音響技術的14條定律
音響技術中有14條定律,大家都知道是哪些嗎?
1. 頻率域的主觀感覺
頻率域中最重要的主觀感覺是音調(diào),像響度一樣音調(diào)也是一種聽覺的主觀心理量,它是聽覺判斷聲音調(diào)門高低的屬性。
心理學中的音調(diào)和音樂中音階之間的區(qū)別是,前者是純音的音調(diào),而后者是音樂這類復合聲音的音調(diào)。復合聲音的音調(diào)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。
2. 時間域的主觀感覺
如果聲音的時間長度超過大約300ms,那么聲音的時間長度增減對聽覺的閥值變化不起作用。對于音調(diào)的感受也與聲音的時間長短有關。當聲音持續(xù)的時間很短時,聽不出音調(diào)來,只是聽到“咔啦”一聲。聲音的持續(xù)時間加長,才能有音調(diào)的感受,只有聲音持續(xù)數(shù)十毫秒以上時,感覺的音調(diào)才能穩(wěn)定。
時間域的另一個主觀感覺特性是回聲。
3. 空間域的主觀感覺
人耳用雙耳聽音比用單耳聽音具有明顯的優(yōu)勢,其靈敏度高、聽閥低、對聲源具有方向感,而且有比較強的抗干擾能力。在立體聲條件下,用揚聲器和用立體聲耳機聽音獲得的空間感是不相同的,前者聽到的聲音似乎位于周圍環(huán)境中,而后者聽到的聲音位置在頭的內(nèi)部,為了區(qū)別這兩種空間感,將前者稱為定向,后者稱為定位。
4. 聽覺的韋伯定律
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。
5. 聽覺的歐姆定律
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。
6. 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。
7. 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。