聲音分析的效應(yīng)及定律

1、14個理性分析聲音的效應(yīng)及定律頻率域主觀感覺頻率域中最重要的主觀感覺是音調(diào)，像響度一樣音調(diào)也是一種聽覺的主觀心理,它是聽覺判斷聲音調(diào)門高低的屬性。心理學(xué)中音調(diào)和音樂中音階之間的區(qū)別：前者是純音的音調(diào)，而 后者是音樂這類復(fù)合聲音的音調(diào)。復(fù)合聲音的音調(diào)不單純再是頻率解 析，也是聽覺神經(jīng)系統(tǒng)的作用，受到聽音者聽音經(jīng)驗和學(xué)習(xí)的影響。時間域主觀感覺如果聲音的時間長度超過大約300ms，那么聲音的時間長度增減 對聽覺的閥值變化不起作用。音調(diào)的感受與聲音的時間長短有關(guān)。當(dāng)聲音持續(xù)的時間很短時，我們是聽不出音調(diào)的，只能聽到咔啦的一聲。而聲音的持續(xù)時間加長，才能有音調(diào)的感受，且聲音持續(xù)數(shù)十毫秒以上時，感覺的音調(diào)

2、才能穩(wěn)定。時間域的另一個主觀感覺特性是回聲?？臻g域主觀感覺人耳用雙耳聽音比用單耳聽音具有明顯的優(yōu)勢，其靈敏度高、聽 閥低、對聲源具有方向感，而且有比較強(qiáng)的抗干擾能力。在立體聲條 件下，用揚(yáng)聲器和用立體聲耳機(jī)聽音獲得的空間感是不相同的，前者 聽到的聲音似乎位于周圍環(huán)境中，而后者聽到的聲音位置在頭的內(nèi)部， 為了區(qū)別這兩種空間感，將前者稱為定向，后者稱為定位。聽覺的韋伯定律韋伯定律表明了人耳聽聲音的主觀感受與客觀剌激的對數(shù)成 正比關(guān)系。當(dāng)聲音較小，增大聲波振幅時，人耳的主觀感受音量增大 較大；當(dāng)聲音強(qiáng)度較大，增大相同的聲波振幅時，人耳主觀感受音 的增大量較小。根據(jù)人耳的上述聽音特性，在設(shè)計音量控制電

3、路時要求采用指數(shù) 型電位器作為音量控制器，這樣均勻旋轉(zhuǎn)電位器轉(zhuǎn)柄時，音量是線性 增大的。聽覺的歐姆定律著名科學(xué)家歐姆發(fā)現(xiàn)了電學(xué)中的歐姆定律，同時他還發(fā)現(xiàn)了人耳 聽覺上的歐姆定律，這一定律揭示：人耳的聽覺只與聲音中各分音的 頻率和強(qiáng)度有關(guān)，而與各分音之間的相位無關(guān)。根據(jù)這一定律，我們 在音響系統(tǒng)中的記錄.重放等過程的控制中，可不去考慮復(fù)雜聲音中各分音的相位關(guān)系。人耳是一個頻率分析器，可以將復(fù)音中的各諧音分開，人耳對頻率的分辨靈敏度很高，在這一點上人耳比眼睛的分辨度高，人眼無法 看出白光中的各種彩色光分量。掩蔽效應(yīng)環(huán)境中的其他聲音會使聽音者對某一個聲音的聽力降低，這稱之 為掩蔽。當(dāng)一個聲音的強(qiáng)度遠(yuǎn)

4、比另一個聲音大，當(dāng)大到一定程度而這 兩個聲音同時存在時，人們只能聽到響的那個聲音存在，而覺察不到 另一個聲音存在。掩蔽量與掩蔽聲的聲壓有關(guān)，掩蔽聲的聲壓級增加， 掩蔽量隨之增大。另外，低頻聲的掩蔽范圍大于高頻聲的掩蔽范圍。人耳的這一聽覺特性給設(shè)計降低噪聲電路提供了重要啟發(fā)。磁帶 放音中，有這樣的聽音體會，當(dāng)音樂節(jié)目在連續(xù)變化且聲音較大時， 我們不會聽到磁帶的本底噪聲，可當(dāng)音樂節(jié)目結(jié)束（空白段磁帶）時， 便能感覺到磁帶咝”噪聲存在。為了降低噪聲對節(jié)目聲音的影響，提出了信噪比（SN）的概念，即 要求信號強(qiáng)度比噪聲強(qiáng)度足夠的大，這樣聽音便不會覺得有噪聲的存 在。一些降噪系統(tǒng)就是利用掩蔽效應(yīng)的原理設(shè)計

5、而成的。雙耳效應(yīng)雙耳效應(yīng)的基本原理是這樣：如果聲音來自聽音者的正前方，此 時由于聲源到左、右耳的距離相等，從而聲波到達(dá)左、右耳的時間差（相 位差）、音色差為零，此時感受出聲音來自聽音者的正前方，而不是偏 向某一側(cè)。聲音強(qiáng)弱不同時，可感受出聲源與聽音者之間的距離。哈斯的試驗證明：在兩個聲源同時出聲時，根據(jù)一個聲源與另一 個聲源的延時量不同時，雙耳聽音的感受是不同的，可以分成以下三 種情況來說明：兩個聲源中一個聲源與另一個聲源的延時量在535ms以內(nèi)時， 就好像兩個聲源合二為一，聽音者只能感覺到超前一個聲源的存在和方 向，感覺不到另一個聲源的存在。若一個聲源延時另一個聲源3050ms ,已能感覺到

6、兩個聲源的 存在，但方向仍由前導(dǎo)所定。若一個聲源延時量大于另一個聲源為50ms時，則能感覺到兩 個聲源的同時存在，方向由各個聲源來確定，滯后聲為清晰的回聲 哈斯效應(yīng)是立體聲系統(tǒng)定向的基礎(chǔ)之一。9.德波埃效應(yīng)德波埃效應(yīng)是立體聲系統(tǒng)定向的另一基礎(chǔ)。德波埃效應(yīng)的實驗是：放置左、右聲道兩只音箱，聽音者在兩只 音箱對稱線上聽音，給兩只音箱饋入不同的信號，可以得到以下幾個 定論：(1)如果給兩只音箱饋入相同的信號，即強(qiáng)度級差A(yù) L=0,時間 差A(yù) t =0,此時只感覺到一個聲音，且來自兩只音箱的對稱線上。 如果兩只音箱的強(qiáng)度級差A(yù)L不為0，此時聽音感覺聲音偏向較 響的一只音箱，如果強(qiáng)度級差A(yù) L大于等于1

7、5db，此時感覺聲音完 全來自較響的那一只音箱。如果強(qiáng)度級差A(yù) L =0,但兩只音箱的時間差A(yù) t不為0,此時感 覺聲音向先到達(dá)的那只音箱方向移動。如果時間差A(yù) t大于等于3ms 時，感覺聲音完全來自先到達(dá)的那只音箱方向。勞氏效應(yīng)是一種立體聲范圍的心理聲學(xué)效應(yīng)。隸屬于一種贗（假）立體聲效應(yīng)，將信號延時后以反相疊加在直達(dá) 聲信號上，立即就會產(chǎn)生明顯的空間印象，聲音似乎來自四面八方， 聽音者有置于樂隊之中的感受。勞氏效應(yīng)揭示:如果將延遲后的信號再反相疊加在直達(dá)信號上，會 產(chǎn)生一種明顯的空間感，聲音好像來自四面八方，聽音者仿佛置身于 樂隊之中。匙孔效應(yīng)單聲道錄放系統(tǒng)使用一只話筒錄音，信號錄在一條軌跡

8、上，放音 時使用一路放大器和一只揚(yáng)聲器，所以重放的聲源是點聲源，如 同聽音者通過門上的匙孔聆聽室內(nèi)的交響樂，這便是所謂的匙孔效應(yīng)。浴室效應(yīng)身臨浴室時有一個切身感受，浴室內(nèi)發(fā)出的聲音，混響時間過長 且過量，這種現(xiàn)象在電聲技術(shù)的音質(zhì)描述中稱為浴室效應(yīng)。當(dāng)?shù)?、?頻某段夸張，有共振、頻率響應(yīng)不平坦、300Hz提升過量時，會出現(xiàn) 浴室效應(yīng)。多普勒效應(yīng)揭示移動聲音的有關(guān)聽音特性：當(dāng)聲源與聽音者之間 存在相對運(yùn)動時,會感覺某一頻率所確定的聲音其音調(diào)發(fā)生了改變, 當(dāng)聲源向聽音者接近時是頻率稍高的音調(diào)，當(dāng)聲源離去時是頻率稍降 低的音調(diào)。這一頻率的變化量稱為多普勒頻移。移近的聲源在距聽音者同樣 距離時比不移動時產(chǎn)生的強(qiáng)度大，而移開的聲源產(chǎn)