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影响汽车音响声音的四大要素

 所属分类:汽车音响  2013-12-23 13:30:21  推荐指数:

  汽车音响声音四要素是:音强、音高、音色和波形包络。现将它们的含义分述如下:

  1.音强 音强就是人们在听闻时感到的响度,也就是我们通常说的声音的强弱或大、小,重,轻。它是人耳对声音稳弱的主观评价尺度之一。其客观评价尺度——也即物理量的测量,是声波的振幅。音强与振幅并不完全一致或成正比,在声频范围的低频段相差很大,高频段也有相当的差别。

  声频范围也就是人们可以听到的声振动频率范国,为20赫到20千赫。20赫以下称为次声,20千赫以上称为超声。在声频频率范围内,人耳对中频段1~3千赫的声音最为灵敏,对高、低频段的声音,特别是低频段的声音则比较迟钝。人耳还有一种特征,对很强的声音,感觉其响度与频率的关系不大,或者说同振幅的各频率的声音,听起来响度差不多.但对低声级信号(即很轻的声音),感觉到它的响度与频率关系甚大:对于同样振幅的声音,低、高频段的声音听起来响度比中频段的轻。声音振幅愈小,鸡种现象就愈严重。对1千赫的声音信号,人耳所能感觉到的最低声压为2X10(负4次方)微巴。微巴是声压的单位,,它相当于在1平方厘米面积上具有1达因压力。电声工作者把这一声压称为声压级的0分贝,通常写为O分贝SPL(SPL是声压级的缩写),正如把0。775伏定为在6OO欧电路中的0分贝一样。不用声压而用以对数表示的“声压级”来表示声音振幅的大小,有明显的好处。这是因为人耳能听闻的声压范围很大,可由2X10(负4次方)微巴到2XlO(负四次方)微巴,相差一千万(1C)倍。对如此大范围的变化,计算很不方便,用声压级表达就比用声压方便多了。另外由于人耳对响度的感觉是非线性的,用对数来计量更接近于人耳的主观特性。当声压级达120分贝SPL时,人耳将感到痛楚,无法忍受,因此,人听闻的动态范国由0~120分贝SPL,在音乐厅中听乐队演奏,音乐的自然动态范围是多少呢?对大型交响音乐,最响的音乐片段可达115分贝SPL,最弱的音乐片段约为25分贝SPL,因而动态范围可达90分贝。当然,这是很少有的情况。通常交响音乐的动态范围约为50~80分贝,中、小型音乐的动态范国约在40分贝左右,语言的动态范围约在30分贝左右。

  因此,要求家用放音设备能够尽可能地再现:

  (1)上述音乐或语言的自然声级动态范围。

  (2〕音乐或语言的自然声压级。对于家庭内常用的放音音量,平均声压级对音乐来说约为86分贝SPL,对语言则约为70分贝SPL左右。

  2.音高 音高或称音调,是人耳对声音调子高低的主观评价尺度。它的客观评价尺度是声波的频率。和音强与振幅的关系不一样,音高与频率基本上是一致的。当两个声音信号的频率相差一倍时,也即f2=2f1时,则称f2比f1高一个倍频程。音乐中的1(do)与i,正好相差一个倍频程,在音乐学中也称相差一个八度音。在一个八度音内,有12个半音。以1—i八音区为例, 12个半音是:1—#1、#1—2、2—#2、#2—3、3—4、4—#4,#—5、5一#5、#5—6、6—#6、#6—7、7—i。请注意,这12个音阶的分度基本上是以对数关系来划分的。

  各种不同的乐器,当演奏同样的频率的音符时,人们感觉它们的音高相同,这里指的演奏的声音具有同样的基频。但乐器每发一个音,这个音除了具有基频fo,以外,还有与fo成正整数倍关系的谐波。前面说过,每个音的音高感觉由fo决定,而每种乐器的不同各次谐波成分,则决定乐器特有的音色。那么,音乐的自然基频范围是多少呢?乐器中,基音频串范围最宽的是钢琴,由27.5~4136赫。管弦乐、交响乐的基音范围是30~60OO赫。我国民族乐器的基音范围则为50~4500赫。 顺便介绍一下,现代电声学研究说明,乐音的自然频率范围已经超出20~20000赫可闻声频串范围之外,例如某些非洲鼓的基音在次声频频段,而某些中国木管的谐波(泛音)可达25千赫之高。次声信号虽不能为人耳所感闻,但可为人的皮肤所感知。另外,语言画基频在150~3500赫范围内。

  3音色 人们除对响度、音高有明显的都别力外,还能准确地判断声音的“色调”。单簧管、圆号虽然演奏同一音高(基频)的音符,但人们能够明确分辨出哪个是单管管,哪个是圆号,而不会混淆。这是由于它们的音色、波形包络不同。音色决定于乐音的泛音(谐波)频谱,也可以说是乐音的波形所确定的。因为乐音的波形(可由电子示波器上看到)绝大多数都不是简单的正弦波,而是一种复杂的波。分析表明这种复杂的波形,可以分解为一系列的正弦波,这些正弦波中有基频f0,还有与f0成整数倍关系的谐波:f1、f2、f3、f4,它们的振幅有特定的比例。这种比例,赋予每种乐器以特有的“色彩”一—音色。如果没有谐波成分,单纯的基音正弦信号是毫无音乐感的。因此,乐器乐音的频率范围,决非只是基频的频率范围,应把乐器乐音的各次谐波都包括在内,甚至很高次数的泛音,对乐器音色影响仍很大。高保真放声系统要十分注意让各次泛音都能重放出来,这就使重放频串范围至少达15000赫,要求潮的应达20千赫或更高。另外,语言的泛音可达7~8千赫。

  4.波形包络 乐音的波形包络指乐音演奏(弹、吹、拉,拨)每一音符时,单个乐音振幅起始和结束的瞬态,也就是波形的包络。有些乐器,在弹、吹、拉、拨的开始一瞬间,振幅马上达到最大值,然后振幅逐步衰减,有的乐器则相反,在开始的瞬间振奋较小,然后逐渐加大,再逐渐衰减。这些波形包络变化也影响乐器的音色。 显然重放设备也要求有较好的瞬态跟随能力,不然就会引起乐音自然包络的畸变。

2013年12月6日

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