教育电声系统

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1、教育电声系统第一章 绪论第一节 教育电声系统与电声教育媒体第二节 教育电声系统的形成与发展第三节 教育电声系统的研究对象与学习方法第一节 教育电声系统与电声教育媒体广播系统1.有线广播2.无线广播节目制作系统1.主传声器方式2.多声道合成方式语言学习系统1.听音型2.听说型3.听说对比型4.视听型5.多媒体型第二节 教育电声系统的形成与发展电声技术的诞生与起步教育电声系统的沿革第三节 教育电声系统的研究对象与学习方法教育电声系统研究的范畴1.电声基础理论的研究2.声电转换、电声信号加工处理技术与系统的研究3.电声教材编制的研究4.电声教学研究教育电声系统课程的学习目标及学习方法1.本课程学习的

2、总目标2.学习方法第二章声波的基本性质第一节 声场与声波第二节 声场中的能量第三节 声波的传播声波机理声音是一种波动现象。当声源（机械振动源）振动时，振动体对周围相邻的媒质产生扰动，而被扰动的媒质又会对相邻媒质产生扰动，这种扰动的不断传递就是声波产生与传播的基本机理。第一节 声场与声波声场媒质及其参量媒质密度声压质点振速平面声波的基本性质声波的频率与波长声波的传播速度声阻抗率与媒质特性阻抗声场定义存在着声波的空间称为声场。声场媒质定义声场中能够传递扰动的媒质称为声场媒质。第一节 声场与声波球面声波的基本性质球面声波的波动频率、波长及波速求解声波的声压、媒质质点振速及声阻抗率第二节 声场中的能量

3、声能量与声能量密度声能组成声能量密度平面声波的声能与声能量密度声功率与声强声功率声强声功率定义我们将单位时间内通过垂直于声波传播方向、面积为S的截面的平均声能量称为平均声能量流或平均声功率。声强定义通过垂直于声波传播方向单位面积上的平均声功率（或平均声能量流）称为平均声能量流密度或声强。第三章 人耳听觉特性第一节 人类听感的基本特征第二节立体声的听觉机理第三节 听觉特性对电声技术的要求第一节 人类听感的基本特征响度音高音色可闻声的频域特征可闻声的时域特征人耳听觉的非线性掩蔽效应人耳听觉的延时效应与双耳效应响度声压级与声强级声压级声强级可闻声的频域范围等响度曲线响度定义人耳对声音强弱的主观感觉称

4、为响度。声压级声学中，为了适应人耳听感的响度特性，方便对人耳听觉响度的计量，采用对数来计算和划分声音强弱的等级。某点声压的有效值与零声级的参考声压值之比的常用对数，定义为声压级Lp，用分贝（Db）来表示： Lp20lgPrms/Pref (dB)式中：Prms某点声压的有效值 ，Pref零声级参考声压规定1kHz时人耳刚能听到的声音，声压为2105 Pa，作为声压级的0dB。声强级定义：某点声强值与零声级的参考声强值之比的常用对数，定义为声强级LI，用分贝（dB）来表示： L10lgI/Iref （dB）式中：I某点的声强值， Iref零声级的参考声强值。 规定 Iref 1012 W/m2。

5、可闻声频率范围20Hz20kHz闻曲线：将人耳刚能听到的各频率声音的最低声压级联成一条曲线，称作闻阈曲线。（在1kHz 时为0dB）。痛阈曲线：将人耳对响度过大以致难以忍受的各频率声音的声压级联成一条曲线，称作痛阈曲线。等响度曲线响度级定义：将某一频率的声音与1kHz的声音比较，当两者响度一样时，1kHz声音的声压级（以2105 Pa为0dB的相对分贝数）就是该声音的响度级。音高音高定义：人耳对声音调子高低的主观感觉称为音高或音调、音准。人耳对声音频率的主观感觉 音高Klg f式中：K为常数，f是音高的物理简谐频率。音律 12平均率响度对音高的影响音色音色定义：人耳在主观感觉上区别相同响度和音

6、高的两类不同声音的主观听觉特性称为音色。线状谱 声音谐波的产生机理连续谱可闻声的频域特征共振峰谱级分布 1、语声；2、音乐可闻声的时域特征起振段 10100毫秒稳态段 衰减段 高音衰减快，低音衰减慢人耳听觉的非线性掩蔽效应纯音的掩蔽噪声对纯音的掩蔽“鸡尾酒会效应”人耳听觉的延时效应与双耳效应人对声源方位的定位，对声音的立体感觉，主要是依赖于双耳，这就是双耳效应。声源到达左右耳的距离存在差异，将导致到达两耳的声音在声级、时间、相位上存在着差异。这种微小差异被人耳的听觉所感知，传导给大脑并与存储在大脑里的听觉经验进行比较、分析，得出声音方位的判别，这就是双耳效应。形成双耳效应的本质因素在于声音到达

7、两耳的声音在声级差、时间差和相位差。第二节 立体声的听觉机理立体声的特点听觉定位机理声象及声象定位立体声的特点具有声像的临场感具有较高的清晰度和信噪比听觉定位机理双耳效应声级差时间差相位差耳壳效应声频率1.7KHz,波长约20cm与人头大小相当。高频遮蔽区遮蔽效应（不同于掩蔽效应）基频、泛音（高次谐波）时间差比声级差更多的方向性信息。瞬态声有利于方向辨别。耳壳效应耳壳效应重复声延时量 长轴20-45s、短轴2-20 s。20 s的延时量其频率达50KHz。耳壳效应对4KHz20KHz频段的辨位能力最强。声像及声像定位听音者听感中所展现的各声部空间位置，并由此而形成的声画面，称为声像。现今的立体

8、声普遍采用声源为两声道系统。这类双声道立体声除了双耳定位基理外，还有赖于双声源的哈斯效应和德波埃效应。声像及声像定位哈斯效应 两个同声源的声波若到达听音者的时间差 t在535ms以内，人无法区分两个声源，给人以方位听感的只是前导声，滞后声好似并不存在；若延迟时间 t在3550ms是，人耳开始感知滞后声源的存在，但听感所辨别的方位仍是前导声源；若时间差 t在50ms以上时，人耳便能分辨出前导声与滞后声源的方位。声像及声像定位德.波埃效应 1、如果两声级相同，听者感到声音是从中间来的。 2、如果逐渐加大Y1的声级，听音者感到声象向Y1移动，声级差大于15dB时，听音者则感到声音完全来自Y1处。声级

9、差15dB、时间差3ms产生的效果一样现代调声技术中的声像移动器（P.P）（全景电位器）第三节 听觉特性对电声技术的要求频率域要求时间域要求非线性失真要求频率域要求频率失真相位失真时间域要求瞬态和稳态直流分量非线性失真要求设备系统的非线性听觉的非线性动态范围（阈）第四章 室内声场与音质第一节 室内声场第二节 室内音质评价第三节室内音质的改善第四节 吸音与隔声材料的结构与机理第一节 室内声场（1）1.室内声场的基本特征1.室内声场的组成2.简正方式和简正频率3.室内声场的基本特征2.混响和混响时间1.室内声场的建立稳定和衰减2.混响时间的计算1. 混响时间的定义2. 赛宾(W.C.Sabine)

10、公式3. 艾润(C.F.Eyring)公式4. 其它混响公式3.混响时间的频率特性第一节 室内声场（2）1.室内声场分布1.房间常数2.混响半径3.声源指向因子4.室内声场分布计算简正方式和简正频率驻波条件：L=n* /2 式中：（ n1，2，3，）， 相应波长按驻波条件形成的每一个驻波称为房间的一个简正方式，其相应的频率为简正频率。简正频率相同而简正方式不同的现象，称之为简正频率的“简并”。室内声场的基本特征1.室内声源辐射的连续稳定声波，室内各受音点接受到的声压值也是稳定的，声压随声源距衰减没有室外明显。2.由于室的周边对声的反射作用，室内声源停止发声后，室内声并不立即停止，而是继续持续以

11、段时间，这种声的残响现象通常称之为混响。3.由于室形状的复杂性，声波在室内传播时，还会产生回声、聚焦、蛙鸣以及声染色等特异声现象。混响和混响时间混响时间的定义：通常，我们定义Lp衰减60(dB)的时间为混响时间。记为T60。T60（Tb-Ta）60/（Lpa-Lpb）060abt（s）T60赛宾公式T=KV/A 或 T600.161V/S艾润公式0.161VS （1 ）T60脉冲声的时间序列第一反射声直达声前期反射声 混响声矩形房间的驻波状态室内声场分布房间常数混响半径声源指向因子室内声场分布的计算第二节 室内音质评价室内音质设计的基本要求主要评价量及评价标准室内噪声水平最佳混响时间混响时间的