声音的计量.pptx
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1、声音的计量 声频技术基础 中国传媒大学 教授 王明臣一,各种介质中的声音信号一,各种介质中的声音信号1,电路中的声音信号,电路中的声音信号 3,光盘上的声音信号,光盘上的声音信号2,磁带上的声音信号,磁带上的声音信号二,振幅(响度)的计量二,振幅(响度)的计量1,声压、声压级与响度级(分贝的概念),声压、声压级与响度级(分贝的概念)1)声压:声源振动而产生的大气压的波动值声压:声源振动而产生的大气压的波动值,单位为帕单位为帕()()帕牛顿平方米帕牛顿平方米声压形成的过程图声压形成的过程图 2)响度与声压、声压级的关系:响度与声压、声压级的关系:响响 度度 声声 压压 (帕帕)声声压压级级 ()
2、低声耳语 微风吹树叶 课堂讲课 室内交响乐 近距离雷声 飞机起飞 (米处)3)声压级及其计算方法声压级及其计算方法 声压级是表示声压大小的等级,通常用对数来表示,单声压级是表示声压大小的等级,通常用对数来表示,单位是。位是。,用对数表示声功率级,用对数表示声功率级 (贝尔)(分贝),用对数表示声压级,用对数表示声压级 ()可计算出以上各响度及声压对应的声压级通常用频率进行计算。4)用对数(分贝)表示声压的意义用对数(分贝)表示声压的意义,计算简单,表示方便,与人耳听觉 特性相一致 声压比值 与声压级.之间的关系()听觉特点)听觉特点声压增大倍(距离缩小)声压级提高声功率增大倍(音箱数多倍或 功
3、放功率大倍),声压级提高B主观感觉声音大倍,需要声压级 提高声压(单位帕),声压级(单位分贝)响度(单位宋)响度级单位方)2,响度级与等响度曲线,响度级与等响度曲线1)声音频率对声音响度的影响声音频率对声音响度的影响2)等响度曲线等响度曲线 是反映声音的声压级、响度级与频率三者之间关系的特性曲线,是音响师进行调音的重要依据3)等响度曲线的特点等响度曲线的特点a,以一千赫为基准,低频范 围和高频响应提升 b,最低点在四千赫左右,反映人耳在此频率范围灵敏度最高。c,高声压级(80-90d)曲线平坦,而低声压级变化较大。d,反映了人耳的听觉阀.痛觉阀.听力范围。3,电平级,电平级 声音的控制、变换与
4、处理过程,大部分是在电路内进行的。声音在电路中表现为电压或电流的信号波形。通常用被测试点信号实际电压与参考电压的比值,再取以为底的对数来表示信号的大小,称为电平级,单位为分贝()正弦简谐波电压)正弦简谐波电压A振幅值:振幅值:在一个完整的周期内,信号的最大瞬时值。B有效值:有效值:在一个完整周期内消 耗在电阻上的功率,与直流在相 同电阻上,相同时间内消耗的 功率相等时的直流电压值。C:平均值:平均值:在一个完整的周期内,信号电压绝对值的平均值。)声音信号的电压)声音信号的电压A 准峰值准峰值:与音频信号峰值相同的稳态简谐波的有效值。B准平均值准平均值:与音频信号平均值相同的稳态简谐波的有效值。
5、C,峰值因数:,峰值因数:声频信号的峰值与其有效值之比,用分贝表示。)声电平级的计算:)声电平级的计算:用电路实测点的声信号电压,与参考电压。的比值,再取以为底的对数,乘以。单位为分贝。表示公式为;式中代表实际的声频电压准有效值,。代表参考电压值。V。通常选为:在欧姆电阻上消耗的声频功率时所需要的电压值。按公式可计算出电压值为;(伏)目前常用伏作为参考电压。为了加以区别,把以 ,伏 为参考得到的值表示为:dBu 而以伏为参考得到的值表示为:dBv2,声音信号的频带宽度与倍频程,声音信号的频带宽度与倍频程),不同声源的频率范围,不同声源的频率范围 如下图所示:),倍频程的概念,倍频程的概念 用于
6、表示声源频率范围宽度 的参量,等于信号上限频率 F2与下限频率F1之比,再取以为底的对数。公式如下:(1)声音全带宽的倍频程按公式为声音全带宽的倍频程按公式为;:结果约为10倍程(2)乐音的倍频程按公式为乐音的倍频程按公式为 结果约为倍程(3)语音语音 的倍频程按公式为的倍频程按公式为 结果约为5倍程3,)倍频程的意义倍频程的意义A,表示容易,表示容易B,计算方便,计算方便 C,与人耳的听觉相一致,与人耳的听觉相一致),各种频率均衡器的频率特性,各种频率均衡器的频率特性 5段均衡器图段均衡器图 (每段倍程每段倍程)31段均衡器图段均衡器图 (每段每段1/3倍程倍程)3,音响系统的,音响系统的
7、匹配匹配),匹配的概念:电路之间、设备之间、系统之间,匹配的概念:电路之间、设备之间、系统之间,处于最佳工作状况下的联接与配合处于最佳工作状况下的联接与配合.包括:阻抗、功率、包括:阻抗、功率、电平、带宽、连接方式等。电平、带宽、连接方式等。2),音响系统的组成音响系统的组成3)负载阻抗与传输功率的关系负载阻抗与传输功率的关系()等效电路与等效阻抗)等效电路与等效阻抗在电路系统中,从任何一个联接点断开,可以分成在电路系统中,从任何一个联接点断开,可以分成前级和后级两个部分。前级等效于一个信号源前级和后级两个部分。前级等效于一个信号源V1和和一个内阻一个内阻R1,后级等效于一个负载阻抗,后级等效
8、于一个负载阻抗R2。如下图。如下图。()负载获得最大功率的条件()负载获得最大功率的条件等效负载上获得的功率由下式表示通过计算可以得到,信号源提供的总功率(曲线A)、负载上获得的功率(曲线B)、电路传送效率(曲线C),三者之间的关系如下图所示。结论:A,负载电阻与内阻相等时 可以获得最大输出功率,B,这时效率只有百分之五十。C,提高负载电阻可以提高传输效率。4)功放与扬声器的匹配功放与扬声器的匹配 功放与扬声器之间是传送音频功率的主要环节,所以,二者之间的阻抗匹配和功率的匹配是整个音响系统正常工作的关键。(1)几个参数与选择几个参数与选择(A),功放的额定输出功率:功放的额定输出功率:在功放的
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