数字音系统研究开发真题第1章习题答案解析

news/2025/2/9 0:08:58

hezkz17 进答疑裙

 

1声音可分为两种,纯音和复合音,平常人们说话的声音属于哪一种?语音的频率范围是多少?音频信号通常包括哪些声音信号?其频率范围是多少?

2023/6/3 下午11:27:56

通常人们说话的声音属于复合音,因为说话声音实际上是由多个频率组合而成的。这些频率形成了所谓的语音频谱,它们可以用来确定说话者的身份和语言。

语音的频率范围通常在20Hz到20kHz之间。这意味着人类听力范围内的声音都可以被捕捉和传递给听者。

音频信号通常包括各种类型的声音信号,例如语音、音乐、环境噪声等。语音信号可以分为不同的类别,例如肢体语言、情绪表达和口头语言等。每种信号都有其特定的声音特征和频率范围。

一般来说,音频信号的频率范围与人类听力范围相似,在20Hz到20kHz之间。但是,某些音频设备可能具有更广泛的频率响应范围,以提供更好的音质和声音效果。




2023/6/3 下午11:29:45

2什么是声压?为什么要引入声压级的概念?喷气飞机起飞的有效声压约为200pa,其相对应的声压级为多少?

2023/6/3 下午11:30:21

声压是指由声波引起的压强变化。当声波通过介质传播时,它会导致介质中的分子振动,并产生压力变化,这些变化引起了声压的形成。

引入声压级概念是因为人类听觉系统对声音的响度感受是呈现出对数特性的,也就是说相同的增益所代表的响度感受并不是线性关系,而是随着声音的强度增加而变得越来越小。因此,使用对数单位可以更好地描述声音的强度和变化范围。

喷气飞机起飞的有效声压为200Pa,如果要计算其声压级,需要使用以下公式:

Lp = 20 * log10(p/p0)

其中,Lp表示声压级,p表示有效声压,p0表示基准值(通常是20微帕),log10表示以10为底的对数运算。

代入数据可得:

Lp = 20 * log10(200/20) ≈ 140 dB

因此,喷气飞机起飞时的声压级约为140dB。这个值非常高,超出了人类听力舒适范围之外,可能会对人体造成损伤。




2023/6/3 下午11:31:41

3什么是頻程?它有什么作用?250~600Hz之间有几个頻程?315~400Hz之间有几个倍頻程?

2023/6/3 下午11:32:12

频程是指声音信号中涵盖的频率范围,通常以低频和高频的两个值来表示。例如,一个频程从20Hz到20kHz表示该信号包含20Hz到20kHz之间的所有频率成分。

频程的作用是描述声音信号在不同频率上的成分强度和变化情况,帮助人们更好地理解声音的特性和表达方式。音乐、语音和环境噪声等各种声音都有其特定的频程范围和特征。

250~600Hz之间有2个频程,分别是250-315Hz和400-600Hz。这两个频程覆盖了250~600Hz之间的所有频率。

315~400Hz之间有1个倍频程,它是630-800Hz。倍频程是指某个频率的2倍、3倍等整数倍所组成的频率集合。在315~400Hz之间,它们的2倍频率分别是630~800Hz,3倍频率分别是945~1200Hz,依此类推。因此,315~400Hz之间有1个倍频程,即630~800Hz。




2023/6/3 下午11:32:44

4响度级是如何定义的?单位是什么?

2023/6/3 下午11:33:12

响度级是描述声音强度的物理量,通常用于表示人类听力系统对声音感知的强度。它是以声压级为基础的单位,采用了人耳响度等级的概念,用来表示声音在不同频率下的听觉响度。

响度级的定义是:在给定频率下的响度(即人耳的听觉响度)与该频率下参考声压的比值的对数值。其中,响度级的参考声压通常被定义为1kHz下的40分贝声压级,记为20μPa。

响度级的单位是“phon”,它是一种相对单位,表示人耳感知到的声音大小,而不是绝对声音水平。例如,一个50 phon声音的强度会被认为是相当于40分贝的参考声音水平,而不是绝对的50分贝。这种相对单位可以更好地反映人类听觉系统的特性,使得我们能够更准确地描述声音在不同频率下的响度感受。




2023/6/3 下午11:33:34

5请描述人耳的听觉范围?

2023/6/3 下午11:34:10

人耳的听觉范围通常被定义为20Hz到20kHz之间的频率范围,这个范围也被称为正常听力范围。在这个范围内,人类可以感知各种不同类型和强度的声音,包括语音、音乐、环境噪声等。

具体来说,人耳的听觉范围可以分为以下几个部分:

低频区(20Hz~200Hz):主要用于感知低音乐器、重低音和基础节奏等。

中频区(200Hz~4kHz):大多数语音信号都存在于该频段中,因此这个频段对于理解语言和交流非常重要。

高频区(4kHz~20kHz):用于感知高音乐器、高频声音和某些语音声调的变化,同时也对于听力保护和判断环境安全有帮助。

需要注意的是,由于人耳的听力能力会随着年龄、健康状况和个体差异等因素而有所不同,因此并不是所有人都能够听到完整的20Hz到20kHz的频率范围。一般来说,年轻健康的成年人可以听到更高的频率,而年纪越大或受到噪声、疾病等影响,就可能会导致听力下降。




2023/6/3 下午11:34:30

6等响度曲线的主要特点有哪些?

2023/6/3 下午11:35:18

等响度曲线是指在不同频率下相同响度级的声音所对应的声压级,可以反映人耳在不同频率下的听觉敏感度。其主要特点如下:

A、B、C等响度曲线:由于人类听觉系统对不同频率声音的响度感受是有差异的,因此常用A、B、C等不同权重的等响度曲线来表示人耳在不同频率下的响度感知。

低频区平坦,高频区波动:在20Hz到2000Hz的低频区域内,等响度曲线相对比较平坦,即相同响度级的声音所对应的声压级变化不大。而在2000Hz到8000Hz的中高频区域内,等响度曲线开始出现波动现象,说明人耳在这个频率范围内的听觉敏感度较为复杂。

高频区下降:在8000Hz以上的高频区域内,等响度曲线开始急剧下降,说明人耳在这个频率范围内的听觉敏感度变得很低。

等响度曲线间距逐渐缩小:随着频率的升高,等响度曲线之间的距离逐渐缩小,说明人耳对高频声音的分辨能力变差。在10kHz到20kHz之间,不同响度级之间的声压级差距非常小,甚至出现了多个响度级所对应的声压级相同的情况。

等响度曲线的特点表明了人耳在不同频率下的听觉敏感度存在显著差异,这也是对于音频工程师和音乐制作人员来说需要注意的重要因素。




2023/6/3 下午11:36:33

7 根据等响度曲线,要在低音量下得到令人满意的听觉效果,应对重放设备做些什么技术处理?

2023/6/3 下午11:37:14

根据等响度曲线,要在低音量下得到令人满意的听觉效果,可以采用以下技术处理:

增加低频信号的比重:由于人耳在低音量下对低频声音的感知能力较弱,因此可以通过增加低频信号的比重来提高声音的清晰度和饱满度。这一般可以通过声音均衡器等设备进行调节。

使用动态范围压缩技术:动态范围压缩技术可以帮助平衡高音量部分和低音量部分之间的差距,减少音乐或其他声音作品中可能出现的噪音或混杂声,同时在低音量下得到更好的听觉效果。

适当降低高频信号:在低音量下,高频信号往往会显得过于尖锐刺耳,因此可以适当降低高频信号的比重,以获得更加柔和的音质。

使用立体声扬声器:立体声扬声器可以增加空间感和聆听体验,在低音量下也可以提供更好的听觉效果。

综上所述,在低音量下获得令人满意的听觉效果,需要根据等响度曲线的特点来适当调整声音的比重和均衡,使用动态范围压缩技术等处理方式,以及选择合适的音箱或扬声器设备。




2023/6/3 下午11:38:13

8室内声有哪几部分组成?各个成分之间的幅度及时间关系有什么特点?

2023/6/3 下午11:39:06

室内声由三部分组成,分别是直达声、早反射声和晚反射声。

直达声:指从音源直接传播到听者处的声波,它的幅度较大,时间非常短暂(通常在1毫秒以内)。直达声对于人耳的听觉效果影响比较显著,能够提供清晰的音色和方向感。

早反射声:指从墙壁或地板等环境中的近距离表面反射后到达听者处的声波。这些声波的幅度较小,时间很短,一般在20-50毫秒之间。早反射声能够增加音乐或语音信号的饱满度和深度,并且有助于声音定位。

晚反射声:指经过多次反射后在室内空间中弥散形成的声波。这些声波的幅度非常小,持续时间很长,可能会延续数秒钟甚至更久。晚反射声使得室内声场呈现出比较均匀的分布,可以让听者感受到更加柔和、自然的音质。

各个成分之间的幅度及时间关系有以下特点:

幅度:直达声幅度最大,早反射声其次,晚反射声最小。

时间:直达声和早反射声都非常短暂,而晚反射声的持续时间较长。

这些特点会对室内声场的品质和效果产生重要影响。例如,过多的早反射声可能会导致混响增加,失真增加,从而影响音频信号的清晰度和准确性。因此,在设计室内空间或进行音频处理时,需要考虑不同声波成分之间的幅度及时间关系,以获得更好的听觉效果。




2023/6/3 下午11:41:42

9什么叫听9.什么叫听阈?什么叫痛阈?什么叫频域掩蔽?什么叫时域掩蔽?
10.人耳区别不同人声所依据的参′是什么?
11.与立体声技术关系比较密切的听觉效应主要有哪几种?

2023/6/3 下午11:42:38

听阈是指人耳能够感知到的最小声音强度。痛阈则是指人耳能够忍受的最大声音强度。频域掩蔽是指当一个较强的信号出现在某个频率上时,会使周围较弱的信号在该频率附近难以被听到。时域掩蔽则是指一个较强的信号在时间上相邻的位置上会对周围较弱的信号产生遮蔽作用。

人耳区别不同人声所依据的参量包括主要语调(pitch)、频谱特征、时域特征等。主要语调指的是人声基频的高低,即说话或唱歌时的音调高低;频谱特征指的是人声信号在不同频率范围内的分布情况和强度变化;时域特征则指的是声音信号的时序、节奏等方面的差异。

与立体声技术关系比较密切的听觉效应主要有以下几种:

空间定位效应:立体声技术可以通过左右两个扬声器的不同输出来模拟声源在空间中的位置和方向,从而提供更加真实的听觉体验。

立体声扩展效应:通过增加左右两个扬声器之间的时间差和声压级差,使得立体声音乐或其他声音作品在宽敞的空间中得到更好的表现。

频率选择效应:立体声技术可以将不同频率范围内的信号分别通过左右两个扬声器输出,从而提高不同频率范围内的清晰度和饱满度。

动态调整效应:立体声技术可以根据音乐或语音作品的不同特点,动态地调整左右两个扬声器的输出,以获得更佳的听觉效果。

综上所述,立体声技术能够模拟复杂的声场效果,提供更加丰富、真实的听觉体验。同时,立体声技术也要求音频制作人员对声音的空间定位、频谱特征和时域特征等方面进行精细的处理和控制。


 


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