音响工程师必须掌握的声学基础
音响工程师必须掌握的声学基础 下面这些声学基础知识是音响工程师必须掌握的，下面和我一起来看看。 房间共振 一些内装修材料比较坚硬的房间内，当声源发声时，常会激发这个房间内的某些固有频率(或称简正频率)的声音，即出现民房间共振现象。当发生共振现象时，声源中某些频率特别地加强加了。例如，噪声能使灯罩或窗玻璃产生振动而发声，而且声音的音调一一定的。说明物体被一外界干扰振动激发时，将按照客观存在本身所具有的共振频率之一而振动。激发频率越接近物体的某一共振频率，共振响应就越大。就一个管乐来说，是管中的空气柱在共振，其共振频率主要由空气柱的长度来决定。在一个房间中，空气振动的共振频率由主要由房间的大小来决定。此外，这种房间共振还表现为使某些频率(主要是低频)的声音在空间分布上很不均匀，即出现了在某些固定位置上的加强(峰)和某些固定位置上的减弱(谷)。 声源的指向性 人的头和扬声器与低频声的波长相比是小的，这种情况下可视为无指向性点声源，但对高频声，就具有明显的指向性。频率高，声波波长短，声源下面的声压比背面和侧面大得多，直达声声能就集中于辐射轴线附近，指向性强;而低频声，声源前后的声压变化不大。实际上，演员在舞台上的对白或演唱，随频率的高低都带有指向性。人在话讲时，并不是均匀地向四周辐声音的，而是下面最响，背后最轻，也即沿着嘴唇前面有一定的指向性，与发声者相同距离的前、后位置，对于较高频率的语言声，其响度的差别可达1倍以上。因此，站在讲话者后面或侧面的人，由于直达声中缺少很重要的高频成分，很难清听懂。如果适当地在讲话者的周围加设反射面，可以提高讲话者后面的清晰度，但高频声比低频声更容易被墙面材料和空气所吸收，所以在讲话者后面时听起来总是比较差些。所以，厅堂形状的设计、场声器位置的布置，都要考虑声源的指向性。 混响时间 什么是混响时间?当室内声场达到稳态，声源停止发声后，声压级降低60dB所经历的时间称为混响时间，记作T60或RT，单位是秒(s)。混响时间是目前音质设计中能定量估算的重要评价指标。它直接影响厅堂音质的效果。长期以来，人们对混响过程进行曲了研究，得出了适用于实际工程的混响时间计算公式：赛宾公式和伊林公式。但是，这两个公式有以下的假设条件：首先，室内的声音是充分散的，即室内任一点的声音强度一样，而且在任何方向上的强度也一样;其次，室内声音按同样的比例被室内各表面吸收，即吸收是均匀。 当房间容积越大，界面吸声量直小时，则每次反射经过的路程就越长，声音衰变就越慢，因此混响时间将越大。 在计算混响时间时，通常要计算125、250、500、1000、2000和4000Hz六个频率的值。对于录音室和播音室有时还应追加 63Hz和8000Hz的混响时间。 厅堂、会议中、歌剧院建筑设计 各类厅堂，包括剧院、音乐厅、歌剧院、会堂、演播室、电影院和体育馆等观演场所的`设计，都要满足观众(以及演员、乐师)的视觉和听觉的要求。厅堂的厅字、繁体字写满足听觉感官的享受是十分重要的，甚至往往成为决定此类观演建筑设计成败之关键。为此，必须认真做好厅堂音质设计。 音质设计的任务就是利用室内声学和噪声控制学的研究成果提供的科学方法和技术措施来达到预期的音质效果(通常通过客观音质指标来体现)，并经受相应的声学测量来难是否达标。音质设计的最终目的是满足人们良好的听音感受的主观要求。音质设计的内容包括厅堂选址、总平面布置、体型容积的克确定、音质指标的考量、反射面的布置、混响设计以及噪声控制等。音质设计必须从考虑建筑方案的初步设计阶段就开始介入，决不能等到建筑设计已大体完成再作内部声学装修。音质设计是厅堂建筑设计的一个重要的有机组成部分。建筑师和声学顾问必须与其他建筑设计有关专业人员协同工作，方可保证音质设计的成功。 音质设计的程序和步骤包括： (1)厅堂用地的选择。调查比较各种可供选择的场地的环境噪声和振动的状况，作出声环境影响评价，尽量选择安静的场所。 (2)总平面布置。根据场地声环境影响的评价结果，考虑相应的防噪减振的总体平面布置方案，包括观众厅与空调设备机房和其他容易产生噪声与振动干扰的房间的关系。 (3)观众厅容积和体型设计。选择适当的观众厅平面与剖面形式，选择使厅堂容易达到最佳混响时间、响度和有利于充分利用有效声能、避免音质缺陷的方案。 (4)音质指标的选择与计算。确定各项音质指标，选定其优选值，进行包括混响时间在内的各项指标的计算，必要时，可进行计算机仿真或声学缩尺模型试验，作为音质设计的辅助手段。 (5)噪声振动控制。确定围护结构的隔声方案。进行包括空调与制冷设备等噪声源在内的消声与减振设计。 (6)观众厅内部的声学设计。修正观众厅体型，从声学角度参与考虑舞台、乐池、包厢、楼座及座椅布置等细节，布置声反射面，选择布置吸声材料和结构，进行厅堂内部的声学装修设计。 (7)施行的音质测试与调整。必要时，在施工过程中尚应进行音 质测试工作，检验各项音质指标计算的精度，根据测量结果，进行必要的修正设计。 (8)音质评价与验收。竣工后进行音质评价，包括主观评价、听众调查和客观音质测量。重要的观演建筑的音质设计应包括上述步骤和内容，对于较次要的厅堂，有时限于条件，也可省略其中若干步骤和内容，例如，计算机仿真，模型试验和施工过程中的声学测量等，但其余的步骤和内容都是不可缺少的。 建筑师应根据预定的音质设计的目标，按设计程序组织协调各工种专业人员(包括声学顾问工程师)进行各阶段设计工作，将声学要求与其他建筑要求有机地结合起来，使音质设计融合于建筑总体设计之中。 ;
音响的基础知识之音箱基础(3)
(14)音箱内是填吸音棉的作用是什么?
答：吸引材料是用来吸收音箱内的气流，减低驻波及共鸣。一般使用羊毛，玻璃棉，毛毡等，尊宝的吸音棉都呈劈尖状，类似于消声室内的劈尖，更有利于吸引消除驻波。对于封闭箱而言，由于要彻底吸收扬声器背后的声波，所以吸音棉一般填满整个箱体，相当于加大箱体的容积。对于倒相箱而言，需要多少吸音棉根据不同的音箱的Q值而定。
(15)为何民用音箱多彩用球顶高音，而专业产品则用号角式?
答：由于球顶高音在近距离内的中、高音频段较光滑，音质比较出众，比较适合家庭内使用，所以多用于民用音箱。而号角式的高音频率呈上升曲线，适合于远距离聆听，否者容易使听觉产生疲劳。而且号角式高音的指向性较宽，比较适合远距离且要求指向性范围尽量宽的影院和歌舞厅。
(16)为什么jamo有些扬声器音箱中分频器多使用搭棚连接?
答：搭棚式连接即不使用线路板而直接把元件连接在一起的 方法 。在一般的音箱中，由于分频器在功放之后，渡过分频器的电流很大，而敷铜板的连接能避免这些缺点，提高转换效率，相应提高灵敏度。
(17)音箱的摆位对声音是否有影响?
答：是。首先应参考厂家 说明书 上的所建议的方式进行摆位高度。由于每个聆听环境的声学特性不同，所以音箱的摆位对音质会产生一定的影响。A 两只音箱相距太远，中间结像较差，音场中空，声音散。B 音箱离后墙太近，不易重现原有的声场。C 音箱离侧墙较近，会产生过强的第一次反射声，降低结像的精确度。因此由于环境使音箱与原有的指标相差较大，可以通过押位来加以调整。一般音箱的摆位与聆听者呈等边三角形。有备件的话，可以把音箱放在室内长度三分之一的地方，从而取的良好的舞台音响重放。
(18)两只6英寸的单元是否等于一只12英寸的单元所产生的低频能量?
答：不等于。产生2低频响应与声压输出是根据单元所推动的空气体积来计算的。如果使小单元推动空气的量与大单元相同，必须使其冲程(振膜的位移)大幅度加大，这样容易引起互调失真。而且大单元的冲程一般也比小单元长，所以真正计算推动空气的量，就算6只6英寸单元也无法与一只12英寸的单元相提并论。根据计算公式，两只6英寸的单元与一只8英寸的单元所产生的低频能量不致相若。
(19)扬声器单元的音圈是否越大越好?
答：扬声器单元的音圈直径是影响应及高音压值的一个因素，另外还有磁钢的磁能积等。不同尺寸的扬声器单元对音圈有不同的要求，在规定要求的尺寸范围内可以取其上限，这样可以产生更佳的频率响应及灵敏度。但是如果所取得直径太大，而磁钢提供的磁力不够，不仅增加成本，而且会影响扬声器的品质因数。
(20)音箱的窖与什么有关，是否可以随意增减?
答：音箱的窖与所用的低音单元有关，不可以随意增减。扬声器的等效窖由低音单元的等效振动半径，其共振频率及扬声器的等效振动质量决定。因此在音箱设计时，测试扬声器单元的各个参数便能计算出音箱的体积。
(21)音箱的频率响应曲线越好，是否声音越好?
答：扬声器频率响应的好坏，从理论上是影响声音好坏的一个因素。当然还要根据 其它 的技术指标，如灵敏度、谐波失真等。最主要的是通过音标耳聆听才能辨别音箱的素质及档次。举一个例子：在一次音箱评比时，几个专家通过盲听来选拔最佳音箱，他们一致认为某个扬声器系统听感非常出众。可是经过在消声室内实际测试，其频率响应曲线却非常不平整。由此可见，并非频响曲线好，声音就一定好。
(22)如何辨别音箱上所标频率响应的好坏?
答：辨别频率响应的好坏，必须知道所标的频率响应范围是在多少声压级范围内变化。假设甲音箱的频域为40Hz——20KHz，但是它没有注明这段域的均匀状况。而实际上，它在60Hz和17KHz处有比较大的响度衰减，即整个频域围内上下起伏较大。乙音箱的频域为50Hz——19Hz±3dB;很显然此音箱的频率响应优于甲音箱。所以必须看清楚音箱所标频率范围的误差值。
(23)为何有些音箱的高、中音单元不嵌在音箱内?
答：由于高、中音单元具有较强的指向性，不会象低音单元那样，振膜前后产生相同声压，相反相位的声波，以致音压相互减弱或抵消。因此对高、低音而言，箱体只是对其产生固定作用。至于是否镶嵌在音箱内无关大局。
(24)扬声器单元的振膜有许多材料，究竟那种好?
答：球顶高音按材料分有硬球顶与软球顶。前者一般是金属铝、钛、铍或陶瓷等，其上限频率较高，但有一个明显的高频谐振峰，在峰前有一个反谐振的谷。后者一般用布、化纤等织物或丝类。其高频上限频率相对较低，但曲线平坦，音色柔和自然。对于低频而言，振膜的要求是质量轻，刚性强，应该说这是两个相互矛盾的要求，为了找到合适的振膜材料，音响工作者们作了很多尝试。如旷世的镁振膜，新7系列的玻璃纤维编制振膜，优雅的PP振膜，意力的铝振膜，劲浪的三明治振膜，还有传统的纸振膜。
(25)为何20Hz——20KHz被认为是理想的扬声器再生音乐频率?
答：人类的听觉频率一般在20Hz——20KHz之间，如果扬声器械能重播这段频带，便已经足够。理论上，人声的使用频率在80Hz——1KHz之间。泛音在80Hz到8KHz;而音乐的基本频率由16Hz——4KHz。其中包括钢琴、管风琴到一些金属敲击乐，泛音在20Hz到20KHz，而一般的音箱的频率响应曲线在高频段16KHz便开始有大的滚降，人耳对乐器的泛音感觉不足。因此音箱的频率响应的高频段被设计到30KHz或以上，以便在20KHz附近有良好的频率响应，使人耳听到更多的泛音。
(26)有些振膜上有凹入或凸出的波纹，究竟有何作用?
答：这种设计主要是增强振膜的内部阻尼，使频向曲线变得较平直较线形，声音听起来平顺流畅。另外由于设计轻振膜(如线盆)有利于提升灵敏度，但往往刚性不够，因此在纸盆内部往往加入羊毛、炭纤维等，使振膜在振动时减少分割振动。这种凹入或凸出的波形有利增强刚性，减少由于剧烈振动产生纸盆扭曲从而失真。
音响工程师声学知识
音响工程师必备声学知识 以下这些声学基础知识是音响工程师必须掌握和知道的，提供给各位阅读参考。 房间共振 一些内装修材料比较坚硬的房间内，当声源发声时，常会激发这个房间内的某些固有频率(或称简正频率)的声音，即出现民房间共振现象。当发生共振现象时，声源中某些频率特别地加强加了。例如，噪声能使灯罩或窗玻璃产生振动而发声，而且声音的音调一一定的。说明物体被一外界干扰振动激发时，将按照客观存在本身所具有的共振频率之一而振动。激发频率越接近物体的某一共振频率，共振响应就越大。就一个管乐来说，是管中的空气柱在共振，其共振频率主要由空气柱的长度来决定。在一个房间中，空气振动的共振频率由主要由房间的大小来决定。此外，这种房间共振还表现为使某些频率(主要是低频)的声音在空间分布上很不均匀，即出现了在某些固定位置上的加强(峰)和某些固定位置上的减弱(谷)。 声源的指向性 人的头和扬声器与低频声的波长相比是小的，这种情况下可视为无指向性点声源，但对高频声，就具有明显的指向性。频率高，声波波长短，声源下面的声压比背面和侧面大得多，直达声声能就集中于辐射轴线附近，指向性强;而低频声，声源前后的声压变化不大。实际上，演员在舞台上的对白或演唱，随频率的高低都带有指向性。人在话讲时，并不是均匀地向四周辐声音的，而是下面最响，背后最轻，也即沿着嘴唇前面有一定的指向性，与发声者相同距离的前、后位置，对于较高频率的语言声，其响度的差别可达1倍以上。因此，站在讲话者后面或侧面的人，由于直达声中缺少很重要的高频成分，很难清听懂。如果适当地在讲话者的周围加设反射面，可以提高讲话者后面的清晰度，但高频声比低频声更容易被墙面材料和空气所吸收，所以在讲话者后面时听起来总是比较差些。所以，厅堂形状的设计、场声器位置的布置，都要考虑声源的指向性。 混响时间 什么是混响时间?当室内声场达到稳态，声源停止发声后，声压级降低60dB所经历的时间称为混响时间，记作T60或RT，单位是秒(s)。混响时间是目前音质设计中能定量估算的重要评价指标。它直接影响厅堂音质的效果。长期以来，人们对混响过程进行曲了研究，得出了适用于实际工程的混响时间计算公式：赛宾公式和伊林公式。但是，这两个公式有以下的假设条件：首先，室内的声音是充分散的，即室内任一点的声音强度一样，而且在任何方向上的强度也一样;其次，室内声音按同样的比例被室内各表面吸收，即吸收是均匀。 当房间容积越大，界面吸声量直小时，则每次反射经过的路程就越长，声音衰变就越慢，因此混响时间将越大。 在计算混响时间时，通常要计算125、250、500、1000、2000和4000Hz六个频率的值。对于录音室和播音室有时还应追加 63Hz和8000Hz的混响时间。 厅堂、会议中、歌剧院建筑设计 各类厅堂，包括剧院、音乐厅、歌剧院、会堂、演播室、电影院和体育馆等观演场所的设计，都要满足观众(以及演员、乐师)的视觉和听觉的要求。厅堂的厅字、繁体字写满足听觉感官的享受是十分重要的，甚至往往成为决定此类观演建筑设计成败之关键。为此，必须认真做好厅堂音质设计。 音质设计的任务就是利用室内声学和噪声控制学的研究成果提供的科学方法和技术措施来达到预期的音质效果(通常通过客观音质指标来体现)，并经受相应的声学测量来难是否达标。音质设计的最终目的是满足人们良好的听音感受的主观要求。音质设计的内容包括厅堂选址、总平面布置、体型容积的克确定、音质指标的考量、反射面的布置、混响设计以及噪声控制等。音质设计必须从考虑建筑方案的.初步设计阶段就开始介入，决不能等到建筑设计已大体完成再作内部声学装修。音质设计是厅堂建筑设计的一个重要的有机组成部分。建筑师和声学顾问必须与其他建筑设计有关专业人员协同工作，方可保证音质设计的成功。 音质设计的程序和步骤包括： (1)厅堂用地的选择。调查比较各种可供选择的场地的环境噪声和振动的状况，作出声环境影响评价，尽量选择安静的场所。 (2)总平面布置。根据场地声环境影响的评价结果，考虑相应的防噪减振的总体平面布置方案，包括观众厅与空调设备机房和其他容易产生噪声与振动干扰的房间的关系。 (3)观众厅容积和体型设计。选择适当的观众厅平面与剖面形式，选择使厅堂容易达到最佳混响时间、响度和有利于充分利用有效声能、避免音质缺陷的方案。 (4)音质指标的选择与计算。确定各项音质指标，选定其优选值，进行包括混响时间在内的各项指标的计算，必要时，可进行计算机仿真或声学缩尺模型试验，作为音质设计的辅助手段。 (5)噪声振动控制。确定围护结构的隔声方案。进行包括空调与制冷设备等噪声源在内的消声与减振设计。 (6)观众厅内部的声学设计。修正观众厅体型，从声学角度参与考虑舞台、乐池、包厢、楼座及座椅布置等细节，布置声反射面，选择布置吸声材料和结构，进行厅堂内部的声学装修设计。 (7)施行的音质测试与调整。必要时，在施工过程中尚应进行音 质测试工作，检验各项音质指标计算的精度，根据测量结果，进行必要的修正设计。 (8)音质评价与验收。竣工后进行音质评价，包括主观评价、听众调查和客观音质测量。重要的观演建筑的音质设计应包括上述步骤和内容，对于较次要的厅堂，有时限于条件，也可省略其中若干步骤和内容，例如，计算机仿真，模型试验和施工过程中的声学测量等，但其余的步骤和内容都是不可缺少的。 建筑师应根据预定的音质设计的目标，按设计程序组织协调各工种专业人员(包括声学顾问工程师)进行各阶段设计工作，将声学要求与其他建筑要求有机地结合起来，使音质设计融合于建筑总体设计之中。 ;