音质基础知识 -1

一、声音

　　1、纯音：它有两种含义：

　　(1)指瞬时声压随时间作正弦变化的声波；(2)指具有明确单一音调的声音。

　　2、基音：是指复合音中频率最低的成分。

　　3、泛音：复合音中频率高于基音的成分，其频率可以是基音频率的整倍数，也可以不是。各种乐器用不同演奏方法能产生数量和强弱各不相同的泛音成分，即使基音相同也能具有不同的音色。

　　4、声波：弹性媒质中传播的一种机械波，起源于发声体的振动。声波范围为2 0 H z一2 O K H z、频率高于2 0 K H z的声波为超声波，频率低于2 0 H z的声波为次声波，超声波和次声波一般不能引起听觉，只有频率在两者之间的声波才能听到，我们把能够听到的声波称为音波或可听声。

　　5、声场：指媒质中有声波存在的区域。不同的声源和环境可以形成不同的声场。

　　6、响度：又称“音量”，人耳对音量大小的一种感受取决于声强、频率和波形。

　　7、音色：又叫“音品”，主要由其谐音的多寡及各谐音的相对振幅所决定。

二、主观听判音效

通常，据乐音音质听感三要素，即响度、音调和愉快感的变化和组合来主观评价音质的各种属性，如低频响亮为声音丰满，高频响亮为声音明亮，低频微弱为声音平滑，高频微弱为声音清澄。

①响度感：对微小的声音，只要响度稍有增加人耳即可感觉到，但是当声音响度增加到某一值后，即使再有较大增加，? 人耳的感觉却无明显的变化。通常把可听声按倍频关系分为3份来确定低、中、高音频段。即：低音频段2 O H z一1 6 0 H z、中音频段1 6 O H z一2 5 O 0H z、高音频段2 50 0 H z一2 0 KH z。

②定位感

若声源是以左右、上下、前后不同方位录音后发送，则接收重放的声音应能将原声场中声源的方位重现出来，这就是定位感。根据人耳的生理特点，由同一声源首先到达两耳的直达声的最大时间差为0.44ms~0.5ms，同时还有一定的声压差、相位差。生理心理学证明：20Hz~200Hz低音主要靠人两耳的相位差定位，300Hz~4kHz中音主要靠声压差定位，更高的高音主要靠时间差定位。可见，定位感主要由首先到达两耳的直达声决定，而滞后到达两耳的一次反射声和经四面八方多次反射的混响声主要模拟声象的空间环绕感。

③空间感

一次反射声和多次反射混响声虽然滞后直达声，对声音方向感影响不大，但反射声总是从四面八方到达两耳，对听觉判断周围空间大小有重要影响，使人耳有被环绕包围的感觉，这就是空间感。空间感比定位感更重要。

④层次感

声音高、中、低频频响均衡，高音谐音丰富，清澈纤细而不刺耳，中音明亮突出，丰满充实而不生硬，低音厚实而无鼻音。

⑤厚度感

低音沉稳有力，重厚而不浑浊，高音不缺，音量适中，有一定亮度，混响合适，失真小。除此之外，还有许多评价音质的听感，象力度感、亮度感、临场感、软硬感、松紧感、宽窄感等。

①立体感

　主要由声音的空间感（环绕感）、定位感（方向感）、层次感（厚度感）等所构成的听感，具有这些听感的声音称为立体声。自然界的各种声场本身都是富有立体感的，它是模拟声源声象最重要的一个特征。德·波尔效应证明，人耳的生理特点是：人耳在两声源的对称轴上，当声压差p=0dB和时间差t=0ms时，感觉两声源声象相同，分不出有两个声源；而当p>15dB或t>3ms时，人耳就感觉到有两个声源，声像往声压大或导前的声源移动，每5dB的声压差相当于lms的时间差。哈斯效应又进一步证明，当t＝5ms~35ms时，人耳感到有两个声源；而当近次反射声、滞后直达声或两个声源的时间差t>50ms时，即使一次反射声（又称近次或前期反射声）或滞后声的响度比直达声或导前声的响度大许多倍，声源方位仍由直达声或导前声决定。

根据人耳的这个生理特点，只要通过对声音的强度、延时、混响、空间效应等进行适当控制和处理，在两耳人为的制造具有一定的时间差t、相位差θ、声压差P的声波状态，并使这种状态和原声源在双耳处产生的声波状态完全相同，人就能真实、完整地感受到重现声音的立体感。与单声道声音相比，立体声通常具有声象分散、各声部音量分布得当、清晰度高、背景噪声低的特点。

　三、影响音质、音色的主要技术指标

　　1、频率范围(单位H z)：功率放大器在规定的失真度和额定输出功率条件下的工作频带宽度。即功率放大器的最低工作频率至最高工作频率之间的范围。

　　2、频率响应(单位：分贝d B)：功率放大器的输出增益随输入信号频率的变化而提升或衰减和相位滞后随输入信号频率而变的现象。这项指标是考核功率放大器品质优劣的最为重要的一项依据，该分贝值越小，说明功率放大器的频率响应曲线越平坦，失真越小，信号的还原度和再现能力越强。一套好的音响器材，除要把各种乐器的音韵再现外，还要把各种乐器演奏的位置、距离、场面再现出来。

2）客观测试技术指标

①失真度

谐波失真，主要引起声音发硬、发炸；而稳态或瞬态互调失真主要引起声音毛糙、尖硬和混浊。二者均使音质劣化，若失真度超过3％时，音质劣化明显。音响系统的音箱失真度最大，一般最小的失真度也要超过1％。

相位失真，主要引起1kHz以下的低频声音模糊，同时影响中频声音层次和声象定位。抖晃失真，主要是电机转速不稳，主导轴-压带轮压力不稳，磁头拍打磁带等造成磁带震动和卷带量变化，进而使信号频率被调制，声音音调出现混浊、颤抖。抖晃通常用音调变化的均方根值表示，通常，录音机的抖晃率<>％，Hi-Fi录音机<>％，普通录像机<>％，视盘机<>．001％。

②频响与瞬态响应

频响，指音响设备的增益或灵敏度随信号频率变化的情况，用通频带宽度和带内不均匀度表示（如优质功放的频响1Hz~200kHz±ldB）。带宽越宽，高、低频响应越好：不均匀度越小，频率均衡性能越好。通常，30Hz~150Hz低频使声音有一定厚度基础，150Hz~500Hz中低频使声音有一定力度，300Hz~500Hz中低频声压过分加强时，声音浑浊，过分衰减时，声音乏力；500Hz~5kHz中高频使声音有一定明亮度，过分加强时，声音生硬；过分衰减时，声音散、飘；5kHz~10kHz高频段使声音有一定层次、色彩；过分加强时，声音尖刺；过分衰减时，声音暗淡、发闷。按此规律，可根据各种听感，定量调节音响系统的频响效果。

瞬态响应，是指音响系统对突变信号的跟随能力。实质上它反映脉冲信号的高次谐波失真大小，严重时影响音质的透明度和层次感。瞬态响应常用转换速率V/μs表示，指标越高，谐波失真越小。如，一般放大器的转换速率>10V/μs。

③信噪比

信噪比，表示信号与噪声电平的分贝差，用S/N或SNR（dB）表示。噪声频率的高低，信号的强弱对人耳的影响不一样。通常，人耳对4~8kHz的噪声最灵敏，弱信号比强信号受噪声影响较突出。而音响设备不同，信噪比要求也不一样，如Hi-Fi音响要求SNR>70dB，CD机要求SNR>90dB。④声道分离度和平衡度。

声道分离度，是指不同声道间立体声的隔离程度，用一个声道的信号电平与串入另一声道的信号电平差来表示。这个差值越大越好。一般要求Hi-Fi音响分离度>50dB。声道平衡度，是指两个声道的增益、频响等特性的一致性。否则，将造成声道声象的偏移。