn.1006-1355-2012.01.041 Comparison of Sound Pressure Method and Sound Intensity Method in Application to the Measurement of Sound Insulation Preformance of Vehicle’s Body CHENG Zhi-wei1,YE Zi-wen2,LIU Wen3，YE Zhi-gang1 (1.NVH Center Guangzhou Automotive Engineering Institute,Guangzhou510640,China; 2.College of Mathematics and Physics,Chongqing University,Chongqing401331,China; 3.College of Mechanics and Auto,South China University of Technology, Guangzhou510640,China) Abstract:In this paper,two measurement methods,sound pressure method and sound intensity method,for the measurement of sound insulation performance of vehicle’s body are compared and discussed.It shows that the two methods have their own characteristics,and both of them play instructive role in improvement of sound insulation effect and noise reduction. Key word:acoustics;vehicle body;sound insulation;sound pressure method;sound intensity method. 为了改善汽车的车内噪声，需要对汽车车身的隔声量进行分析。只有车身的前围（或称防火墙）、顶棚、后盖、车门、地板、前后风挡玻璃等各面的隔声量提高后，车身各面才能有效地阻隔发动机和车外其他噪声进入车内。利用声压测量法或声强测量法都可以得到车身各面关键部位的声压衰减频谱图和总的隔声量，经过数据分析后我们就可以采取对应措施改进隔声薄弱部位。 收稿日期：2011-03-10；修改日期：2011-04-29 作者简介：程志伟（1979-），男，湖北天门人，工程师，目前主要从事汽车噪声、振动工程。 E-mail:chengzw79@126.con 1隔声量的定义和测量评价 1.1隔声量的定义 根据文[2]关于隔声定义的描述，隔声材料(隔声构件或隔声结构)一侧的入射声能与另一侧的透射声能相差的分贝数就是该隔声材料的隔声量，以符号R(dB)表示。 R=10lg(I i I t )=20lg(P i P t )(1) 式(1)中I i 和P i 分别为隔声材料前的声强和声压，I t 和P t 分别为经过隔声材料衰减后的声强和声压。如下图1所示表示方法。 可见隔声量表示隔声材料本身固有的隔声能力。