2018一級(jí)建筑師《物理與設(shè)備》:人的主觀聽覺特性

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　　人的主觀聽覺特性

　　1.聽覺定位

　　人耳的一個(gè)重要特性是能夠判斷聲源的方向與遠(yuǎn)近。聽覺定位是由雙耳聽聞得到的。

　　由聲源發(fā)出的聲波到達(dá)雙耳時(shí)有一定的時(shí)間差、強(qiáng)度差和相位差。人據(jù)此可判斷聲源的方位和遠(yuǎn)近，進(jìn)行聲像定位。

　　2.時(shí)差效應(yīng)

　　如果到達(dá)人耳的兩個(gè)聲音的時(shí)間間隔(稱為“時(shí)差”)小于50ms，就不覺得聲音是斷續(xù)的。一般認(rèn)為，在直達(dá)聲到達(dá)后約50ms內(nèi)到達(dá)的反射聲(即聲程差為17m)，可以加強(qiáng)直達(dá)聲;而在50ms后到達(dá)的反射聲，不會(huì)加強(qiáng)直達(dá)聲。如果延時(shí)較長(zhǎng)的反射聲的強(qiáng)度比較突出，則會(huì)形成回聲的感覺。在室內(nèi)音質(zhì)設(shè)計(jì)中，回聲是一種聲學(xué)缺陷，應(yīng)加以避免。

　　人耳對(duì)回聲感覺的規(guī)律，最早是由哈斯(Hass)發(fā)現(xiàn)的，故稱為哈斯效應(yīng)。

　　3.掩蔽效應(yīng)

　　人耳對(duì)一個(gè)聲音的聽覺靈敏度因?yàn)榱硪粋€(gè)聲音的存在而降低的現(xiàn)象，稱為掩蔽效應(yīng)。存在的干擾聲音稱為掩蔽聲。

　　掩蔽效應(yīng)說明了噪聲的存在會(huì)干擾有用聲信號(hào)的通訊。但有時(shí)可以利用掩蔽效應(yīng)，用不敏感的噪聲去掩蓋不想聽到的聲音。

　　4.純音等響曲線 人耳對(duì)聲音的響應(yīng)并不是在所有頻率上都是一樣的。以純音做實(shí)驗(yàn)，取1000Hz純音的某個(gè)聲壓級(jí)作為參考標(biāo)準(zhǔn)，則聽起來和它同樣響的其他頻率的純音的各自聲壓級(jí)就構(gòu)成一條等響曲線。依次改變參考用的1000Hz純音的聲壓級(jí)，就得到一組參考曲線。

　　人耳對(duì)2000~4000Hz的聲音最敏感;低于1000Hz時(shí)，人耳的靈敏度會(huì)隨著頻率的降低而降低;而在4000Hz以上時(shí)，人耳的靈敏度也逐漸下降。也就是說，不同頻率的聲音要使其聽起來一樣響，則應(yīng)具有不同的聲壓級(jí);反之，相同聲壓級(jí)的不同頻率的聲音，人耳聽起來是不一樣響的。如圖中20方等響曲線上，聲壓級(jí)為20dB的1000Hz的聲音與聲壓級(jí)為37dB的100Hz的聲音是一樣響的，其響度級(jí)均為20方。

　　對(duì)于復(fù)合音，不能直接使用等響曲線，其響度級(jí)需通過計(jì)算求得，或可用聲級(jí)計(jì)測(cè)量得到。聲級(jí)計(jì)中設(shè)有A、B、C三個(gè)計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)，測(cè)量的結(jié)果分別稱為A聲級(jí)、B聲級(jí)和C聲級(jí)，分別記為dBA、dBB和dBC。其中A計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)是參考40方等響曲線，對(duì)500Hz以下的聲音有較大的衰減，以模擬人耳對(duì)低頻聲音不敏感的特征。A聲級(jí)與主觀響度密切相關(guān)，因此在音頻范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)量和計(jì)算時(shí)，多采用A聲級(jí)。

　　要使人主觀感受的聲音響度增加一倍(或減為1/2)，則聲壓級(jí)的變化要有l(wèi)0dB。

　　5.聲音三要素

　　聲音的強(qiáng)弱、音調(diào)的高低和音色的好壞，稱為聲音三要素。

　　聲音的強(qiáng)弱可用聲壓級(jí)、聲強(qiáng)級(jí)及響度級(jí)描述。

　　音調(diào)的高低取決于聲音的頻率，頻率越高，音調(diào)越高。相同的頻率變化對(duì)人耳總是產(chǎn)生相同的音調(diào)變化感覺。例如，把頻率提高一個(gè)倍頻程，從250Hz變到500Hz，或從2000Hz變到4000Hz，在音樂中均提高了“八度音”程。復(fù)音音調(diào)的高低，還與該復(fù)音的頻譜有關(guān)。

　　音色反映了復(fù)音的一種特性，它主要取決于復(fù)音的頻率成分及其強(qiáng)度，即由頻譜決定。樂音也是一種復(fù)音。在樂音中，頻率最低的聲音稱為基音，可據(jù)此來判斷音調(diào)。頻率是基音的整數(shù)倍的聲音稱為泛音。樂音的音色就是由聲源所發(fā)出的泛音的數(shù)目，泛音的頻率和強(qiáng)度所決定的。不同的樂器的基音和泛音不同，所以具有不同的音色。樂音的頻譜為線狀譜。

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