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1.頻率域的主觀感覺(jué)
頻率域中最重要的主觀感覺(jué)是音調(diào),像響度一樣音調(diào)也是一種聽覺(jué)的主觀心理量,它是聽覺(jué)判斷聲音調(diào)門高低的屬性。
心理學(xué)中的音調(diào)和音樂(lè)中音階之間的區(qū)別是,前者是純音的音調(diào),而后者是音樂(lè)這類復(fù)合聲音的音調(diào)。復(fù)合聲音的音調(diào)不單純是頻率解析,也是聽覺(jué)神經(jīng)系統(tǒng)的作用,受到聽音者聽音經(jīng)驗(yàn)和學(xué)習(xí)的影響。
2.時(shí)間域的主觀感覺(jué)
如果聲音的時(shí)間長(zhǎng)度超過(guò)大約300ms,那么聲音的時(shí)間長(zhǎng)度增減對(duì)聽覺(jué)的閥值變化不起作用。對(duì)于音調(diào)的感受也與聲音的時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)。當(dāng)聲音持續(xù)的時(shí)間很短時(shí),聽不出音調(diào)來(lái),只是聽到“咔啦”一聲。聲音的持續(xù)時(shí)間加長(zhǎng),才能有音調(diào)的感受,只有聲音持續(xù)數(shù)十毫秒以上時(shí),感覺(jué)的音調(diào)才能穩(wěn)定。
時(shí)間域的另一個(gè)主觀感覺(jué)特性是回聲。
3.空間域的主觀感覺(jué)
人耳用雙耳聽音比用單耳聽音具有明顯的優(yōu)勢(shì),其靈敏度高、聽閥低、對(duì)聲源具有方向感,而且有比較強(qiáng)的抗干擾能力。在立體聲條件下,用揚(yáng)聲器和用立體聲耳機(jī)聽音獲得的空間感是不相同的,前者聽到的聲音似乎位于周圍環(huán)境中,而后者聽到的聲音位置在頭的內(nèi)部,為了區(qū)別這兩種空間感,將前者稱為定向,后者稱為定位。
4.聽覺(jué)的韋伯定律
韋伯定律表明了人耳聽聲音的主觀感受量與客觀刺激量的對(duì)數(shù)成正比關(guān)系。當(dāng)聲音較小,增大聲波振幅時(shí),人耳的主觀感受音量增大量較大;當(dāng)聲音強(qiáng)度較大,增大相同的聲波振幅時(shí),人耳主觀感受音量的增大量較小。
根據(jù)人耳的上述聽音特性,在設(shè)計(jì)音量控制電路時(shí)要求采用指數(shù)型電位器作為音量控制器,這樣均勻旋轉(zhuǎn)電位器轉(zhuǎn)柄時(shí),音量是線性增大的。
5.聽覺(jué)的歐姆定律
著名科學(xué)家歐姆發(fā)現(xiàn)了電學(xué)中的歐姆定律,同時(shí)他還發(fā)現(xiàn)了人耳聽覺(jué)上的歐姆定律,這一定律揭示:人耳的聽覺(jué)只與聲音中各分音的頻率和強(qiáng)度有關(guān),而與各分音之間的相位無(wú)關(guān)。根據(jù)這一定律,音響系統(tǒng)中的記錄、重放等過(guò)程的控制可以不去考慮復(fù)雜聲音中各分音的相位關(guān)系。
人耳是一個(gè)頻率分析器,可以將復(fù)音中的各諧音分開,人耳對(duì)頻率的分辨靈敏度很高,在這一點(diǎn)上人耳比眼睛的分辨度高,人眼無(wú)法看出白光中的各種彩色光分量。
6.掩蔽效應(yīng)
環(huán)境中的其他聲音會(huì)使聽音者對(duì)某一個(gè)聲音的聽力降低,這稱之為掩蔽。當(dāng)一個(gè)聲音的強(qiáng)度遠(yuǎn)比另一個(gè)聲音大,當(dāng)大到一定程度而這兩個(gè)聲音同時(shí)存在時(shí),人們只能聽到響的那個(gè)聲音存在,而覺(jué)察不到另一個(gè)聲音存在。掩蔽量與掩蔽聲的聲壓有關(guān),掩蔽聲的聲壓級(jí)增加,掩蔽量隨之增大。另外,低頻聲的掩蔽范圍大于高頻聲的掩蔽范圍。
人耳的這一聽覺(jué)特性給設(shè)計(jì)降低噪聲電路提供了重要啟發(fā)。磁帶放音中,有這樣的聽音體會(huì),當(dāng)音樂(lè)節(jié)目在連續(xù)變化且聲音較大時(shí),我們不會(huì)聽到磁帶的本底噪聲,可當(dāng)音樂(lè)節(jié)目結(jié)束(空白段磁帶)時(shí),便能感覺(jué)到磁帶的“咝……”噪聲存在。
為了降低噪聲對(duì)節(jié)目聲音的影響,提出了信噪比(SN)的概念,即要求信號(hào)強(qiáng)度比噪聲強(qiáng)度足夠的大,這樣聽音便不會(huì)覺(jué)得有噪聲的存在。一些降噪系統(tǒng)就是利用掩蔽效應(yīng)的原理設(shè)計(jì)而成的。
7.雙耳效應(yīng)
雙耳效應(yīng)的基本原理是這樣:如果聲音來(lái)自聽音者的正前方,此時(shí)由于聲源到左、右耳的距離相等,從而聲波到達(dá)左、右耳的時(shí)間差(相位差)、音色差為零,此時(shí)感受出聲音來(lái)自聽音者的正前方,而不是偏向某一側(cè)。聲音強(qiáng)弱不同時(shí),可感受出聲源與聽音者之間的距離。
8.哈斯效應(yīng)
哈斯的試驗(yàn)證明:在兩個(gè)聲源同時(shí)了聲時(shí),根據(jù)一個(gè)聲源與另一個(gè)聲源的延時(shí)量不同時(shí),雙耳聽音的感受是不同的,可以分成以下三種情況來(lái)說(shuō)明:
(1)兩個(gè)聲源中一個(gè)聲源與另一個(gè)聲源的延時(shí)量在5~35mS以內(nèi)時(shí),就好像兩個(gè)聲源合二為一,聽音者只能感覺(jué)到超前一個(gè)聲源的存在和方向,感覺(jué)不到另一個(gè)聲源的存在。
(2)若一個(gè)聲源延時(shí)另一個(gè)聲源30~50mS,已能感覺(jué)到兩個(gè)聲源的存在,但方向仍由前導(dǎo)所定。
(3)若一個(gè)聲源延時(shí)量大于另一個(gè)聲源為50mS時(shí),則能感覺(jué)到兩個(gè)聲源的同時(shí)存在,方向由各個(gè)聲源來(lái)確定,滯后聲為清晰的回聲。
哈斯效應(yīng)是立體聲系統(tǒng)定向的基礎(chǔ)之一。
9.德·波埃效應(yīng)
德·波埃效應(yīng)是立體聲系統(tǒng)定向的另一基礎(chǔ)。德·波埃效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)是:放置左、右聲道兩只音箱,聽音者在兩只音箱對(duì)稱線上聽音,給兩只音箱饋入不同的信號(hào),可以得到以下幾個(gè)定論:
(1)如果給兩只音箱饋入相同的信號(hào),即強(qiáng)度級(jí)差ΔL=0,時(shí)間差Δt=0,此時(shí)只感覺(jué)到一個(gè)聲音,且來(lái)自兩只音箱的對(duì)稱線上。
(2)如果兩只音箱的強(qiáng)度級(jí)差ΔL不為0,此時(shí)聽音感覺(jué)聲音偏向較響的一只音箱,如果強(qiáng)度級(jí)差ΔL大于等于15dB,此時(shí)感覺(jué)聲音完全來(lái)自較響的那一只音箱。
(3)如果強(qiáng)度級(jí)差ΔL=0,但兩只音箱的時(shí)間差Δt不為0,此時(shí)感覺(jué)聲音向先到達(dá)的那只音箱方向移動(dòng)。如果時(shí)間差Δt大于等于3ms時(shí),感覺(jué)聲音完全來(lái)自先到達(dá)的那只音箱方向。
10.勞氏效應(yīng)
勞氏效應(yīng)是一種立體聲范圍的心理聲學(xué)效應(yīng)。勞氏效應(yīng)揭示:如果將延遲后的信號(hào)再反相疊加在直達(dá)信號(hào)上,會(huì)產(chǎn)生一種明顯的空間感,聲音好像來(lái)自四面八方,聽音者仿佛置身于樂(lè)隊(duì)之中。
11.匙孔效應(yīng)
單聲道錄放系統(tǒng)使用一只話筒錄音,信號(hào)錄在一條軌跡上,放音時(shí)使用一路放大器和一只揚(yáng)聲器,所以重放的聲源是一個(gè)點(diǎn)聲源,如同聽音者通過(guò)門上的匙孔聆聽室內(nèi)的交響樂(lè),這便是所謂的匙孔效應(yīng)。
12.浴室效應(yīng)
身臨浴室時(shí)有一個(gè)切身感受,浴室內(nèi)發(fā)出的聲音,混響時(shí)間過(guò)長(zhǎng)且過(guò)量,這種現(xiàn)象在電聲技術(shù)的音質(zhì)描述中稱為浴室效應(yīng)。當(dāng)?shù)、中頻某段夸張,有共振、頻率響應(yīng)不平坦、300Hz提升過(guò)量時(shí),會(huì)出現(xiàn)浴室效應(yīng)。
13.多普勒效應(yīng)
多普勒效應(yīng)揭示移動(dòng)聲音的有關(guān)聽音特性:當(dāng)聲源與聽音者之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),會(huì)感覺(jué)某一頻率所確定的聲音其音調(diào)發(fā)生了改變,當(dāng)聲源向聽音者接近時(shí)是頻率稍高的音調(diào),當(dāng)聲源離去時(shí)是頻率稍降低的音調(diào)。這一頻率的變化量稱為多普勒頻移。移近的聲源在距聽音者同樣距離時(shí)比不移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)度大,而移開的聲源產(chǎn)生的強(qiáng)度要小些,通常聲源向移動(dòng)方向集中。
14.李開試驗(yàn)
李開試驗(yàn)證明:兩個(gè)聲源的相位相反時(shí),聲像可以超出兩個(gè)聲源以外,甚至跳到聽音身后。
李開試驗(yàn)還提示,只要適當(dāng)控制兩聲源(左、右聲道揚(yáng)聲器)的強(qiáng)度、相位,就可以獲得一個(gè)范圍廣闊(角度、深度)的聲像移動(dòng)場(chǎng)。
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