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    知識普及:音響技術重要定律與效應
    更新:2022-6-28 8:56:52 稿件:蘭格電子 調整大小:【

    心理學中的音調和音樂中音階之間的區(qū)別是,前者是純音的音調,而后者是音樂這類復合聲音的音調。

    復合聲音的音調不單純是頻率解析,也是聽覺神經(jīng)系統(tǒng)的作用,受到聽音者聽音經(jīng)驗和學習的影響。

    MUSIC

    ▪聽覺韋伯定律

    韋伯定律表明了人耳聽聲音的主觀感受量與客觀刺激量的對數(shù)成正比關系。當聲音較小,增大聲波振幅時,人耳的主觀感受音量增大量較大;當聲音強度較大,增大相同的聲波振幅時,人耳主觀感受音量的增大量較小。

    根據(jù)人耳的上述聽音特性,在設計音量控制電路時要求采用指數(shù)型電位器作為音量控制器,這樣均勻旋轉電位器轉柄時,音量是線性增大的。

    ▪聽覺歐姆定律

    著名科學家歐姆發(fā)現(xiàn)了電學中的歐姆定律,同時他還發(fā)現(xiàn)了人耳聽覺上的歐姆定律,這一定律揭示:人耳的聽覺只與聲音中各分音的頻率和強度有關,而與各分音之間的相位無關。根據(jù)這一定律,音響系統(tǒng)中的記錄、重放等過程的控制可以不去考慮復雜聲音中各分音的相位關系。

    人耳是一個頻率分析器,可以將復音中的各諧音分開,人耳對頻率的分辨靈敏度很高,在這一點上人耳比眼睛的分辨度高,人眼無法看出白光中的各種彩色光分量。

    ▪掩蔽效應

    環(huán)境中的其他聲音會使聽音者對某一個聲音的聽力降低,這稱之為掩蔽。當一個聲音的強度遠比另一個聲音大,當大到一定程度而這兩個聲音同時存在時,人們只能聽到響的那個聲音存在,而覺察不到另一個聲音存在。掩蔽量與掩蔽聲的聲壓有關,掩蔽聲的聲壓級增加,掩蔽量隨之增大。另外,低頻聲的掩蔽范圍大于高頻聲的掩蔽范圍。

    人耳的這一聽覺特性給設計降低噪聲電路提供了重要啟發(fā)。磁帶放音中,有這樣的聽音體會,當音樂節(jié)目在連續(xù)變化且聲音較大時,我們不會聽到磁帶的本底噪聲,可當音樂節(jié)目結束(空白段磁帶)時,便能感覺到磁帶的“咝......”噪聲存在。

    為了降低噪聲對節(jié)目聲音的影響,提出了信噪比(SN)的概念,即要求信號強度比噪聲強度足夠的大,這樣聽音便不會覺得有噪聲的存在。一些降噪系統(tǒng)就是利用掩蔽效應的原理設計而成的。

    雙耳效應

    雙耳效應的基本原理是這樣:如果聲音來自聽音者的正前方,此時由于聲源到左、右耳的距離相等,從而聲波到達左、右耳的時間差(相位差)、音色差為零,此時感受出聲音來自聽音者的正前方,而不是偏向某一側。聲音強弱不同時,可感受出聲源與聽音者之間的距離。

    ▪哈斯效應

    哈斯的試驗證明:在兩個聲源同時了聲時,根據(jù)一個聲源與另一個聲源的延時量不同時,雙耳聽音的感受是不同的,可以分成以下三種情況來說明:

    1、兩個聲源中一個聲源與另一個聲源的延時量在5-35ms以內時,就好像兩個聲源合二為一,聽音者只能感覺到超前一個聲源的存在和方向,感覺不到另一個聲源的存在。

    2、若一個聲源延時另一個聲源30-50ms,已能感覺到兩個聲源的存在,但方向仍由前導所定。

    3、若一個聲源延時量大于另一個聲源為50ms時,則能感覺到兩個聲源的同時存在,方向由各個聲源來確定,滯后聲為清晰的回聲。

    ▪勞氏效應

    勞氏效應是一種立體聲范圍的心理聲學效應。勞氏效應揭示:如果將延遲后的信號再反相疊加在直達信號上,會產(chǎn)生一種明顯的空間感,聲音好像來自四面八方,聽音者仿佛置身于樂隊之中。

    ▪德•波埃效應

    德•波埃效應是立體聲系統(tǒng)定向的另一基礎。德•波埃效應的實驗是:放置左、右聲道兩只音箱,聽音者在兩只音箱對稱線上聽音,給兩只音箱饋入不同的信號,可以得到以下幾個定論:

    1、如果給兩只音箱饋入相同的信號,即強度級差ΔL=0,時間差Δt=0,此時只感覺到一個聲音,且來自兩只音箱的對稱線上。

    2、如果兩只音箱的強度級差ΔL不為0,此時聽音感覺聲音偏向較響的一只音箱,如果強度級差ΔL大于等于15dB,此時感覺聲音完全來自較響的那一只音箱。

    3、如果強度級差ΔL=0,但兩只音箱的時間差Δt不為0,此時感覺聲音向先到達的那只音箱方向移動。如果時間差Δt大于等于3ms時,感覺聲音完全來自先到達的那只音箱方向。

    ▪匙孔效應

    單聲道錄放系統(tǒng)使用一只話筒錄音,信號錄在一條軌跡上,放音時使用一路放大器和一只揚聲器,所以重放的聲源是一個點聲源,如同聽音者通過門上的匙孔聆聽室內的交響樂,這便是所謂的匙孔效應。

    ▪浴室效應

    身臨浴室時有一個切身感受,浴室內發(fā)出的聲音,混響時間過長且過量,這種現(xiàn)象在電聲技術的音質描述中稱為浴室效應。當?shù)、中頻某段夸張,有共振、頻率響應不平坦、300Hz提升過量時,會出現(xiàn)浴室效應。

    ▪多普勒效應

    多普勒效應揭示移動聲音的有關聽音特性:當聲源與聽音者之間存在相對運動時,會感覺某一頻率所確定的聲音其音調發(fā)生了改變,當聲源向聽音者接近時是頻率稍高的音調,當聲源離去時是頻率稍降低的音調。這一頻率的變化量稱為多普勒頻移。移近的聲源在距聽音者同樣距離時比不移動時產(chǎn)生的強度大,而移開的聲源產(chǎn)生的強度要小些,通常聲源向移動方向集中。

    ▪李開試驗

    李開試驗證明:兩個聲源的相位相反時,聲像可以超出兩個聲源以外,甚至跳到聽音身后。

    李開試驗還提示,只要適當控制兩聲源(左、右聲道揚聲器)的強度、相位,就可以獲得一個范圍廣闊(角度、深度)的聲像移動場。

    韋伯定律表明了人耳聽聲音的主觀感受量與客觀刺激量的對數(shù)成正比關系。當聲音較小,增大聲波振幅時,人耳的主觀感受音量增大量較大;當聲音強度較大,增大相同的聲波振幅時,人耳主觀感受音量的增大量較小。

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