数字音频基础(上)| 学习笔记

简介: 快速学习数字音频基础(上),介绍了数字音频基础(上)系统机制, 以及在实际应用过程中如何使用。

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数字音频基础(上)


内容分析:

一、声音的定义

二、描述声音的参数

三、声音的频率

四、声音的传播方向

五、声音的三要素


一、声音的定义

1、声音是指自然声,声音是振动的波,振动所具有的特性它都具有,震动是随时间连续变化的物理量。简言之,声音是波,波是随时间变化的一个物理量。

声音曲线:

image.png

2、声音具有普通波的特性,例如反射(对着大山喊,大山会回声)、折射和衍射。

3、声音信号由许多频率不同的信号组成,它不是一个单一的频率的信号,它是多种频率的信号叠加在一起的。这类信号称为复合信号,而组成复合信号的单一频率的信号称为分量信号。


二、描述声音的参数

1、振幅——波的高低幅度,表示声音的强弱、大小

例:手机里面有一个音量的按钮,电视里面也有音量

2、周期——两个相邻波之间的时间长度

3、频率——每秒里面有多少个周期数,每秒钟振动的次数,以 Hz 为单位

⑴模拟设备中,频率指每秒的周期数。

模拟的设备里面通过频率来表征信号的变化的快慢

⑵数字系统中,数据量用码率。(每秒的位)( bps )

频率直接与数据量相关,每秒钟频率变化越多,所需数据量越多,码率值越大。

image.png

4、声音是一种复合信号

5、带宽——用来描述组成复合信号的频率

⑴高保真声音的频率范围20-20000 Hz

现在这种高级的组合音响声称可以还原高保真声音

它的频率范围是2万 Hz 减去20 Hz ,约等于2万赫兹,就是20千赫。

带宽约为20 KH (不等于网络带宽,网络带宽指传输速度,但是都表达的是一个范围


三、声音的频率

1、人所能听到的声音是有一个范围的

亚音频:<20 Hz (人听不见了,很多动物可以听到,比如大象)

人耳可听域(音频):20-20000 Hz 话音:300-3000 Hz

超声波:>20000 Hz (有一些动物也能听到,比如海豚。在很多领域,比如医学包括一些安防领域里面也有超声。)

image.png

2、按照声源来看一看频率范围。比如人,不同的性别的人实际上能够发出和听到的声音范围也是不同的。

男性语音:100 Hz -9000 Hz (男性的声音要偏低)

女性语音:150 Hz -10000 Hz

这是一般的人的范围,但是很多歌唱家的范围就不在这个范围里面,像男高音那是一定大于1万的女高音也是特别高。整个的范围里面,实际上人的声域里面就是低音范围,就是低音发的特别好的人。数量相对偏少的,因此是很紧缺的。

设备类:

电话语音:200 Hz -3400 Hz (原来那种语音电话,它的频率范围是有限的,因此它的声音的质量是不够高的。)

调幅广播( AM ):50 Hz -7000 Hz

调频广播( FM ):20 Hz -15000 Hz

调频广播声音效果

高级音响:10 Hz -40000 Hz (例如高保真,这样的音响它的价格就很贵。)

声音的高低其实是取决于频率的


四、声音的传播方向

1、声音以振动波的形式从声源向四周传播。

比如说这是一个钟这个钟定时以后会响这个声音被我们听到,人耳听到的声音是怎么来辨别声音的传播方向的呢?

人脑相当于一个计算机,一个 CPU。两只耳朵实际上就是输入设备,就相当于电脑的话筒一样。这两个耳朵把声音采集到我们的大脑里边。大脑会计算这个声音传递到我们两只耳朵的时间的先后这个时间的差,就可以判断是来自于我们偏左还是偏右,是远还是近

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因此一个健康的人的五官是非常重要的,人长两只耳朵是为了辨别声音的方向。所以耳朵越灵敏越健康实际上人整个行走也好,还是日常生活里面,都会非常的方便,因此要保护好我们的每一个器官。

人类在辨别声源位置时,首先依靠声音到达左右两耳的微小时间差和强度差异进行辨别,然后经过大脑综合分析而判断出声音来自何方

3、声音是具有波的一切特性。从声源直接到达人类听觉器官的声音是“直达声”。声音从声源发出后,经过多次反射到达人类听觉器官的声音是“反射声”。

在智慧教室里,为了提高声音的质量,通常是要做一些吸音的处理。

什么叫吸音?它可以把一些这个反射声把它吸收掉。例如去演唱会的现场,比如说音乐厅,其实它的墙壁上也做了很多的这种吸音的处理。其实就是为了避免这种不同角度的回升造成的干扰。


五、声音的三要素

1、音调——高低

比如说某人的声音特别尖,是说他的音调。某人他歌唱得特别地低沉也是说的音调。音调是由频率决定的。

以下是不同频率声音:什么都没改变,只是改变了它的频率

image.png

2、音强(音量)——强弱、大小

同样的人同样的频率,但是把声音提高了,幅度变大了,声音的强度由幅值决定的

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3、音色——特质

音色实际上是由发声的这种器件它本身的频率范围决定的。不同的乐器发出来的声音是有自己的特点的,这就叫音色。

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