音乐录音教程

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小宝录音艺术式播送，电影，电视，音像出版等艺术创作中不可或缺的重要组成局部，在这些领域的作用也是不容置疑的。在录音技术开展的初期，对音响的记录和重放都是以“单声道〞的形式进行的。“单声道〞录音的重放是用一只扬声器聆听录音节目源，听音人感受不到在自然听音状态下由于人双耳对声源方位具有判断能力而带来的愉悦。为了弥补这一缺憾追求更自然的录音重放，人们开始了探索“录音技术〞的漫长历史。1877年，爱迪生创造“留声机〞，揭开了人类文明开展最为冲动人心的一百年的大幕。在这一百年种，产生了人类有史以来最有影响力的传播媒介和艺术形式。如胶木盘，磁带模拟录音机，模拟调音台等等。近三十年来，随着数字技术，激光技术，大规模集成电路，计算机等的迅速开展和声音分析与综合技术的广泛应用，录音行业也飞速般的从“模拟〞到“数字〞进行了一次质的飞跃，这使录音技术喝艺术前进了一大步，虽然数字设备还存在着这样或那样的缺陷，但它的快捷，方便，简单等等许多的优点已呗太多的录音行业所接受和采用了，人们不仅能高保真的记录和重放自然界中的声音，还能创造出在自然界中不存在的奇妙音响。可以说数字时代已经成为了历史的一个必然，并且还将继续不断的完善和开展下去。那么有人会问究竟什么是录音？简单的说，录音就是将自然界存在的和人们为了某种需要创造的音响记录下来。如果说音响包括音乐声和效果声的话，那么录音就是调动一切录音技术技巧，将以音乐，语言和效果为内容的音响转换成电子信号〔现代数字录音还要将电子信号转换成数字信号〕，并记录在响应的媒体上，录音的形式应包括现场录音，录音棚录音和利用多媒体手段的计算机音乐制作等。而通常称为“大制作〞的录音形式通常就是涉及到大乐队的，并且参与录音的演员数量大的录音情况。例如：管弦乐团，大型室外演出现场等，并且需要大量的录音工作人员和大型的场地。相反“小制作〞多用于一般流行音乐的录音方面，参与录音的人员也不是很多，而且也只用到小型乐队，甚至也可直接使用一些音源来编配乐曲等。而且从一部音像制品成品来讲，其中录音工作也有其严格的职责分配，如词曲作者提供歌和歌词，编曲人给歌曲编配配乐，录音师的职责是拾取音源到后期的缩混，监制人在录音的过程种监督并使音乐到达其最大的艺术状态，制作人的职责就是负责从联系适合歌手演唱或表演的歌曲，联系编曲和录音棚录音，直到最后的成品出版，每一步都是在如此的严谨中进行。谈到录音就不得不说录音系统的组成。通常把录音分为五大系统；拾音系统，调音系统，记录系统，监听系统和对讲系统，缺一不可。拾音系统就是传声器拾音或直接使用音源输入，音源包括DVD，VCD，CD，MD，DAT和软，硬件音源。调音系统包括调音台〔数字/模拟/模拟数控〕和周边系统，周边系统有压限器，均衡器，效果器，鼓励器，消兹器，反响抑制器等等。记录系统分为磁带录音机〔模拟〕，硬盘录音机〔数字〕，数码光盘录音机〔数字〕等不同的记录方式。监听系统分为监听音箱，监听耳机；监听音箱又分为远场监听和近场监听，并且环绕立体声开展到今天又出现了5.1环绕监听，7.1环绕监听。这些是为了使音响制品在不同的重放系统中都具有其正确的声像，和其音质特色。而对讲系统在录音过程中起着非常重要的作用，它是为录音师和歌手，演员在录音中交流而使用的，因为通常录音师和演员都是处于两个不同的声场内的。我们这里只是简单的介绍了一些录音的设备，具体的分类和应用我们会在其相应的章节中讨论。

总之，录音技术使转瞬即逝的声音“永存〞，给人们带来音响美的享受。其中录音师功不可没。录音大师需要对千变万化声音的深刻理解，需要对形式多样音乐风格的准确把握，需要对复杂录音设备的熟练驾驭，更需要建立一整套正确的录音理念。因此本书会从声学根底，传声器的分类及其应用，调音台及其周边等章节对录音处学者进行一一讲解。录音手册-第一章声学根底(1,2节)声音的形成及其传播

1.什么是声音

根据人对信号的感知，人耳听觉系统所能感受到的信号就是声音。

声音是由物体振动产生的，但是人耳并不是所有的声音或者说所有的频率都能听的见，通常人耳能感知到的频率范围为10Hz20KHz。

首先，声音有它自己的形成方式，它的过程是先要对物体产生一个策划力，物体开始振动产生声波，再通过某种媒质传递到人的耳膜，最后送到大脑产生相应的感知。

上图就是声音形成的条件。总结一下；

〔1〕物体的振动

〔2〕弹性媒质的传播

〔3〕耳膜〔鼓膜〕的相应振动

〔4〕大脑的感知

2.声音的传播方式

在媒质中，声音是以波的形式进行传递的，但声波在媒质传播时，媒质的质点并不随声波前进，它只在原地振动，传递出去的只是质点振动的状态。就象把以块石头投入水中，水波向外传递，但原位置的水只是在原地上下波动一样。这里应该提到的是声波在真空中不能传递的，我们平时在电影中看到的太空飞船在外太空中飞行的时候所产生的轰隆声是不存在的。

波形传递的方式可以分为横波和纵波。

横波：物质振动的方向与波振动的方向相垂直的波。如绳子的波动就为横波。

纵波：物质振动的方向与波振动的方向相同的波。我们听到的声波就是纵波。

波形的振动系统

人耳在大自然中听到的声波并不是像我们在物理中学到那种简单的正弦波，大自然中的声音是由许许多多的简单波组成的一种复合波，简单波除了我们说到的正弦波以外还有方型波，三角波，锯齿波等。

人耳对不同强度、不同频率声音的听觉范围称为声域。在人耳的声域范围内，声音听觉心理的主观感受主要有响度、音高、音色等特征和掩蔽效应、高频定位等特性。其中响度、音高、音色可以在主观上用来描述具有振幅、频率和相位三个物理量的任何复杂的声音，故又称为声音“三要素〞；而在多种音源场合，人耳掩蔽效应等特性更重要，它是声学的根底。下面简单介绍一下以上问题。

1.振幅

物体或物理量运动时离开平衡位置的最大距离称为“振幅〞

单位是“m〞米，用“A〞来表示〔Amplitude)

，因此声音能量的强弱程度，主要取决于声波振幅的大小。而它在人耳听觉中影响的是响度的大小。

2.周期

振动物体从开始位置起，回复到初始位置，即往复振动完成一次。也就是说，从任何时刻开始，经过了一个周期，振动有完全相同的状态。它的单位是“s〞秒，用“T〞(period)来表示。

3.频率

一秒内完成全振动的次数叫做频率，单位是“Hz〞用“F〞来表示。而它在人耳听觉中影响到音高，也就是说频率越高音高也就越高，反之。在国际上把440Hz定为标准音“A〞。

通过上图可以看出周期和频率存在反比的关系，用数学公式表示为F=1/T。

下列图为音高与频率的关系。

4.相位

相位是说明其声波在周期运动中，各个时刻振动所处的状态，通常用圆周的度数来衡量。单位是“度〞用“Φ〞相位〔Phase)或相位角(Phase

Angle)来表示。

5.波长与声速

振动要传播，才能成为波。因此，波比振动要更为复杂些，有四个要素，除了振动的三个要素即上面讲过的振幅，相位，频率外，还有一个波的传播速度，也就是波长。

波在振动一个周期内传播的距离叫做波长。也可以这样解释；声音在传播途径上，相位相同的两个不相邻点之间的距离。单位是“m〞米，用“λ〞来表示。

声速是声波在媒质中每秒钟传播的距离叫做声波传播的速度。单位是“m/s〞米每秒，用“C"来表示，有时候也用波速“υ〞来表示〔v在这里是波的传播速度，与振动质点的运动是两码事，不要混淆〕。另外需要注意的的是声速的大小与振动无关，而与媒质的材质，密度和温度有关。

例如：

水中

1450

m/s

木材

3320

m/s

钢

4900m/s

酒精

1230m/s

玻璃

5560m/s

铝

5160m/s

如室内温度为14℃

～

15℃，那么为340m/s。所以在不作精确要求时，我们常把空气中的声速以340m/s来计算。

声速〔C〕=波长〔λ〕

×

频率〔F〕

根据周期的计算公式又可推导为；

声速〔C〕=波长〔λ〕/

周期〔T〕录音手册-第一章声学根底(3,4节)第三节

波形的根本特性

1.相位干预

在声波的传播过程中，两个频率相同但是相位不同的波相互叠加的时候会出现什么现象那？

通过图a，b，c我们可以看出当波(蓝〕和波〔红〕两个相位相反的波相互叠加的时候声波都被抵消了，但是波长和频率没有变，也就是说振幅为0。

相反，波〔蓝〕和波〔红〕两个相位相同的波相互叠加的时候振幅为原来的两倍，波长和频率也没有变。因此我们可得出一个结论，当两个相同的波形但相位完全相反的波形叠加的时候振幅为0，人耳响度也为0；当两个相同的波形但相位相同的波形叠加的时候振幅为原来的两倍，人耳听到的响度增加。

2.振动的叠加或合成

前面我们分析过了频率相同时声波叠加的相位特性，下面我们来分析当频率不同的时候声波叠加时会产生的现象。

上图a两个波的振动频率分别为20Hz和18Hz，当两个波进行叠加时，同相的局部增强，反相的局部减弱甚至抵消,结果形成图b所示波形，可以看出合成波形的包络是一个2Hz的“拍〞，从听觉上能够感觉出每秒出现两次的强弱变化。

第四节

声音传播的根本特性

1.我们讨论的振动系统往往都是在理想状态下的，而实际环境中的振动系统往往都是逐渐停止的，其原因就是在振动系统的振动过程中能量会不断的消耗，转化为热能或其他能量，从而导致振动的停止。那么声音的船见都是于那些因素有关那？

声音转播衰减的因素分为5项；

⑴.吸声材料和吸声结构的吸声系数

吸声材料和吸声结构的种类很多，并且同一中材料和结构对于不同频率的声波有不同的吸声系数。因此依其吸声机理可分为三大类，既多空吸声材料，共振型吸声结构和兼有两者特点的符合吸声结构，如矿棉板结构等。

一些常用建筑材料的吸收系数〔对500赫兹频率纯音〕

材

料

吸收系数

材

料

吸收系数

声学砖

0.50

三合板(6毫米)

0.17

未上釉砖

0.03

石灰,水泥

0.05

水泥面上的厚地毯

0.11

普通的窗玻璃

0.18

天鹅绒(0.034千克/米2)

0.49

水泥地面上的拼花木地板

0.07

根据材料的外观和构造特征，吸声材料大致可分为下列图中所列几类。材料外观和结构特征与吸声机理有密切的联系，同类材料的结构具有大致相似的吸声特性。

⑵.距离

⑶.频率

前面我们已经讲过高频的波长短，低频的波长长。因此低频传播的距离比高频远一些，并且低频的穿透力也相应强一些。

⑷.声能的转换情况

声波在传播的过程中会遇到某些物质，并与之摩擦将声能转化为热能。也可以理解为质点之间相互摩擦将力能转换为热能并消耗掉。

⑸.空气对声波的吸收

空气有干湿度和热冷度，可是很不幸，在这四项里其中的任何一项的改变都会直接对声波的传播产生影响。而且也是不同频率有其不同的吸声系数。

我们只给出一个简单的空气相对湿度的空气衰减系数表。

相对湿度

倍频程中心频率

500

1K

2K

4K

50%

0.0024

0.0042

0.0089

0.0262

60%

0.0025

0.0044

0.0085

0.0234

70%

0.0025

0.0045

0.0081

0.0208

80%

0.0025

0.0046

0.0082

0.0194

总之，当声音投射到一个固体障碍物上时，大局部声能将被障碍物外表反射；一小局部被障碍物吸收并最终转化为热能；另一小局部将穿透这个障碍物。这三局部的相对份额要视障碍物外表光滑程度、障碍物材料的比重和障碍物的形状及厚度等因素而定。光滑坚硬外表的声能反射系数比较大，一般在90%以上，而减少声波反射的最常用方法是增加声能的吸收和透射。这里存在两种物理机制：共振吸声和多孔吸声，一些柔软多孔的外表，吸收性能较好。这是由于，在柔软多孔介质中，声波的空气振动比较容易转化为介质的振动并通过摩擦转达化为热能耗散掉。

2.声音的反射和吸收

反射原那么：当声波遇到平面墙的时候，反射声波和垂直于墙壁面法线所形成的角度与入射声波和法线所形成的角度相等。

其入射线与反射线在反射面法线的两侧，而且入射线，反射线反射面的法线在同一个平面内，入射角等于反射角。这就是反射的定律，如下图，入射角为入射线与反射面法线之间的夹角∠1，反射角为反射线与反射面法线之间的夹角∠2，根据反射原那么，有∠1

=

∠2。但此原那么通常是指频率高波长短的情况。

反射系数

K=反射声If

/

入射声Iin

当If

=0

时

为全吸收〔这种房间称为“消声室〞〕

当Iin=If

时

为全反射〔在自然界中不可能出现这种情况〕

我们在根据能量守衡定律，设单位时间内入射到物体上的总和声能Eo，反射声能Er，物体吸收的声能Ea，透过物体的声能为Et得到一个公式；

Eo=Et+Ea+Er

当然所有的反射面都不能是墙面的，在凹面和凸面上声波会出现声聚焦和声扩散。如果正确使用会化弊为利的。

3.隔音

隔音是把声波的传媒阻断，或利用阻声结构把声音阻隔开来，其目的是为了防止声干扰，声干预和相互串音。

4.声音的折射，衍射，散射

折射原那么：当声波从声速大的媒质折射到声速消的媒质时声波的传播方向分界面的法线，反之声波从声速的媒质折射入声速大的媒质时声波的传播方向将折离法线。

⑴.障碍物大于波长的时候

d

＞λ

障碍物后边会形成一片声影区，但低频波长大继续传播。

⑵.障碍物小于波长的时候

d

＜λ

声波越过障碍物继续传播

⑶.孔洞

当孔洞大的时候波会越过孔洞。

当孔洞小的时候波会在孔洞的后边从新开始传播，

但波不是越过小孔，这时可以看作小孔为新的声源。

从上面两个图可以看出孔洞d越大,那么波的越多的局部继续向前传播

⑷.大障碍物

当声波遇到障碍物的尺寸很大的时候，声波将向四面八方扩散，但反射到入射方向的局部较多，而在入射方向的背后，产生声影区。录音手册-第一章声学根底(5,6节)传播的时间特性

在室内声场下传播的时间特性分三局部；

直达声

近似反射声

混响声

1.直达声

当声源发声后，声源的辐射波未经任何反射直接传播到某以位置的声波叫做直达声。这时声能密度，也即声强，大致与距离平方成反比，由于听众的眼睛根本上处在声源到他耳朵的联线上，因此可以说，但凡看得见声源的听众也能听到发自该声源的直接声，反之也是。有的音乐厅楼厅的某些座位，听众靠在座位上就看不见舞台的声源，这样就不能听到直接声，越靠近舞台，直接声越大，越远离舞台，直接声越小。

特点：时间最短，“路程〞〔距离〕短

声音最清晰，最接近原始声

作用：直达声句定声源的方向

哈斯效应：在室内所有声能的总和，可能要弊直达声大许多倍，但我们可以判断出声源的方位，这符合哈斯效应的优先效应。一个声场有两个声源〔这两个声源发出的声音是同一音频信号〕，当这两个声音传入人耳的时间差在50毫秒以内时，人耳不能明显区分出两个声源的方位，人耳的听觉感觉是；那一个声源的声音首先传入人耳，那么人的听觉感觉就是全部的声音都来自于这个方位。

2.早期反射声

一般直达声过后，经一次，二次等早次的反射就到达听音区的反射声为早期反射声，也称近似反射声。

作用：加强直达声

展宽声源

决定声场大小

3.混响声

除了早期以外的所有反射声的总和就是混响声。也就是在50毫秒以外的反射声。

特点：是声音停止后依然持续的，密度越来越大的，声能越来越小的回声组合。

我们图示说明一下；

4.混响时间

在室内音质设计中，常用混响时间作为控制混响过程长短的定量指标。混响时间是当室内声场到达稳态，声源停止发声后，声压下降或衰减60dB(分贝〕所用的时间。记作T60或RT，单位是“s〞秒

上世纪末到本世纪初，赛宾〔W.C.Sabine〕首先建立其混响时间与房间容积和室内总吸声量的定量关系，既：

T60=0.161V/Sā

式中

V

=房间容积

m3

S

=室内总面积

m2

ā=室内平均吸声系数

赛宾公式具有非常重要的意义。但是，在实际使用中，如果总吸声量超过一定的范围，那么计算结果与实际情况的误差较大。据研究，赛宾公式适用于室内平均吸声系数

?＜0.2

的情况。

在赛宾公式的根底上，又有人进行了大量的研究，作出了某些修正，其中包括在工程界普遍应用的伊林〔Eyring〕公式：

T60=0.161V/-SIn〔

1

-

ā〕

式中各符号的意义同上。

上式仅考虑了室内外表的吸声。但实际上，当房间较大时，空气对频率较高的声音〔2kHz以上〕也有较大的吸收。这种吸收主要取决于空气的相对湿度和温度的影响。当计算中需要考虑空气吸声时，上面的伊林公式可修正为：

T60=0.161V/-SIn〔

1

-

ā〕+

4mV

式中

4m为空气衰减系数。

上式是在赛宾公式的根底上加以修正而得出的。特别是当室内吸声量较大时〔?＞0.2〕，计算结果更加接近于实际值。

需要注意的是，语言要求混响时间较短，音乐要求较长，均匀的混响增加音乐的融合度，饱满度，并增加其响度，以及音乐的圆润度，立体感，但过多会影响其清晰度，室内混响的长短与房间外表的硬度，房间大小和房间结构有关，并且还与频率有着密切的关系。

声场

混响时间

声场

混响时间

一般居室

0.6s

音乐厅

1s-2s

小播音室

0.4s

音乐录音棚〔吸声分轨录音棚〕

0.6s

轻音乐录音棚

0.8s

音乐录音棚〔自然混响同期录音棚〕

1.4s-1.6s

第六节

声音大小的度量

声压由于声波作用而产生的压强叫“声压〞。声波在传播过程中，空气中任一点附近质点由于声波作用，时而疏松，时而紧密，因而压强也相应地忽强、忽弱变化。当空气中有声波传播时该点的压强与没有声音到达时的压强之差叫做该点的声压。声压的单位是帕斯卡，简称帕，记做“P〞。人耳能听到的最低限为0.0002μbar(1Pa=10μbar),这个低限称做人耳的“可听阈〞，人耳能听到的最高限为200μbar，这一限度为“痛阈〞〔人正常说话声压为0.2-0.3μbar〕.压的大小和传声介质中质点在声波作用下振动速度、介质的密度以及声波的传播速度有关。如用ρ表示空气密度，μ表示声速，v是空气质点的振动速度，那么声压P为

P=pμv

树叶被微风吹动的响声声压约为0.01帕；在房中大声说话的声压约为0.1帕。

声功率[/b]声源在单位时间内，向外辐射的声能量叫做声功率。记做“W〞

单位是W〔瓦〕

人低声说话为0.001

w

喷气飞机

10000Μw

[/b]

声强声波传播的能流密度。即在单位时间内通过垂直于传播方向上单位面积的声音能量。由于声音的强弱与声源的振幅有关。假设声源的振幅大，单位时间内传出去的能量就大，因而声波也就较强。声源在某点发出的声波，向外传播，在距波源r处的声强为

式中E是声源每秒钟发出的能量，声强I的单位是瓦/米2。声强与声音传播的距离有关，跟响度有关，但响度随声强的增加并不呈线性关系，两者是有区别的。声强是客观存在事实，它是声音强弱的物理量，不受人耳功能的影响。但响度却与人的感觉有关，当声波引起耳膜振动时又因人而异，对同一声强的声波反映不同，耳感灵敏者觉得响度大，而耳感差的就觉得响度小。对不同频率的声波，耳感亦不相同。凡能引起正常听觉的声波，对声强有一定范围的要求，对于每个给定的频率，要引起听觉，其声强也有两个极值。假设根据正常听觉的实验结果，以频率为横坐标，以声强为纵坐标，将各种频率的声强上下限坐标连起来，低于下限的声强，不能引起听觉。凡超过上限的声强，使人耳有痛感。故上限曲线叫痛觉阈，下限曲线叫可闻阈，两曲线间的区域即为听觉范围。因此凡能引起人的听觉的声波，除对频率要求在20～20000赫兹外，还要求声强范围在10-12瓦/米2～1瓦/米2。由此可见声强变化范围是很大的。

声强级声强的量度。声场中某一点的声强是指在单位时间内，声波通过垂直于声波传播方向单位面积的声能量。声强I与标准声强I0之比的对数称作声强I的“声强级〞，用L表示，即

单位为贝尔，用Bel表示，这个单位在实用上太大，故常用贝尔的1/10，即分贝〔用dB表示〕作为单位，所以声强级的表示式为

I0为声强的参考标准，国际上选定I0=10-12W/m2，即可闻阈的声强值。对于1000Hz的声音，人耳能听到的下限声压是2×10-4μbar.

使人感到疼痛的上限声压为2×102μbar〔相应的声强为1W/m2

〕最轻声就是0。通常在谈话时的声强级为60～70dB。

人耳刚能听到的那一点

0B

两人对话

74dB

高级播音室安静时大概是

14dB

歌厅

120dB

普通办公室

54dB

大喷气飞机

154dB人耳的听觉特性录音手册-第二章第一节

人耳的构造及功能

1．人耳的构造

外耳：耳廓

外耳道

中耳:鼓膜

听小骨

内耳:半规管

耳蜗

耳廓：也叫耳壳，耳廓起收集和向外耳道反射声音的作用。

外耳道：直径约0.5厘米，长约2.5厘米的一端与鼓膜封闭的圆形轨道,他的作用是将声音传导道鼓膜,是声音进入骨室的通道。

鼓膜：鼓膜的面积约为0.8平方厘米，厚度约为0.1毫米，是一个浅锥型的软膜。

听小骨：它是由锤骨

砧骨

镫骨三块小骨组成。三块听小骨成杠杆式连接，最后一块镫骨与卵型窗相邻。

半规管：保持人体平衡〔人耳内唯一一个与听力无关的器官〕

耳蜗：耳蜗呈螺旋型，形状象蜗牛，是一骨质腔体，内部充满淋巴液。耳蜗沿其长度分为两局部，分别称为前庭阶和鼓阶，在基底膜上分布有大量毛细胞，每根毛细胞上都连有末梢神经。

2．人耳的功能

1.外耳道：外耳形状的不对称性有聚集声能的作用，并有一定的定向作用，外耳道的自然谐振频率约为3400Hz，由于外耳道的共鸣，以及人头对声音产生的反射和衍射，使得人耳对2~4kHz的声音感觉约可提高15~20dB。所以缺少耳廓的人，高频听力差。

2.中耳：咽骨管有平衡中耳和外耳的气压作用，以保证鼓膜的正常震动。鼓膜将声能转换为机械能。

鼓膜的面积比卵型窗的面积约大24~36倍，大面积的力作用在小面积上，从耳加大了卵型窗的作用力，三块听小骨的杠杆作用，也对声能转换为机械能起到一定的放大作用，另外听小骨具有一些非线性，使人们对一个频率的声音能产生出它的谐音感觉。当遇到瞬时超大的声压时，听小骨会自动脱位，切断声音的通道，从而到达保护内耳的作用。

3.内耳：内耳最重要的局部是耳蜗，耳蜗其实就是一个“选频器〞，高频声音鼓励靠近卵型窗的末梢；中频声音鼓励中部的神经末梢；末端的神经末梢那么被低频声鼓励，而当声音鼓励卵型窗的某一局部时，相应的神经末梢就会发送信号到大脑。值得一提的是用人而区分声音的音调，只需听到震动的几个周期就能分辨得一清二楚。在听觉范围内人耳能认定和区分大约1500种不同的音调。

人耳听声的详细过程如下：声音通过耳廓和外耳道到达鼓膜，使鼓膜产生相应的振动。鼓膜的振动经类似杠杆系统的三个听小骨放大后，传到耳蜗的卵型窗，并传递给耳蜗内的淋巴液，最后发送信号给大脑。

耳壳效应：耳壳的凹凸不平，造成了直接声和反射声进入外耳道的时间差和相位差，大脑的听觉区可对此微小的差异做出方位上的判断，这就使耳壳效应。

第二节

人耳的听觉特性

1.听觉和分贝

由于人的生理特点，人们对声音大小的感觉与音响系统的对声功率的大小感觉成对数关系，既人耳听觉的对数特性，人耳的听觉感觉与声功率的变化是一种比率，比率相同感觉才相同。

功率比

分贝数

功率比

分贝数

功率比

分贝数

1.26

1

dB

4

6

dB

31.6

15

dB

1.41

1.5

dB

5

7

dB

100

20

dB

1.58

2

dB

6.3

8

dB

103

30

dB

2

3

dB

7.9

9

dB

104

40

dB

2.5

4

dB

7.9

9

dB

105

50

dB

3.16

5

dB

10

10

dB

106

60

dB

1dB是正常人能分辨的最小声压级

当分贝数为3

dB时，人耳听觉感觉为原声音响度的1倍，到10

dB时为原声音响度的2倍，20

dB时为原响度的4倍，30

dB时为原响度的8倍，40

dB时为原响度的16倍，50

dB时为原响度的32倍，60

dB时为原响度的64倍。

2.声音的三要素

声音是一种物理现象，人耳听到声音后对声音的感觉却是一种心理现象，首先应弄清楚人耳的主观感受与声音的物理量之间的关系，通常将人耳对声音的三种主观感受既响度

音调和音色称为声音的三要素。可以认为，响度主要与声音的振动幅度有关；音调主要与声音的振动频率有关；音色主要与声音的振动频率有关。

响度[/b]：人耳对声音强弱的感觉称为响度。响度的单位是“宋〞，记做“sone〞，以1kHz的纯音，声压级为40dB时的响度为1度。

1kHz的声音以分贝表示的声压级，定义为响度级，单位是“方〞，记做“phon〞。即响度级40方对应的响度为1宋。

2宋=48方

0.5宋=32方

人耳对声音响度的感觉与声压级和频率有关，将人耳在听到不同频率纯音〔正旋波〕时，对所有具有相同音量感的声压用一条曲线表示后所得到的曲线图，称为等响曲线。

图中每条曲线上所代表的与声压级，频率相对应的声音，人耳听来都时同样响的，也可理解为对于不同频率的声音，人耳听到同样响度时所需的声压级不同。例如1kHz

，9dB的声音为基准，人耳听到与它等响的100Hz声音所需声压级为47dB。

0方以下的声音，人耳是听不见的，所以0方曲线可称为听阈；120方以上的声音会使人感到疼痛，所以120方曲线可称为痛阈

分析等响曲线可得出以下结论

1.人耳对不同频率声音的灵敏度不同，在1

kHz到5

kHz频率范围内，人耳的听觉灵敏度最高，最敏感的是3

kHz左右〔这是由外耳道的共鸣引起的〕。

2.在1

kHz以下5

kHz以上，人耳听觉灵敏度下降很多，尤其在低频端，想要使其到达等响程度，必须在两端〔高频和低频〕，尤其是在低频端加大声功率。

3.响度越高，曲线越趋于平滑，即响度越小受频率影响越大，在80方时根本平直。

根基上述分析可知，当改变重放音量时，各个频率的声音的响度级也将改变，所以人们会感到声音的音色由变化。即使是一个高级的放音装置，在低声级放音时，也会感到放音频带变窄，声音薄弱；相反，即使时一个低级的放音装置，在提高放音音量时，也会感到放音音量展宽，声音较饱满。为了减小等响曲线的影响，可以在放置放大器局部安装响度控制器，使在低声级放音时，能根据等响曲线自动地将低声频段和高声频段声音的声级进行反校正，将它们相应提高。

音色[/b]：音色是听觉上区别具有同样响度和音调的两个声音的主观感觉，也称为音品。音色主要是由声音的频谱结构决定，即由声音的基频和谐波的数目以及它们的相互关系来决定。

由于各种发生体的材料和形状结构不同，发声机理也不尽相同，即使它们发出相同的音调相同的响度的声音，在基频相同的情况下，谐波的成分和幅度也会由所区别，人耳听到的主观感受便是音色不同。

另外，音色还与发声体振动的起振，稳定和衰减的时间过程有关。

起振阶段〔也称为建立阶段〕指在激发弦或空气柱使振动开始的瞬间，即开始振动而振幅还不大，并且还不稳定的那段时间。例如铜管乐器激发的时间一般为40ms左右，强激发时最长为80

ms，但在弱激发时最长可达180

ms。

稳态阶段是乐音过了起振阶段以后，振幅增至最大并保持恒定不变的阶段。例如弦乐器中的提琴，二胡，管乐器的长笛，小号等有稳态阶段，而板鼓，梆子等打击乐器那么根本上没有稳态阶段。

衰减阶段是振幅开始减小直到完全停止振动的阶段。有的乐器衰减阶段很短，有的却很长。例如扬琴，竖琴的衰减时间就很长，可达1~2s以上。一般乐器的衰减时间，高音较短，底音较长。

下列图为风琴和钢琴的时间过程图

风琴的时间过程是：起振较缓慢，在短时间保持一定的稳态声级，然后较缓地衰减。

钢琴的时间过程是：起振较快，然后逐步衰减。

音调[/b]：人耳对声音上下的感觉称为音调。音调主要与声音的基音频率有关，基音频率高那么音调高，基音频率低那么音调低，但不成正比，而是一种对数关系。十二平均律等程音阶是将一个倍频程的频带按照频率的对数关系划分成十二个等份而构成的，相隔一个倍频称的两个音成为八度。例如钢琴调音时，低音区要向下调，高音区要上调，最大会差几音分之多。这样，听起来才有正确的音阶感。要不然，如果完全按八度同音音程定弦，钢琴的低音键听起来就偏高，高音键听起来就偏低。

音调的单位是“美〞〔Mel〕。频率为1000Hz的纯音音高在听阈上40dB为1000美。

另外影响音调的因素还有声音的声压级和声音的持续时间等。例如，即使是物理上相同频率的声音，如果改变音量，音调的上下感觉也会有微小的变化。这种音量变化对音调感觉的影响，纯音比由许多纯音合成后的复音更为显著。特别是当低频声减小音量时，会感到音调升高；增大音量时，会感到音调变低。高频声正相反，减小音量时，会感到音调降低；增大音量时，会感到音调变高。因此，在小音量情况下，必须将低频声的音调调低一些，而将高频声的音调调高一些才能得到应有的音调。

倍频程[/b]：音阶中频率比为2

：1的频率间隔的声程，在电声学中被称为倍频程，通常用“oct〞表示，而在音乐学中被称为8度。

3.人耳听觉的几个效应

掩蔽效应：[/b]在寂静的环境里，人耳能分辨出轻微的声音，但在嘈杂的环境中，轻微的声音完全被淹没掉了。要想听到原来轻微的声音，就必须使它增强才行。这种由于第一个声音的存在而使第二个声音提高听阈的现象，称为掩蔽效应。

当声级较低时，窄带噪声的掩蔽只限于中心频率附近较窄的范围，声级越高掩蔽区也越宽，并且高与中心频率的声音掩蔽作用大。从频率角度来看低频声容易掩蔽高频声。

当掩蔽声作用在被掩蔽声之前时，称为前掩蔽；掩蔽声作用在被掩蔽声之后时，称为后掩蔽。总称为非同时掩蔽。

〔1〕.掩蔽声在时间上越接近掩蔽声，掩蔽效应越大。掩蔽现象常发生在掩蔽声声级在40dB以上时。

〔2〕.掩蔽声与被掩蔽声在时间上距离很近时，后掩蔽作用大于前掩蔽作用。

〔3〕.掩蔽声强度增加时，掩蔽量并不成正比例增大。例如，掩蔽声增加10dB，掩蔽量只增加3dB，这点与同时掩蔽不同。

鸡尾酒会效应：[/b]掩蔽效应时一种生理现象，相对来说鸡尾酒会效应那么时心理引起的一种现象。人们具有从许多声音中选择听到自己要听声音的能力。在许多人聚会的鸡尾酒会中，可以对特定人的讲话听的最清楚，这种效应称为鸡尾酒会效应。可以认为这种效应是根据讲话内容，声源的指向性和音色等要素，从嘈杂环境中听到自己需要的声音的一种能力。但传声器拾音时，不具备人的这种心理选择，而只能客观地拾取由其指向性，灵敏度，拾音方式。因此在实际录音时，不应被声源的内容所吸引，而应注意客观存在的物理声音，这样才能更好地把握具体的拾音方式。

多普勒效应：[/b]当波源与波的接收者之间以一定速度作相对运动时，接收者所接收到的频率〔或波长〕就会改变，这就是多普勒效应。

当波源与接收者之间做相向运动即相互靠近时，接收者接收到的频率就会升高；当波源与接收者之间做反向运动即相互远离时，接收者接收到的频率就会变低。例如，听疾驶而来的火车鸣笛声，先是升高，然而当火车掠身而过再向后驶去时，笛声又突然降低。夏天，树上有蝉鸣，你把扇子面对着蝉摇动，并把耳朵贴在旁边，那么在耳畔可以听到随着你摇扇的节律出现音调上下的变化。这也是多普勒效应。

双耳效应：[/b]用两只耳朵听声在效果方面有许多不同，这种不同称为双耳效应。

例如用双耳可听到比用单耳听到的更小的声音。根据测量，可知双耳听到比单耳时低3dB的声音，随着声音声压级的增大，到达35dB以上时，这一差值可达6dB。但对噪声来说，上述关系不成立。当噪声较大时，上述差值会减小，噪声声压级大到一定程度时，双耳的听阈反而会上升，单耳的灵敏度反倒较好，这种现象称为耳间的抑制效应。

双耳效应中最明显的是对声音的定位，也就是双耳可正确确实定声源的方位，这是由于到达两耳的声音存在声级差，时间差和相位差所致。录音手册-第二章传声器传声器〔Microphone〕,俗称花筒，或者按照音译为麦克风。传声器是将声音信号转换为电信号的电声换能器件，转换的过程是：以声波形式表现的声信号被传声器接收后，使换能机构产生机械振动，并由换能机构将机械振动转换成为电信号输出。输出的电信号波形〔包含频率，相对振幅和泛音等〕应与声信号相似。

传声器的符号用下列图表示，左边的直线表示接收声波的装置，右边的圆形表示换能机构。

传声器，扬声器，耳机等被称为电声换能器件〔前者为声—电换能器件，后者为电—声换能器件〕。电声换能器件在整个录音系统中，总音质角度将，是重要的环节，尤其传声器，它是整个录音系统的第一个环节。因此，传声器质量的好坏，使用方法是否得当，直接影响录音节目的声音质量。假设在这一环节产生问题，往往在以后的环节中很难，甚至无法弥补。可见，传声器在录音系统中的重要作用。

有录音业开展至今，世界各地的录音师通过实际工作，累积超过半世纪的顶级换能器的经验，推荐出了许许多多经典的专业传声器，有一些被沿用至今，甚至仍然是无法替代的拾音利器。

例如：

NEUMANN

U87

U87自1967年以来就一直是录音工业的标准，在专业的录音棚话筒中，它以温暖的音质和良好的平衡特性而闻名。它适用范围非常广，它根本上可满足录音棚、电影、电视等领域的各种录音需求。它可以作为管弦乐乐队录音的主话筒，还可以作为定点话筒对单独乐器进行录音。在各种音乐风格和语音环境中，U87AI进行人声录制也表现得非常出色。

AKG

C12VR

经过世界各地屡次考验，C12VR在九十年代领先地位已被确立，C12独特的音质是工程师和演艺人员们数十年来一直推崇的，它的“更开阔〞、“更细腻〞、“温柔似流水〞、“更清晰〞、“更圆润〞。事实上，C12的音质是工匠们的杰作。每个震膜的组装、绷紧和悬挂都是用手工完成的。

AKG

C414ULS

在进行话筒的比较测试时，C414

B-ULS总是作为参考标准，它也是目前在世界使用最广泛的话筒之一。使用C414

B-ULS可以对人声、大钢琴、打击乐以及其它一些具有复杂波形的声音进行拾音。

但是，只有高质量的传声器是远远不够的，如何正确使用传声器是更重要的。正确使用传声器应包括：指定可行的拾音方案；正确选择传声器的类型和型号；合理的传声器布局；处理好传声器与声源，传声器之间的关系等。有人说传声器是录音师的画笔，可见传声器的重要性。为了录制出高质量的录音作品，从传声器使用者的角度，较深刻地理解传声器业是十分必要的。传声器的分类(1)录音手册-第二章传声器的分类[b][/b]

传声器的分类方法。[b][/b]

1.按照传声器的换能原理分类，其中包括：[b][/b]

电动式传声器[b][/b]

电动式传声器应用了电磁感应原理来完成声电转换。当一个闭合的导电金属做切割磁力线运动时，在此金属中会产生有特定大小和方向的电流。由于电动式传声器的输出电压与振动速度成正比例，因而又较振速式传声器。电动式传声器又有三种类型：动圈传声器；铝带传声器；压力区式传声器。[b][/b]

动圈传声器(dynamic

microphone)[/b]

动圈传声器，通常由一个约0.35密耳厚的聚酯薄膜来充当传声器的振膜.薄膜上京戏地附着一个绕有导线的芯,叫音圈,它精确地悬挂在高强度磁场中.当声波冲击薄膜的外表时,附着的音圈随声波的频率和振幅成正比例移动,使音圈切割永久磁铁提供的磁力线.这样,在音圈导线中就产生了有着特定大小和方向和模拟电信号.

动圈传声器的阻抗较低,一般在30～50Ω之间,就是说，可以使用很长的产生器线而不会由于线间电容的存在产生高频分流效应.传声器内还装有一个变压器,使音圈与放大器输入阻抗相匹配,同时也起到使信号电压升高的作用.

为了消除音圈受杂散磁场感应的交流声信号,有的传声器内设置了交流声补偿线圈.这个线圈与音圈的大小,圈数完全一样,但不放在磁系统里,也不连接振膜,因而不受声波推动,他与音圈反相串联,从而将两者感应的交流声信号互相抵消掉.

为了抗击传声器受强冲击产生的噪声,有的传声器内设置了另一个相同的磁系统,磁系统内安置了一个与音圈大小,圈数完全相同的抗冲击声线圈.这个线圈不连接振膜,因而不受声波推动.当传声器受到机械冲击时,音圈和抗冲击声线圈同时产生感应电动势.将两个线圈反相串联,两个感应电动势相互抵消掉,从而没有噪声输出.

动圈传声器的构造特点使其具有教强的抗机械冲击能力,使用起来非常牢固.

铝带传声器(ribbon

microphone

[/b]或

band

microphone)[/b]

铝带传声器,使用极薄的铝带做振膜.该振膜沿其长度方向做成均

匀波纹状,挂在强磁场中.当声波作用于铝带前后两外表时,形成声压差,铝带岁声波作相应振动,切割磁力线,在铝带上下两端间产生感应电动势,从而产生与声波的振幅和频率的电流.铝带既是声波接收器又是换能器.铝带的阻抗很低,它的只有约0.2Ω.这个阻抗太小,不能直接驱动传声器的输入级,因此必须用一个升压变压器以使输出阻抗到达可接受的150～600Ω的范围.铝带传声器瞬态复原真实,音色自然，但抗机械冲击能力较弱,在气流强劲的地方,必须对铝带严加保护,否那么强气流会将铝带吹弯,脱离原位而不能复原,因而铝带传声器大多应用于录音室录音.铝带传声器的另一个缺点是难以小型化.

过去30年,某些传声器厂家在使用铝带传声器小型化方面取得了长足的开展.例如Beyerdynamic公司设计了

BeyerdynamicM260和

BeyerdynamicM160系统.在M260系统中,使用了稀土元素磁铁来产生一个磁结构,小的足以

将其放进一个5厘米的栅网球中,它远比像RCA44

或RCA77等传统的带式传声器小的多.另外,在带上还

有两个附加的爆破音过滤器,与栅网球一起大大减小了铝带潜在的爆破音和风吹损害,使得铝带传声器能适应户外和手持使用.

近期带式技术的另一个突破是印制型带式传声器的开展,印制型带式传声器的原理与传统式传声器相同,但其振膜前面的两个环状磁铁和后面的两个环状磁铁来产生,产生的磁通,保证当薄膜移位时铝带能切割磁力线.

Beyerdynamic

M160[/u][/b]

Beyerdynamic

M260

[/u][/b]

RCA

44SM[/u][/b]

RCA

77sm[/u][/b]

压力区式传声器〔PZM〕[b][/b]

也称为界面传声器，或平板传声器〔PZM〕[b][/b]

[b]

GFM

132[/b]

[b][/b]

[b][/b]

电磁式传声器[b][/b]

也称舌簧传声器。利用磁路中振膜运动时引起的磁阻变化工作。[b][/b]

电容传声器[/b]

电容式传声器工作在静电原理上而不是像电动式传声器那样工作在电磁感应原理上,下列图为AKG公司生产的AKG

C414电容传声器的外观和内部细节.电容式传声器的头部由两块金属板组成,一块移动而另一块是固定的.两块金属板形成一个电容,其电容量取决于金属板的结构和外表积(固定值),两极板间的绝缘体或介质(固定值)及两极板间的距离(可随声压而变化).声压变化引起的电容量变化使输出电压发生改变,从而得到特定的大小和方向的电流.

由于电容式传声器的输出电压与震动幅度成正比例,因而又叫位移式传声器.根据给电容传声器的极板加极化电压的方式不同,可分为直流方式电容传声器和驻极体电容传声器.

电容传声器([/b]支流方式)(condenser

microphone)[/b]

电容传声器,是将接受声波的薄金属膜片,作为电容器的一个极板,将对着膜片的一个有圆沟的固定厚金属板作为电容膜片上时,膜片产生相应振动,改变了与固定极板之间的距离,使电容量发生变化.两极板间的距离减小时,电容量增加;距离增大时,电容量减小.

在大多数厂家的设计中,电容传声器的两个极板间,通过一个高值电阻(30～1000MΩ),加有直流极化电压(约为40～200V),一个高值电阻与金属板电容结合使用,产生的电路时间常数既电容器充放电一周所需的时间比声频的周期要长,当电容量发生变化时,电阻阻隔了电容器电荷随着变化,从而得到输出的电信号.

由于电容传声器振膜输出的信号有着极高的阻抗,所以需要通过个阻抗转换放大器来将输出阻抗将低.该放大器放置在离振膜很近(通常只有6cm或更少)的电路中,用来防止哼声等噪声的串入以及减小信号电平的损失.大多数电容传声器都使用FET(场效应晶体管)来减小阻抗,但也有使用电子管放大器的设计方式,以获得一种特殊的电子管音色,如AKG公司的C12VR带电子管放大器的电容传声器等.

电容传声器所需的极化电压通常是40～200V的直流电压,现在使用FET放大器的电容传声器,大多使用48V直流电压,该电压可以由传声器内部电池供给,也可以从外部电源如幻象供电的到.电源除了供给极化电压外,也为前置放大器提供必要的电压.由电池驱动的电容传声器,通常使用1.5～9V的低压电池电源.为了减小电容传声器在高声压输入是所产生的失真,必须使用高的极化电压,因此在传声器内部有一个DC/DC变换器将电池低电压转换成高的极化电压,也有使用40V左右的高压电池的传声器.

驻极体传声器(electret

microphone)[/b]

驻极体传声器,将高分子绝缘物如聚四氟乙烯薄膜后夹在两个电极之间,在高温条件下，对其施加很高的极化电压进行电晕放电或用电子轰击,于是薄膜的分子在正电极一端出现负电荷,在负电极一端出现正电荷.这种电荷在薄膜内部均匀分布,称为极化层.高分子材料被极化后,即使外加电压降为0,薄膜内部会继续保持不变,这种材料称为驻极体.

将该物质用语电容传声器的振膜或固定极板时,因其外表电位的存在而不需再加给极化电压,因而可以简化电路，使传声器小型化,并降低了造价,这样制造成的传声器称为驻极体电容传声器.

驻极体传声器工作原理与一般电容传声器相同,也需要在极头后紧接阻抗变换放大器,因此仍需要通过电池或外接电源给放大器供电.

晶体传声器[/b]

也称压电传声器，利用压电材料的压电效应工作。因压电材料也是一种陶瓷材料，所以也称陶瓷传声器。

炭粒传声器[/b]

用声压变化改变碳材料的电阻，从而改变输出电流的穿传声器。

激光传声器[/b]

用光纤材料制成的一种声光能器，也称光纤传声器。

离子传声器[/b]

利用等离子体和周围空气之间相互。

2.按照传声器方向特性分类，其中包括：

全方向特性传声器，也称圆形或无方向特性传声器。8字形指向特性传声器，心形指向特性传声器，锐心形指向传声器，超心形指向特性传声器，扁圆形指向特性传声器，而扁圆形指向的传声器也称“宽心形〞或“阔心形〞。笔者认为，从使用角度其更接近“全方向特性传声器〞，故称“扁圆形〞更恰当。

3.按照声驱动力形成的方式分类

压差式传声器

压强式传声器

介绍传声器分类方法的目的是为了对传声器有一个总的，比较深刻的认识。研究各种立体声拾音方式的切入点是传声器的方向特性，而决定传声器的方向特性的是传声器驱动形成的方式。

压强式传声器[/b][/b]

[/b]

[/b]

[/b]

[/b]

大多数传声器都是依靠声波引起的空气压力变化而工作的。

上图为压强式传声器结构和指向特性示意图。压强式传声器只有振膜的前面暴露在声场中，振膜后面是密封的，声波无法入射。连通孔是使外壳内部和外部的大气压强保持平衡，而对于声音快速运动的气压变化，连通孔那么呈现相当高的阻力，也就是声波无法进入。这样，声波只作用到振膜的外外表〔外外表如一个压力计，对作用其上面的所有声波都起作用。〕，无论声波来自什么方向，都会使振膜附近的空气振动，振膜得到与声压成正比的作用力。压强式传声器对声波的接受与声源的入射角度无关，具有全方向〔或称圆形、无方向〕指向特性。传声器输出灵敏度依声源入射角度而变化的关系可用图形描述，称为极坐标图〔上图的右侧图〕。压强式传声器的极坐标图接近圆形，所以，压强式传声器的指向性图形用○表示。录音手册-第二章传声器的分类(2)压差式传声器[/b][/b]

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压差式传声器也称压里梯度式传声器。如上图左图所示，压差式传声器振膜后面不封闭，振膜前后的两个外表都接受声波。由于声波到达两外表的路程不同〔声波从90°和270°入射时除外〕，所以时间也不同，因而相位也不同。就是这些不同，在振膜上产生瞬间的声压差。故称压差式传声器。很显然，从振膜前面〔0°〕和后面〔180°〕入射的声波产生最大的声压差，此时传声器具有最大的灵敏度。当声波从振膜侧面〔90°、270°〕入射时，声波到达振膜前后的距离相等，没有声程差，也就没有声压差，传声器也就没有输出，即此时灵敏度为0。压差式传声器依声源入射角度变化的规律用下述公式表示：

S=S0

cosθ

[/i]

公式1-1

式中：S表示随声波入射角度而改变的传声器灵敏度

S0表示声波0°入射时的灵敏度〔θ[/i]=

0时一般取常数1〕

θ[/i]表示声波入射角度

假设将用上述公式计算声波从0°到360°的压差式传声器输出灵敏度用极坐标表示就会得到一个类似8字形〔上图右图〕的图形。所以，压差式传声器也称8字形传声器，因其输出特性是按照余弦曲线变化的，故也称为余弦传声器。

因为在传声器振膜90°轴线上方〔上图左图〕和下方〔上图右图〕声波入射的方向相反，所以，压差式传声器指向性图形是180°反向的。声波从90°轴线上方入射为正；声波从90°