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聲學基礎---聽覺的主觀感受之音調、音色

發(fā)布日期:2020-08-25 瀏覽量:2458次
音調
人耳對聲音頻率高低的感覺稱為音調,在音頻范圍內,純音的頻率由小到大逐漸變化,聽覺上會產生與此相應的逐漸變化的感覺,通常以聲音從低音到高音逐漸變化進行描述,這就是音調的變化。
音調的單位為美(mel)響度為1kHz的純音所產生的音調是1000mel,另一個聲音與之比較,如果二者的音高感覺相同,那么純音的頻率即可用來描述這一聲音的音高,像響度一樣,音調也是一種聽覺的主觀心理量,是判斷聲音高低的尺度,在音樂中它主要是指音階的變化,頻率增加一倍,即增加一個倍頻程,音樂上稱為提高了一個八度,因此,在樂器演奏前都要對音。
音調是由發(fā)聲物體的振動頻率所決定的,振動物體的頻率高,則它發(fā)出的聲音音調就高,反之音調就低,通常女同志講話時,聲帶振動的頻率就比較高,因此我們聽到的音調就高,有時會有點刺耳,而男同志講話時,聲帶振動的頻率就比較低,因此我們聽到的音調就低,顯得比較低沉 。
但音調又不與頻率成正比,通常用頻率的倍數或對數關系表示音調,聲音強度不同,人們感覺到的音調高低也會不同,通常在低頻段,頻率不變而聲壓升高時會感到音調變低,在高頻段1-5kHz的頻率內,當聲壓級升高時會感覺到音調升高,此外音調還與聲音的持續(xù)時間,聲壓及其溫度有關,當1kHz純音的持續(xù)時間在0.05s以下時,人耳會感覺音調不斷下降,甚至聽不到純音,只能聽到喀噠聲,人耳能明確感到聲音的音調所需的聲音持續(xù)時間隨頻率和聲壓級而變化,感受低頻聲的聲調需要比高頻聲有更長的持續(xù)時間,只有當信號持續(xù)時間達到1.4個周期(生源完成1.4次周期振動)以上,且時間大于3ms時,才會感覺到音高。
音色
人耳不但對音強,音調具有較強的辨別能力,還能準確的辨別出音色。
音色是用來描述聲音品質的,通常聲源的振動產生的并不是單一頻率的聲波,而是由基音和不同頻率的泛音組成的復合聲音,音調是由基音決定的,而音色主要取決于聲音頻譜結構中的泛音多少,使聽覺上區(qū)分兩個具有相同響度和音調聲音的屬性。樂器發(fā)出的聲音都是復音,每一種樂器的定音頻率都是440Hz,但是發(fā)出來的聲音卻有很大的差別,主要是各種樂器所發(fā)出聲音的諧波分布不同,諧波分量的幅度也不相同,也就是說,除了基音以外,還包含了各種頻率的泛音,所以我們才能分辨出鋼琴,小號,小提琴等樂器。
音色無法定量表示,通常以諧波結構的數目,強度及它們之間的相位關系來描述,樂器的音色主要取決于樂器本身的特性和質量,同時還與演奏的方式,聽音方位,演奏技巧有關,因此在聲音的傳輸過程中,必須盡量保持原來的音色,以避免造成信號的失真。
節(jié)選自音響工程設計與應用
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