声频技术生理心理声学电声学.pptx

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,#,声频技术生理心理声学电声学,声频技术生理心理声学电声学,第1页,厅堂扩声基础,室内声学,听觉范围,声压级范围（闻阈，痛阈）,频率范围：次声，可闻声，超声（,20Hz20KHz,。低于,20Hz,：次声波，高于,20KHz,：超声波。）,声频技术生理心理声学电声学,第2页,厅堂扩声基础,室内声学,听觉灵敏度,人耳对声压、频率及方位微小改变判断能力称为听觉灵敏度,声源声压级大于,50dB,声源声压级小于,40dB,可分辨声压级微小改变,1dB,1-3dB,声源参数：,1000Hz,，,40dB,可分辨频率微小改变,3Hz,声频技术生理心理声学电声学,第3页,厅堂扩声基础,室内声学,响度（,Loudness,）,Vs.,振幅,响度：响度是人耳对声压大小感觉判断,响度级：,1KHz,声压级为响度级，单位：,phon,（方）,声级，声级计，计权，计权网络,为了用仪器直接测出反应人对噪声响度感觉，便从,等响曲线,中选取了,40,方、,70,方、,100,方这三条曲线,按这三条曲线反曲线设计了由电阻、电容等电子器件组成,计权网络,设置在,声级计,上,使声级计分别含有,A,、,B,、,C,计权特征。,用声级计,A,、,B,、,C,计权网络分别测出声级即为,A,声级、,B,声级、,C,声级。,A,声级能很好地反应人对噪声主观感觉，因而在噪声测量中，,A,声级被用作噪声评价主要指标,声频技术生理心理声学电声学,第4页,厅堂扩声基础,室内声学,等响度曲线（,Equal Loudness Curves,）,人耳对声音响应并不是在全部频率上都相同。,2K,4K,最敏感,低于,1K,，人耳灵敏度随频率降低而降低；高于,4K,，人耳灵敏度也逐步下降。,相同声压级不一样频率声音，人耳听起来不一样响。,不一样频率声音，假如听起来要一样响，就应该含有不一样声压级,声频技术生理心理声学电声学,第5页,厅堂扩声基础,室内声学,由,ISO1959,年确定（,ISO R226,）,以连续纯音作试验，取,1KHz,某个声压级（如,40dB,）作为参考标准，则听起来和它一样响其它频率纯音各自声压级值就组成了一条等响曲线，并称为响度级为（,Phon,（如,40,方）等响曲线,声频技术生理心理声学电声学,第6页,厅堂扩声基础,室内声学,音高（,Pitch,）,Vs.,频率,人耳对频率感觉是音高（音调）,（习惯：,6300Hz,高音）,（也有,63,125,，低频；,500,1000,，中频；,8000,，高频。）,声频技术生理心理声学电声学,第7页,厅堂扩声基础,室内声学,音色（,Timbre,）,Vs.,（波形频谱音头音尾）,纯音,乐音,噪音（噪声）：（粉红噪声，白噪声）,1,、对数坐标，白噪声能量以每倍频程增加,3dB,分布，粉红噪声均匀分布。,2,、线性坐标，白噪声能量均匀分布，粉红噪声以每倍频程下降,3dB,分布。,3,、白噪声和粉红噪声转化,白噪声经过一个每倍频程衰减,3dB,滤波器，得到粉红噪声,。,声频技术生理心理声学电声学,第8页,厅堂扩声基础,室内声学,掩蔽效应（,Masking Effect,）,（,mpeg,压缩理论基础）,声音响度不但取决于本身强度和频率，而且也与同时出现其它声音相关。,各种声音能够相互掩蔽，一个声音出现可能使得另一个声音难于听清。,一个频率声音妨碍听觉系统感受另一个频率声音现象称为,掩蔽效应,。前者称为掩蔽声音,(masking tone),，后者称为被掩蔽声音,(masked tone),。,声频技术生理心理声学电声学,第9页,厅堂扩声基础,室内声学,频域掩蔽,一个强纯音会掩蔽在其附近同时发声弱纯音，这种特征称为,频域掩蔽,。比如，同时有两种频率纯音存在，一个是,1000 Hz,声音,(60dB),，另一个是,1100 Hz,声音,(42dB),，此时，,1100 Hz,声音就听不到。,弱纯音离强纯音越近就越轻易被掩蔽。,声频技术生理心理声学电声学,第10页,厅堂扩声基础,室内声学,不一样纯音,掩蔽效应,曲线在,250 Hz,、,1 kHz,、,4 kHz,和,8 kHz,纯音附近，对其它纯音掩蔽效果最显著，低频纯音能够有效地掩蔽高频纯音，但高频纯音对低频纯音掩蔽作用则不显著。,声频技术生理心理声学电声学,第11页,厅堂扩声基础,室内声学,时域掩蔽,时间上相邻声音相互之间掩蔽现象。分为超前掩蔽,(pre-masking),和滞后掩蔽,(post-masking),时域掩蔽主要原因是人大脑处理信息需要花一定时间。普通地，超前掩蔽很短，只有大约,5,20,毫秒，而滞后掩蔽能够连续,50,200,毫秒。,声频技术生理心理声学电声学,第12页,厅堂扩声基础,室内声学,时间效应（哈斯效应,Haas Effect,）,当两个强度相等而其中一个经过延迟声音传输到聆听者耳中时，假如延迟在,30ms,以内，听觉上将感到声音好像只来自未延迟声源，并不感到经延迟声源存在。当延迟时间超出,30ms,而未到达,50ms,时，则听觉上能够识别出已延迟声源存在，但仍感到声音来自未经延迟声源。只有当延迟时间超出,50ms,以后，听觉上才感到延迟声成为一个清楚回声。这种现象称为哈斯效应，有时也称为优先效应。,声频技术生理心理声学电声学,第13页,厅堂扩声基础,室内声学,双耳效应,(,Binaural effect),：声像定位（,Sound Image Localization,）,双耳效应是大家依靠双耳间音量差、时间差和音色差判别声音方位效应,声频技术生理心理声学电声学,第14页,厅堂扩声基础,室内声学,建筑声学（,architectural acoustics,）,生理声学与心理声学,电声学,概述,电声设备,电声系统信号传输,声频技术生理心理声学电声学,第15页,厅堂扩声基础,室内声学,电声学,概述,电声设备,电声系统信号传输,声频技术生理心理声学电声学,第16页,厅堂扩声基础,室内声学,电声学（,Electroacoustics,）为何需要电声学：,增加响度,自然声源功率有限,声场空间大,改进音质,增加直达声，模拟近次反射声,控制厅堂声场特征（混响时间）,对声源音色进行美化和加工,听众区声压级靠电声设备及其有效组合来增加,声频技术生理心理声学电声学,第17页,厅堂扩声基础,室内声学,电声学内容,声频信号拾取，产生，存放技术,声频电信号放大，滤波，倍频与分频等处理技术,声频电信号传输技术,声频电信号重放技术,上述技术经过电声设备及其有机组合集中表达出来,声频技术生理心理声学电声学,第18页,厅堂扩声基础,室内声学,电声学,概述,电声设备,电声系统信号传输,声频技术生理心理声学电声学,第19页,厅堂扩声基础,室内声学,电声设备,音源,声频处理设备,功率放大器,重放系统,声频技术生理心理声学电声学,第20页,厅堂扩声基础,室内声学,音源（,Sound Source,）：,种类,自然声源人声话筒输出,调谐器,LP,卡座,walkman,VCR,CD,MD,MP3,LD,VCD,DVD,DCC,）,参数,Microphone,CD,声频技术生理心理声学电声学,第21页,厅堂扩声基础,室内声学,microphone,灵敏度：在自由声场中，当向传声器施加一个声压为,1bar,（,0.1Pa,）频率为,1kHz,声音信号时，传声器开路输出端产生电压。（,dB,，,0dB,1V,）,经典灵敏度值在,35,85dB,之间。,声频技术生理心理声学电声学,第22页,厅堂扩声基础,室内声学,各类传声器灵敏度,传声器种类,灵敏度,动圈式传声器,50,70dB/,bar,铝带式传声器,70,80dB/,bar,电容式传声器,35,60dB/,bar,声频技术生理心理声学电声学,第23页,厅堂扩声基础,室内声学,频率特征,传声器在一恒定声压下，不一样频率时所测得输出电压改变值。,指向性,某指定频率下，传声器在某个方向灵敏度与最大灵敏度比值。（用指向性图描述）,最高允许输入声压级：,输出阻抗（信号为,1KHz,时）：,高阻抗型（,10,、,30,、,50 K,等）,低阻抗型（,50,、,150,、,200,、,600,等）,哪种输出阻抗类型传声器能够接较长传输线,？,声频技术生理心理声学电声学,第24页,厅堂扩声基础,室内声学,经典传声器品牌,美国,shure,（,type,Condenser,Frequency response,50-20,000 Hz,Polar pattern,Half-cardioid,Open circuit voltage at 1 kHz(0 dB=1 V/Pa),14 mV/Pa=-37 dBV,Nominal impedance,200,Load impedance,1 k,S/N ratio rel.to 1 Pa,60 dB,weighted equivalent SPL,26 dB,Phantom supply,8-52 V,Current consumption,3.4 mA,Connection,3-pin XLR,Weight,approx.70 g,拜亚动力一款界面话筒参数,声频技术生理心理声学电声学,第26页,厅堂扩声基础,室内声学,CD,：,Compact Disc,经典产品特征参数（,SONY CDP,501,）,频率响应,5,20KHz,，,0.5dB,纠错编码,CIRC,取样频率,44.1kHz,动态范围,95dB,量化位数,16bits,谐波失真,0.003,（,1kHz,）,D/A,转换,16bits,线性,立体声分离度,90dB,抖晃率,仪器无法测出,输出电平,2V,（负载阻抗,10k,）,声频技术生理心理声学电声学,第27页,厅堂扩声基础,室内声学,电声设备,音源,声频处理设备,功率放大器,重放系统,声频技术生理心理声学电声学,第28页,厅堂扩声基础,室内声学,声频处理设备（传输系统,Transmission System,）,调音台,效果器,反馈抑制器,混响器,延时器,激励器,均衡器,压限器,分频器,学习内容,原理、参数、应用,声频技术生理心理声学电声学,第29页,厅堂扩声基础,室内声学,调音台（,Mixer,）,作用：输入,+,放大处理混合分配,+,输出,分类：,按照输入路数：,4,路，,8,路，,；,按照功效：扩音，录音，,；,按照信号处理方式：模拟，数字；,。,声频技术生理心理声学电声学,第30页,厅堂扩声基础,室内声学,技术指标：,增益：额定增益大于,60dB,噪声：通常,-126dBV,（,0dBV=0.775V,）,频率特征：普通：,2020KHz,1dB,THD,：普通小于,0.1%,动态余量：最大不失真输出电平与额定输出电平之差,；（,很好者,20dB,以上）,声频技术生理心理声学电声学,第31页,厅堂扩声基础,室内声学,经典扩声调音台品牌：,（英国）声艺：,Vs.cut),节目信号中欠缺或过多频率成份。,校正室内声学共振特征（简正方式）产生频率畸变，填补建筑声学结构缺点。,抑制声反馈，改进厅堂扩声质量。,修饰或美化音色，提升房间音质,声频技术生理心理声学电声学,第33页,厅堂扩声基础,室内声学,分类：,房间均衡器（图示均衡器,Graphical Equalizer,）：中心频率固定,声频技术生理心理声学电声学,第34页,厅堂扩声基础,室内声学,参量均衡器（,Parameter Equalizer,）：中心频率，,Q,值，提升或衰减幅度分别可调。,三段全参数均衡，可衰减,/,提升。均衡频率和,Q,值可调。正常工作于,16dB,衰减和提升。在窄波滤波器状态时（,1/20,倍频程）可作,40dB,陷波衰减。另外还有两个（高通和低通）均衡器。,平衡输入,，削波显示灯和旁路开关。,标准,1U,机架,。外接随机,AC-1,电源器。,声频技术生理心理声学电声学,第35页,厅堂扩声基础,室内声学,参数：,中心频率数（,9,31,段），倍频程，,1/2,倍频程，,1/3,倍频程。,THD,：小于,0.1,等效输入噪声级：,频率响应：,均衡控制范围：,12dB,声频技术生理心理声学电声学,第36页,厅堂扩声基础,室内声学,电声设备,音源,声频处理设备,功率放大器,概念,分类,指标,经典产品,重放系统,声频技术生理心理声学电声学,第37页,厅堂扩声基础,室内声学,功率放大器（,Power Amplifier,）,作用：将电源能量转化为声频信号能量,分类：,应用领域：民用专业,原理：,A,B,AB,D,输出形式：定压定阻,声频技术生理心理声学电声学,第38页,厅堂扩声基础,室内声学,指标：,输出功率,额定输出功率（,RMS,）：,1000Hz,正弦信号输入，谐波失真度,10%,时输出功率。,最大输出功率：不考虑失真度输出功率。,音乐输出功率：音乐信号输入，一定失真度时输出。,峰值音乐输出功率（,PMPO,）：不计失真时，音乐输出功率。,声频技术生理心理声学电声学,第39页,厅堂扩声基础,室内声学,指标,频率响应,工作频率范围：功放输出信号相对于,1000Hz,信号电平下降,3dB,处上限频率和下限频率范围。,幅频响应：表征工作频率范围内，不一样频率信号输出不均匀度，通常见,dB,表示。,经典高保真功放：,20Hz,50kHz,1dB,声频技术生理心理声学电声学,第40页,厅堂扩声基础,室内声学,指标,总谐波失真：,0.03,0.05,互调失真，瞬态失真，瞬态互调失真,信噪比：输出信号电平,/,输出噪声电平（,dB,）,优质功放：,SNR,大于,72dB,输出阻抗,功放输出端对负载所展现等效内阻抗,阻尼系数（,Damper Factor,）,扬声器系统阻抗与功放输出阻抗（包含线材阻抗）之比。,声频技术生理心理声学电声学,第41页,厅堂扩声基础,室内声学,经典产品：,BGW,、,CROWN,、,CREST,、,PEAVY,、,EV,、,JBL,、,YAMAHA,、,湖山,声频技术生理心理声学电声学,第42页,厅堂扩声基础,室内声学,经典产品基础性能（,CROWN XLS 202,）,输入灵敏度：,0.775V,满负荷分配给,4,负载,频率响应（从,20Hz-20KHz,）,0.75dB,相位响应（在,1,瓦时）在,10Hz,时，,-10,在,20KHz,时，,+19,信噪比（,20Hz-20KHz,）,100dB,（,A,计权，在满负荷工作时）,总谐波失真（,THD,）：,0.15%,（在满负荷输出时，从,20Hz-1KHz,）,互调失真（,IMD,）（,4,：,1,时，在,60Hz,和,7KHz,）额定功率下，输出值为,-40dB,时,200,声频技术生理心理声学电声学,第43页,厅堂扩声基础,室内声学,电压增益：,31dB,串音（在额定功率下）在,1KHz,时,-82dB,，在,20KHz,时,-58dB,输出功率（,1KHz Rated THD,）,2,欧 通道,250W,；,4,欧 通道,200W,；桥接,500W8,欧 通道,145W,；桥接,400W,阻抗负载全部系列在立体声,2,欧,8,欧情况下，桥接单声道,8,欧情况下都是安全工作范围。,交流电源（,10%,）,120V,和,230V,，,50Hz/60Hz,声频技术生理心理声学电声学,第44页,厅堂扩声基础,室内声学,电声设备,音源,声频处理设备,功率放大器,重放系统,扬声器（,Loud speaker,）系统,耳机（,Earphone,）,蜂鸣器（,Buzzer,）,声频技术生理心理声学电声学,第45页,厅堂扩声基础,室内声学,重放系统（,Reproducing System,）：,扬声器（,Loud speaker,）系统,耳机（,Earphone,）,蜂鸣器（,Buzzer,）,声频技术生理心理声学电声学,第46页,厅堂扩声基础,室内声学,扬声器系统,组成,扬声器单元,分频器,箱体,声频技术生理心理声学电声学,第47页,厅堂扩声基础,室内声学,箱体（包含吸声材料）,密闭箱,倒相箱，倒相管,声频技术生理心理声学电声学,第48页,厅堂扩声基础,室内声学,标准,分类,箱体形式,密闭式,倒相式,号筒式,声柱式,分频数,二分频,三分频,四分频,用途,高保真,监听,扩声,广播,声频技术生理心理声学电声学,第49页,厅堂扩声基础,室内声学,性能指标：,频率响应：经典值（,50,12.5K,）（,4,8dB,）,指向性：（声柱，号筒能够加强指向性）,灵敏度：扬声器系统加上相当于额定阻抗上,1W,功率粉红噪声（,Vs.,白噪声）信号电压时，轴向,1m,处测得声压级。,失真（谐波失真，互调失真，瞬态互调失真）,Hi,Fi,（,THD,2,）,额定阻抗：某一特定工作频率在输入端测得阻抗（,4,，,8,，,16,，,32,等）,额定功率：非线性失真不超出某一标准条件下，最大输入功率。,声频技术生理心理声学电声学,第50页,厅堂扩声基础,室内声学,产品：,JBL,、,EV,、,BOSE,、,Tannoy,（天朗同轴）、,PEAVY,声频技术生理心理声学电声学,第51页,厅堂扩声基础,室内声学,小结：电声设备技术指标：,频率范围：,电话：,300,3400,语音：,80,10KHz,（,AM,：,150,5K,）,乐音：,FM,：,40,15KHz【Hi,Fi,：,20,20KHz,（理论），,25,30KHz,（实际）,】,声频技术生理心理声学电声学,第52页,厅堂扩声基础,室内声学,动态范围,由等效输入噪声所限制最小输入信号与额定最大输入信号差。,名称,播音,话剧,歌唱,管乐,弦乐,小型,音乐,中型,音乐,交响乐,动态,范围,dB,2535,4055,4555,3040,5060,4555,6585,7585,声频技术生理心理声学电声学,第53页,厅堂扩声基础,室内声学,失真度：（线性失真,Vs.,非线性失真）,2%,是允许底线。,信噪比：,30dB,：不严格要求场所,50dB,：大多数听众满意,70dB,：在极平静房间里也会有满意效果,声频技术生理心理声学电声学,第54页,厅堂扩声基础,室内声学,电声学,概述,电声设备,电声系统信号传输,电信号大小,信号平衡与非平衡传输,功率分频与电子分频,声频技术生理心理声学电声学,第55页,厅堂扩声基础,室内声学,电声系统信号传输,电信号大小,0dB,+4dB,信号传输方式,平衡传输,非平衡传输,功率分频与电子分频,功率分频,电子分频,分别是多大电压呢？,以两分频为例，分别绘制某扩声系统示意图,声频技术生理心理声学电声学,第56页,