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别嫌啰嗦——声学的基础知识(上篇)

声学的基础理论,是一个常年不断的话题,很多老鸟也许好多年前就参透了,很多资深玩家却未必完全通晓,而小白们则更多一知半解,今天小灵也来显摆一下,给众多小白和音响从业信任搬一搬这套比较全面一点的基础理论,让大家更好地从事音响销售,也让小白们有更充分的了解,那么大家赶紧上车,准备开车了!!


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声音的三要素

 

声音的三要素是音调、音色、响度


音调与声波的频率有关,两者成对数关系;声波的频幅影响能音色,

音色主要由声波的频谱结构及其模拟波形决定;

响度主要与声音的振动幅度有关。不同的音源发出同一音符时,其基音相同,但谐波成份及其幅度各异,频谱及波形不同。


高保真音响在保证音色的高还原度的同时,适当提升低音,可使声音丰满动听,适当增加语言的中频分量,可以提高语言的清晰度;

 

音  调  

人耳对声音音调的感觉主要与声音的频率有关,但不成正比,具有对数关系,因为人耳的听觉是复杂的,人对声音音调的感觉还与声音的声压级有关。而音调的高低,也就是我们常说的音准,由声音振动的基频频率决定的,称为"绝对音高"。大家在听音乐会时可以见到,演出开始前,所有的乐手都要校一下音,为的就是使整个乐队的所有乐器都是使用相同的音高标准。我们常听人说某人唱歌老跑调,其实就是他对音程关系掌握得不好。  


关于音乐的音高与音程的关系,已成为一门专门的学问,称为"律学"。目前,世界各国存在着好几种律制。但最常用的有三种,即十二平均律、五度相声律、纯律。律制不同,音程关系也有很大不同,有兴趣的就百度相关资料吧,这里就不细说。  


音  色  

当小提琴与长笛演奏同一音高时,人们也可以区别开这两种乐器的声音,因为这两种声音的音色不同。乐音是由基音与泛音(谐波)组成的,泛音频率比基音频率高,一般我们常提到的是二次谐波、三次谐波与五次谐波。这种泛音列的不同即形成了各种各样的音色。即使是同一件乐器(如小提琴),如果以不同的力度、不同的弓法、指法、不同的着弓位置,也能产生不同的音色。

  

很多发烧友说音色即声音的颜色,其实声音的颜色感是个别人的独特感受,不能作为声音的基本特性。一些现代派的作曲家确实在尝试把不同感觉器官的感受协调起来,特别是听觉与视觉的结合,创造出包括耳朵、眼睛共同起作用的"整体"艺术作品。


响  度

声波的振幅影响声音的响度。响度指的是声音的强弱,其大小与声强的大小用声压级表示,声压与参考声压之比的对数的20倍称为声压级,单位是分贝(dB),声强增加,响度增大。音量很小时,人耳感觉敏锐,觉得频带窄、高音少、低音量感不足。音量大时,人耳感觉较迟钝,容易引起听觉疲劳,音量适中时,觉得高低音都很丰富。,人耳对不同频率而声压级一样的声音,听觉感受它们的大小也是不同的,所以这就引出了一个"响度"的概念。也就是说人耳对于某些频率集中在1000HZ到4000HZ这个区域,而最敏感的是3000HZ左右的声音。说起来也很有趣,婴儿的哭声大部分就是集中在这一频段附近,大概这也是人类进化的产物,婴儿不需花费太大的力气,就能让父母觉得哭声最响。

 

人耳对中频的灵敏度最高,而对于高频、低频的敏感程度都会有所下降,一般人们常用20──20000HZ来表示人耳的可感频率范围。事实上,很多人听不到12000HZ以上的频率而且随着年龄的增加,高频感受的上限还要下降很多,也就是很多老人听不到蚊子“嗡嗡”的叫声的缘故。打开电视机的时候,一般都会有一个高频震荡声,大约在12000HZ左右,你可以试试自己能否听到。


人们经过研究和测量,得到一个频响曲线图,100HZ声音,必须要有近40dB声压级,人耳才能听得到,而1000HZ的声音,大于0dB声压级,人耳就能听到。因此,当改变听音的音量时,声音信号中的各频率的响度也就会改变,使人感到音色的变化,所以即使是再好的放音设备,小音量时,也会感到放音频带变窄、声音变弱;相反,即使是一个普通的音响设备,开足音量,也会让人觉得放音频带展宽、声音丰满。


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影响音质的主要因素


人耳的听音范围为20Hz—22KHz,声音频率可以划分为三个或五个频段,即高频段(7KHZ以上)、中频段(500HZ-7HZ)、低频段(500HZ以下),中频段还可以再细分为中低频段(500KHZ──2KHZ)和中高频段低(2KHZ-7KHZ)。各频段强度要均匀,过强和过弱都会使音质受到破坏。其中低频是基础,是厚度;中、低音是力度,决定音乐的气势;中、高音是亮度、清晰度;高音是层次、是透明度。中、低频过强时,声音变得浑浊、清晰度差。相反中、低频过弱时,声音则显得单薄、乏力、不丰满。音响设备可能存在的谐波失真,互调失真,谐波失真,会使声音发毛、发尖、发沙、发浑。音源的直射声与近次反射声、多次反射声的综合作用,会使声源停止时,声音不能立即停止,通常用“混响时间”来量度。重放语言及轻音乐时,响时间宜短;重放古典音乐时,混响时间宜长一些。 


下面简要介绍下各频段对音质的影响。


低  频  

低频成分适中,声音有气魄、厚实、有力、有温暖感,丰富;但低频成分过多,则声音浑浊、沉重,有隆隆声;低频成分少,声音可能比较干净,但单薄无力。


中  频 

增加中频可是声音有力,活跃、清晰、透亮。但中频过多,则声音的动态出不来、浑浊;低中频过多,声音会变得瓮声瓮气,象小罐声;2─5KHZ的中频过多,声音发硬、刺耳;4─7KHZ中高频多时,会有咝咝声,如人的齿声。缺少中频,音色圆润、柔和,但松散(500─1KHZ),动态出不来,沉重、浑浊(5KHZ)。


高  频 

对声音的高频成分进行提升,可使声音明亮、清晰、锐利。高频成分过多,声音刺耳、有咝咝声,轮廓过分清楚、呆板、硬、缺少弹性,有弦乐噪声。高频不足,声音圆润、柔和,但枯燥、沉重、浑浊,有遥远感。


人耳在听不同音量的声音时,对不同频段的感受能力也有所不同,因此重放时的音量也很重要,音量小时,声音无力、单薄 、动态出不来,无光泽;音量适中时,声音自然、清晰、圆润、柔和、丰满、和谐;音量大时,声音丰满、有力、动态出得来,音量过大时,声音生硬、不柔和。



(未完待续)


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