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1、电声技术知识基础一、电声技术应用广泛1、民用:音乐、噪声处理、语音识别、语音控制2、军事:声波武器、海洋声呐3、医疗:超声波治疗,不同频率声波电针治疗二、电声技术人才奇缺1、技术人才资源紧张,2、大学里少有电声以及声学专业序:序:为为什么要学什么要学习电习电声技声技术术1、声波2、声波的范围3、基本概念一、几个常用的声学基一、几个常用的声学基础础概念概念定义:声波声波当一物体振动时,就会激励它周围的空气质点振动。由于空气具有可压缩性(即具有弹性),在质点相互作用下,四周空气就产生了交替的压缩与膨胀的过程,并且这种过程会渐渐向外传播。这一传播过程就称声波。一般说来,凡是具有弹性的物质,例如液体和
2、固体等也都能传播声波。声波的频率相当广泛,人耳可能听到的仅是频率范围很窄的一部分(频率范围约2020 K赫),因而常称这部分声波为声频声波。电声学中主要研究的对象就是声频声波。物体的振动使空气产生扰动所产生的物理现象。声波的速度:空气:340m/s(1225km/h)。软木:500煤油:1324海水:1531塑料:2132铜棒:3760铁棒:5200铝棒:5000声波在固体中是以震动的形式传递;声波在空气中是以气体的压缩膨胀的形式传递。1 1、声波、声波2 2、声波的基、声波的基础概念概念声压级声压级待测声压 P与参考声压 Pr的比值取常用对数再乘20,以分贝表示。其数学表示如下:声压级=20
3、log10 分贝(dB)参考声压 Pr=210 帕声强声强衡量声波在传播过程中声音强弱的物理量。声场中某一点的声强,即 单位时间内,在垂直于声波传播方向的单位面积上的平均声功率,单位是 瓦/表示。-5声功率声功率指声源在单位时间内向外辐射的声能。符号为W,单位为瓦(w)。声压声压在静止时空气中存在均匀的大气压强,当声波传播时,空气各部份产生压缩和膨胀的周期性变化。压缩时压强增加,膨胀时压强减小,即产生压强随时间作周期性的增加,这一变化部份的压强,即总压强与大气压强的差值就称声压。声压是随时间作周期性变化的,一般用仪器测得的通常是对时间的均方根值,即有效声压。习惯上常把有效声压简称声压。声压的单
4、位为帕,过去也常用微巴作单位。1帕(Pa)=1牛顿/1微巴(b)=1达因/c 1帕=10微巴声压级:反应声音强度,单位分声场:有声波存在的区域自由场:边界影响可以不计的声场。阻尼:随时间和距离而损耗的现象;反射:声波在个表面间返回的过程散射:朝许多方向的不规则反射折射衍射。吸收:声波通过煤质时声能减少的过程。直达声:未经反射直接到达接收点的声音。3 3、声的基、声的基础础概念概念超声:大于20KHz的超声波信号可听声:2020000Hz的音频声波次声:频率低于20HZ的声波4 4、声波的范、声波的范围围20Hz20Hz20kHz20kHz可听声次声超声声频20KHz声波的范声波的范声波的范声波
5、的范围围可听声可听声可听声是人耳可以听到的声音。人耳对声音能否听到,取决于声音的强度和频率。频率太低或太高时,人耳便听不到。可听声的频率范围一般选为2020 K赫。次声次声次声是指低于人们听觉的声音,它的频率在20赫以下。超声超声当声的频率高到超过人耳听觉的频率极限20K赫时,人们就觉察不出声的存在,因而称这种高频率的声为超声.频率和振幅均相同、振动方向一致、传播方向相反的两列波叠加后形成的波。波在介质中传播时其波形不断向前推进,故称行波;上述两列波叠加后波形并不向前推进,故称驻波。强强调调的指的指标标-驻驻波波共振的定义:两个振动频率相同的物体,当一个发生振动时,引起另一个物体振动的现象。共
6、振是指一物理系统在特定频率下,比其他频率以更大的振幅做振动的情形;这些特定频率称之为共振频率。在共振频率下,很小的周期振动便可产生很大的振动,强强调调的指的指标标-声共振声共振人耳对声音的感知度是不同的,对低频和高频的感知度比较低,对语音频率感知度比较灵敏。所以在产品中要刻意提升低频,叫做等响度。二、人耳的听二、人耳的听觉觉特性特性 人耳对声音的方位、响度、音调及音色的敏感程度是不同的,存在较大的差异。1.方位感人耳对声音传播方向及距离、定位的辨别能力非常强。人耳的这种听觉特性称之为“方位感”。2.响度感 对微小的声音,只要在这里稍有增加人耳即可感觉到,但是当声音在这里增加到某一值后,即使再有
7、较大的增加,人耳的感觉却无明显的变化。通常把可听声按倍频关系分为3份来确定低、中、高音频段。即:低音频段20Hz160Hz、中音频段160Hz2500Hz、高音频段2500Hz20kHz。3 音色感 是指人耳对音色所具有的一种特殊的听觉上的综台性感受。4 聚焦效应人耳的听觉特性可以从众多的声音中聚焦到某一点上。如我们听交响乐时,把精力与听力集中到小提琴演奏出的声音上,其它乐器演奏的音乐声就会被大脑皮层抑制,使你听觉感受到的是单纯的小提琴演奏声。这种抑制能力因人而异,经常做听力锻炼的人抑制能力就强,我们把人耳的这种听觉特性称为“聚焦效应”。多做这方面的锻炼,可以提高人耳听觉对某一频谱的音色、品质
8、、解析力及层次的鉴别能力。人耳的听人耳的听觉觉特性特性人耳听人耳听觉觉特性曲特性曲线线三、电声学1 1、简述述概述概述电声原理与技术是在声学理论基础上,主要研究声音信号的产生、传播及加工处理,并研究影响音质的因素及环境条件的一门应用技术学科.电声原理与技术综合了物理声学、听音心理、建筑声学、现代电子技术及计算机技术的相关知识,是一门实践性极强的学科。电声学总的发展趋势是:电声器件和电声设备朝着高保真、立体声、高抗噪能力、高效率、高通话容量的方向发展;还要经行音质评价的研究、改善录放技术以及音响加工技术;提高检测声信号的能力仍是声测技术的主攻方向。2 2、电电声学的声学的发发展展动态动态1、与计
9、算机技术结合,数字处理,例如数字音频技术、有源降噪技术。2、不仅仅包括可听音,还包括听不到但能够感受到的声音,如:次声波,超声波。3、在军事、工业、农业、民用有着广阔的前景。研究电声换能原理,对声信号采集分析处理应用的科学。电变声,声变电的演示。电声器件的基本参数:灵敏度声电相互转换的效率。1 1 电电声的特点声的特点1、转换效率:电变声或者声变电的转换比例2、失真:电声转换后的结果比导入值发生了畸变的现象。电失真主要是波形:削顶,畸变,谐波。声失真主要是听感:破音噪声生硬刺耳等。3、音效:声音所产生的效果;4、音效主观评价:依赖人的听感对电声系统进行的声音音质的评价。3 3、电电声的关声的关
10、键词键词1、扬声器2、传声器3、蜂鸣器4、压电器件4 4、电电声器件以及声器件以及产产品品音音音音质评质评价价价价客观规则指标:客观规则指标:失真度:谐波失真“3%”;相位失真:低音模糊,影响中频声像空位。抖晃失真:音调失真的均方根:录音机0.1%,Hi-Fi0.005%录像机:0.3%,现盘机:0.001%频响:优质1200KHZ瞬态响应:是指音响系统对实变信号的跟随能力。(反映音质的透明度、层次感)实质上反映肪冲信号的交次谐波失真大小。转换率用V/US表示;一般 的放大器的转换率10V/US信噪比:信号与噪声电平的分贝差,用S/N或SNR(dB)表示,Hi-Fi音响要求 SNR70dB;CD机要求SNR90 dB;人耳对4-8KHZ的噪声最灵敏。声道分离度和平衡度:不同声道间的隔离程度用一个声道的信号电平与串入另一 声道的信号电平来表示,50 dBOK;平衡度是指:2个声道增差,频响,特性的一致性,否则会造成声象偏移。人有了知识,就会具备各种分析能力,明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书,广泛阅读,古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍,我们能丰富知识,培养逻辑思维能力;通过阅读文学作品,我们能提高文学鉴赏水平,培养文学情趣;通过阅读报刊,我们能增长见识,扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操,给我们巨大的精神力量,鼓舞我们前进。