人耳的听觉特性

1、会计学1人耳的听觉特性人耳的听觉特性米米2141010PaPa201025xPlg0lg20ppLrmsp式中：p0基准声压(=2*10-5Pa/1kHz) prms某点声压的有效值)(lg100dBIILi2020002200010lg10lg40010lg10l40010lgg20lgrmsIrmsrmspcILpIpppIIpc声源在被测试者的上方声源在被测试者的上方声源为自由平面波声源为自由平面波测量声压级时测试者不在场测量声压级时测试者不在场用双耳听声音用双耳听声音年龄在年龄在18251825岁之间岁之间0.031.2sLP 将某一频率的声音与将某一频率的声音与1KZ1KZ的声音进行

2、的声音进行比较，当感觉两者的响度一致时，比较，当感觉两者的响度一致时，1KZ1KZ声声音的声压级就是该声音的响度。一般用音的声压级就是该声音的响度。一般用S S表表示（单位为宋）。或用响度级示（单位为宋）。或用响度级P P表示（单位表示（单位为方）二者的关系如下：为方）二者的关系如下：该式适用与该式适用与20129PHON20129PHON也可用图表示也可用图表示1 1）不同声压级时的频率响应不同声压级时的频率响应 2 2）人耳的听觉范围人耳的听觉范围3 3）等响曲线等响曲线3）等响曲线记权网络变换flgk 音高）差一个倍频程（则当octffff12122宫（1）商（2）角（3）徵（5）羽（6

3、） 唇音、舌音、齿音、牙音、喉音 12 12平均律：在一个倍频程内（平均律：在一个倍频程内（8 8度）通常按对度）通常按对数刻度分成十二等份划分音阶数刻度分成十二等份划分音阶, ,两个相邻的音为半两个相邻的音为半音关系。两个半音组成一个全音。如图示：音关系。两个半音组成一个全音。如图示：10594611212/./)tn(SinA)t(SinA)t(SinA)t(SinADnn 33221132特点：频率分布是离散特点：频率分布是离散 的不同频率的振的不同频率的振 幅不同幅不同特点：特点：1 1、男声与女声在、男声与女声在200Hz200Hz以下有较大差异以下有较大差异70Hz70Hz达达18

4、dB 18dB 2 2、语音的能量分布主要集中在、语音的能量分布主要集中在100Hz-5kHz100Hz-5kHz左右。左右。3 3、电话：主要集中在、电话：主要集中在300Hz-3.4kHz300Hz-3.4kHz左右。左右。西洋音乐：中低频平坦、高频按西洋音乐：中低频平坦、高频按轻音乐：轻音乐：3KHz3KHz尚有若干个峰值，较明亮尚有若干个峰值，较明亮平滑下降octdB6t1212ffff121全大二度132全大三度半谐合： 不谐和音： 非常接近时产生差拍。和21ff （听觉：声音发颤）谐和音： 全增四度31715半全大七度341半小二度半全小七度24半全大六度14半全小三度11半全小六

5、度23 1:1112ff度纯半全纯八度25121211ff半全纯五度13231251ff半全或纯四度12102134121ff低音容易掩蔽高音低音容易掩蔽高音频率相近的声音易产生掩蔽频率相近的声音易产生掩蔽声压级越大掩蔽效应越强声压级越大掩蔽效应越强两个声音的时间越接近掩蔽效应越强两个声音的时间越接近掩蔽效应越强1717 3535 5050tmstmsmstmsmstms 人分不出是两个声音先后到达。为同方向来的声仍区分不开。为有感觉。才会听到两个先后到达声音类似回声的现象 人耳对不同时间到达的声音的分辨能力称人耳对不同时间到达的声音的分辨能力称之为延时效应。下面是实验所得数字；之为延时效应。

6、下面是实验所得数字； 对声源方位角的定位能力叫做双耳效应。对声源方位角的定位能力叫做双耳效应。一）一）双耳效应双耳效应二）二）耳壳效应耳壳效应 1kHz 10kHz 030060090dBLp7dB.Lp58dBLp12dBLp10dBLp25dBLp28KHzf3 距离不太远时，听觉定位主要决定于声级差。小于300Hz：双耳听到的声音无声级差 1kHz 10kHz 设设:d=20cm:d=20cm、s=s=、c c0 0=340m/s=340m/s、d=0.2sind=0.2sin由图可计算出时间差为由图可计算出时间差为: : 人耳可鉴别的最小角度为：mst2max01033 瞬态声（语言，

7、打击乐等）判断方位主要决定于时间差。)ms(sin.Csin.Cdt62020tft2 一般来说高频一般来说高频 易产生混易产生混乱相差，无法判断超前落后。所以乱相差，无法判断超前落后。所以低频声判断低频声判断方位的主要依据是相位差方位的主要依据是相位差。2k-3k2k-3k声级差小又声级差小又易产生混乱相差，所以声音定位反映较差。易产生混乱相差，所以声音定位反映较差。n2竖直方向重复声：竖直方向重复声：水平方向重复声水平方向重复声： s4520s202 人耳如何根据这么小的差别判断方位？原因至今不明。似的干扰声。人耳才能听到“回声”当人耳有感觉。为当仍均无法区分他们。两声音方向如何，人耳为当

8、们。何，人耳均无法区分他无论两个声音的方向如当mstmsmstmsmstmst5050353517 17a a、实实 验验b b、几种情况几种情况c c、说说 明明界外声象A、 LI=0 t=0B B、C C、D D、0IL0IL0t0t0t0IL417001700.kHzfkHzfsinLLLLksinRLRLIIII正弦定理：0IL0)当:)当:)当 :0IL 声象向声级强的方向偏转dBLI15声象在中间声象在中间声象固定在强声级的扬声器的位置上.0IL0t 声象向超前发声的扬声器的方向偏移 随 增加而增加，mst3时:声象固定在超前发声的扬声器上。当当: :t0IL0t 此时声象由 Lf

9、与 t 共同决定，可互相补偿也可互相校正。（当Lf15dBt13ms时)1ms的时间差相当于5dB的声级差。 当两个扬声器信号相位相反，又有声级差可当两个扬声器信号相位相反，又有声级差可形成界外立体声。形成界外立体声。0t0ILsinsinsinLLLLsin)L(L)L(LsinRLRLRLRLIIIIIIII 上式为声象定位公式上式为声象定位公式, ,它是立体声声象展宽的它是立体声声象展宽的理论基础。理论基础。 两个8字形的传声器正交放在一处拾音,放声时用两个扬声器放音.特点:t=0,Lp0当s=450,y600声源的方位角与声象的对应关系近似为线性.优点:兼容性好.缺点:声像的分布向中心

10、靠拢. 心形传声器与8字形传声器正交放在一处.由图有:)cos(EUsMM1sssinURcLMUUUURLUUUs经和差运算有: LCLSMUUUUU2RCRSMUUUUU2左声道信号右声道信号单声道放音UL+UR=2UM优点:兼容性好,拾声范围宽.缺点:会产生附加的时间差和强度差,声像不如XY制,声像也向中间靠拢.特点:t0Lp0优点:方便,可靠.缺点:成像不自然, 有 中央空洞现象、兼容性差、单声道放音有干涉现象、音质模糊. 把两微型传声器放置于仿真人的耳部进行把两微型传声器放置于仿真人的耳部进行录音录音; ;并用耳机重放的一种方式并用耳机重放的一种方式. .如图示如图示: :优点优点:

11、 :临场感效果好、立临场感效果好、立 体声象分割清楚。体声象分割清楚。缺点缺点: :不方便不方便最佳听音区最佳听音区单、双声道原理单、双声道原理 3D立体声原理如图示：它能有效克服中空效应,减少低频噪音,提高功放级的利用率.4-4-44-4-4环绕声原理环绕声原理解解 LT=L+0.7C+j0.7SRT=R+0.7C-j0.7S 环绕声 S通常还要延时20-50ms,并且通过一个低通滤器(7KHz),影院不同位置可有多个环绕声道,家庭环绕声有两个或一个即可,如果厅小C不要也行.波形失真情况谐波失真系数谐波失真系数002100212fnffnmuUD 互调失真系数003221002020 ffofnmunfoDuuu引起的原因有二：引起的原因有二： 人耳听觉的动态的非线性人耳听觉的动态的非线性 人耳对不同频率声波敏感程度的非线人耳对不同频率声波敏感程度的非线性性 动态阈： （用PPM表测）用准峰值表示。准峰值：用与声音信号相同的峰值的稳态简谐的有效值表示的数值竖直方向重复声：竖直方向重复声：水平方向重复声水平方向重复声： s4520s202 人耳如何根据这么小的差别判断方位？原因至今不明。特点:t0Lp0优点:方便,可靠.缺点:成像不自然, 有 中央空洞现象