聲學原理及音響技術知識

聲學原理及音響技術知識

　　音響的種類極其繁雜，按大小分從最小巧的隨身聽設備，到功率數百瓦上千瓦的專業發燒音響設備。那么下文是小編為大家收集整合的最新聲學原理及音響技術知識，望對大家有所幫助。

　　聲學原理及音響技術知識

　�。�1）聲學前史

　　1915年，有一個美國人名叫E.S.Pridham將一個其時的電話收聽器套在一個播映唱片音響的號角上，而聲響能夠給一群在舊金山市慶祝圣誕的大眾聽時，電聲學就誕生了。

　　當第一次世界大戰完畢以后，在美國哈定總統（Harding）就職典禮上，美國貝爾公司把電話的動圈收聽器銜接在其時的唱片唱機的號角上，就能夠把聲響傳給觀看總統就職典禮的一大群大眾，因而就發生了許多專業的音響研討及開發了擴聲工程這門學識。

　　著名科學家英國的卡爾文勛爵常常說：“當你度量你所述的事物，而能用數字來表達它，你對這事物已有些常識。但假如你不能用數字來表達它，那么你的常識仍然是粗陋的和不完滿的；對任何事物而言，這也許是常識的始源，但你的意念還未到達科學的境地�！�

　　（2）錄音室音響與現場音響的差異

　　現場音響跟錄音室音響的要求是不一樣的，所以有許多器件也是不一樣的。

　　例如在錄音室內所用的調音臺，它們的每路輸入都有多個參數均衡，讓錄音師能夠把每路輸入的音源盡量做最精細地微調，必定到達最佳的音源作用。一個用來做現場音響的調音臺，一般在它的每路輸入，均衡都是對比簡單的。由于許多時分，現場調音師底子就沒有許多時間把每路的音源做很細心地微調，而在現場音響的調音臺每路的音量操控推桿，它們除了能夠把音量做衰減外，也能夠增益10—14dB。假如做錄音室用的調音臺，這推桿許多時分是不需求做增益的，所以這推桿的英文名稱便是fader，意思便是衰減器。用在現場音響的大功率功放，它們都會有電扇作為散熱用處，由于現場音響的功放是常常在最大功率輸出的狀況下作業，并且有許多時分是在戶外做現場音響時，周圍的溫度也許適當高。假如在錄音室內，一般都必定會有空調，溫度當然不會太高，而錄音室內的功放，主要是用來推監聽音箱用的，當然不需求輸出很大的功率，所以功放只需求用普通的散熱器，就能夠把很小的熱量散走。假如功放裝有電扇的話，電扇發出來的聲響反而形成噪音，所以在錄音室內的功放基本上是不需求電扇的。

　　現場音響所用的音箱，為著要把很大的聲壓傳達繪在遠間隔的觀眾，所以它們是需求很高功率擴聲，但在錄音室內所用的監聽音箱，是錄音師用來監聽聲源或錄音的最后結果，錄音師是坐在距監聽音箱很近的當地來監聽，所以監聽音箱是一種近音場的音箱，需求高靈敏度，跟現場音響音箱是完全不一樣的。

　�。�3）音頻與波長的聯系

　　許多現場調音師都沒有理會到音頻與波長的聯系，其實這是很主要的：音頻及波長與聲響的速度是有直接的聯系。在海拔空氣壓力下，21攝氏溫度時，聲響速度為344m/s，而國內的調音師，他們常用的聲響速度是34Om/s，這個是在15攝氏度的溫度時聲響的速度，但大家最主要記住便是聲響的速度會跟著空氣溫度及空氣壓力而改動的，溫度越低，空氣里的分子密度就會增高，所以聲響的速度就會下降，而假如在高海拔的當地做現場音響，由于空氣壓力削減，空氣內的分子變得稀疏，聲響速度就會添加。音頻及波長與聲響的聯系是：波長=聲響速度/頻率；λ=v/f，假如假定音速是344m/s時，100Hz的音頻的波長便是3.44m，1000hz（即lkHz）的波長便是34.4cm，而一個20kHz的音頻波長為1.7cm。

　　（4）音箱的高、中、低頻率

　　咱們如何核算這音箱的高、中、低頻率呢？

　　首要咱們要核算這音箱面板的對角長度，是2的方根=1.414m，任何頻率的l/4波長是超越1.414m時，對這音箱來說它便是低頻；假如一個頻率的l/4波長是1.414m時，波長便是4×1.414m=5.656m，這頻率=344m/s÷5.656m=60.8/s=60.8Hz，所以任何音頻低于60.8Hz時，對這音箱來說便是它的低頻率。當60.8Hz或更低的頻率從這音箱傳達出來時，它們的分散形象是球型的，等于假如咱們把這音箱懸掛在一個房間基地時，這些頻率的音量在音箱的前后左右及上下所發出來的聲壓都是差不多的，放出來的聲響成為沒有方向性。當某頻率的l/4波長是小于音箱面板的對角長度，但這波長又大于揚聲器的半徑時，這段頻率便是這音箱的中頻率。例如咱們現在是用一個18寸單元，這單元的半徑為9寸，便是22.86cm=0.2286m，這個音頻為344m/s÷0。2286m=1505Hz，從60.8Hz—1505HZ頻便是這音箱的中頻率。中頻率從這音箱所分散出來的形狀是半球形的，即假如咱們把這段頻率從方才懸掛在房間基地的音箱放出來時，聲響從音箱面板分散出來的形狀是半球形。在音箱后邊是聽不到這段頻率的聲響。

　　1505Hz及更高的頻率，對這音箱來說便是它的高頻率。高頻率從音箱分散出來的聲響形狀是錐形的，頻率越高，錐的形狀越窄。一般假如頻率超越開端高音頻的4倍時，聲響分散出來的形狀會慢慢成為一條直線而不分散，假如不是坐在對正單元的方位，就聽不到這些高頻率。所以許多高頻率單元假如是紙盆型的話，這紙盆的直徑是很小的，把這音箱的高頻下限盡量進步，希望能夠使高頻分散的寬度添加。

　�。�5）各類不一樣的音場

　　當一個紙盆揚聲器接受了從功放傳過來的信號后，紙盆就會作出前后的搖擺，當紙盆向前推動時，紙盆撞擊到它前面的空氣分子，在紙盆前面的空氣就會添加壓力，這些分子就會持續向前推動，磕碰它們前面的空氣分子，形成纖細的高氣壓。當紙盆向撤退時，紙盆前面的空氣分子就會發生纖細的真空，然后這些分子會跟著紙盆的撤退，形成這兒的空氣有纖細的壓力削減。

　　但在紙盆前面的空氣是剛剛被紙盆的動作搖擺，不能到達空氣自身的彈力，這時咱們便要看這頻率的波長，聲響是要直到脫離紙盆的間隔有2.5倍波長時，這些空氣才發揮出形成聲響的彈力。例如一個100Hz的頻率，它的波長是3.44米，所以聲響要脫離紙盆2.5×3.44米=8.6米以外，才是真正的這個100Hz的聲響。假如用100Hz來算，脫離紙盆的間隔還沒到達8.6米就為100Hz的近音場，而超越8.6米才是100Hz的遠音場。當提到揚聲器的遠近音場時，最主要是注意到頻率及它的波長，而不是單純看脫離音箱多遠便是等于遠或近音場，最主要便是記住咱們當賞識音樂時，是要在遠音場的方位，而不是在近音場的方位。

　�。�6）直接音場、反射音場

　　不直接音場當揚聲器在一個房間內發出聲響，聽眾能夠聽到直接從揚聲器傳過來的聲響，這便是直接音場，但也能夠聽到從墻、天花板及地板所反射過來的聲響，這就叫做反射音場。聽眾聽到越多的直接音場的聲響，反射音場的聲響就越小時，這聲響就越好，由于直接音場的聲響是能夠操控的，但反射音場的聲響是不能操控的，只會把直接音場發出來的聲響加上烘托，把本來聲響的清晰度底減低，所以坐得離音箱對比近的聽眾就會感覺到好一點的音響作用，而坐在后邊的聽眾很也許是他們聽到的反射音場聲響比直接音場聲響更大，音響作用便會對比差及清晰度下降。

　　（7）界面攪擾

　　當咱們挑選放置音箱的方位時，很主要的一環是要注意到音箱所發出來的聲響是會遭到它旁邊的界面影響而形成攪擾。例如放在臺口兩旁的主音箱，它們的低聲紙盆脫離地上及旁邊的墻面假如是大約在1米的時分，一個4米波長的音頻就會遭到這兩個界面的攪擾。一個4米波長的頻率是86Hz（344m/s÷4m=86Hz），當86HZ的聲響從音箱放出來時，大的空氣壓力在1/4周內正巧碰到地上及墻面，再過l/4周就反射回到音箱的紙盆面前，但這個時分正巧紙盆要撤退，本來從地上及墻面反射過來的大空氣壓力就會被紙盆撤退的動作抵消許多，形成失去了很主要的低聲。假如遇到這個狀況，就應該把音箱向臺撤退0.5—1米，讓音箱所發出來的聲響不能直接射到地上上，而假如能夠把音箱移到接近兩頭的墻面時，更可使用墻面的反射制做出更大的音量。80—100Hz這段頻率是很主要的，它是咱們肺部空間的共識點，也是低聲鼓的共識頻率，假如是由于不了解界面攪擾而擺錯了音箱放置的方位，實在是很不值得的。

　�。�8）高、低聲作用

　　咱們很難指定某一頻率以上為高音或某頻率以下為低聲，咱們常常說人的聽覺是從20Hh—20KHz，但20kHz的頻率是很少人能夠聽到的，一般只要20歲以下的青年人，他們的耳朵沒有遭到任何的損壞時才能夠聽得到。假如做聽覺檢驗，最高的測聽頻率僅僅8kHz。當聲響傳出去時，高頻率是比低頻率衰減快得多，假如用1kHz跟10kHz做對比時，當聲響跑了100米后，10kHz的『頻率比起IkHz的音量會衰減30—35dB的。比起低頻率，高頻率聲響是對比有方向性的。高頻率的聲響從單元跑了出來后，假如遭到物體的阻撓，高音就不能再傳曩昔，這個是跟低頻率有很大的不一樣，由于高頻率的波長是對比短，遭到物體阻撓以后不會轉彎，但低頻率的波長是對比長，所以許多時分就算有物體在前面阻撓，低頻率也能夠轉彎曩昔。例如有些專業音箱的規劃是把一個高音號角放在它的低聲單元前面，但對這個低聲單元所發出來的低頻率，它底子就看不到前面是有什么東西阻撓聲響似的，所以低頻率能夠照樣傳曩昔。

　　從咱們的聽覺上來說，咱們是需求聽到高頻率的聲響來區分各類不一樣的聲響，但假如單純是講人的說話聲時，咱們只需求聽到4kHz及以下的頻率，就能立刻區分是什么人在說話。例如電話的聲響傳送，高頻只到達4kHz，所以有時分當一個好久都沒有和你說話的人，當他打電話給你時，只要說：【喂】，你就立刻便能夠區分他是你好久都沒有談過話的兄弟的聲響。咱們聽高頻也有方向性，便是咱們能夠區分高頻聲響來源的方向。由于高頻的聲響傳到咱們兩個耳朵時，已經有了很纖細的時間差，所以它們來到耳朵的時分有不一樣的相位改動，咱們就借著這改動了的相位能夠判定聲響的相位。

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