文档介绍：声学基础知识添加时间:2008-11-289:32:07文章来源:中国吸音隔声降噪网声音听觉理论由于人耳听觉系统非常复杂,迄今为止人类对它的生理结构和听觉特性还不能从生理解剖如度完全解释清楚。所以,对人耳听觉特性的研究目前仅限于在心理声学和语言声学。人耳对不同强度、不同频率声音的听觉范围称为声域。在人耳的声域范围内,声咅听觉心理的主观感受主要有响度、咅高、咅色等特征和掩蔽效应、高频定位等特性。其中响度、音高、音色可以在主观上川來描述具有振幅、频率和相位三个物理量的任何复杂的声音,故乂称为声音〃三要索〃;而在多种音源场合,人耳掩蔽效应等特性更重要,它是心理声学的基础。下面简单介绍一下以上问题。一、声音三要素响度响度,又称肖强或音量,它表示的是声音能量的强弱程度,主耍取决于声波振幅的大小。声音的响度一般用声压(达I大1/平方厘米)或声强(瓦特/平方厘米)來计量,声压的单位为帕(Pa),它与基准声压比值的对数值称为声压级,单位是分贝(dB)0对于响度的心理感受,一般川单位宋(Sone)来度塑,并定义1kHz、40dB的纯音的响度为1宋。响度的相对量称为响度级,它表示的是某响度为基准响度比值的对数值,单位为口方(phon),即当人耳感到某声咅与lHb单一频率的纯咅同样响时,该声咅声压级的分贝数即为其响度级。可见,无论在客观和主观上,这两个单位的概念是完全不同的,除lklk纯音外,声压级的值一般不等于响度级的值,使用中要注意。响度是听觉的基础。正常人听觉的强度范吊I为0dB-140dB(也有人认为是-5dB-130dB)。固然,超出人耳的叩听频率范围(即频域)的声音,即使响度再大,人耳也听不出来(即响度为零)。但在人耳的可听频域内,若声音弱到或强到一定程度,人耳同样是听不到的。当声音减弱到人耳刚刚可以听见时,此时的声音强度称为〃听阈〃。一般以1kHz纯音为准进行测量,人耳刚能听到的声压为OdB()、声强为10-16W/cm2时的响度级定为0口方。而当声音增强到使人耳感到疼痛时,这个阈值称为〃痛阈〃。仍以1kHz纯音为准来进行测量,使人耳感到疼痛时的声压级约达到140dB左右。实验农明,闻阈和痛阈是随声压、频率变化的。闻阈和痛阈随频率变化的等响度曲线(弗菜彻-芒森曲线)Z间的区域就是人耳的听觉范围。通常认为,对于1kHz纯音,0dB-20dB为宁静声,30dB—40dB为微弱声,50dB-70dB为正常声,80dB-100dB为响音声,llOdB-130dB为极响声。而对于1kHz以外的可听声,在同一级等响度曲线上有无数个等效的声压-频率值,例如,200Hz的30dB的声音和1kHz的10dB的声音在人耳听起来具有相同的响度,这就是所谓的〃等响〃。小TOdB闻阈和大于140dB痛阈时为不可听声,即使是人耳最敏感频率范围的声音,人耳也觉察不到。人耳对不同频率的声音闻阈和痛阈不一样,灵敏度也不一样。人耳的痛阈受频率的影响不人,而闻阈随频率变化相当剧烈。人耳对3kHz-5kHz声音最敏感,幅度很小的声音信号都能被人耳听到,而在低频区(如小于800Hz)和高频区(如人于5kHz)人耳对声音的灵敏度要低得多。响度级较小时,高、低频声音灵皱度降低鮫明显,而低频段比高频段灵皱度降低更加剧烈,一般应特别虫视加强低频音量。通常200Hz—3kHz语音声压级以60dB-70dB为宜,频率范I韦I佼宽的音乐芦压以80dB-90dB故佳。咅高音高也称音调,表示人耳对声音调子高低的主观感受。客观上音高大小主要取决于声波基频的高低,频率高则音调高,反之则低,氓位用赫兹(Hz)表示。主观感觉的音高单位是〃美",通常定义响度为40方的1kHz纯音的音高为1000美。赫兹与〃美"同样是农示音高的两个不同概念而乂有联系的单位。人耳对响度的感觉有一个从闻阈到痛阈的范围。人耳对频率的感觉同样有一个从最低对听频率20Hz到最高对听频率别20kHz的范I韦I。响度的测暈是以1kHz纯音为卑准,同样,音高的测量是以40dB声强的纯音为基准。实验证明,音高与频率之间的变化并非线性关系,除了频率之外,音高还与声音的响度及波形有关。音高的变化与两个频率相对变化的对数成正比。不管原来频率多少,只要两个40dB的纯音频率都增加1个倍频程(即1倍),人耳感受到的音高变化则相同。在音乐•声学中,音高的连续变化称为滑咅,1个倍频程相当于乐咅提高了一个八度咅阶。根据人耳对咅高的实际感受,人的语咅频率范围可放宽到80Hz—12kHz,乐咅较宽,效果咅则更宽。音色音色乂称音品,由声音波形的谐波频谱和包络决定。声音波形的基频所产牛的听得最清笼的音称为基音,各次谐波的微小振动所产牛的声音称泛音。单一频率的音称为纯音,具有谐波的音称为复音。每个基音都有固有的频率和不同响度的泛音,借此可