1. 物理 音响
振幅。
2. 音箱的工作原理是什么
组成
音响设备大概包括功放、周边设备(包括压限器、效果器、均衡器、激励器等)、扬声器(音箱、喇叭)、调音台、声源(如麦克风、乐器、VCD、DVD)显示设备等等加起来一套。
其中,音箱就是声音输出设备、喇叭、低音炮等等,一个音箱里包括高、低、中三种扬声器,三种但不一定就三个。
音响发声原理
扬声器是由电磁铁、线圈、喇叭振膜组成。扬声器把电流频率转化为声音。
物理学原理,当电流通过线圈产生电磁场,磁场的方向为右手法则。
扬声器播放C调,其频率为256Hz,即每秒振动256次。
声器输出256Hz的交流电,每秒256次电流改变,发出C调频率。当电线圈与扬声器薄膜一起振动,推动周围的空气振动,扬声器由此产生声音。
人耳可以听到的声波的频率一般在20赫兹至20000赫兹之间,所以一般的扬声器都会把程序设定在这个范围内。工作原理和上述相同。能量的转换过程是由电能转换为磁能,再由磁能转换为机械能,再从机械能转换为声音。
3. 音箱所说的声学是什么意思
声学专业
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声学是一门跨层次的基础性学科,研究从微观到宏观、从次声(长波)到特超声(短波)的一切形式的线性与非线性声波(机械)现象。同时,现代声学具有极强的交叉性与延伸性,它与现代科学技术的大部分学科发生了交叉,形成了一系列诸如医学超声学、生物声学、海洋声学、环境声学等新型独特的交叉学科方向,在现代科学技术中起着举足轻重的作用。现代声学更是一门具有广泛应用性的学科,对当代科学技术的发展、社会经济的进步、国防事业的现代化、以及人民物质与精神生活的改善与提高中发挥着极其重要、甚至不可替代的作用。
专业解析
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声学是物理学的一个二级学科,是研究媒质中机械波(即声波)的科学,研究范围包括声波的产生,接受,转换和声波的各种效应。同时声学测量技术是一种重要的测量技术,有着广泛的应用。最简单的声学就是声音的产生和传播,这也是声学研究的基础。[1]
声音是由物体振动产生的。声音的传播需要介质,它可在气体、液体和固体中传播,但真空不能传声。声音在不同物质中的传播速度也是不同的,一般在固体中传播的速度最快,液体次之,在气体中传播得最慢。并且,在气体中传播的速度还与气体的温度和压强有关。有规律的悦耳声音叫乐音,没有规律的刺耳声音叫噪音.响度、音调和音色是决定乐音特征的三个因素。
培养目标
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在本学科专业领域掌握坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识,了解有关声学发展的国际前沿领域和发展动态,具有一定的分析问题和解决问题的能力和较强的独立从事科学研究的能力,在科学研究和专门技术上做出创造性成果。[2]
学科方向
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物理声学
物理声学是声学的基础研究方向。目前,该方向有如下研究子方向。(1)非线性声学:非线性振动动力学,振动激励下流体和颗粒介质中的非线性波动,周期与复杂介质(结构)中的非线性声波,声波非线性界面效应,声孤子及其混沌。(2)强声学:含泡液体等多相介质中的声传播,声空化现象,声致发光现象,等等。(3)空气声学与声凝聚:雾状气体、含微粒物质气体中声的传播,声与物质的相互作用,声致凝聚、结晶效应,等等。
光声学
该方向是声学(超声学)与光信息科学与技术相结合而形成的交叉学科方向,主要研究光声热波效应与成像技术,激光超声理论与成像技术,光声技术在集成电路和材料无损检测与评价中的应用,微电子声学系统。
超声学
该方向研究超声波的基本理论及其在电子、通讯、工业、交通等领域的应用,设如下两个子方向。(1)超声电子学:超声在固体以及复合介质中的传播理论,声表面波现象,复合超声换能器设计,声表面波通讯器件及其在通讯领域的应用,微机械声学传动和传感器件及其应用。(2)检测声学:超声在非均匀媒质、板状、层状或柱状媒质中的传播特征,超声导波技术,兰姆波传感技术,超声工业无损检测与评价,人工声带隙材料及其应用。
生物医学超声学
该方向是超声学与生物学、医学等学科相结合而形成的交叉学科方向,是超声学、生物医学工程学的前沿研究方向之一。主要研究领域包括:(1)医学超声工程:医学超声信号处理的理论与技术,新型超声电子诊断器械与设备以及超声手术器械;(2)非线性超声及其医学成像:生物媒质中的非线性声学效应和声传播特征,非线性超声参量成像,高频超声成像,超声造影剂,超声影像处理技术;(2)超声生物医学效应:超声对人体组织和生物大分子的物理、生物与化学效应,高强度聚焦超声及其医疗应用,生物组织的超声处理,超声安全与超声剂量学。
音频声学
音频声学研究可听声范围内的一切声学问题,主要有如下若干个子方向。(2)环境与建筑声学:噪声与振动控制原理,有源消声技术与有源抗噪声耳罩,噪声评价与治理;房间声场及其计算,建筑物与厅堂声学效果设计,隔声技术,声隐形技术;(3)电声学与音响工程:扬声器和扩声系统,计算机电声系统辅助测量与设计,音箱设计专家系统和电声测量专家系统,数字音频技术。
声信号处理
该方向设有两个子方向。(1)语音信号处理:强噪声背景下信息提取的听觉模型、语音识别和混合盲信号分离,自适应语音消噪,语音特征二值量化和话者识别,语音人工神经网络处理;(2)非线性声信号处理:混沌声信号处理及其应用,语音的非线性动力学与非线性(混沌)预测模型及其应用,声混沌编码及其在安全通讯中的应用。
研究方向
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(01)超声检测
(02)水声学
(03)换能器与传感器
(04)声信号处理
(各个招生单位研究方向略有不同,以上以北京大学为例)
考试科目
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1 101思想政治理论
2 201英语一
3 301数学(一)
4 935普通物理 (包括力学、电磁学、光学)
(各个招生单位考试科目略有不同,以上以北京大学为例)
(五)相近学科
与此专业相关的学科有:无线电物理,信号与信息处理,传播学,水声工程,光学。
推荐院校
以下院校是该专业研究生院实力较强者,建议选报:
南京大学,西北工业大学,同济大学,清华大学,华南理工大学,吉林大学
发展前景
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在当前大学生就业形势严峻的背景下,毕业生的深造比例达50%以上。超过 60% 的毕业生继续深造,毕业生一次性就业率长期保持在100%以上。
就业趋势是:硕士49% 去外企, 23% 去高科技企业, 9% 去国企,其他去企业、攻博、出国等。
从就业走向来看基本上在北京等大城市就业。
就业方向
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声学的就业方向是:高等院校、科研院所和高科技公司。主要从事音频工程,建筑声学,噪声控制,超声电子器件,超声医疗仪器,以及 IT行业等领域相关的各类工作。
主干课程
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A类
科学社会主义理论与实践
自然辩证法概论
英语
B类
现代数字信号处理
信号处理中的数学方法
C类
固体中声传播理论和应用
非线性声学
声学进展
近代声学实验
声辐射原理
D类
光声学
声电子学
声学基础
音频声学进展
(各个招生单位课程设置略有不同,以上以南京大学为例)
4. 音乐音响学是什么意思
“音响学”的欧美原文Akustik (acoustics),源自希腊语dkovelv,从广义说,它被应用于所有音响研究。因此,作为基础科学的“音响物理学”、“音响生理学”、“音响心理学”,作为应用科学的“电子音响学”、“建筑音响学”等等都为它所包容(音乐中很重要的“音声学”往往也可以包括在其中)。
然而作为音乐学一分科的音响学,意义更窄,只涉及音乐的音响物理的侧面。在这里通常区别为两个分科,一是对空气和发音体振动的研究,包括音的强度、长度、高度、音色和倍音、协和音等等,二是对与乐器构造和演奏会场有重要关系的共鸣、余响、立体音响等因素的研究。关系到演奏会场的音响学往往也特别称之为“空间音响学”(Raum-Akustik)。音乐必须首先考虑听众,在音乐音响学的名义下,除了物理学的音响学之外,也往往包括生理学和心理学的音响学(例如E.Kickton),不过关于音的生理学和心理学的研究,通常在别的分科处理。
引自网络
5. 从物理学的角度来说什么叫噪声 什么叫乐声
在中国传统音乐理论遗产中,有一门科学,自公元前7世纪起便有人开始探究。其后2600余年,绵延不绝,一直持续到今天。它就是一度被学术界称为“绝学”的“律学”。
律学,即研究乐音体系中音高体制及**互的数理逻辑关系的科学。它是音乐声学(音响学)、数学和音乐学互相渗透的一种交叉学科。在有关音高体制的研究与应用中,律学规律几乎无处不在。例如:旋律音程的结构与音准;调式与和声理论中的和谐原则;多声部纵向结合时的各种音程关系;旋宫转调;乐器制造及调律中的音准与音位的确定;重唱重奏、合唱合奏中的音准调节,都与律学有直接关系
从心理声学的角度来说,噪音又称噪声,一般是指不恰当或者不舒服的听觉刺激。它是一种由为数众多的频率组成的并具有非周期性振动的复合声音。简言之,噪音是非周期性的声音振动。它的音波波形不规则,听起来感到刺耳。从社会和心理意义来说,凡是妨碍人们学习、工作和休息并使人产生不舒适感觉的声音,都叫噪音。如流水声、敲打声、沙沙声,机器轰鸣声等,都是噪音。它的测量单位是分贝。零分贝是可听见音的最低强度。
噪音有高强度和低强度之分。低强度的噪音在一般情况下对人的身心健康没有什么害处,而且在许多情况下还有利于提高工作效率。高强度的噪音主要来自工业机器(如织布机、车床、空气压缩机、风镐、鼓风机等)、现代交通工具(如汽车、火车、摩托车、拖拉机、飞机等)、高音喇叭、建筑工地以及商场、体育和文娱场所的喧闹声等。这些高强度的噪音危害着人们的机体,使人感到疲劳,产生消极情绪,甚至引起疾病。高强度的噪音,不仅损害人的听觉,而且对神经系统、心血管系统、内分泌系统、消化系统以及视觉、智力等都有不同程度的影响。如果人长期在 95 分贝的噪声环境里工作和生活,大约有 29% 的会丧失听力;即使噪声只有 85 分贝人,也有 10% 的人会发生耳聋; 120~130 分贝的噪声,能使人感到耳内疼痛;更强的噪音会使听觉器官受到损害。在神经系统方面,强噪音会使人出现头痛、头晕、倦怠、失眠、情绪不安、记忆力减退等症候群,脑电图慢波增加,植物性神经系统功能紊乱等;在心血管系统方面,强噪音会使人出现脉搏和心率改变,血压升高,心律不齐,传导阻碍滞,外周血流变化等;在内分泌系统方面,强噪音会使人出现甲状腺机能亢进,肾上腺皮质功能增强,基础代谢率升高,性机能紊乱,月经失调等;在消化系统方面,强噪音会使人出现消化机能减退,胃功能紊乱,胃酸减少,食欲不振等。总之,强噪音会导致人体一系列的生理、病理变化。有人曾对在噪音达 95 分贝的环境中工作的 202 人进行过调查,头晕的上中 39% ,失眠的占 32% ,头痛的占 27% ,胃痛的占 27% ,心慌的占 27% ,记忆力衰退的占 27% ,心烦的占 22% ,食欲不佳的占 18% ,高血压的占 12% 。所以,我们不能对强噪音等闲视之,应采取措施加以防止。当然,人们对噪音比较敏感,各个体之间是有很大差异 ,有的人对噪音比较敏感,有的人对噪音有较强的适应性,也与人的需要、情绪等心理因素有关。不管人们之间的差异如何,对强噪音总是需要加以防止的。
6. 音响的认识
音响与声学
(1)声学历史
当森林中有一棵树倒塌下来时,发出一阵轰然大响声音,但是没有人在这个原始森林中,所以就听不到这声音。这算不算有声音发出来呢?声音是肯定发出来了,因为当树干及树枝接触地面时,它们都会产生某些声音,但是没有人听见,但这声音对于人类或其他动物所听到的是有所不同,所以这就是声学上所说的心理(Psychoacoustics)。
我在这里讲的声学原理,最主要是让一个调音员能够了解声学的各方面,而不是进行声学研究,或是硕士、博士的声学论文,所以我在这书内讲的声学理论都是实际可以给在现场操作音响的人用得上的。
1915年,有一个美国人名叫 E. S.Pridham将一个当时的电话收听器套在一个播放唱片音响的号角上,而声音可以给一群在旧金山市庆祝圣诞的群众听时,电声学就诞生了。当第一次世界大战结束之后,在美国哈定总统(Harding)就职典礼上,美国贝尔公司把电话的动圈收听器连接在当时的唱片唱机的号角上,就能够把声音传给观看总统就职典礼的一大群群众,因此就产生了很多专业的音响研究及开发了扩声工程这门学问。音响研究人员不单纯是努力地把音响器材进行改进,也做了各类不同的实验来了解人类对听觉的反应。但最高级的音响研究人同都明白音响学是要整体的研究,要了解音响器材的每一个环节,及人类对听觉的生理反应,他们在过去多年内直至现在都作出了很大的贡献。早在1877年,英国的莱李爵士(LordRaleigh)就已经做过声学的研究,他曾经说过:“所有不论直接或间接有关音响的问题,一定要用我们的耳朵来做决定,因为它是我们的听觉的器官,而耳朵的决定就应该算是最后决定,是不需要再接受上诉的。但这不是等于所有的音响研究都是单靠用耳朵来进行。当我们发现声音的根基是一个物理的现象时,我们探测这个音响境界就要转到另外一个领域范围,它就是物理学。重要的定率是可以从研究这方面而来,而我们的听觉感应也一定要接受这些定率。”我们可以从以上一段文字看到,就算在没有电声音响学产生的时候,老前辈科学家都认为这个是物理的领域。
着名科学家英国的卡尔文勋爵常常说:“当你度量你所述的事物,而能用数字来表达它,你对这事物已有些知识。但如果你不能用数字来表达它,那么你的知识仍然是简陋的和不完满的;对任何事物而言,这可能是知识的始源,但你的意念还未达到科学的境界。”卡尔文勋爵(1824—1907)是19世纪最出色的科学家之一,后世的科学家为了要纪念这位伟人,把绝对温度—273.16摄氏度命名为0度卡尔文度。
戴维斯夫妇(Don& Carolyn Davis)是《音响系统工程》(Sound SystemEngineering)这本书的作者。这书被称为音响圣经,几乎是每一个外国研究音响的人必读之物。我引述他书内这一段:“具有数学和物理学的知识,是实质上了解音响工程学的必要条件。对这两种科学认识越深,越能使你跨越从感觉上所得到的意念,而达到用科学来引证事实。着名音响家占士摩亚曾经说过:‘在音响学中,任何在表面看来很明显的事情,通常都是错误的’。”
我在以上引述了几位科学家及音响学家的训言,主要是因为现在大部分做音响的人士,他们当然是对音响及音乐很有兴趣,但是以为光靠他们的听觉就可以鉴定什么是好或不好的音响,不明白这是一门专业的工程学问,是做不好音响的。远在19世纪的莱李爵士已经指出这是一个科学的境界,现代的音响工程学也像其它科学学术一样正在努力地发展,所以音响工程学是离不开数学及物理学的。
( 2)现场音晌与录音室音晌的分别
在这里所讲解的现场音响地操作,它与录音技术是有很多不同的地方,有很多人以为音响的最高境界就是录音技术,这是不全面的。在录音技术上,基本是没有碰到反馈的情况,因为在一个录音室内进行操作时,所有的外围因数都可以得到控制,但是在现场音响重播时,我们是不可以避免有很多现场音响的问题,所以现场音响和录音音响是两种不同的学问。
现场音响跟录音室音响的要求是不同的,所以有很多器材也是不同的。例如在录音室内所用的调音台,它们的每路输入都有多个参数均衡,让录音师可以把每路输入的音源尽量做最精密地微调,务求达到最好的音源效果。一个用来做现场音响的调音台,通常在它的每路输入,均衡都是比较简单的。因为很多时候,现场调音师根本就没有很多时间把每路的音源做很仔细地微调,而在现场音响的调音台每路的音量控制推杆,它们除了可以把音量做衰减外,也可以增益10—14dB。如果做录音室用的调音台,这推杆很多时候是不需要做增益的,所以这推杆的英文名称就是fader,意思就是衰减器。用在现场音响的大功率功放,它们都会有风扇作为散热用途,因为现场音响的功放是常常在最大功率输出的情况下工作,并且有很多时候是在户外做现场音响时,周围的温度可能相当高。如果在录音室内,通常都一定会有空调,温度当然不会太高,而录音室内的功放,主要是用来推监听音箱用的,当然不需要输出很大的功率,所以功放只需要用普通的散热器,就可以把很小的热量散走。如果功放装有风扇的话,风扇发出来的声音反而造成噪音,所以在录音室内的功放基本上是不需要风扇的。
现场音响所用的音箱,为着要把很大的声压传播绘在远距离的观众,所以它们是需要很高效率的,但在录音室内所用的监听音箱,是录音师用来监听声源或录音的最后结果,录音师是坐在距监听音箱很近的地方来监听,所以监听音箱是一种近音场的音箱,不需要高灵敏度,作用跟现场音响音箱是完全不同的。
(3)音频与波长的关系
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34.4cm,而一个20kHz的音频波长为1.7cm。
(4)音箱的高、中、低频率
例如我们现在有一个18时的纸盆扬声器单元,装置在一个用木材造的音箱内,而这音箱的面板面积是 l平方米,即这面板的高度及宽度均是l米。我们怎样计算这音箱的高、中、低频率呢?首先我们要计算这音箱面板的对角长度,是2的方根=1.414m,任何频率的l/4波长是超过1.414m时,对这音箱来说它就是低频;如果一个频率的 l/4波长是1.414m时,波长就是4×1.414m=5.656m,这频率=344m/s÷5.656m=60.8/s=60.8Hz,所以任何音频低于60.8Hz时,对这音箱来说就是它的低频率。当60.8Hz或更低的频率从这音箱传播出来时,它们的扩散形象是球型的,等于如果我们把这音箱悬挂在一个房间中间时,这些频率的音量在音箱的前后左右及上下所发出来的声压都是差不多的,放出来的声音变成没有方向性。当某频率的l/4波长是小于音箱面板的对角长度,但这波长又大于扬声器的半径时,这段频率就是这音箱的中频率。例如我们现在是用一个18时单元,这单元的半径为9寸,就是22.86cm=0.2286m,这个音频为344m/s÷02286m=1505Hz,从60.8Hz-1505HZ频就是这音箱的中频率。中频率从这音箱所扩散出来的形状是半球形的,即如果我们把这段频率从刚才悬挂在房间中心的音箱放出来时,声音从音箱面板扩散出来的形状是半球形。在音箱后面是听不到这段频率的声音。1505Hz及更高的频率,对这音箱来说就是它的高频率。高频率从音箱扩散出来的声音形状是锥形的,频率越高,锥的形状越窄。通常如果频率超过开始高音频的4倍时,声音扩散出来的形状会慢慢变成一条直线而不扩散,如果不是坐在对正单元的位置,就听不到这些高频率。所以很多高频率单元如果是纸盆型的话,这纸盆的直径是很小的,把这音箱的高频下限尽量提高,希望能够使高频扩散的宽度增加。我们常常见到家庭音响音箱中的高音单元,通常会用l—2时的纸盆单元,或半球状的单元,理由就是这个原因。而专业现场音响的高音单元,因为要发出很大的高频声压,所以说一定是采用号角处理的。
( 5)各类不同的音场
当一个纸盆扬声器接受了从功放传过来的信号后,纸盆就会作出前后的摇动,当纸盆向前推进时,纸盆撞击到它前面的空气分子,在纸盆前面的空气就会增加压力,这些分子就会继续向前推进,碰撞它们前面的空气分子,造成轻微的高气压。当纸盆向后退时,纸盆前面的空气分子就会产生轻微的真空,然后这些分子会跟着纸盆的后退,造成这里的空气有轻微的压力减少。但我们不要忘记,空气是有弹力的,但在纸盆前面的空气是刚刚被纸盆的动作摇动,不能达到空气本身的弹力,这时我们便要看这频率的波长,声音是要直到离开纸盆的距离有2.5倍波长时,这些空气才发挥出造成声音的弹力。例如一个100Hz的频率,它的波长是3.44米,所以声音要离开纸盆2.5×3.44米=8.6米之外,才是真正的这个100Hz的声音。如果用10OHz来算,离开纸盆的距离还没达到8.6米就为 lOOHz的近音场,而超过8.6米才是100Hz的远音场。为什么我们要了解远近音场呢?很多时候在一队乐队中的电贝司手,他往往都不了解近音场的效果,而在他的电贝司音箱上,有一个均衡旋钮就是写着贝司(Bass),正是这乐手的称号。电贝司手通常会站在离开电贝司音箱不远的地方做演奏,如果他站在近音场时,有时会觉得低音不足,就会把这Bass的均衡旋钮尽量调大,但听众在他们的位置就会听得到很强烈的低音,很多时候造成不好的效果。这些强烈的低音也会跑进歌手的话筒,如果调音师因为觉得歌手的声音不足够时,就会把歌手这一路的声音提高,但也同时把电贝司的低音量也提高了,调音就遇上了困难。电贝司的最低E弦是41Hz,但因为拾音器是放在弦的末段,所以41hz第一个谐音82Hz才是主要的电贝司低频率,82Hz的波长是4.2米(344m/s 除以82/s=4.195m),所以差不多要离开电贝司音箱10米左右才是这82Hz的远音场,而因为电贝司手不会站到离开他的音箱这么远的距离时,他听到的声音只是近音场,而不是听众所听得到的声音。所以我们当说到扬声器的远近音场时,最主要是注意到频率及它的波长,而不是单纯看离开音箱多远就是等于远或近音场,最主要就是记得我们当欣赏音乐时,是要在远音场的位置,而不是在近音场的位置。
(6)直接音场、反射音场、不直接音场
当扬声器在一个房间内发出声音,听众可以听到直接从扬声器传过来的声音,这就是直接音场(indirectfield),但也可以听到从墙、天花板及地板所反射过来的声音,这就叫做反射音场(reverberantfield)。听众听到越多的直接音场的声音,反射音场的声音就越小时,这声音就越好,因为直接音场的声音是可以控制的,但反射音场的声音是不能控制的,只会把直接育场发出来的声音加上喧染,把原本声音的清晰度底减低,所以坐得离音箱比较近的听众就会感觉到好一点的音响效果,而坐在后面的听众很可能是他们听到的反射音场声音比直接音场声音更大,音响效果便会比较差及清晰度降低。有时候一队乐队在台上演出时,因为他们没有监听音箱,而两旁的主音箱是放在靠近台口的位置,乐队及歌手所听到的声音完全没有从直接音场放过来的,他们站立的位置就叫做不直接音场,声音效果当然不会好,这也会影响到乐队的表演水平,令观众听到不太好的演出声音。
(7)界面干扰
当我们选择放置音箱的位置时,很重要的一环是要注意到音箱所发出来的声音是会受到它旁边的界面影响而造成干扰。例如放在台口两旁的主音箱,它们的低音纸盆离开地面及旁边的墙壁如果是大约在1米的时候,一个4米波长的音频就会受到这两个界面的干扰。一个4米波长的频率是86Hz(344m/s ÷ 4m= 86Hz),当86HZ的声音从音箱放出来时,大的空气压力在1/4周内刚巧碰到地面及墙壁,再过l/4周就反射回到音箱的纸盆面前,但这个时候刚巧纸盆要后退,原来从地面及墙壁反射过来的大空气压力就会被纸盆后退的动作抵消很多,造成失去了很重要的低音。如果遇到这个情况,就应该把音箱向台后退0.5-1米,让音箱所发出来的声音不能直接射到地面上,而如果可以把音箱移到靠近两边的墙壁时,更可利用墙壁的反射制做出更大的音量。80-100Hz这段频率是很重要的,它是我们肺部空间的共鸣点,也是低音鼓的共鸣频率,如果是因为不了解界面干扰而摆错了音箱放置的位置,实在是很不值得的。
(8)高、低音效果
我们很难指定某一频率以上为高音或某频率以下为低音,我们常常说人的听觉是从20Hh-20KHz,但20kHz的频率是很少人能够听到的,通常只有20岁以下的青年人,他们的耳朵没有受到任何的损坏时才可以听得到。如果做听觉测验,最高的测听频率只是8kHz。当声音传出去时,高频率是比低频率衰减快得多,如果用1kHz跟10kHz做比较时,当声音跑了100米后,10kHz的‘频率比起IkHz的音量会衰减30-35dB的。(请参看图①)比起低频率,高频率声音是比较有方向性的。高频率的声音从单元跑了出来后,如果受到物体的阻挡,高音就不能再传过去,这个是跟低频率有很大的不同,因为高频率的波长是比较短,受到物体阻挡之后不会转弯,但低频率的波长是比较长,所以很多时候就算有物体在前面阻挡,低频率也可以转弯过去。例如有些专业音箱的设计是把一个高音号角放在它的低音单元前面,但对这个低音单元所发出来的低频率,它根本就看不到前面是有什么东西阻挡声音似的,所以低频率可以照样传过去。
从我们的听觉上来说,我们是需要听到高频率的声音来辨别各类不同的声音,但如果单纯是讲人的谈话声时,我们只需要听到4kHz及以下的频率,就能马上辨别是什么人在说话。例如电话的声音传送,高频只达到4kHz,所以有时候当一个很久都没有和你谈话的人,当他打电话给你时,只要说:“喂!”,你就马上便可以鉴别他是你很久都没有谈过话的朋友的声音。我们听高频也有方向性,即是我们能够辨别高频声音来源的方向。因为高频的声音传到我们两个耳朵时,已经有了很细微的时间差,所以它们来到耳朵的时候有不同的相位改变,我们就借着这改变了的相位可以鉴定。
音域音频范围
音响系统重放声音的音域及音频范围是如何划分的?各个频段对音乐的表现如何?
音响系统的重放声音的音域范围一般可以分为超低音、低音、中低音、中音、中高音、次高音、高音、特高音八个音域。音频频率范围一般可以分为四个频段,即低频段(30~150Hz);中你频段(150~500Hz);中高频段(500~5000Hz);高频段(5000~20000Hz)。
其中,30~150Hz频段:能够表现音乐的低频成分,使欣赏者感受到强劲有力的动感。
150~500Hz频段:能够表现单个打击乐器在音乐中的表现力,是低频中表达力度的部分。
500~5000Hz频段:主要表达演唱者语言的清晰度及弦乐的表现力。 5000~20000Hz频段:主要表达音乐的明亮度,但过多会使声音发破。
主要技术指标
音响系统整体技术指标性能的优劣,取决于每一个单元自身性能的好坏,如果系统中的每一个单元的技术指标都较高,那么系统整体的技术指标则很好。其技术指标主要有六项:频率响应、信噪比、动态范围、失真度、瞬态响应、立体声分离度、立体声平衡度。
1、频率响应:所谓频率响应是指音响设备重放时的频率范围以及声波的幅度随频率的变化关系。一般检测此项指标以1000Hz的频率幅度为参考,并用对数以分贝(dB)为单位表示频率的幅度。
音响系统的总体频率响应理论上要求为20~20000Hz。在实际使用中由于电路结构、元件的质量等原因,往往不能够达到该要求,但一般至少要达到32~18000Hz。
2、信噪比:所谓信噪比是指音响系统对音源软件的重放声与整个系统产生的新的噪声的比值,其噪声主要有热噪声、交流噪声、机械噪声等等。一般检测此项指标以重放信号的额定输出功率与无信号输入时系统噪声输出功率的对数比值分贝(dB)来表示。一般音响系统的信噪比需在85dB以上。
3、动态范围:动态范围是指音响系统重放时最大不失真输出功率与静态时系统噪声输出功率之比的对数值,单位为分贝(dB)。一般性能较好的音响系统的动态范围在100(dB)以上。
4、失真:失真是指音响系统对音源信号进行重放后,使原音源信号的某些部分(波形、频率等等)发生了变化。音响系统的失真主要有以下几种:
a.谐波失真:所谓谐波失真是指音响系统重放后的声音比原有信号源多出许多额外的谐波成分。此额外的谐波成分信号是信号源频率的倍频或分频,它是由负反馈网络或放大器的非线性特性引起的。高保真音响系统的谐波失真应小于1%。
b.互调失真:互调失真也是一种非线性失真,它是两个以上的频率分量按一定比例混合,各个频率信号之间互相调制,通过放音设备后产生新增加的非线性信号,该信号包括各个信号之间的和及差的信号。
c.瞬态失真:瞬态失真又称瞬态响应,它的产生主要是当较大的瞬态信号突然加到放大器时由于放大器的反映较慢,从而使信号产生失真。一般以输入方波信号通过放音设备后,观察放大器输出信号的包络波形是否输入的方波波形相似来表达放大器对瞬态信号的跟随能力。
5、立体声分离度:立体声分离度表示立体声音响系统中左、右两个声道之间的隔离度,它实际上反映了左、右两个声道相互串扰的程度。如果两个声道之间串扰较大,那么重放声音的立体感将减弱。
6、立体声平衡度:立体声平衡度表示立体放音系统中左、右声道增益的差别,如果不平衡度过大,重放的立体声的声像定位将产生偏移。一般高品质音响系统的立体声平衡度应小于1dB。
发展历史
音响技术的发展历史可以分为电子管、晶体管、集成电路、场效应管四个阶段。
1906年美国人德福雷斯特发明了真空三极管,开创了人类电声技术的先河。1927年贝尔实验室发明了负反馈技术后,使音响技术的发展进入了一个崭新的时代,比较有代表性的如"威廉逊"放大器,较成功地运用了负反馈技术,使放大器的失真度大大降低,至50年代电子管放大器的发展达到了一个高潮时期,各种电子管放大器层出不穷。由于电子管放大器音色甜美、圆润,至今仍为发烧友所偏爱。
60年代晶体管的出现,使广大音响爱好者进入了一个更为广阔的音响天地。晶体管放大器具有细腻动人的音色、较低的失真、较宽的频响及动态范围等特点。
在60年代初,美国首先推出音响技术中的新成员--集成电路,到了70年代初,集成电路以其质优价廉、体积小、功能多等特点,逐步被音响界所认识。发展至今,厚膜音响集成电路、运算放大集成电路被广泛用于音响电路。
70年代的中期,日本生产出第一只场效应功率管。由于场效应功率管同时具有电子管纯厚、甜美的音色,以及动态范围达90dB、THD<0.01%(100kHz时)的特点,很快在音响界流行。现今的许多放大器中都采用了场效应管作为末级输出。
音响技术的发展经历了电子管、晶体管、场效应管的历史时期,在不同的历史时期都各有其特点。预计音响技术今后的发展主流为数字音响技术。
7. 音响的“高保真”在物理学上主要指声音的哪个特性
当然是音色
你说话时的声音和播放出来的声音一样,就是高保真。当时由于影像设备、录音设备的限制,通常有部分频率的声音被过滤,或者线性性不好,反正就是播放出来的声音与你说话的声音又一些出入。
音色是一个人说话的综合特征,所有如此。
你可以参考初中物理这方面的知识点:http://www.ketangwu.com/html/2013/chuzhongwuli_ziliao_0929/4.html