教育電聲系統(tǒng)電子教案

教育電聲系統(tǒng)電子教案2024/3/11教育電聲系統(tǒng)電子教案第一節(jié)教育電聲系統(tǒng)與電聲

教育媒體一、廣播系統(tǒng)二、節(jié)目制作系統(tǒng)三、語(yǔ)言學(xué)習(xí)系統(tǒng)（一）有線廣播（二）無(wú)線廣播教育電聲系統(tǒng)電子教案第二節(jié)教育電聲系統(tǒng)的形成與發(fā)展一、電聲技術(shù)的誕生與起步1907年二、教育電聲系統(tǒng)的沿革教育電聲系統(tǒng)電子教案

第三節(jié)教育電聲系統(tǒng)的研究對(duì)象與學(xué)習(xí)方法一、教育電聲系統(tǒng)研究的范疇

（一）電聲基礎(chǔ)理論的研究。

（二）聲電轉(zhuǎn)換、電聲信號(hào)加工處理技術(shù)與系統(tǒng)的研究。

（三）電聲教材編制的研究。

（四）電聲教學(xué)研究。

二、教育電聲系統(tǒng)課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)及學(xué)習(xí)方法教育電聲系統(tǒng)電子教案第二章第一節(jié)聲場(chǎng)與聲波一、聲場(chǎng)媒質(zhì)及其基本參量

聲音是由物體振動(dòng)所產(chǎn)生的。聲源的振動(dòng)引起周圍相鄰媒質(zhì)的振動(dòng)，以波的形式向外傳播即聲波。橫波：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)與傳播方向垂直的機(jī)械波?？v波：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)與傳播方向一致的機(jī)械波。聲波是縱波。教育電聲系統(tǒng)電子教案聲場(chǎng):存在聲波的空間稱為聲場(chǎng)。聲場(chǎng)媒質(zhì):傳播聲波的媒質(zhì)稱為聲場(chǎng)媒質(zhì)。

以空氣聲場(chǎng)媒質(zhì)為例，在無(wú)聲波傳播時(shí)，媒質(zhì)密度為ρ0，媒質(zhì)壓強(qiáng)為大氣壓強(qiáng)P0，媒質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度為v=0。當(dāng)有聲波傳播時(shí)，這三個(gè)量將隨之變化。

教育電聲系統(tǒng)電子教案（一）媒質(zhì)密度ρ

（二）聲壓p

聲波所引的附加壓強(qiáng)定義為聲壓，單位為“帕”（Pa）。

（三）質(zhì)點(diǎn)振速v

教育電聲系統(tǒng)電子教案二、平面聲波的基本性質(zhì)（一）聲波的頻率和波長(zhǎng)

x=xmcos(ωt+a)波長(zhǎng)：在波的傳播方向上，任何兩個(gè)震動(dòng)相位相同而又相鄰的媒質(zhì)質(zhì)點(diǎn)間的距離（二）聲波的傳播速度c0

c0=fλ

常溫附近、常壓下

c0(t℃)≈331.4+0.6t(m/s)

教育電聲系統(tǒng)電子教案（三）聲阻抗率與媒質(zhì)特性阻抗

Zs=p/v;p/v=ρ0c0Zs為聲阻抗率，ρ0c0為媒質(zhì)特性阻抗，單位為Rayl（瑞利）（1Rayl=1N·s/m3）

平面聲波聲阻抗率在數(shù)值上與媒質(zhì)的特性阻抗相等。

教育電聲系統(tǒng)電子教案（四）聲傳播過(guò)程中的聲壓及媒質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度v(x,t)=（1/ρ0c0）pmcos(ωt-kx)

波數(shù)：k=ω/c教育電聲系統(tǒng)電子教案平面聲波的基本性質(zhì)平面聲波傳播過(guò)程中，聲壓及媒質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度都隨時(shí)間及位置而簡(jiǎn)諧變化。v(x,t)正比于p(x,t)，兩者位相相同。教育電聲系統(tǒng)電子教案三、球面聲波的基本性質(zhì)半徑大小呈脈動(dòng)變化的球形聲源向周圍空間輻射的聲波。（一）球面聲波的波動(dòng)頻率、波長(zhǎng)及速度。

（二）球面聲波的聲壓、媒質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振速及聲阻抗率。

球面波的聲壓幅值與球心距成反比。

球面聲場(chǎng)的遠(yuǎn)區(qū)可作為平面聲場(chǎng)處理。教育電聲系統(tǒng)電子教案第二節(jié)聲場(chǎng)中的能量一、聲能量與聲能量密度

（一）聲能組成

動(dòng)能：

勢(shì)能：

教育電聲系統(tǒng)電子教案（二）聲能量密度e

聲能量密度是指聲場(chǎng)中單位體積內(nèi)的聲能量，單位：J/m3。

（三）平面聲波的聲能與聲能量密度

動(dòng)能：

勢(shì)能：

體積元聲能：

聲能量密度：

聲能量密度的平均值：教育電聲系統(tǒng)電子教案二、聲功率與聲強(qiáng)（一）聲功率

單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)垂直于聲傳播方向，面積為S的截面的平均聲能量稱為平均聲能量流或平均聲功率。

聲功率級(jí)：（dB）

Lw=10lgW/W0式中W0=10-12W，稱為參考聲功率。

教育電聲系統(tǒng)電子教案（二）聲強(qiáng)

通過(guò)垂直于聲傳播方向單位面積上的平均聲功率（或平均聲能量流）稱為平均聲能量密度或聲強(qiáng)。

聲強(qiáng)級(jí)：（dB）聲強(qiáng)與聲壓關(guān)系：教育電聲系統(tǒng)電子教案第三節(jié)聲波的傳播

一、聲波的反射與透射

（一）平面聲波垂直入射時(shí)的反射與透射

反射波聲壓與入射波聲壓之比：

透射波聲壓與入射波聲壓之比：

教育電聲系統(tǒng)電子教案（二）平面聲波垂直入射時(shí)的反射系數(shù)與透射系數(shù)反射波的聲能與入射波的聲能之比為反射系數(shù)：

透射波的聲能與入射波的聲能之比為透射系數(shù)：

教育電聲系統(tǒng)電子教案凹曲面對(duì)聲波形成集中反射，使聲能集中于某一點(diǎn)或某一區(qū)域，稱為聲聚焦。凸曲面對(duì)聲波反射，使聲能形成擴(kuò)散。教育電聲系統(tǒng)電子教案二、聲波的干涉聲波的迭加原理：聲波的干涉：駐波現(xiàn)象：指兩個(gè)頻率相同、傳播方向相反的聲波，相互疊加而產(chǎn)生的特殊干涉現(xiàn)象。在不同的傳播空間的不同點(diǎn)上，其振幅也不同。教育電聲系統(tǒng)電子教案聲波的衍射：指聲波通過(guò)某一物體的邊緣而產(chǎn)生的聲波傳播方向的改變。聲波在傳輸過(guò)程中如果碰到物體時(shí)，會(huì)產(chǎn)生反射、折射和繞射現(xiàn)象。教育電聲系統(tǒng)電子教案聲源與聽(tīng)聲人相處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，聽(tīng)聲人會(huì)感到聲源所發(fā)出的頻率有變化，這種現(xiàn)象稱為多普勒效應(yīng)。教育電聲系統(tǒng)電子教案為什么我們把頭沒(méi)入水中就聽(tīng)不到空氣中的嘈雜聲音?“只聞其聲，不見(jiàn)其人”教育電聲系統(tǒng)電子教案第三章第一節(jié)人類聽(tīng)感的

基本特征

一、響度:人耳對(duì)聲音強(qiáng)弱的主觀感覺(jué)稱為響度。

單位是sone（宋）1宋的定義為聲壓級(jí)為40dB,頻率為1000Hz,且來(lái)自聽(tīng)者正前方的平面波形的強(qiáng)度。

（一）聲壓級(jí)與聲強(qiáng)級(jí)

1、聲壓級(jí)

Prms——某點(diǎn)聲壓的有效值；Pref——零聲級(jí)的參考聲壓值。1kHz時(shí)人耳剛能聽(tīng)的聲音（稱聞閾）聲壓為2x10-5Pa。教育電聲系統(tǒng)電子教案2、聲強(qiáng)級(jí)

I——某點(diǎn)的聲強(qiáng)值；Iref——零聲級(jí)的參考聲強(qiáng)值。Iref=10-12W/m2，該數(shù)值是人對(duì)1kHz聲音剛能聽(tīng)到時(shí)的聲強(qiáng)值。教育電聲系統(tǒng)電子教案（二）可聞聲的頻率范圍

可聞聲:（20-20kHZ)，次聲:低于20Hz的頻段超聲:高于20kHz的頻段聞閾曲線（在1kHz時(shí)為0dB）；痛閾曲線（在1kHz時(shí)為120dB或140dB）。教育電聲系統(tǒng)電子教案（三）等響度曲線

在聲壓級(jí)與頻率的坐標(biāo)系中,聲壓級(jí)作為參變量,將頻率不同,人們聽(tīng)起來(lái)卻有同等響度的聲壓級(jí)連接起來(lái)組成的一簇曲線

教育電聲系統(tǒng)電子教案響度級(jí)定義：將某一頻率的聲音與1kHz的聲音比較，當(dāng)兩者響度一樣時(shí)，1kHz聲音的聲壓級(jí)（以2x10-5Pa為0dB的相對(duì)分貝數(shù)）就是該聲音的響度級(jí)。單位：方（phon）教育電聲系統(tǒng)電子教案響度特性：1、低聲壓級(jí)時(shí)，等響上曲線各頻率聲音的聲壓級(jí)相差很大。

2、高聲壓級(jí)時(shí)，各頻率的聽(tīng)感等響基本相同。

3、高頻段的響度變化與聲壓級(jí)增量基本一致；低頻段聲壓級(jí)的微小變化會(huì)導(dǎo)致響度的較大變化。教育電聲系統(tǒng)電子教案二、音高(mel)

人耳對(duì)聲音調(diào)子高低的主觀感覺(jué)稱為音高或稱音調(diào)、音準(zhǔn)。

(一)人耳對(duì)聲音頻率的主觀感覺(jué)

音高=Klgf

倍頻程：若兩個(gè)聲信號(hào)的頻率f1、f2相差一倍時(shí)(f2/f1＝2)，稱其為一個(gè)倍頻程。教育電聲系統(tǒng)電子教案(二)音律

在樂(lè)音中，為了反映音高的規(guī)律，常用音律來(lái)表述。(三)響度對(duì)音高的影響

通常情況下，響度增加時(shí)，人耳對(duì)音高的聽(tīng)感降低；如果該聲波是低頻，人耳對(duì)音高的聽(tīng)感降低得愈加明顯。

教育電聲系統(tǒng)電子教案三、音色人耳在主觀感覺(jué)上區(qū)別相同響度和音高的兩類不同聲音的主觀聽(tīng)覺(jué)特性稱為音色。

(一)線狀譜

各諧波分量呈現(xiàn)密線狀排列的頻譜圖。

諧波成分的多少及振幅的比例決定了樂(lè)音的音色。

(二)連續(xù)譜

不存在明顯的周期性特征。

非周期聲的頻譜具有連續(xù)譜的性質(zhì)。教育電聲系統(tǒng)電子教案基音：在復(fù)音中，頻率最低的聲音叫做“基音”。樂(lè)音的音調(diào)是由基音的頻率決定的。例如100Hz的鋼琴聲，100Hz的純音叫鋼琴的基音。教育電聲系統(tǒng)電子教案泛音泛音：頻率為基音的整數(shù)倍的其余純音稱作“泛音”。又稱諧音。作簡(jiǎn)諧振動(dòng)的發(fā)聲體，發(fā)出的是純音。樂(lè)器發(fā)出的聲音，一般是由若干個(gè)頻率和振幅都不同的純音所組成的復(fù)音。樂(lè)音的音頻就是由泛音的多少及其頻率和振幅決定的。教育電聲系統(tǒng)電子教案四、可聞聲的頻域特征

(一)共振峰

長(zhǎng)短不一的諧波分量連接起來(lái)形成的包絡(luò)，峰包為共振峰。

共振峰的高度、位置和數(shù)量決定著每種樂(lè)器的音色。教育電聲系統(tǒng)電子教案(二)譜級(jí)分布1．語(yǔ)聲

男聲與女聲相比，在200Hz以下差異大；在中頻段女聲略高；高頻段男聲略高。

人的講話聲主要能量分布在100Hz～5kHz之間，200Hz～700Hz間的能量更為集中。2．音樂(lè)

音樂(lè)的頻譜分布曲線比語(yǔ)聲的曲線寬些。教育電聲系統(tǒng)電子教案五、可聞聲的時(shí)域特征(一)起振段

聲源激發(fā)發(fā)聲體或空氣柱使之克服靜止張力或阻尼而開(kāi)始振動(dòng)的時(shí)段。同一種樂(lè)器或發(fā)音器官，高頻音起振時(shí)間較短，低頻音則較長(zhǎng)。教育電聲系統(tǒng)電子教案(二)穩(wěn)態(tài)段

起振后具有穩(wěn)定鳴響的時(shí)段。以持續(xù)力激發(fā)的聲源(包括電子樂(lè)器)多具有穩(wěn)定振蕩，以斷續(xù)力激發(fā)的聲源則多缺少穩(wěn)定振蕩。教育電聲系統(tǒng)電子教案(三)衰減段

振幅開(kāi)始減小直至停振的時(shí)段。高頻音的衰減時(shí)間較短，低頻音較長(zhǎng)。教育電聲系統(tǒng)電子教案六人耳的非線性掩蔽效應(yīng)掩蔽效應(yīng)：當(dāng)兩個(gè)聲源出現(xiàn)時(shí)，其中一個(gè)聲源會(huì)影響人耳對(duì)另一個(gè)聲源的聽(tīng)覺(jué)能力，這種現(xiàn)象稱為掩蔽效應(yīng)。掩蔽量：被掩蔽音受掩蔽音干擾時(shí)應(yīng)提高的分貝數(shù)。純音的掩蔽噪音的掩蔽:“雞尾酒會(huì)效應(yīng)”教育電聲系統(tǒng)電子教案1頻域掩蔽

–一個(gè)強(qiáng)純音會(huì)掩蔽在其附近同時(shí)發(fā)聲的弱純音，這種特性稱為頻域掩蔽。例如，同時(shí)有兩種頻率的純音存在，一種是1000Hz的聲音(60dB)，另一種是1100Hz的聲音(42dB)，在這種情況下，1100Hz的聲音就聽(tīng)不到。

–弱純音離強(qiáng)純音越近就越容易被掩蔽。掩蔽效應(yīng)分類教育電聲系統(tǒng)電子教案2時(shí)域掩蔽

–在時(shí)間上相鄰的聲音相互之間也有掩蔽現(xiàn)象，稱為時(shí)域掩蔽。時(shí)域掩蔽又分為超前掩蔽和滯后掩蔽。前掩蔽很短，只有大約5～20毫秒，而后掩蔽可以持續(xù)50～200毫秒。掩蔽效應(yīng)分類教育電聲系統(tǒng)電子教案掩蔽效應(yīng)低頻聲對(duì)高頻聲掩蔽作用明顯。復(fù)音掩蔽聲音色發(fā)生變化。掩蔽聲接近被掩蔽聲，掩蔽作用大；后掩蔽明顯。單耳掩蔽效應(yīng)大于雙耳。提高掩蔽音的聲壓級(jí)可展寬掩蔽的頻率范圍。教育電聲系統(tǒng)電子教案第二節(jié)立體聲的聽(tīng)覺(jué)原理具有聲像臨場(chǎng)感具有較高的清晰度和信噪比教育電聲系統(tǒng)電子教案雙耳效應(yīng)與哈斯效應(yīng)由于不同的聲源作用于人耳的時(shí)間、聲壓及相位的不同從而使人的耳朵可以判斷出聲源的方向及位置。聲級(jí)差時(shí)間差相位差教育電聲系統(tǒng)電子教案哈斯效應(yīng)（延時(shí)效應(yīng)）當(dāng)兩個(gè)聲源中的一個(gè)延時(shí)在３５ｍs以內(nèi)時(shí)，人耳的聽(tīng)音感覺(jué)只能判斷出前導(dǎo)聲源的存在，而不能感覺(jué)到延時(shí)聲源的存在。其中一個(gè)聲源的延時(shí)大于５０ｍs時(shí)，人耳則能夠感覺(jué)到兩個(gè)聲源的方位。教育電聲系統(tǒng)電子教案德.波埃效應(yīng)－雙聲源實(shí)驗(yàn)當(dāng)聽(tīng)音者在距離立體聲聲源相等的對(duì)稱線上時(shí)，如果其聲源的聲壓差和時(shí)間差均為零，所表現(xiàn)的聲像在對(duì)稱線上，聽(tīng)感好象只為一個(gè)聲源。當(dāng)聲壓差增大時(shí)，聲像則向聲音較強(qiáng)的聲源方向移動(dòng)，當(dāng)聲壓差大于１５ｄＢ時(shí)，就會(huì)感受到聲像是由較響的聲源單獨(dú)發(fā)出。如果聲壓差為零，而時(shí)間差變化時(shí)，同樣也有聲像移動(dòng)的效果，當(dāng)時(shí)間差大于３ｍｓ時(shí)，則聲像完全