通俗易懂声学基础

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声学基础知识

1. 声波

2. 声速

3. 波长

4. 振幅

振动物体离开平衡位置的最大距离，用A表示。简谐振动的幅度不变，强迫振动的稳定阶段的振幅也是一个常数，阻尼振动的振幅越来越小。振幅是表示振动强弱的物理量。

5. 分贝

• 前面系数10：针对振幅类物理量，如声压，电压，电流强度等
• 前面系数20：针对平房项物理量，如电功率，声功率，声强等，要么先平方取系数10，要么直接系数20
• 如果需要表示的量小于基准量（比值小于1），则dB数前加负号，如有的在-1到1之间，记得转换为分贝加负号

6. 声强级–声强级

声强是衡量声音强弱的物理量。声场中，垂直于声波传播方向上，单位时间 内通过 单位面积 的声能叫做声强，用I表示，单位w/m2
本质：声场中某点声波能量大小的度量。

LI：声强级；I1：声强；Ir：参考声强，一般取10^(-12)瓦/平方米。
该数值是人对1KHz声音刚能听到时的声强值。

7. 声功率–声功率级

8. 声压–声压级

9. 响度–响度级

10. 频率–基频–音高

11. 基音– 陪音– 谐波–分音–泛音

一个复合音是由多个不同频率和振幅的纯音组成的，每个纯音在物理学上叫“分音”，在电声学上叫“谐波”。其中，幅度最大，频率最低的分音，也就是第一谐波，就是“基波/基音”，它的振动频率叫做“基频”，其他的分音都比基音的振幅小，频率高（都为基频的整数倍），把这些音叫做“陪音”，也就是二次谐波，三次谐波…，在音乐学中也叫“泛音”。

12. 纯音–复合音

13. 音色

14. 乐音–噪音

15. 听阈–痛阈–等响度曲线

16. 频谱–离散谱、连续谱

17. 谱包络

18. 语谱图

19. 横杠

对于宽带语图，由于共鸣作用，语音在某些频率上能量较强，表现出很深的横杠，可以根据注音横杠的中心频率位置来分析它的音色特性。

20. 共振峰

语音在特定频率区域聚集大量声能的表现，叫做共振峰。
语音产生过程中，不同声道形状有自己的共振频率，因此出现共振峰，一般选择元音的3–5个共振峰，来区别不同的元音。
下图中红点表示共振峰的中心频率。

浊辅音有类似于元音的共振峰，擦音和塞擦音等清辅音也会有类似于共振峰的强频区。

21. 乱纹

非周期性延续音，出现乱纹，虽没明显共振峰，但有能量集中区痕迹，它是擦音在语谱图上的典型特征。

22. 冲直条

附加内容

1.声场

（2）扩散场：
声能量均匀分布，并在各个传播方向作无规则传播的声场叫作扩散场，或混响场。声波在扩散场内呈全反射。
认为设计的混响场是典型的扩散场。无论声源处于混响室内任何位置，室内各处声压接近相等，声能密度处处均匀。

（3）半扩散场
如果实验房间很大，以至于边界墙面和天花板的反射可以忽略，只剩下地面的反射，这种空间称为半扩散场，或半自由场。
精密的声学测量和分析要求在自由场或扩散场进行，一些工程要求的测试可以在半自由场进行。

近场&远场
在不足两倍机械尺寸或发声波频率最低的一个波长距离之内（两者取大），为近场，大于此距离为远场。
近场的质点速度与瞬时声压不同相，远场的质点速度与瞬时声压同相。
距离增加一倍，点声源声压级降6dB，线声源声压级降3dB。