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，
它的定义是以频率为1000Hz的纯音的声压级作为其响度级。也就是说，对于1000Hz的纯音，它的响度级就是这个声音的声压级，对频率不是1000Hz的纯音，则用1000Hz纯音与这一待定的纯音进行试听比较，调节1000Hz纯音的声压级，使它和待定的纯音一样响，这时1000Hz纯音的声压级就被定义为这一纯音的响度。响度级记为L N，单位是方（phon）。对各个频率的声音都做这样的试听比较，把听起来同样响度的个相应声压级按频率连成一条条曲线，这些曲线就称为等响曲线。如图2.1：
图2.1 等响曲线
Fig.2.1 the surve of equal sound
由等响曲线可以得出各个频率的声音在不同的声压级时人们主观感觉出的响度级是多少。从频率上看，人耳能听到的声音在20-20000Hz的频率范围内，低于20Hz的叫次声，高于20000Hz的叫超声。另一方面，即使在20-20000Hz 的声频范围内也不是任意大小的声音都能被人耳所听到，在图 2.1中的最下面的一根虚曲线表示人耳刚刚能听到的声音的强弱，其响度级为零方，低于这根曲线的声音人耳是听不到的；图上最上边的曲线是痛觉的界限超过此曲线的声音人耳是听不到的，感觉到的是痛觉。从曲线中可以看出，人耳能感觉为声音的声音的声能量范围达到1012倍，相当于120分贝的变化范围。
响度级也是一种对数标度的单位，不同响度级的声音不能直接进行比较。声音想的程度叫做响度使它能与正常听力对声音倾向的主观感受量成正比，也就是说响度加倍时，声音听起来也家倍的响。
由等响曲线可以看出，人耳对于高频声音，特别是对于1000-5000Hz的
声音比较敏感，而对于低频声音，特别是100Hz以下的可听声不敏感。即声压级相同的声音由于频率不同所产生的主观感觉不一样。为了使声音的客观量度和人耳听觉主观感受取得一致，在测量声音的仪器上都装置了对频率的计权网络，即加上一个滤波器，对所接到的声音按频带设一定的衰减来模拟人耳的听觉特性，一般这种计权网络有A、B、C三种，用计权网络测得的结果叫做声级，范围分贝后必须写出所用的计权网络的标志，即dA、dB、dC，相应的A计权声压级记做L Pa，简称A声级。A、B、C、D的计权曲线如图2.2：
图2.2 计权网络响应特性
Fig.2 charitics of effect
2.4 计权响应与频率的关系
对声级计电性能要求从20-20000Hz有平直的频率响应，计权网络A、B、C的频率响应特性，是按IEC规定选取接近人耳对声音频率响应的几条等响曲线设计的。A计权网络频响曲线相当于40方的等响曲线的倒置曲线。经过多年的实践和研究表明，用A计权网络测得的声级与由宽频率范围噪声引起的烦恼和对听力危害程度的相关性较好，而且用单一声级测量又比较方便，因此近年来测量一般宽频率噪声时，多用A计权网络。使用声级计时，必须防止过载，以免读出的数据不可靠，为此，有的声级计有过载指示灯。
表2.1给出了A计权响应的具体数值。
表2.1 A 计权响应与频率的关系（按1/3倍频程中心频率）
Tab.2.1 relation between frequence and effect
频率（Hz ） A 计权响应（dB ） 频率（Hz ） A 计权响应（dB ）
20 -50.5 630 -1.9
25 -44.7 800 -0.8
31.5 -39.4 1000 0
40 -34.6 1250 +0.6
50 -30.2 1600 +1.0
63 -26.2 2000 +1.2
80 -22.5 2500 +1.3
100 -19.1 3150 +1.2
125 -16.1 4000 +1.0
160 -13.4 5000 +0.5
200 -10.9 6300 -0.1
250 -8.6 8000 -1.1
315 -6.6 10000 -2.5
400 -4.8 12500 -4.3 500 -3.2 16000 -6.6
由噪声的个频率的声压级L p i 和对应频率的A 计权修正值?Ai L ，可得出此声音的A 计权声级：
()??
????=∑=?+?n i L L A A i pi L 11.010lg 10 （dB A ） （2.9） 2.5 消声器
消声器是一种允许气流通过而能使透过声音得到降低的装置。
2.5.1评价消声器性能时，应综合的考虑声学，空气动力学性能和结构等要求，
归纳起来，有三个基本条件：
2.5.1.1 足够的消声量，尤其在噪声突出的频带范围内有良好的消声性能；
2.5.1.2 良好的空气动力性能，要求阻力损失越小越好，基本上不降低风量，保证气流畅通；
2.5.1.3 空间位置合理，构造简单，便于制作安装，且能保持长期稳定性。
2.5.2 评价消声器声学性能时，常用的有4个评价量：
2.5.2.1 插入损失：指装置消声器前后，气流通过管道某一测点位置的声压级差。这一方法比较简便，并能直观的反映消声器的实际使用效果。
2.5.2.2 声压级差：又称末端声压级差或噪声降低量，指消声器进口和出口端的平均声压级差。这一方法常用于已安装好消声器的管道内的测量。
2.5.2.3 轴向声衰减：指消声器通道内沿着轴向的声级变化，通常以每米的声衰减量来表示这一方法只适用于声学材料在较长管道内连续而均匀分布的直通管道消声器。
2.5.2.4 传声损失：系指消声器进口端输入声功率与消声器出口端书声功率之比，取以1为底的对数并乘以10，或者是两端声功率级之差，即L W 1—L W 2。
声功率通常可通过测试两端的平均声压级1P L 和2P L 来确定。设S 1和S 2分别为
进口和出口端消声通道的截面积，因此有：
111lg 10S L L P W +=
222lg 10S L L P W += （2.10）
测量时应没有末端反射影响。上述的几种测量方法，都会由于管道末端干涉的影响而使测得结果即使对同一种消声器也有很大的差别。
2.5.3 消声器的设计程序可分成五个步骤：
2.5.
3.1 对噪声源做声频谱分析，通常可测定63-8 000Hz 频率段范围内1倍频程的八个频带声压级和A 计权声级。如果噪声成分中有明显的夹叫声，则需做1/3倍频程或更窄的频带分析。
2.5.
3.2 根据对噪声源的调查机器使用上的要求，决定控制噪声的标准，采用有关控制措施后应该符合这一标准要求。过高，则增加成本，消声器体积增大或者使措施复杂；过低，则达不到足以保护环境的目的。有时，环境噪
声和他不利条件的影响（如控制范围内有多个噪声源的干扰等），也是考虑确定消声其
器必须达到的消声量的因素。
2.5.
3.3 计算消声器所需要的消声量△L ，对不同的频带消声量要求是不相同的，应分别进行计算：
△L=L P —△L d —L A （2.11）
式中：L P 为声源每一频带的声压级，分贝；△L d 为当无消声措施时，从声源至控制点经自然衰减所降低的声压级，分贝；L A 为控制点允许声压级，分贝。
2.5.
3.4 由各频带所需要的消声量△L 来选择不同类型的消声器，如阻性、抗性或其他类型。在选取消声器类型时，应该作方案比较并作综合平衡后确定。
2.5.
3.5 检验实际消声效果，看是否达到预期要求，否则需修改原设计方案作出补救措施。
2.5.4 管道消声器主要有以下几种：
2.5.4.1阻性消声器
声波在衬贴吸声材料的直管道中的传播时，吸声材料将消耗声波的能量，从而可达到将噪效果。材料的消声性能类似：当声波通过衬贴吸声材料的管道于电路中的电阻耗损电功率，故得其名。
在一个管壁衬贴吸声材料的均匀截面管道中，当管道中传播声波的波长比管道截面尺寸大（对截面为长方形管道，其中a 为最大的一边2a >
λ，对半径为a 的圆管道，a 3.0>λ）
，则管道中的声波为平面波，由于管道壁的吸声作用，声波的声能将随着在管道中传播而衰减。对于管道中被激发的高次波，则经过多次反射后声能很快便衰减掉。当衬贴材料的吸声系数不太高的时候，由声波导理论可得到平面波沿管道轴线传播的声压表示为： )cos(20kx t x S L
e p p -??-=ωσ （2.12）
式中，0p 为x =0处的声压幅值；L 为管道横截面的有效周长；S 为管道的
有效截面积；σ为管道的衬贴材料声导纳比的实数部分，设管道壁的声阻抗率为r+jx ，则有： 22x r r c
+=ρσ (2.13） 声强的幅值为： x S L
x e I I ?-=σ0
从而可以推导出声波经管长为l 时的轴向衰减量， l S
L I I L A σ34.4lg 1010== （dB ） （2.14） 式中：1I 为衬贴吸声材料管道中长为l 处的声强；0I 为x=0处的声强。
可见消声器的传声损失与吸声材料的声学性能、气流通道周长、断面面积以及管道长度等因素有关。材料的吸声系数（σ适当地大）和气流通道周长与通道面积之比越大，管道越长，则L A 就越大。可见，同样大小截面的管道，L/S 比值以长方形为最佳，方形次之，圆形最小。为此，对截面较大的管道常在管道纵向插入几片消声片（片长沿管轴），竟它们分隔成多个通道以增加周长和减小截面积，消声量可明显提高。有时，为了改善低频的消声效果，吸声片可制作得厚一些，但这会导致体积增大，阻力系数也相应增加。可见消声器动力特性和消声结构形式有密切关系，在设计时，需要综合地按实际情况考虑各种因素。需要说明的是，（2.12 ）式是假定管道内传播是平面声波，且管内衬贴吸声材料的吸声系数不太高的情况下得出的，但由此得出的声衰减与几个参量的关系却具有普遍的意义。同时，由于（ 2.14 ）式中的σ项将涉及到吸声材料的许多物理参数，就同一种材料，σ值还与材料的厚度、密度等因素有关系。由此可知，即使如图 2.3所示消声器，其消声量的精确计算并不容易。
图2.3直管式阻性消声器
Fig .2.3 L-C muffler
另外A ·N 别洛夫也由一维理论推导出长度为l 的消声器的声衰减两L A 为： l S
L L A ?=)(0α? （2.15） 式中)(0α?函数与材料的吸声系数0α的换算关系，见表 2.2。
表 2.2 0α与 )(0α?的换算关系
Tab.2.2 Relation between 0α and )(0α?
0α 0.05 0.10 0.51 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60-1.0
)(0α? 0.05 0.11 0.17 0.24 0.31 0.39 0.47 0.55 0.64 0.75 0.86 1-1.5
另外还有H ·J 赛宾计算消声器的声衰量的经验计算式： l S
L L A 4.1)(03.1α= （ dB ） （2.16） 式中 α为吸声材料无规入射平均吸声系数，为便于计算，表 1.3 中列出了α与4.1)(α的关系.
表2.3 α与4.1)(α的换算关系
Tab.2.3 Relation between αand 4.1)(α
α 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35
4.1)(α 0.015 0.040 0.070 0.105 0.144 0.185 0.230
α 0.40 0.45 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00
4.1)(α 0.277 0.327 0.329 0.489 0.607 0.732 0.863 1.00
以上计算只限于频率很低的平面声波在均匀衬贴吸声不太高的直管中传播时才有效。为适合任意均匀吸声材料衬贴的直管道中各频率声衰减的计算，L ·克莱莫从波动理论推导出长方形截面管道、壁面衬贴吸声材料的理论计算式。它虽然有简化的图表可查，但涉及到材料的许多物理参量的测量仍然很复杂，且实际消声器不可能完全符合理论假设条件，所以计算值与实际测量结果往往差距很大。但是理论计算式对设计消声器仍有很大的知道意义。
高频率的声波，由于方向性很强，用直管道式消声器时将形成“光束状”传播，很少接触衬贴吸声材料，消声量明显下降。这一下降的开始频率为“高频失效频率”f n ，其经验公式为： D
c f n 85.1= （Hz ） （2.17） 阻性消声器的类型 阻性消声器的形式繁多，常用的构造形式除直管式外，还有片式、蜂窝式、折板式、声流线式、室式、迷宫式、盘式和消声弯头等等。
2.5.4.2片式消声器：对于流量较大需要足够大面积的通道时，为使消声器周长与截面比增加，可在直管道内插入板状吸声片，将大通道分隔成几个小通道，如图 2.4 所示.图2.5 是分隔为具有等衰减量的管道内衬贴构造。由图可见，当片式消声器每个通道的构造尺寸相同时，只要计算单个通道的消声量，即为该消声器的消声量。
图2.4 片式阻性消声器
Fig.2.4 P-C muffler
图2.5 具有等衰减的管道内衬贴构造
Fig.2.5 Have the inside the piping reduce to stick the structure
2.5.4.3蜂窝式消声器：是由若干小型直管消声器并联而成，形状像蜂窝，
图2.6蜂窝式阻性消声器
Fig.2.6 B-C muffler
因为管道的周长L与截面S之比值比直管和片式为大，故消声量较高，且由于小管的尺寸很小，使消声失效频率大大提高，从而改善了高频消声特性。
但由于构造复杂，且损失也较大，通常用于风量较大的低流速条件。
2.5.4.4 声波沿着突变截面管道中的传播，当声波沿着截面积为S 1 和S 2相接的两管道内传播时（见图
2.7），S 2管对S 1管来说是附加了一个声负载，在接口平面上将产生声波的反射和透射。设S 1管中的入射声波声压为p i 沿x 正向传播，反射波声压为p r 沿x 负向传播，并设S 2管无限长，末端没有反射，则在S 2管中仅有沿x 方向传播的声压为p t 的透射波。它们的表示式为：
()kx t P p i i -=ωcos
()kx t P p r r +=ωcos （2.18）
()kx t P p t t -=ωcos
式中P i 、P r P t 分别为入射、反射和透射声压幅值；f πω2=为圆频率；λπ2=k 为圆波数。
图2.7 突变截面管道中声的传播
Fig.2.7 The voice spreads inside piping the mutation cuts
质点的速度方程分别为：
()kx t c
P u i i -=ωρcos ()kx t c
P u r r +-=ωρcos （2.19） ()kx t c P u t t -=
ωρcos 在x=0处，即在两管连接的分界面上，声压必须符合连续条件，即：
t r i p p p =+ （2.20）
另外，在x =0处，体积速度应该连续，即流入的流量率（截面积乘以质点速度）
必须与流出的流量率相等，又c
p u ρ=，于是： c p S c p c p S t r i ρρρ21=???
? ??- （2.21） 由（2.20）、（2.21）可得声压反射系数为：
2
121S S S S p p r i r p +-== （2.22） 同样可以得到声强反射系数1r 和透射系数I τ：
2
21211???? ??+-=S S S S r （2.23）
22121)
(41S S S S r i I +=-=τ （2.24） 则可以得出单扩张室的传声损失TL L ：
??????????? ??-+==kl m m L I TL 22sin 1411lg 101
lg 10τ （dB ） （2.25） 式中2
1S S m =；称为抗性消声器的扩张比。为了方便计算，可以将式（2.25）绘成图2.8。
图2.8 单扩张室消声器膨胀比m 和腔长l 在不同频率上的消声量
Tab.2.8the inflation ratio of Single expansion room and the quantity of length
in different Frequency
2.5.4.5 阻性或抗性消声器的有效消声频率均有一定范围，因而使消声器对宽频带的气流噪声适用性受到限制，为使消声器在宽频带范围内有良好消声效果，可将两种类型的消声器结合起来。这就是阻抗复合式消声器。
阻抗复合式消声器的消声原理简单的说就是阻性和抗性原理的结合。严格的说，当声波的波长较长时，阻与抗复合以后因耦合作用而相互有干涉等因素的影响，使声波传播过程的衰减机理极为复杂。
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，
和声学基本知识 1. 大小三和弦、大小调中的主、属、下属和弦西方古典音乐体系的和声基础是三和弦，三和弦又以大小三和弦为最基本。三和弦是由三个音组成的，分别被称为根音、三音和五音。而和弦的性质，则是由根音、三音和五音之间的距离(及音程)，来决定的：根音和三音之间是大三度，三音和五音之间是小三度的，被称为“大三和弦”。根音和三音之间是小三度，三音和五音之间是大三度的，被称为“小三和弦”。西方古典音乐(从16世纪以后)，是以大小调为主的。大小调都各有三个最主要的三和弦：主和弦，属和弦和下属和弦，分别是调内的I 级、V级和IV级。我们看到，大调的主、属、下属是大三和弦。小调的主、属、下属是小三和弦。作为小三和弦的小调属和弦，当进行到主和弦时，感觉缺乏力量。原因是小调的VII级，到I级是大二度，没有向I级的强烈倾向。而大调的VII级和I级之间是小二度关系，有强烈的倾向。因此，西方传统和声，常常把小调的VII级音升高半音。升高后的VII级音和I级和大调一样，是小二度关系，被称为“导音”，(大调的VII 级亦被称为“导音”) 这样，小调音阶中的VII 级就被升高了。这种小调音阶，VI级和VII级间是增二度，被称为“和声小调”。VII级没有升高的，被称为“自然小调” 。这两种小调，在现代流行音乐中，都被广泛运用，而在西方古典音乐中，和声小调占绝对优势。西方传统和声是建立在这样的进行：由主和弦开始，经过下属和弦，到属和弦，最后解决到主和弦上的。这个进行是西方传统和声的基础，所有的其它和声进行，都是这个进行的扩展和补充。其中，最重要的原则是：下属不能直接接在属之后，这被称为功能倒置。这是因为，西方古典音乐是建立在一种美学体系，及──力量不断增加，最后解决──的美学体系基础上的。属后直接接下属，被认为是解决到主和弦之前的力量衰减，因此不被接受。但现代流行音乐中，这种限制完全被打破。我们的第一个和声公式：I-V-IV-V，后面可以接I级，或其它可以接V级的和弦。(其它可以接V级的和弦将在以后介绍。) 注1：“大小三和弦”是指和弦的性质，及这个和弦的特性是什么。而“主和弦，属和弦和下属和弦”是指和弦的功能，及在大小调中起什么作用。“I级、V级和IV级”是和弦根音的音级，及和弦根音在音阶中所占的位置。 2. 增减三和弦和大调中的副三和弦西方传统和声体系中，除了大小三和弦外，增减三和弦也是很常用的。增三和弦是由两个大三度叠置而成。减三和弦是由两个小三度叠置而成。在大小调中，除了主、下属和属以外，其他音级上的副三和弦也是很常用的。大调上的副三和弦的性质分别为： ii级：小三和弦。iii级：小三和弦。vi级：小三和弦。vii级：减三和弦。 ii级三和弦，由于和IV级三和弦有两个共同音，有下属的功能倾向，因此被归为下属和声组。 vi级三和弦，由于和IV级三和弦有两个共同音，有下属的功能倾向，因此也被归为下属和声组。然而vi级三和弦，同时和I级三和弦也有两个共同音，因此也有主的倾向，因此有时在属到主的进行中，用来代替主和弦的位置，被称为“阻碍终止”(因为它并不是真正的终止，感觉上象被vi级和弦从中间阻住了一样。) iii 级三和弦是一个较少用的和弦，它具有I级和V级的双重功能(因为它和I级、V
【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）
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 =+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）
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）
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）
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
电声学基础 绪论 ?什么是声学？ ?产生——传播——接收——效应。 ?研究范围 ?人类对声学现象的研究 ?我国，11世纪，沈括 ?西方，17世纪，索沃提出acoustique的名称。如今，acoustics代表声学，音质。 ?人们观察声学现象，研究其规律，几乎是从史前时期开始的。 ?近代声学 ?伽利略（1564～1642）开创 ?1638年，“有关两种科学的对话” ?林赛（R. Bruce Lindsay）在“声学的故事”中提到科学家79人 ?19世纪末，瑞利《声之理论》二卷（1000页） ?20世纪开始，赛宾，建筑声学 ?1936年，莫尔斯《振动和声》一书，反映了声学基础理论的发展 ?古人的声学研究理论成果 ?关于声的知识和分类 ?“音”（即乐音） ?“乐” ?“噪”，“群呼烦扰也” ?“响”，“响之应声” ?乐律 ?在《管子》中首先出现，理论是“三分损益法”。 ?十二律是十二个标准音调，实际上基本的标准音调只有一个，即黄钟，《史记》：“黄钟（管）长八寸一分”，或提：长九寸。 三分损益十二律 ?欧洲乐律起源：毕达哥拉斯（Pythagoras），公元前六世纪 ?1584年，明代王子朱载堉完成《律学新说》，详细提出十二平均律理论 ?荷兰人斯蒂文（Simon Stevin）， ?共振、回声、混响 ?“应” ?“鼓宫宫动，鼓角角动，音律同矣” ?11世纪，沈括，“共振指示器” ?波动论 ?亚里士多德（Aristotle，公元前384～322年） ?高度、强度、品质
?空气运动的速度、被激动的空气量、发声器官的构造 ?频率 ?伽利略(Galileo Galilei)，单摆及弦的研究 ?声速 ?法国的梅尔新，加桑地 ?1687年，牛顿，《自然哲学的数学原理》 ?1816年，法国数学家拉普拉斯 ?电声学 ?20世纪20年代，电子管 ?1920年，美国肯尼迪（A. E. Kennedy）把类比概念和方法引入电声系统和机械振动系统 ?电声学这门科学主要是研究电能和声能彼此转变的问题。各种换能器的构造和理论，录音和放音的各种方法，都是属于“电声学”的范畴。 ?电声学与其他声学部门的关系 ?电声学和建筑声学、生理声学、超声学、水声学都有很密切的关系。 第一章振动和声波的特性 1-1 振动与声波 1-1-1 振动 ?什么是振动？P6 ?振动的特性 1-1-2 声波 ?几个基本概念： ?声波——物体的振动引起周围媒质质点由近及远的波动 ?声源——发声的物体，即引起声波的物体 ?媒质——传播声波的物质 ?声场——声波传播时所涉及的空间 ?声音——声源振动引起的声波传播到听觉器官所产生的感受 ?声线——声波传播时所沿的方向 ?结论 ?声波的产生应具备两个基本条件：物体的振动，传播振动的媒质 ?声波是一种机械波，媒质 ?传播的只是能量 ?气体中的声波是纵波，即疏密波
声学基础_声级 1. 对数标度 ? 日常生活中声音强度的变化范围特别宽。 ? 以声功率为例，人们正常说话的声功率约为5 10W -，而强力火箭发射时的声功 率高达9 10W ，两者相差1410数量级。 ? 以声压为例，对于1000Hz 纯音，人耳刚好能够感觉到的声压为5 210Pa -?，称 为“听阈声压”，人耳难以忍受的声压为20Pa ，称为“痛阈声压”，两者相 差6 10数量级。 ? 同时，人耳对声音的感觉不是与强度的绝对值成线性关系，而是与其对数近似成正比。 ? 基于此，在声学中普通使用对数标度。 2. 分贝 ? 由于对数的宗量是无量纲的，因此用对数标度时必须先选定基准量（或称参考量）， 然后对被量度量与基准量的比值求对数，这个对数值被称为被量度量的“级”。 ? 如果所取的对数是以10为底，则级的单位为贝尔(B)。 ? 由于贝尔的单位过大，故常将1贝尔分为10档，每一档的单位称为分贝(decibel ，简 写为dB)。 ? 如果所取的对数是以 2.71828e =为底，则级的单位为奈培(Np)。 ? 奈培与分贝的关系是： 18.686Np dB = Tips ： ? “分”(deci-) 指十分之一，个位是“贝”或“贝尔”（bel ，是为了纪念发明家亚历山 大·格拉汉姆·贝尔，而以其名字进行命名的）。 ? 在实际应用中，我们更多的使用“分贝”这个单位。 3. 声压级 ? 声压级常用p L 来表示，定义为： 220010lg 20lg p p p L p p == 式中， p —被量度的声压的有效值； 0p —基准声压 ? 在空气中规定020p Pa μ= ，即为人耳刚好能够感觉到的声压。 Tips ：
压强式电容传声器的简单工作原理。 压强式电容传声器常作声学测试用，它的特点是工作频带宽，接收灵敏度频率特性均匀。这种传声器的简单工作有原理如图所示。 它有一接收声波的振膜作为力学振动系统，振膜与背极形成一静态电容C0,这个电容串接到有直流电源E0和负载电阻Re 的电路中，当振膜受到声波的作用力FF 作用时就产生位移，从而使振膜与背极间已形成的静态电容发生变化，这一电容量的变化导致负载电阻中电流相应的变化，由此就在此电阻上产生与声波频率相应的交变电压输出。简单计算可以得到，当负载电阻Re 甚大时，传声器的开路输出电压E 与振膜的位移ξ之间有如下关系：E ＝ξD E 0，其中D 为振膜与背极之间的静态距离，E0为在它们之间垢极化电压。这一关系表示了电容传声器的开路输出电压与振膜的位移是成正比的，因此如果能在结频率恒定的力的振幅FA 作用下，使振膜产生恒定的位移振幅ξA ，那么传声器就能产生对频率恒定的开路输出电压幅值EA ，根据上面对振动位移控制的分析可知，如果把振膜设计在弹性控制状态，即将振膜的固有频率设计在远高于工作频率范围，这时就可得振膜的位移振幅为M A A K F ≈ξ，它与频率无关。如果再根据前面1－4－3中的分析，使振膜的力学品质因素QM 接近1，那么就可以使位移振幅对频率均匀 特性范围扩大到固有频率附近，而使电容传声器的工作频段范围更为宽广。 压强式动圈传声器工作原理 图1－4－6是一种作为广播或录音等用的普通压强式动圈传声器的工作原理图。传声器的振动系统由音膜与音圈组成。音膜的边缘压成折环状起着弹簧的作用，音膜的球顶部分和音圈连在一起起着质量块的作用。音圈放在磁极间的缝隙中，当有一由声波而产生的力FF 作用在音膜上时，音膜连同音圈产生振动，音圈在磁场中切割磁力线，从而使音圈的导线感应出电压。根据电磁学原理可知，当总长为l 的导体在磁感庆通量密度为B （单位为韦伯/米2）的磁场中以速度v 运动时，其感应的开路电压为E ＝Blv.此关系式表示了，这种传声器的开路电压是与振动系统的速度成正比的。因此如果在对频率恒定的力作用下，使音膜产生恒定的速度振幅V A ，那么就能使传声器产生对频率恒定的开路电压幅值EA 。根据上面对振劝速度控制的分析可知，如果把音膜－音圈的振动系统设计在力阻控制状态，这时系统的速度振幅可得为VA M A A R F V ≈，它与频率无关，如果力阻愈大，则受这一力阻控制的频率范围愈宽，传声器具有均匀频率特性的频段也愈宽。根据1－4－3中的分析，对力阻RM 的控制可归结为对力字品质因素QM 的控制，例如取QM ＝0.1，则可以使传声器频率特性的均匀
噪声测试讲义 第一章声学基础知识 第一节声音的产生与传播 一、声音的产生 首先我们看几个例子：敲鼓时听到了鼓声，同时能摸到鼓面的振动；人能讲话是由于喉咙声带的振动；汽笛声、喷气飞机的轰鸣声，是因为排气时气体振动而产生的。通过观察实践人们发现一切发声的物体都在振动，振动停止发声也停止。因此，人们得出声音是由于物体的振动产生的结论。 二、声源及噪声源 发声的物体叫声源，包括一切固体、液体和气体。 产生噪声的发声体叫噪声源。 三、声音的传播 声音的传播需要借助物体的，传声的物体也叫介质，因此，声音靠介质传播，没有介质声音是无法传播的，真空不能传声，在真空中我们听不到声音。 声音的传播形式（以大气为例）是以疏密相间的波的形式向远处传播的，因此也叫声波。当声振动在空气中传播时空气质点并不被带走，它只是在原来位置附近来回振动，所以声音的传播是指振动的传递。
四、声速 声音的传播是需要一定时间的，传播的快慢我们用声速来表示。 声速定义：每秒声音传播的距离，单位：M/s。在空气中声速是340 m/s，水中声速为 1450m/s ，而在铜中则为 5000m/s。可见，声音在液体和固体中的传播速度一般要比在空气中快得多，另外，声速还和温度有关。 第二节人是怎样听到声音的 一、人耳的构造 人耳是由外耳、中耳和内耳三部分组成，各部分具有不同的作用共同来完成人的听觉。 耳朵三部分组成结构见彩图。 外耳，包括耳壳和外耳道，它只起着收集声音的作用。
中耳，包括鼓膜、鼓室、咽鼓管等部分。由耳壳经过外耳道可通到鼓膜，这里便进人中耳了。 鼓膜俗称耳膜，呈椭圆形，只有它才是接受声音信号的，它能随着外界空气的振动而振动，再把这振动传给后面的器官。 鼓室位于鼓膜的后面，是一个不规则的气腔。有一个管道使鼓室和口腔相通，这个管道叫咽鼓管。咽鼓管的作用是让空气从口腔进人中耳的鼓室，使鼓膜内外两侧的空气压力相等，这样鼓膜才能自由振动。 鼓室里最重要的器官是听小骨。听小骨由锤骨、砧骨和镫骨组成，锤骨直接与鼓膜相依附，砧骨居中，镫骨在最里面，它们的构造和分布就象一具极尽天工的杠杆，杠杆的前头连着鼓膜，后头连着内耳。它们能把鼓膜的振幅变小而压力扩大后传给内耳。 内耳的基本功用是感受由鼓膜送来的振动。内耳由不管听觉的三个半规管和专管听觉的螺旋状骨组织──耳蜗组成。半规管与听觉没有关系，是一种平衡器官。负责听觉的耳蜗，内部有一张薄膜，膜上布有听觉神经末梢──23500根神经纤维，它们通过听觉神经与脑髓膜相联系。耳蜗内部充满了胶质的液体，从鼓膜传来的振动由耳蜗内部的胶质液体传递给薄膜上的神经纤维，
声学基础知识 一、声音 声音是空气分子的振动。物体的振动（我们称之为"声源"）引起空气分子相应的振动，传入人耳导致鼓膜振动，通过中耳、内耳等一系列听觉器官的共同作用使人听到了声音。 二、声波 把石头扔进平静的水面，会形成一组向四周扩散的水波，这是我们所能见到的比较直观的"波"，空气分子振动形成的声波要复杂一点，它是从声源向四周立体扩散的一组疏密波，空气分子并不是从声源一直跑到您的耳朵，而是在它本来的位置振动，从而引起与它相邻的空气分子随之振动，声音就是这样从声源很快地向外传播的，声音在空气中的传播速度是331米/秒。举一个简单的例子，麦浪的运动跟声波很相似，粒子的振动方向与波的运动方向是平行的。波需要通过介质来传播，麦浪的运动到田埂边就自然停止了，声波的传播介质是空气分子，所以，真空里声音是不能传播的。 三、声音的频率 声波每秒的振动次数称为频率，频率在20hz~20khz之间称为声波；频率大于20khz称为超声波；频率小于20hz称为次声波。超声波和次声波人耳是听不到的，地震波和海啸都是次声波。有些动物的耳朵比人类要灵敏得多，比如蝙蝠就能"听到"超声波。 世界上很少存在单一频率的"纯音"，我们所听到的声音大都是各种频率的复合音，如乐器发出的单音就是周期性的复合音，语音则是非周期性的复合音。让我们对声音的频率有一个比较直观的概念：大鼓的"蓬蓬"声频率很低，大约在数十赫兹左右；人的语音频率范围主要在200 hz到4000 hz之间；锣声、铃声的频率大约在2000 hz到3000 hz左右；在人类语音中，女声比男声频率要高一点；童声要比成人频率高一点；"啊啊"声频率较低，"咿咿"声频率稍高，"嗤嗤、嘶嘶"声频率最高。知道这一点很有用，在实际选配中，你可以经常用来测试病人戴助听器前后对声音频率的反应。 高频和低频是相对的，在语音范围中，通常把1000 hz以上的区域称为高频区，500 hz -1000 hz的区域称为中频区，低于500 hz的区域称为低频区。而在讨论音乐的时候 四、声音的强度 其一是从物理上来描述：我们知道由于空气分子本身固有的不规则运动及相互排斥会形成一个静态的压力，这个压力就是我们所熟知的大气压。前面我们讲过，声音是空气分子的振动，振动的空气分子对它通过的截面就会产生额外的压力，这种额外的压力我们就称之为声压。声压比之大气压要小得多得多，举个例子，一个声压仅仅相当于大气压的一万分之一的声音就足以把人的耳朵振聋。物理学家引入了声压级（spl）来描述声音的大小：我们把一很小的声压p0=2х10-5帕作为参考声压，把所要测量的声压p与参考声压p0的比值取常用对数后乘以20得到的数值称为声压级，声压级是听力学中最重要的参数之一，单位是分贝（db）。
一.声音基础知识 二.手机电声器件基本参数 三.手机音腔设计 四.音腔设计常见问题及解决办法 五.音频设计的一般规则S h e n g L o n g C o n f i d e n t i a
1.声音是什么？声音是一种因为物体振动而产生的弹性纵 波，它能通过空气.水.钢铁等媒质传播 S h e n g L o n g C o n f i d e n t i a
音量（Volume ):声音振幅大小（Amplitude),通常表示的单位dB （Decibel 的缩写）它是以正常人听1000Hz 频率之纯音，所能听到的最弱声音，其音压为0.0002微巴（u bar)当作0dB 。 音调（Pitch ）：声音频率（Frequency)高低，单位CPPS （Cycle Per Second)。 音色（Tone):是由声音的谐波（Harmonic Wave)造成，即由声波的频谱和波形决定，但究竟哪些谐波组成的声波，会造成人所受感受的特色，以及特色如何？不能作实质存在的说明，也无法去衡量，完全由人心里感受，凭经验去体会，是个人相当主观的见解 声音三要素中的音调与音量，是声波的频率与振幅，由人感受后的结果，由其实质的存在，也有确实的衡量标准，而人也可由人身的组织，作较为客观的认识，像这种由人的生理，予以客观认识的声音，称为“生理之音”，而音色在声波而言如上述（音色）内容，是心里感受所引发的想象，这种感觉往往会左右人的情绪，心里感受越深，音色越清晰，感受越浅，音色越模糊，这种感受的声音称之为“生理之音”.虽然那些谐波怎样组成声波，会造成人所感受的特色，以及特色如何？建议可在喇叭之总谐音失真（Total Harmonic Distortion)中得到失真愈小其音色表现愈真实S h e n g L o n g C o n f i d e n t i a
分贝 分贝（decibel）dB 声音的响度 声音其实是经媒介传递的快速压力变化。当声音於空气中传递，大气压力会循环变化。每一秒内压力变化的次数叫作频率，量度单位是赫兹(Hz)，其定义为每秒的周期数目。 频率越高，声音的音调越高。如下图显示，击鼓产生的频率远较吹哨子产生的频率低。请按一下【示范】按钮，听听它们发出的声音，及细察其音调的不同。 分贝-响亮度和分贝标度 响亮度是声音或噪音的另一个特性。犟的噪音通常有较大的压力变化，弱的噪音压力变化则较小。压力和压力变化的量度单位为巴斯卡，缩写为Pa。其定义为牛顿/平方米( N/m2)。 人类的耳朵能感应声压的范围很大。正常的人耳能够听到最微弱的声音叫作「听觉阈」，为20个微巴斯卡(缩写为μPa) 的压力变化，即20x10-6 Pa ("百万分之二十巴斯卡")。另一方面，非常噪吵的情况能产生很大的压力变化，例如一架太空穿梭机在发出最大马力时能在近距离产生大约2,000 Pa或2 x 109μPa的噪音。下表显示由上述情况
产生不同的声压级，以巴斯卡及微巴斯卡表示。如用巴斯卡(Pa)来表达声音或噪音，我们须处理小至20，大至2,000,000,000的数字。 明显地，如用巴斯卡(Pa)来表达声音或噪音会颇为不便。较简单的做法是用一个对数标度(logarithmic scale)来表达声音或噪音的响亮度，以10作为基数。 为避免以巴斯卡(Pa)来表达声音或噪音（以防处理难以操纵的数字），故使用分贝(dB)这个标度。该标度以「听觉阈」，20 μPa 或20 x 10-6 Pa作为参考声压值，并定义这声压水平为0分贝(dB)。 声压级，缩写通常为SPL或者Lp，其单位为分贝(dB)，可经由以下算式求得。 用对数标度来表达声音和噪音还有另一优点：人类的听觉反应是基於声音的相对变化而非绝对的变化。对数标度正好能模仿人类耳朵对声音的反应。 於分贝标度上计算声音或噪音的和 现实生活中我们经常会同时遇到几个声音。你知道一个声音与另一个声音结合时，会产生甚么结果吗？
超声成像新技术的物理声学基础及其应用 Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】
超声成像新技术的物理声学基础及其应用 90年代以来，由于电子计算机容量和功能的提高，数字化技术的引入，以及各种信号处理、图像处理和控制技术的应用，医学超声成像新技术、新设备、新方法层出不穷。本文就腹部超声诊断中常用的主要新技术的物理声学基础、临床应用现状及发展前景等问题作一简要阐述。 1?与提高图像质量有关的超声成像新技术 频谱合成成像频谱合成成像即频率转换技术 (frequency convert technology,FCT)[1]。组织在超声声场的作用下，当超声波满足小振幅条件时，声源与其声场之间为线性关系，即无论在声场的任何距离 上，介质质点都重复声源的振动规律，但当超声波不满足小振幅条件，而具有一 定振幅(有限振幅，达到有限振幅的波为有限振幅波)时，随传播距离的增加，由 于有限振幅波的传播速度不是常数，而与介质的非线性参量及质点的振速有关， 致使波形发生畸变，波形的畸变必然伴随谐波的产生。当声源发射的不是单频的 超声波，而是以f0为主频、具有一定频宽的超声脉冲时，经声场介质作用后，将产生具有多重频率的回波信号，且其频谱与声源发射者不同，即实现了频率转 换。从成像的观点来说，回波信号中频率成分利用得越充分，图像质量就越好。 利用超宽频探头、数字化处理和超大容量计算机，可将回波信号分解为多个频带 进行并行处理，然后再按频谱合成为最后的信号，因此亦称为频谱合成成像，由 此获得的图像分辨率更高，对比度更大，噪声伪像更低。 二次谐波成像 1995年以来，二次谐波成像 (second harmonic imaging,SHI)技术逐步趋于成熟，近几年开始用于心外脏器和组织的检查[2]。应用于临床的谐波成像分自然组织谐波成像
声学英文词彙 声音,声学及其分支 声音:sound 可听声(阈):audible sound 超声:ultrasound 次声:infrasound 水声:underwater sound 地声:underground sound 噪声:noise 声学:Acoustics 物理声学:Physical Acoustics;非线性声学:Nonlinear Acoustics 超声学:Ultrasonics;次声学:Infrasonics;水声学:Underwater Acoustics 气动声学:Aeroacoustics 建筑声学:Architectural Acoustics;室內声学:Room Acoustics 音乐声学:Musical Acoustics 环境声学:Environmental Acoustics 海洋声学:Oceanic Acoustics 电声学:Electroacoustics 语言声学:Speech Acoustics;语音信号处理:Speech Processing 声信号处理:Acoustical Signal Processing 光声学:Optoacoustics 医学超声学:Medical Ultrasonics 生物声学:Bioacoustics
声化学:Sonochemistry 生理声学:Physiological Acoustics;心理声学:Phsychoacoustics 振动 振动:vibration 受迫振动:forced vibration 阻尼振动 弹性:elasticity 劲度:stiffness;弹性常数:stiffness constant 恢复力:restoration;张力:tension 惯性,声质量:inertance 力(机械)阻抗(阻,順,抗):mechanical impedance (resistance, compliance, reactance) 力导纳(导,納):mechanical admittance, mobility (responsiveness, excitability)集总线路元件:lumped circuit elements 共振:resonance;反共振:antiresonance 参量共振:parametric resonance 共鸣器,共振器:resonator 亥姆霍茲共鸣器:Helmholtz resonator 振子:oscillator 激振器:vibrator 隔振:isolation (阻抗型,导纳型)类比:(impedance-type, mobility-type) analogy 摩擦(力):friction (force) 阻尼(系数):damping (coefficient) 衰变:decay 谐波:harmonics,谐与:harmony
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。