可听声按倍频关系

响度频率范围倍频程 频率范围(Hz)1   20~402 40~803 80~1604 160~3205 320~6406 640~12807 1280~25008 2500~50009 5000~1000010 10000~20000我们把可听声按倍频关系分为3份,确定低、中、高音频段

即:低音频段20Hz~160Hz(3倍频)中音频段160Hz~2500Hz(4倍频)高音频段2500Hz~20000Hz(3倍频)人耳对中音频段感受到的声音响度较大,且较平坦

高音频段感受到的声音响度随频率的升高逐渐减弱,为一斜线

低音频段在80Hz以下急剧减弱,斜线陡率较大

我们把低音频段的急剧减弱称为低频“迟钝”现象

图1 人耳听觉特性曲线如果我们在某声强级倒置这些等响曲线,就会得出人耳在此曲线上整个频率范围内全部声音的相对频响图

较低曲线倒置,说明在低声强,人耳频响缺乏

相反,倒置较高声强的上部曲线,可达到更平坦的频响

通常把1000Hz曲线作为参考点,对高频和低频而言,人耳的听觉响应在低声强时始终不足

但是人耳对300~6000Hz左右的频段特别敏感

这恰巧是包含大部分人讲话模式的声音以及婴儿啼哭的音调的频率范围

图2 频响曲线每条等响曲线被确认为以响度单位“方”表示的声级

在与等响标准音符进行比较时,由于响度等于以分贝表示的声压级,因此“方”是一个响度单位

标准音符是一个1000Hz纯音或中心频率在1000Hz的窄带噪声

要指出的是,只有在图上1000Hz的标准参考点,用“方”表示的声级与以分贝表示的声压级才一致

因此40方等响曲线表示1000Hz处的40dB SPL,但在其它大部分频率上,SPL是不同的

基本上,每个“方”等响曲线代表一个10dB音级,测量值增加3dB,表示声音功率增加2倍

图2底部的红色虚线表示自由场中人耳听觉灵敏度的最低可闻声级

这些曲线的使用效果说明,如果我们在校准系统或对音质进行数值评价时,想合成人耳的正常听力表现,某种形式的滤波是需要的

声压级(SPL)表大多用于设置音频系统的听力声级,SPL表包括修正其标度的可选滤波器,因此它可估测出在某一声压级范围内人耳的响应

最常用的滤波器设置是A加权和C加权

它们是什么?与我们的听觉反应有何关系?加权概念是指滤波器响应的相对整形,因而模仿在某一响度级的人耳

A、B、C和D四种被用来简化并加到等响曲线区域上,这些区域对描述人耳对真实世界应用的频响最有意义

下面的讨论请参照图3

A加权规定滤波器(和人耳响应)在低声压级的波形,即40方等响曲线

以分贝表示的与A加权相关的声级测量值用dB(A)单位表示

此曲线整形意味着测量设备中低频被衰减,而语音频率被放大

B加权描述一个约70方曲线的中等声级

要注意的是此时人耳响应开始平坦

C加权利用100方曲线,它描述人耳对高声级几乎平坦的响应

对典型的家庭影院聆听声级及评估系统的平坦频响特性来说,C加权响应最有用

D加权曲线是一种特例,它是为测试飞机飞行噪声而开发的,它使高频恶化

同样,相对于这些加权曲线的声级测量值被分别记录为dB(B)、dB(C)和dB(D)

A和C加权最常用,因为前者与日常的正常声压级有关,后者与较高听音音量有关(此时人耳响应几乎平坦)

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