音响基础：声波的基本特征

金牛词客 · 发表于 2010-3-6 10:09:57

马上注册，结交更多好友，享用更多功能，让你轻松玩转社区。

您需要登录才可以下载或查看，没有帐号？快速注册

x

1.声波的传播速度（声速、音速）
声波在媒介中的传播速度与媒介的密度、弹性及温度有关。用符号C表示。单位为m/s(米/秒)。声速与温度的关系为：C=CO(1+t/273)1/2m/s 式中Co为温度摄氏度0°时的声速，其值为331.4m/s。经计算，在温度为15°C时的声速为340m/s。声波也可以在液体和固体中的传播，例如在水中的速度为1450m/s。经计算，在温度为15°C时的声速为340m/s。
2.声波的频率
声波的频率是指声源在一秒内所振动的次数，或是空气中分子在一秒钟内疏密变化的次数。用f表示。单位为Hz（赫兹）。当声源振动的频率在20~20000Hz时，人耳可以听到有声音的感觉。我们把这段频率范围称做音频。低于20Hz的声音称为超低频（或称次声波），高于20000Hz的声音称为超高频（或称超声波）。
在可闻的音频范围内，声音的频率越高，则音调越高，听起来有尖锐，尖细的感觉；频率越低则声音有低沉的感觉。
3.声波的周期
当声源完成一次振动，空气分子形成一次疏密变化所经历的时间称为一个周期。用符号T表示。单位为S（秒）。很显然，声波的周期即是声波频率的倒数。可以用式T=A1/f来表示。
4.声波的周长
声波振动一个周期，所传播的路程称为声波的波长。也就是说，从一个波峰（压缩）到下一个波峰之间的物理距离叫做波长。波长符号用λ来表示。单位为m（米）。
根据声波的特性，声波的传播、频率及波长三者之间的关系可用下式来表示：
C=fλ或λ=C/f
从上式可以看出，在给定的温度条件下（声速已知），频率与波长成反比。
5.声波的振幅（峰值）
声波振幅是指空气分子疏密变化的位移大小。振幅越大，则位移也越大。反之亦然。如果声波是一种正弦波时，其最大值与零之间的值叫峰值。最大正值与负值之间的值叫峰值（p-p值）。均方根（有效值rms）是为研究这些值进行有意义的平均，它最接近与人耳所感觉到的声音信号的大小。
据方根（有效值）=0.707×峰值
6.声波是相位
声波的相位是指波形的周围内从起始点至波峰、波谷或任意一点之间的度数来表示。相位用量度来计量，一个完整的声波周期是 360度。我们定声波的起始点为0度，波峰处为90度（1/4周期），波谷处为270度，一个周期的结束点处事360度。
如果有两个相同的波在一起传播，但是一个波相当于另一个波延迟了一些时间传播，则两个波之间有了相位移（或称相位差）。如果延迟时间越长，相位移也就越大。相位移也用度来量。
如果有两个相同波的位移为180度时，一个波的波峰与另一个波的波谷相重合。这时把两个波组合在一起时，波形会消失。这种现象叫做相位抵消。
常见的梳状滤波效应就是因为由相位抵消的现象而引起的。在用多支话筒拾取声音时，如果话筒摆放不当，或者在用多只音箱播放声音时因音箱的摆放位置不当，也会因这种相位抵消的现象而听到有一种既空洞而有奇怪的感觉。
7.声波的谐波
我们听单一频率的声波时是一种单一音调的纯音感觉。它发出的声波是以一种正弦波的形式出现。例如，敲打音叉、三角铁时发出的声音。但在实际的音乐乐器声中，很少能产生单纯的正弦波，它们都是以多个不同频率的声波组合来出现的。所以在自然界中所发出的声波大多数为复合声波。复合声波中所出现的最低频率称之为基波频率，除了基波频率以外，还有比基波频率高出许多的各种频率，我们把这种频率成分称之为泛音，如果泛音的频率是基波频率的整数倍，那么这些泛音称之为谐波。例如，音调 A的基波频率为440Hz，它的第二谐波为880Hz，三次谐波为1320Hz等。
在各种乐器演奏的声音中，泛音的波形幅度和相位各不相同，有些波形像方波、三角波、锯齿波等已经和正弦波有很大的差别。但是对于上述有关声波的特性来说还是完全适应的。
谐波和他们的幅度是决定声音音色的一个特征。
8.声波的包络
鉴别声音音质的另外一个特征即为声波的包络。每一件乐器产生它自己的包络特性，这一包络特征与音色一起决定了一件乐器的主管音质。声波的包络即是声波波形的强度变化的曲线。它由三部分组成：声建立、持续期和衰减期。每个部分都有三个变量：持续时间、振幅和随时间变化的振幅。
不同的乐器例如单簧管、响弦鼓和饶钹等，他们的包络形状是有明显的区别。

柯南 · 发表于 2010-3-6 11:02:11

欣赏支持

帐号		自动登录	找回密码
密码			快速注册

[全频箱] 音响基础：声波的基本特征

马上注册，结交更多好友，享用更多功能，让你轻松玩转社区。