听觉的声学基础

第一节 声音和声波 声音是由物体振动产生的，振动发声的物体—声源。 声音可以通过固体、液体、气体等媒质传播。 在空气中，声源的振动会使周围的空气质点产生一定的疏密变化， 并以一定的速度传播出去形成声波。 一、声压： 以P表示，单位是Pa，声压的大小是--将变化的声压瞬时值平方后求得的平均值。 声压在作简谐变化（正弦、余弦）时，声压的有效值是
音高\频率\唱名\键盘位置关系 提琴C\523.2Hz \1 提琴C6\1KHz \і
钢琴：一百三十赫兹（130Hz） 钢琴：一千赫兹（1KHz）
提琴：一百三十赫兹（130Hz） 提琴：一千赫兹（1KHz）
音高\频率\唱名\键盘位置关系
二、响度：响度，又称声强或音量，它表示的是声音能量的强弱程度， 主要取决于声波的振幅大小。
第六节 声波的传播
一、波阵面和声线：声波由声音发出后，在介质中向各个方向传播，在某一时刻由声
波到达的各点所连成的面称为波阵面。波阵面为平面的称平面波（如管子中的声波）， 波阵面为球面的波称为球面波（点声源）；波的传播方向称为声线或波射线。
横波：质点的振动方向和波的传播方向相互垂直,这种波称为横波。
响度是听觉的基础。正常人听觉的强度范围为0dB-140dB。超出人耳的可听频 率范围(即频域)的声音，即使响度再大，人耳也听不出来(即响度为零)。 当声音减弱到人耳刚刚可以听见时，此时的声音强度称为“听阈”；当声音 增强到使人耳感到疼痛时，这个阈值称为“痛阈”，听阈和痛阈随声压和频 率的变化而变化。听阈和痛阈随频率变化的曲线叫“等响度曲线”。
三、音色
音色是人们区别具有同样响度和音调的两个声音的主观感觉，音色也称音 品，由声音波形的谐波频谱和包络决定。
声音波形的基频所产生的听得最清楚的音称为基音，各次谐波的微小振动 所产生的声音称泛音。单一频率的音称为纯音，具有谐波的音称为复音。

声音的物理参量
(1) 频率、
频率用 f 表示，以 Hz为单位，周期用 T 表示，以秒为 单位，周期是频率的倒数，即：T=1/f。周期与波长的关 系如下：λ=C·T
(2) 相位：指质点在周期性运动中某一瞬间与振
动周期相应的时间位置
(3) 频谱：傅立叶分析法表明任何周期性波均
能用一系列频率确定的纯音表示。这些纯音构成一
(4) 混响
如果声音是在室内传播，则声音传至墙壁和天花 板处将有一部分被吸收，而另一部分发生反射，反射 声再次传至另一墙壁或天花板处均有一部分声能被吸 收，因而经过一段时间的多次反射后声音强度将逐渐 减弱，一直到声强降低到听阈之下。这种在声源停止
之后，声音在室内并不立即消失，而是延续一个时刻
的现象称为混响
正常耳能觉察的最小声压，是使鼓膜振动幅度相
当于一个氢原子直径的压力变化，这相当于5×109分
之一的标准大气压，一个标准大气压为1巴(bar)。法
定计量单位用帕(Pa)作为计量压力的单位，1 bar=105 Pa。即正常人耳可听到的最小声压为20 μPa，因人所 听到的声音大小可相差一亿倍，因此用Pa来计量声音 的大小就很不方便
1000～4000 Hz之间的频率，人耳听起来最响。响 度和强度并不成线性比例。响度的主观计量单位是“宋 ”（sone），以1000 Hz纯音40 dBHL时的响度为1宋， 比它响“1倍”即为2宋。纯音的响度与声强级的关系可 以根据有关图表或计算方法得出。大体上说，声音增强
10 dB，其响度约增加1倍。在适当地调节声音的强度时
(d) 声压级(Sound pressure level, SPL) 它是指某声压P与参
考声压P0两者比值的常用对数(以10为底)。其单位亦为贝

声学及听力学基础听力学是一门综合性研究听觉生理、心理功能、病理机理、测试方法，临床防治以及康复听力的学科。

按研究对象及手段的不同，可分为实验听力学、临床听力学、重建听力学和康复听力学，后者包括助听器的选配、电子助听装置和听力语言训练。

声学基础一．声波的概念1．声音的本质：声音是一种波动，它是振动在媒质中的传播。

振动的物体使其周围的空气层质点交替地发生压缩和膨胀，这种变化由近及远，从而使受激发物体的振动以一定的速度传播开去，这种振动能量的传递，就是声波传播的本质。

2．声音的物理特性1）速度常温下声波在空气中的传播速度约是340 米/秒，我们大多数人都见过远处的雷暴，通常是先看到闪电然后再听到轰鸣声，这是由于光的传播速度比声音快。

在不同的介质中声音的传播速度不一样，水中声音传播速度比空气中快4倍，而在铁中声音传播速度是在空气中传播的14倍。

2）频率频率即每秒钟的周期数，若周期持续时间等于1/100 秒即每秒完成100 个周期，那么我们说它的频率为100（周期/秒）。

为纪念德国物理学家Heinrich Gertz 国际标准化组织把它的单位命名为HZ，并被广泛应用。

3）音调如果有两个音叉，一个是500Hz 另一个是800Hz 当你听到这两个音叉发出的声音时，你会发现500Hz 发出的声音比800Hz 低,我们称之为低音。

频率与音调是两回事，频率是物理的数量并可精确衡量，而音调是一种主观印象不能直接衡量。

4）声压和声压级若有两个相同频率的音叉用不同的力量敲击，那么大力敲的音叉就比较响且相应音叉振动幅度也大。

同频率一样空气压力下的变化--声压--是可以精确衡量，因为它是个物理量。

大气静止时的压力为大气压力，大气压力用Ps表示，一个标准大气压力叫1巴（bar）。

当有声波存在时，局部空气产生压缩和膨胀，在压缩的地方压力增加，在膨胀的地方压力减少，这样就在原来的大气压上又增加了一个压力的起伏。

这个压力的起伏是由于声波的作用而引起的，故称之为声压，用符号P表示。

第三节听觉一、听觉剌激声波是听觉的适宜刺激。

它是由物体振动产生的,物体振动使周围的介质(如空气)产生周期性的压缩、膨胀的波动,这就是声波。

声波通过介质传递给人耳,并在人耳中产生昕觉。

声波的物理性质包括频率、振幅和波形。

频率指发声物体每秒振动的次数,单位是赫兹。

人耳所能接受的振动频率为20~20000赫兹。

低于20赫兹的振动叫次声,高于20000赫兹的振动叫超声波,是无法引起人的昕觉的。

振幅是指振动物体偏离起始位置的大小。

振幅决定声音的强度,振幅大,压力大,我们听到的声音就强;振幅小,压力小,我们听到的声音就弱。

声波最简单的形状是正弦波。

由正弦波得到的声音叫纯音。

在日常生活中,人们听到的大部分声音不是纯音,而是复合音,这是由不同频率和振幅的正弦波叠加而成。

二、基本的听觉现象(一)声音的属性空气振动传导的声波作用于人的耳朵产生了听觉。

人们所听到的声音具有三个属性,称为感觉特性,即音强、音高和音色。

音强指声音的大小,由声波的物理特性振幅,即振动的大小所决定。

音强的单位称分贝,缩写为db。

0分贝指正常听觉下可觉察的最小的声音大小。

音高指声音的高低,由声波的频率,即每秒振动次数决定,常人昕觉的音高范围很广,可以由最低20赫兹昕到20000赫兹。

日常所说的长波指频率低的声音,短波指频率高的声音。

由单一频率的正弦波引起的声音是纯音,但大多数声音是许多频率与振幅的混合物。

混合音的复合程序与组成形式构成声音的质量特征,称音色。

音色是人能够区分发自不同声源的同一个音高的主要依据,如男声、女声、钢琴声、提琴声表演同一个曲调,听起来各不相同。

(二)听觉的适应与疲劳听觉适应所需时间很短,恢复也很快。

听觉适应有选择性,即仅对作用于耳的那一频率的声音发生适应,对其他未作用的声音并不产生适应现象。

如果声音较长时间(如数小时)连续作用,引起听觉感受性的显著降低,便称作听觉疲劳。

听觉疲劳和听觉适应不同,它在声音停止作用后还需很长一段时间才能恢复。

声学基础知识添加时间:2008-11-28 9:32:07文章来源：中国吸音隔声降噪网声音听觉理论由于人耳听觉系统非常复杂，迄今为止人类对它的生理结构和听觉特性还不能从生理解剖角度完全解释清楚。

所以，对人耳听觉特性的研究H前仅限于在心理声学和语言声学。

人耳对不同强度、不同频率声咅的听觉范围称为声域。

在人耳的声域范围内，声音听觉心理的主观感受主要有响度、音高、音色等特征和掩蔽效应、高频定位等特性。

其中响度、音高、音色可以在主观上用来描述具有振幅、频率和相位三个物理量的任何复杂的声音，故又称为声音〃三耍素〃；而在多种音源场合，人耳掩蔽效应等特性更重要，它是心理声学的基础。

下面简单介绍一下以上问题。

一、声音三要素1.响度响度，乂称声强或音量，它表示的是声音能量的强弱程度，主要取决丁•声波振幅的人小。

声音的响度一般用声压（达因/平方厘米）或声强（瓦特/平方厘米）来计量，声压的单位为帕（Pa）,它与基准声压比值的对数值称为声压级，单位是分贝（dB）o对于响度的心理感受，一般用单位宋（Sone）来度量，并定义1kHz、40dB的纯音的响度为1宋。

响度的相对量称为响度级，它表示的是某响度与基准响度比值的对数值，单位为I I方（phon）,即当人耳感到某声音与1kHz单一频率的纯音同样响时，该声音声压级的分贝数即为其响度级。

可见，无论在客观和主观上，这两个单位的概念是完全不同的，除1kHz纯音外，声压级的值-般不等于响度级的值，使用屮要注意。

响度是听觉的基础。

正常人听觉的强度范围为0dB-140dB（也有人认为是-5dB-130d B）o 固然，超出人耳的可听频率范I韦1（即频域）的声音，即使响度再人，人耳也听不出来（即响度为零）。

但在人耳的对听频域内，若声音弱到或强到一定程度，人耳同样是听不到的。

当声音减弱到人耳刚刚可以听见吋，此吋的声音强度称为〃听阈〃。

一般以lkllz纯音为准进行测量，人耳刚能听到的声压为OdB（通常人于0. 3dB即有感受）、声强为10-16W/cm2时的响度级定为0 口方。

声学基础知识一、声学基础：1、名词解释（1）波长——声波在一个周期的行程。

它在数值上等于声速（344米/秒）乘以周期，即λ=CT（2）频率——每秒钟振动的次数，以赫兹为单位（3）周期——完成一次振动所需要的时间（4）声压——表示声音强弱的物理量，通常以Pa为单位（5）声压级——声功率或声强与声压的平方成正比，以分贝为单位（6）灵敏度——给音箱施加IW的噪声信号，在距声轴1米处测得的声压（7）阻抗特性曲线——扬声器音圈的电阻抗值随频率而变化的曲线（8）额定阻抗——在阻抗曲线上最大值后最初出现的极小值，单位欧姆（9）额定功率——一个扬声器能保证长期连续工作而不产生异常声时的输入功（10）音乐功率——以声音信号瞬间能达到的峰值电压来计算的输出功率（PMPO）（11）音染——声音染上了节目本身没有的一些特性，即重放的信号中多了或少了某些成份（12）频率响应——即频响，有效频响围为频响曲线最高峰附近取一个倍频程频带的平均声压级下降10分贝划一条直线，其相交两点间的围2、问答（1）声音是如何产生的？答：世界上的一切声音都是由物体在媒质中振动而产生的。

扬声器是通过振膜在空中振动，使前方和后方的空气形成疏密变化，这种波动的现象叫声波，声波使耳膜同样产生疏密变化，传级大脑，于是便听到了声音。

（2）什么叫共振？共振声对扬魂器音质有影响吗？答：如果物体在受迫振动的振动频率与它本身的固有频率相等时，称为共振当物体产生共振时，不需要很大的外加振动能量就能是使用权物体产生大幅度的振动，甚至产生破坏性的振动。

当扬声器振膜振动时，由于单元是固定在箱体上的，振动通过盆架传递到箱体上。

部分被吸收，转化成热能散发掉；部分惟波的形式再辐射，由于共振声不是声源所发出的声音，将会影响扬声器的重放，使音质变坏，尤其是低频部分（3）什么是吸声系数与吸声量？它们之间的关系是什么？答：吸声性能拭目以待好坏通常用吸声系级“α”表示，即α=1-K；吸声量是用吸声系数与材料的面积大小来表示。

听觉的形成 声音的感受细胞在内耳的耳蜗部分，因
此，外来的声波必须传到内耳才能引起听觉。 外界的声波振动鼓膜，经过中耳的听小骨传 到卵形窗，进而引起耳蜗的外淋巴和内淋巴 的振动，这样的刺激使耳蜗中的听觉感应器 的毛细胞兴奋，并将这种声音的刺激转化为 神经冲动，由听神经传到大脑皮层的听觉中 枢，引起听觉。
如果用公式近似地表示音调和频率的关系则有mel2595log1fhz700掩蔽效应当一个声音存在时它会将另一个声音的感知临界值提高也就是说当某一频率的声音有一特定音强存在时另一个不同频率的声音要将音强提高才会被听到这就是听觉掩蔽效应
第二章+声学基础及人类听觉 感知
本章内容
1. 声学基础知识
1. 人类的语言器官 2. 声音的性质 3. 声波的物理描述 4. 声音的接受装置
听觉系统
耳蜗就像一个频谱分析仪，将复杂的 信号分解成各种频率分量。
人耳能听到的频率范围大约为 20Hz~20kHz，年轻人上限频率可达 20kHz,老年人则衰退为10kHz。强度大概 为－5～130dB。
听觉特性
人耳的听阈及响度 响度就是反映一个人主观感觉不同频率成
分的声音强弱的物理量，单位为方（phone）。 所谓正常人的听阈是指声音小到人耳刚刚
声波的物理描述
各种声源发出的声音大多是由许多不同强度、不同频 率组成的复合音。在复合音中，不同频率成分的声波 具有不同的能量，这种频率成分与能量分布的关系称 为声音的频谱(frequency spectrum)。各频率成分与能 量分布关系的图形称为频谱图。
声音的接收装置
接收装置的类型
碳粒式送话器 动圈式传声器(语音广播、扩声系统) 压电式传声器 电容式传声器(音质好，灵敏度较高，用于舞台、

三、音色 音色是人们区别具有同样响度和音调的两个声音的主观感觉，音色也称音 品，由声音波形的谐波频谱和包络决定。 声音波形的基频所产生的听得最清楚的音称为基音，各次谐波的微小振动 所产生的声音称泛音。单一频率的音称为纯音，具有谐波的音称为复音。
拨弦古钢琴C\523.2Hz\1 拨弦古钢琴 电子大钢琴C\523.2Hz\1 电子大钢琴 音高\频率 唱名 音高 频率\唱名 键盘位置关系 频率 唱名\键盘位置关系
痛阀
听阀
频率听觉范围实验:频率发生器 频率发生器
第四节 声音的三要素
声音的听觉心理主观感受主要有：音高、响度、音色等特性， 音高、响度、音色 音高 又称为声音“三要素”。 一、音调：音调也称音高，表示人耳对声音调子高低的主观感受，客观上 音调： 音高大小主要取决于声波基频的高低，频率高则音调高，反之则低，单位 用赫兹(Hz)表示。 音调的变化与频率的关系是对数关系，频率每高一倍 一个倍频程）、音调 频率每高一倍(一个倍频程）、 频率每高一倍 一个倍频程）、音调 就高一个八度 八度。 就高一个八度。音调的单位是“美”，通常定义响度为40方的1kHz纯音的 音高为1000美，赫兹与“美”同样是表示音高的两个不同概念的单位。
拨弦古钢琴C\523.2Hz\1 拨弦古钢琴 电子大钢琴C\523.2Hz\1 电子大钢琴 原音钢C\523.2Hz\1 原音钢 盛大钢琴C\523.2Hz\1 盛大钢琴
声音的三要素小结 声音的三要素小结
另外，表征声音的其它物理特性还有：音值，又称音长， 另外，表征声音的其它物理特性还有：音值，又称音长， 是由振动持续时间的长短决定的。持续的时间长，音则长； 是由振动持续时间的长短决定的。持续的时间长，音则长；反 之则短。 之则短。 从以上主观描述声音的三个主要特征看， 从以上主观描述声音的三个主要特征看，人耳的听觉特性 并非完全线性。声音传到人的耳内经处理后，除了基音外， 并非完全线性。声音传到人的耳内经处理后，除了基音外，还 会产生各种谐音及它们的和音和差音 和音和差音， 会产生各种谐音及它们的和音和差音，并不是所有这些成分都 能被人感觉。 能被人感觉。 人耳对声音具有接收、选择、分析、判断响度、 人耳对声音具有接收、选择、分析、判断响度、音高和音 品的功能，例如， 品的功能，例如，人耳对高频声音信号只能感受到对声音定位 有决定性影响的时域波形的包络(特别是变化快的包络在内耳 有决定性影响的时域波形的包络 特别是变化快的包络在内耳 的延时)， 的延时 ，而感觉不出单个周期的波形和判断不出频率非常接 近的高频信号的方向；以及对声音幅度分辨率低， 近的高频信号的方向；以及对声音幅度分辨率低，对相位失真 不敏感等。这些涉及到心理声学和生理声学方面的复杂问题。 心理声学和生理声学方面的复杂问题 不敏感等。这些涉及到心理声学和生理声学方面的复杂问题。

正常时，通过吞咽最终导致两侧压力平衡，故称为正负压平 衡实验
★儿童听力筛查（略）
（客观测听）
脑干诱发电位测试（ABR）
又称为听性脑干反应（auditory brainstem response,ABR)，是利用声刺激诱发潜伏期在 10ms以内的脑干电反应，检测听觉系统与脑干功能 的客观检查。
临床上采用最稳定的Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ波潜伏期，Ⅰ～ Ⅲ、Ⅲ ～ Ⅴ、Ⅰ ～ Ⅴ波的峰间期，以及两耳Ⅴ波峰 潜伏期和 Ⅰ ～ Ⅴ波峰间期差，判断听觉和脑干功能， 并用Ⅴ波阈值判断中高频听阈。在规范的测听条件 下，ABR的Ⅴ波反应阈在一定程度上反映了10004000Hz范围行为听阈，但并不能准确反映和代替行 为听阈，且较行为听阈高15-20dB。
LOGO
声导抗测试
声反射结果分析(3)
听力损失定位诊断
感音神经性听力损失
病变类型 蜗性（单侧） 神经性（单侧）
中枢性（单侧）
对侧 患耳（+） 患耳（+）（重振） 患耳（+） 健耳（-）或阈值升高 患耳（-） 健耳（-） 健耳（-） 患耳（+）
同侧 健耳（+） 患耳（+）（重振） 健耳（+） 患耳（-）或阈值升高 健耳（+） 患耳（+） 健耳（+） 患耳（+）
咽鼓管功能测试 鼓膜完整时测试与分析
先做一次 鼓室声导抗
做 Valsalva吹张
再做数次 吞咽动作
再做 鼓室声导抗
咽鼓管功能正常 中耳应为正压
鼓室声导抗 向正压方向移动
峰压点 逐渐复位
峰压点无变化 咽鼓管功能
不良
声导抗测试
咽鼓管功能测试：
★鼓膜穿孔测试与分析 鼓膜穿孔，若外耳道密封并加压（正压或负压），咽鼓管

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/f2)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70.7%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=10^6μPa2）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。

科学家已经通过录像证明，海豚是靠声波来攻击并找 到它们的捕获物，他们发现海豚在靠近捕获物时发出 低沉的轰声，其频率足以破坏捕获物的听觉器官。海 生哺乳动物受到惊吓会快速由海下深处上浮。一般来 说，潜艇在水下潜航时，需要借助声呐系统来发现目 标。而声呐产生的水底噪音会惊吓鲸豚类哺乳动物， 使它们异常加速浮上水面，进而导致它们搁浅死亡。
1.1 声波、声音与声学的概念


当声源（机械振动源）振动时，振动体对周 围相邻媒质（气体、液体、固体等）产生扰 动，而被扰动的媒质又会对它周围的相邻媒 质产生扰动，这种扰动的不断传递就是声波 产生与传播的基本原理。 声源：通过机械振动发出声波的物体。 声波：声源的振动所引起周围媒质质点由近 及远的波动。
蜜蜂和蚊子翅膀的振动频率在人 的听觉范围内，而蝴蝶翅膀振动频率 不在人的听觉范围内。 提示：蝴蝶翅膀的振动频率小于10Hz，
而蚊子的翅膀振动频率为500—600Hz。
动物发出声音和听觉的频率范围
大象的耳朵之大可谓诸多动物之最。大象可以发出和收 听到次声波，对于大象之间相互传递信号大有裨益：次 声波衰减较慢，因此可以传递到更远的地方。
蝙蝠利用 超声波导航 人们受到 （回声定位） 启示
声 呐
探测海深、 海底暗礁等
探测鱼群、 潜艇位臵等
绘水下数千米 地形图
仿生学
海豚利用声波识别食物、敌人和它们周围的环境。
核潜艇利用海豚仿生制造了声纳系统，使自己知道 与海岸的距离、猎物的行踪、深度。
美国海军曾认为是他们的核潜艇声纳系统干扰了海滩，在 他们的演习范围海域内也出现了大规模海豚自杀现象。
动物发出声音和听觉的频率范围


海豚可谓超声波歌唱家， 发出的“海豚音”名副 其实。 人类听到的所谓“海豚 音”只不过是对于“音 调极高”的歌声的形容 而已。

0.4 0
0.9
1
语言清晰度和其它声学概念的关系
语言清晰度和可懂度的关系
单句可懂度高于单词可懂度。
语言清晰度和声压级的关系 在一定声压级范围内，语言清晰度是随声压级的增大而 提高的，但达到一定值后，声压级的增大反而会使清晰度 下降。 语言清晰度和信噪比的关系 在背景噪声较强的情况下，利用一定的手段提高信号的 信噪比，可以使语言清晰度得以提高。
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
声波的折射
声波在传播途中，遇到不同介质的分界面时，除了发生反射 外，还会发生折射。一般来说，只要是介质的密度、压强、温度 或声阻不同，就应看做是两种介质，在其传播的速度就会发生变 化，声波就会产生折射。
音色
音色又称音品，由声音波形的谐波频谱和包络决定。声音波形的 基频所产生的听得最清楚的音称为基音，各次谐波的微小振动所 产生的声音称泛音。单一频率的音称为纯音，具有谐波的音称为 复音。
扩声系统指标——效果
主观：声音好听吗？舒服吗？——音色、音质 客观：A、够响吗？——声压级 B、所有人都能听到吗？——覆盖范围、均匀度 C、听得清楚吗？——清晰度 D、反馈回授吗？——传声增益
混响声
混响声是指声源发出的声波经过室内界面多次反射，迟于早期反 射声到达听音点的声音。
室内声音反射的几种情况
混响时间
混响时间（Reverberation Time），表示声音混响程度的参量，声 源停止发声后，声压级减少60分贝所需要的时间，单位为秒。用T60或 RT表示 。 混响时间对音质有着很大的影响。混响时间短，有利于听音的清晰 度，但过短则会感觉到声音干涩和响度变弱；混响时间长，有利于声音 的丰满感，但过于长则会感到前后声音分辨不清，降低了听音的清晰度。

扬声器发声时, 会引起周围空气的振动而产生声波, 其传播方向与空气质点振动方向相同. 因而, 声波是一 种纵波.
２. 声音 声音是声源振动引起的声波传播到听觉器官所产生 的感受. 可见, 声音是由声源振动, 声波传播和听觉感受 个环节所形成的.
第2章 声学基础
声速, 波长和频率 声波能在空气, 液体及固体等媒质中传播, 但不能在
第2章 声学基础
立体声基本原理
立体声基本概念 . 立体声定义 立体声对我们来说并不陌生, 日常听到的自然界的
声音就是立体声. 如置身音乐厅欣赏那种此起彼伏的旋 律, 无不以美的魅力感染着我们.
第2章 声学基础
. 立体声成分 为了使重放立体声给人有身临其境的感觉, 必须了 解真实生活中节目演出现场的自然立体声是由哪些成 分构成的? 哪些成分是构成听众临场感的要素? 由于目 前立体声节目绝大多数是音乐, 歌曲, 戏剧, 因此, 仅以 音乐厅的立体声为例进行说明.
第2章 声学基础
图 等响曲线
第2章 声学基础
. 音调 音调又称音高, 是指人耳对声音音调高低的主观感 受. 音调主要决定于声音的基波频率, 基频越高, 音调越 高； 同时还与声音的强度有关. 音调的单位是“美”, 频率为 , 声压级为 的纯音所产生的音调定义为美.
第2章 声学基础
音调与声音强度的非线性关系可由图 所示的曲线 来描述. 可以看出, 在低频段, 音调受声音强度变化的影 响较大.
第2章 声学基础
掩蔽效应 掩蔽效应是指同一环境中的其它声音会使聆听者
降低对某一声音的听力. 一个较强的声音往往会掩盖住 一个较弱的声音, 特别是当这两个声音处于相同的频率 范围时.
掩蔽效应在音响技术中得到应用. 如一些降噪系统 就是利用掩蔽效应的原理设计的, 信噪比的概念及其指 标要求也是根据掩蔽效应提出来的. 在数字音源中, 可 利用掩蔽效应进行压缩编码.

1 声学基础声学基础讲义讲义讲义 贺志坚 教学内容教学内容：： 声音的概念和特性；声音的构成与作用；声音的传播规律以及人耳的听觉特征。

通过本章节的学习使学生掌握声音现象的物理性质以及人耳听觉的主观感觉等方面的规律特点。

教学重点、难点： 声音的构成声音的构成、、传播过程和方式以及人耳听觉的主观感受传播过程和方式以及人耳听觉的主观感受。

声音的物理学知识与应用声音的物理学知识与应用。

教学准备：声音的基础知识声学是一门具有广泛应用性的学科，涉及到人类生产、生活及社会活动的各个方面；同时声学又是一门具有很强交叉渗透性的学科，与各种新学科、新技术相互作用，相互促进，我从科学、技术与艺术等几个方面，介绍一些声学的基础知识和最新进展。

一、声学的基本概念 声和音 讲到声学，当然首先就要讲什么是声音。

所谓声，实际上有双重的含义，我们一般地理解，人的耳朵能够感觉到的声波的作用就称之为声，这么说大家都懂；但是从物理上讲，声是指在任何的弹性介质中传播的扰动，是一种机械波，从这个概念上来讲，声的范畴就很广。

什么叫扰动呢？扰动是说在空气、固体或液体中的一个密度的、或者是压力的、或者是速度的一个小的变化，这个变化在这种弹性体里面就会传播出去，是能量传播出去，弹性物质本身并不传播，这么一个传递的能量就是声。

在这么一个声的概念上，只要在弹性介质中有一个不稳定，就会产生声，所以声学研究的范畴相当的宽。

经常和声相连的一个字叫音，我们中国人讲声音声音，什么是音呢？音的定义是能够引起有声调的感觉的这么一种声，讲通俗一点，就是有意义的声。

我在讲话时发出的这个声，你的耳朵听到以后，能够体会到有某一种含义在里面，或者是感觉到了某种意思，这个就是音。

我国古代对声和音的关系已经有很好的认识和定义，老子就经常讲到声和音的关系，如“音声相和，前后相随”，“大音希声，大象无形，大器晚成”等等，这几句连着讲，意思就比较清楚了，所谓“大音希声”讲的通俗一点就是说有理不在言高，只要你道理能够说清，并不在于你的声波能量大小，这里的声就是物理的声了，而音就是说话里面的含义。

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。
声音在室内传播
当一个声源在室内发声, 任一点听到的声音按照先后顺 序分为直达声、早期反射声和混响声。
声音在室内传播
直达声
直达声是室内任一点直接接收到声源发出的声音, 是接收声音的 主体, 不受空间界面的影响。
早期反射声
早期反射声是指延迟直达声50毫秒以内到达听音点的反射次数 较少的声音, 包括一次、二次或少数三次反射声。
40方等响
20 87dB 31.5 75dB 63 58dB 125 45dB 250 43dB 500 42dB 1K 40dB 2K 36dB 4K 32dB 8K 48dB
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）, 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。
Eo E E E
透射系数:
Ei Eo
Er
反射系数: Eo
1 r 1 Er Ea Ei
Eo Eo
不同吸材声料,系不数同的: 构造对声音具有不同的性能。在隔声中希望用透
声音的基本性质
“声”由声源发出, “音”在传播介质中向外传播。 声音在固体中的传播速度最快, 其次是液体, 声音 在气体中传播的速度最慢。
声波的基本量
f: 频率，每秒钟振动的次数，单位Hz(赫兹）频率高的声音 称为高音，频率低的声音称为低音。
声音是声波作用于人耳引起的主观感受, 人耳对声波 频率的主观感觉范围为20Hz~20kHz, 通常称此范围为 音频；低于20Hz为次声波, 高于20kHz为超声波。 : 波长，在传播途径上，两相邻同相位质点距离。单位m(米 )。声波完成一次振动所走的距离。

声学基础知识声学基础知识一、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200hz到4000hz之间；锣声、铃声的频率大约在2000hz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。