第四讲人耳听觉特性

第四讲人耳听觉特性声音的声压从最小声到最大声相差1千万倍常见声音的声压一．声压声源或噪音源大约的声压(单位为µPa)在发出最大马力时的太空穿梭机2,000,000,000交响乐团2,000,000在25米范围柴油货运火车高速前进200,000正常的谈话20,000图书馆2米范围的低语2,000播音室200人类耳朵能够听到最微弱的声音20▲第三章人耳听觉特性1声压•声压级•声压与声压级•对数比与分贝•响度•可闻声频率范围•可闻声频段划分•人耳听觉范围•等响度曲线•基波与谐波•频率与音高•频率与音律•音色•音色举例•小结•思考▼常见声音的声压级一．声压和声压级声源或噪声声压级（dB)高速行使的火车80十米离内的破碎机90舞厅内的士高音乐100十米内撞击式打椿110船只引擎室内120人感到痛苦的声音1305米内喷气发动机140▲第三章人耳听觉特性1声压•声压级•声压与声压级•对数比与分贝•响度•可闻声频率范围•可闻声频段划分•人耳听觉范围•等响度曲线•基波与谐波•频率与音高•频率与音律•音色•音色举例•小节•思考▼声源或噪声声压级（dB)人听到的最小声音0播音室20宁静的郊外30低声的谈话40写字楼内50客厅中正常对话60交通繁忙的马路上70▲1声压•声压级•声压与声压级•对数比与分贝•响度•可闻声频率范围•可闻声频段划分•人耳听觉范围•等响度曲线•基波与谐波•频率与音高•频率与音律•音色•音色举例•小结•思考▼声压与声压级一．常见环境下的噪音强度▲第三章人耳听觉特性1声压•声压级•声压与声压级•对数比与分贝•响度•可闻声频率范围•可闻声频段划分•人耳听觉范围•等响度曲线•基波与谐波•频率与音高•频率与音律•音色•音色举例•小结•思考▼听觉的对数比效应一．对数比与分贝人类的听觉反应是基于声音的相对变化而非绝对的变化。对数标度正好能模仿人类耳朵对声音的反应。▲第三章人耳听觉特性1声压•声压级•声压与声压级•对数比与分贝•响度•可闻声频率范围•可闻声频段划分•人耳听觉范围•等响度曲线•基波与谐波•频率与音高•频率与音律•音色•音色举例•小结•思考▼声压级与响度一．响度：人耳对声音强弱的主观感觉。响度与声压或声强有关,但不成正比；响度因人而异，通常认为：0dB—20dB为宁静声；30dB--40dB为微弱声；50dB—70dB为正常声；80dB—100dB为响音声；110dB—130dB为极响声。研究显示声压级增加10分贝，声响会大约等于二倍的强度。▲第三章人耳听觉特性1声压•声压级•声压与声压级•对数比与分贝•响度•可闻声频率范围•可闻声频段划分•人耳听觉范围•等响度曲线•基波与谐波•频率与音高•频率与音律•音色•音色举例•小结•思考▼可闻声频率一．声波频率范围几HZ-------几十MHZ可闻声超声次声20HZ20KHZ在20HZ-20KHZ可闻声频段内，人耳对2HZ-5KHZ频段的声音格外敏感，人年轻时可听20Hz-20KHz的频率范围，人的听力从12岁以后开始下降。▲第三章人耳听觉特性1声压•声压级•声压与声压级•对数比与分贝•响度•可闻声频率范围•可闻声频段划分•人耳听觉范围•等响度曲线•基波与谐波•频率与音高•频率与音律•音色•音色举例•小结•思考▼可闻声频段的划分（一）一．可闻声频段的划分（20HZ—20KHZ）1.三分频划分2.四分频划分20HZ-200HZ为低音200HZ-2KHZ为中音2KHZ-6KHZ为中高音5KHZ-22KHZ为超高音3.六分频（标准划分）16HZ-60HZ为超低音60HZ-250HZ为低音250HZ-2KHZ为中音2KHZ-4KHZ为中高音4KHZ-6KHZ为高音6KHZ-16KHZ为超高音▲第三章人耳听觉特性1声压•声压级•声压与声压级•对数比与分贝•响度•可闻声频率范围•可闻声频段划分•人耳听觉范围•等响度曲线•基波与谐波•频率与音高•频率与音律•音色•音色举例•小结•思考▼20HZ250HZ2.7KHZ20KHZ低频中频高频可闻声的频段划分（二）一．倍频程划分1/3倍频程各中心频率：25，31.5，40，50，63，80，100，125，160，200，250，315，400，500，800，1K，1.25K，1.6K，2K，2.5K，3.15K，4K，5K，6.3K，8K，10K，12.5K，16K，20K▲第三章人耳听觉特性1声压•声压级•声压与声压级•对数比与分贝•响度•可闻声频率范围•可闻声频段划分•人耳听觉范围•等响度曲线•基波与谐波•频率与音高•频率与音律•音色•音色举例•小结•思考▼人耳的听觉范围▲第三章人耳听觉特性1声压•声压级•声压与声压级•对数比与分贝•响度•可闻声频率范围•可闻声频段划分•人耳听觉范围•等响度曲线•基波与谐波•频率与音高•频率与音律•音色•音色举例•小结•思考▼一些声音的频率声音（音波）频率（HZ）人类心音波1~2老鼠可以听到的低频率16以下蚊子叫声几千蜜蜂飞行时翅膀的频率220~440狗可听到的最高频率38000一般人能够发出的声音频率64~1300汽笛发出和声音几十钢琴上的最低-最高音27.5--4096鼓或大提琴100~200长笛或哨子5000~8000现代技术已得到的高频超声波109▲第三章人耳听觉特性1声压•声压级•声压与声压级•对数比与分贝•响度•可闻声频率范围•可闻声频段划分•人耳听觉范围•等响度曲线•基波与谐波•频率与音高•频率与音律•音色•音色举例•小结•思考▼等响度曲线一．等响度曲线：声压不同、频率不同但听起来却有同等响度的声压级连接起来组成的曲线响度的单位为：宋（Song）响度级单位为：方（Phon）▲第三章人耳听觉特性1声压•声压级•声压与声压级•对数比与分贝•响度•可闻声频率范围•可闻声频段划分•人耳听觉范围•等响度曲线•基波与谐波•频率与音高•频率与音律•音色•音色举例•小结•思考▼等响度曲线一．等响度曲线表现出的规律：低声压级时，等响度曲线上各频率声音声压级相差很大。高声压级时，等响曲线较为平坦，说明在高声压时，各频率的听感等响基本相同。曲线簇在高频段，高响度级与低响度级的曲线斜率及其间隔基本一致，说明高频段的响度变化与声压级增量基本一致，在曲线簇的低频段，低响度级曲线斜率甚大，等响度曲线的间隔却较小，说明低频段声压级的微小变化会导致响度的较大变化。▲第三章人耳听觉特性1声压•声压级•声压与声压级•对数比与分贝•响度•可闻声频率范围•可闻声频段划分•人耳听觉范围•等响度曲线•基波与谐波•频率与音高•频率与音律•音色•音色举例•小结•思考▼等响度曲线的应用一．等响度开关二．计权网络-------A计权系数三．音响工程设计与评估▲第三章人耳听觉特性1声压•声压级•声压与声压级•对数比与分贝•响度•可闻声频率范围•可闻声频段划分•人耳听觉范围•等响度曲线•基波与谐波•频率与音高•频率与音律•音色•音色举例•小结•思考▼基波和谐波一．声音的基波和谐波1.基波是指声音的基音，与声源策动频率有关。2.谐波（泛音），是指频率与基波频率成整数倍的谐振信号。二．一些声音的基波和谐波的频率范围：声源基波范围HZ谐波范围HZ小提琴200---2.5K超过10K低音提琴40---2005K短笛600---4K超过20K钢琴30---4.2K超过10K男低音80---4003K女高音250---120010K▲第三章人耳听觉特性1声压•声压级•声压与声压级•对数比与分贝•响度•可闻声频率范围•可闻声频段划分•人耳听觉范围•等响度曲线•基波与谐波•频率与音高•频率与音律•音色•音色举例•小结•思考▼频率与音高一．音高：1.人耳对声音调子高低的主观感觉，音高大小取决与声波基音的高低。1.音高与频率成对数关系：音高=Klgf，频率越高，声音的音调越高。–乐音中唱名1：基音为262HZ–乐音中唱名1：基音为524HZ▲第三章人耳听觉特性1声压•声压级•声压与声压级•对数比与分贝•响度•可闻声频率范围•可闻声频段划分•人耳听觉范围•等响度曲线•基波与谐波•频率与音高•频率与音律•音色•音色举例•小结•思考▼频率与音律一．12音律特点全音全音全音全音全音半音半音CDEFGABĆ1234567i261.63293.66329.63349.23391.99440493.88523.25音名唱名频率将一个倍频程分成12平均律(即将频率的对数划分成12等分)响度对音高的影响：响度增加时，人耳对音高的听感降低。▲第三章人耳听觉特性1声压•声压级•声压与声压级•对数比与分贝•响度•可闻声频率范围•可闻声频段划分•人耳听觉范围•等响度曲线•基波与谐波•频率与音高•频率与音律•音色•音色举例•小结•思考▼声谱结构线状谱和连续谱1.线状谱：在声压级—频率的坐标系中基波和各成分的多少及振幅的比例呈现密线状排列的频谱图。2.连续谱：有一些声音不存在明显的周期性特征。非周期声的频谱具有连续谱的性质。▲第三章人耳听觉特性1声压•声压级•声压与声压级•对数比与分贝•响度•可闻声频率范围•可闻声频段划分•人耳听觉范围•等响度曲线•基波与谐波•频率与音高•频率与音律•音色•音色举例•小结•思考▼音色一．音色：1.音色又称音质，是人耳对声音声谱的主观听觉反映。音色不但取决于基频，而且与基频成整倍数的谐波密切有关。二．声与音的区别1.《乐记》：“单出曰声，杂比曰音”2.纯音:单一频率的音称为纯音。3.复合音，由好几个不同的频率所组成的频率。4.噪音：指任何难听的、不和谐的声或干扰，有时也指在有用频带内的任何不需要的干扰。▲第三章人耳听觉特性1声压•声压级•声压与声压级•对数比与分贝•响度•可闻声频率范围•可闻声频段划分•人耳听觉范围•等响度曲线•基波与谐波•频率与音高•频率与音律•音色•音色举例•小结•思考▼频谱结构与音色音叉：基波频率为261HZ钢琴：基波频率为261HZ▲第三章人耳听觉特性1声压•声压级•声压与声压级•对数比与分贝•响度•可闻声频率范围•可闻声频段划分•人耳听觉范围•等响度曲线•基波与谐波•频率与音高•频率与音律•音色•音色举例•小结•思考▼音色-举例钢琴小号萨克斯笛子曼驼铃风琴交响乐▲第三章人耳听觉特性1声压•声压级•声压与声压级•对数比与分贝•响度•可闻声频率范围•可闻声频段划分•人耳听觉范围•等响度曲线•基波与谐波•频率与音高•频率与音律•音色•音色举例•小结•思考▼声波客观参量与主观听觉的关系▲第三章人耳听觉特性1声压•声压级•声压与声压级•对数比与分贝•响度•可闻声频率范围•可闻声频段划分•人耳听觉范围•等响度曲线•基波与谐波•频率与音高•频率与音律•音色•音色举例•小结•思考▼小结一．声压、频率、频谱结构是声音的客观属性。二．响度、音长、音高、音色是人耳对声音的主观感受属性。三．听觉范围和等响度曲线有相关。四．常见声音的声压与响度的感受对比五．人类的听觉反应是对数变化效应的。▲第三章人耳听觉特性1声压•声压级•声压与声压级•对数比与分贝•响度•可闻声频率范围•可闻声频段划分•人耳听觉范围•等响度曲线•基波与谐波•频率与音高•频率与音律•音色•音色举例•小结•思考▼课后练习一．声级计是用来做什么，怎么使用？二．听觉的生理与心理特性主要有哪些？三．立体声听起来是什么感觉？▲第三章人耳听觉特性1声压•声压级•声压与声压级•对数比与分贝•响度•可闻声频率范围•可闻声频段划分•人耳听觉范围•等响度曲线•基波与谐波•频率与音高•频率与音律•音色•音色举例•小结•思考▼