声学基础

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。

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。

声学基础知识声音，作为我们日常生活中最常接触到的感知，是一种形式的机械波，它通过物质的震动传播而产生。

声学是研究声音产生、传播和听觉效应等相关现象的学科。

本文将介绍声学的基础知识，包括声音的特性、声波的传播与衰减、和人类的听觉系统。

一、声音的特性声音有几个重要的特性，包括音调、音量和音色。

音调是指声音的高低，由声源的频率决定。

频率越高，音调越高；频率越低，音调越低。

音量是指声音的强弱，由声源振幅的大小决定。

振幅越大，音量越大；振幅越小，音量越小。

音色是指具有独特质感的声音特征，由声音的谐波成分和声源的包络形状决定。

不同的乐器演奏同一个音高，因为其谐波成分和包络形状不同，所以会有不同的音色。

二、声波的传播与衰减声波是指由声源振动产生的压力波。

声波传播时，需要介质作为传播介质，常见的介质包括空气、水、固体等。

在传播过程中，声波会经历衍射、反射、折射等现象。

衍射是指声波遇到障碍物时沿着障碍物的边缘传播，使声音能够绕过障碍物。

反射是指声波遇到障碍物后从障碍物上反弹回来，产生回声。

折射是指声波在介质之间传播时由于介质密度不同而改变传播方向。

声波在传播过程中会逐渐衰减，衰减的程度取决于声音传播的距离、传播介质的特性以及环境条件等。

一般来说，声音传播的距离越远，声波能量的衰减越大；传播介质的特性也会影响声波的衰减，固体传播声波的衰减相对较小，而空气和水传播声波的衰减相对较大。

环境条件如温度和湿度也会对声波的衰减产生一定影响。

三、人类的听觉系统人类的听觉系统是感知声音的重要器官。

它由外耳、中耳、内耳和大脑皮层等部分组成。

外耳包括耳廓和外耳道，它们的主要功能是接收和传导声音。

中耳包括鼓膜和听小骨（锤骨、砧骨和镫骨），它们的主要功能是将声音的机械能转换为神经信号。

内耳包括耳蜗和前庭，耳蜗负责感知声音，前庭负责维持平衡。

大脑皮层负责处理和解读声音信号。

人类听觉系统对不同频率的声音有不同的感知范围。

一般来说，人类可以听到频率范围在20Hz到20kHz之间的声音。

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 ti a1.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 Lo n gC o nf i d en 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 ti a对于空气的声速有C(t℃)≈331.6+0.6t; 波长λ=C/fC ∝（E/ρ）½4.多普勒效应:当一辆火车以速度V从远处驶近，音调会变高，反之，音调变低，为什么？C（+V）= λ* f(+△f )5.人耳可听到的频率和响度范围：20Hz~20kHz , 0.00002Pa~200Pa （0dB~140dB) ,人耳听到的声音的响度不是与声压值，而是以声压的对数值成线性关系，参考附图.当声音相差10dB时，人耳感觉响度差一倍。

声学基础知识点总结1. 声波的产生声波是由振动的物体产生的，当物体振动时，会产生压缩和稀疏的波动，这些波动以一定速度在介质中传播，就形成了声波。

声波的产生需要具备两个条件：振动源和传播介质。

一般来说，声波的振动源可以是任何物体，包括人类的声带、乐器的琴弦、机器的发动机等，而传播介质主要是固体、液体和气体。

声波在不同的介质中传播速度不同，气体中的声速最慢，固体中的声速最快。

2. 声波的传播声波的传播包括两种方式：纵波和横波。

纵波是指波动方向与传播方向相同的波动，即介质中的分子以与波动方向相同的方式振动。

在气体和液体中，声波主要是纵波。

横波是指波动方向与传播方向垂直的波动，即介质中的分子以与波动方向垂直的方式振动。

在固体中，声波主要是横波。

3. 声波的特性声波具有一些特性，包括频率、振幅和波长。

频率是指单位时间内声波振动的次数，单位是赫兹（Hz），通常用来表示声音的高低音调。

振幅是指声波振动的幅度，通常用来表示声音的大小。

波长是指声波在介质中传播一个完整周期所需要的距离，与频率和传播速度有关。

4. 声音的产生声音是由声波在空气中传播而形成的，但在声音产生的过程中，还需要经过声带的振动、共鸣腔的放大和嘴唇、舌头等器官的调节。

声带位于声音道中部分，当呼吸进入声音道时，声带会振动产生声波，不同的振动频率会形成不同的音调。

共鸣腔是指声音道中的空腔部分，不同的共鸣腔大小和形状会影响声音的音色。

嘴唇、舌头等器官的调节会改变声音的音调和音色，从而产生不同的语音。

5. 声波的接受人类的听觉系统能够接受声波并将其转化为神经信号传递给大脑，从而形成对声音的感知。

耳朵是人类的听觉器官，主要包括外耳、中耳和内耳。

外耳是声音的接收器，能够接受来自外界的声波并将其传递给中耳。

中耳是声音的传导器，能够将声波转化为机械波并传递给内耳。

内耳是声音的感受器，能够将机械波转化为神经信号，并传递给大脑进行处理。

6. 声波的用途声波在日常生活中有着广泛的应用，包括声音通讯、声波测量、声波成像等方面。

声学基础频率:声音信号每秒钟变化或振动的次数，频率越高、振动就越快，声音的音调就越高。

响度:声音在人耳中校感受的强弱程度与声振动的频率有关。

与声波功率比值的对数成正比，即声音强度增加100倍，人耳感受到声音的响度只增加了20分贝。

降噪系数（NRC ）：是在250、500、1000、2000Hz 测得的吸声系数的平均值，算到小数点后两位，末位取0或5。

吸声系数:人射声能被材料表面或媒质吸收的百分数，吸声系数越大，对声能吸收的越多。

相对混响时间:声源停止发声后，声压级衰减到人耳听不到的程度所需要的时间。

混响时间：声源停止发声后，声压级减少60dB 所需要时间，单位为秒。

混响时间决定了余音的长短，对声音的饱满圆润、嗓音的美化和清晰度有直接的影响。

声速：混响时间计算公式： 伊林公式)1ln(161.0∂--=S V T S 是室内表面总面积，α是室内表面平均吸声系数 对于2000Hz 的高频声音，而且房间容积较大，要考虑空气吸声系数，采用公式 VS V T m 4)1ln(161.0+∂--=m 是空气吸声系数，V 是房间容积 1，反射系数小的材料称为吸声材料。

2，透射系数小的材料称为隔声材料。

3，透射系数大的材料，称为透声材料。

4，全吸声材料是指吸声系数α=1。

5，全反射材料是指吸声系数α=06，岩棉、玻璃棉等材料主要吸收高频和中频。

7，聚氨酯吸声泡沫塑料主要吸收高频和中频。

8，薄板加空腔主要吸收低频。

9，薄板直接钉于墙上吸声效果很差。

10，挂帘织物主要吸收高、中频。

11，粗糙的水泥墙面吸声效果很差。

12，人耳通过声源信号的强度差和时间差，可以判断出声源的空间方位，称为双耳效应。

13，声波在不同物质中传播，其速度快慢依次为金属>木材>水>空气。

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。