文档介绍：第二节  听觉的二个基本属性
 
第一节介绍声音刺激的特征时,我们就涉及到听觉具有音高和响度二个基本属性(attribute),在本节中我们再来具体地讨论一下音高、响度与声音刺激的频率、振幅、周相之间的关系,以及对音高和响度的感知规律。
 
一、声的测量
 
在讨论听觉的基本属性之前,先熟悉一下声的记录和测量的原理是很有必要的。
 
(一)声的记录
 
人类很早就开始研究声音,并利用当时已掌握了的声音的某些规律来制造乐器、进行设计建筑,使发出的声音传得更远。可是几千年来,人类只能凭耳朵来辨别声音的高低、强弱,而不能把声音记录和储存起来。所以与其他研究领域相比,声学的研究要算落后的了。直到19世纪爱迪生发明了留声机,人们才能用机械的方法把各种声音记录在唱片上,可是声音、机械振动不容易传递,也不容易放大,机械方法很不方便。到了20世纪,电学,特别是电子学的高度发展,才把声的振动先转换成电能,使声音的记录成为轻而易举的事。这也影响到人类生活的许多方面,如今人们已离不开录音机和电视机。
图7-11是基本的录音系统的方框图。传声器主要是用来接受空气介质中的声波,它输入的是声波,输出的是相应的电压。放大器的作用就是把从传声器来的微弱电压放大成与它成正比的较高电压。由于掺杂的干扰与声波振动信号一起被放大,所以滤波器就像过滤用的纱布一样,将有用的信号放过,而把不需要的噪音留下。虽然滤波器的输出仍是电压,但其功率还不够大,不足以能推动记录器,所以还需功率放大器来补充能量。
现代科学技术已经能够制造出理想的各种部件,也就是说这些部件能够完成人们所要求的功能。简单地说,它们是线性的,即输出量与输入量成正比。这种部件的组成系统在传递信号时不致产生失真,记录下来的声音能保存原来信号的特性,只是强度不同,并可以重新放出来。如果组成系统的部件不是线性的,输出与输入不成正比,则记录就有不同程度的失真了。
 
(二)声的测量
 
声波的测量与分析按过去传统的方法是先用机电换能器把声波转换为相应的电信号,然后用电子仪表放大到一定的电压级进行测量与分析。有关声学的实验室包括消音室、混响室和行波管等,以提供测量用的行波声场和混响声场。声源可以是普通的扬声器、特殊的点声源或无指向性声源。当需要大的声功率时,可以用气流扬声器。
由于计算技术的发展,使许多计算和测量工作都使用了电子计算机或程序运算器。这些带计算机处理系统的高级声学测量仪器,能完成下列一些测量工作:
 
  响度和响度级,感觉噪音级,清晰度指数,语言干扰级,噪音评价数。
  频谱的时间变化,声功率,指向性,效率,共振峰的跟踪,频谱特征和比较,平均和积分,求极大谱,幅值分布,相关性。
  混响时间,隔音量,吸音量。
  计权声级等。
 
声测量的基本仪器是声级计。声级计是一种能对声音作出类似人耳的反应的仪器,同时,它能进行客观而可重复的声压和声级测量。声压测量的好处很多:它能帮助音乐厅提高音响效果;能对烦扰声音进行精密的、科学的分析。声级测量还能明确地告诉我们什么声音会引起听力损害,并提醒人们采用适当的听力保护措施。因此,声测量是不可少的。图7-12为声测量示意图,图中间的人正手持声级计对环境噪音进行测量。