頻譜與聽(tīng)感

 youran于2005-3-21 18:32:15發(fā)表在《EDN China技術(shù)論壇 → 消費(fèi)電子設(shè)計(jì) → 音頻處理 》

幾今尋訪(fǎng)有了答案,現(xiàn)發(fā)出了給大家看看.

頻譜與聽(tīng)感各種不同頻段有各自的音色特點(diǎn):

高音頻段HF：6KHz~20KHz：

這個(gè)頻段的聲音幅度音色的表現(xiàn)力。如果這個(gè)頻段的泛音幅度比較豐滿(mǎn)，那么音色的個(gè)性表現(xiàn)良好，音色的解析能力強(qiáng)，音色的彩色比較鮮明。這個(gè)頻段在聲音的成分中幅度不是很大，也就是說(shuō)強(qiáng)度不是很大，但是它對(duì)音色影響很大，所以說(shuō)它很寶貴、很重要比如，一反小提琴拉出a’---440 Hz的聲音，雙簧管吹出a’---440 Hz的聲音，它五的音高一樣，音也可以一樣，但是一聽(tīng)就能分出哪個(gè)聲音是小提琴，哪個(gè)是雙簧管，其原因就是，它五各處的高頻成分各不相同。一首歌曲也是一樣，例如韋唯唱一首”愛(ài)的奉獻(xiàn)”，田震也唱一首”愛(ài)的奉獻(xiàn)”。兩首歌調(diào)一樣，響度也一樣，而人一聽(tīng)便知哪個(gè)是田震的，哪個(gè)是韋唯的。這就說(shuō)明，兩個(gè)歌手各自的高頻泛音不同，高頻成分的幅度不同，所以說(shuō)兩個(gè)人的音色個(gè)性也就不同。如果這個(gè)頻段成分過(guò)小了，那幺音色的個(gè)性就減色了，韻味也就失掉了，聲音就有些尖噪，出現(xiàn)沙啞聲，有些刺耳的感覺(jué)了。因此，高頻段成分不要過(guò)量。然而又絕對(duì)不能沒(méi)有，否則聲音會(huì)失去個(gè)性。

中高音頻段MID HF：600Hz~6KHz：

這個(gè)頻段是人耳聽(tīng)比較靈敏的頻段，它影響音色的明亮度、清晰度、透明度。如果這個(gè)頻段的音色成分太少了，則音會(huì)變得黯淡了，朦朦朧朧的好象聲音被罩上一層面紗；如果這個(gè)頻段成過(guò)高了，音色就變得尖利，顯得呆板、發(fā)楞。

中低音頻段MID LF：200Hz~600Hz：

這個(gè)頻段是人聲和主要樂(lè)器的主音區(qū)基音的頻段。這個(gè)頻段音色比較豐滿(mǎn)，則音色將顯得比較圓潤(rùn)、有力度。因?yàn)榛纛l率豐滿(mǎn)了，音色的表現(xiàn)力度就強(qiáng)，強(qiáng)度就大，聲音也變強(qiáng)了。如果這個(gè)頻段缺乏，其音色會(huì)變得軟弱無(wú)力、空虛，音色發(fā)散，高低音不合攏；而如果這段頻率過(guò)強(qiáng)，其音色就會(huì)變得生硬、不自然。因?yàn)榛舫蛇^(guò)強(qiáng)，相對(duì)泛音的強(qiáng)度就變?nèi)趿耍砸羯狈?rùn)滑性。

低音頻段LF：20Hz~200Hz

如果低音頻段比較豐滿(mǎn)，則音色會(huì)變得混厚，有空間戌因?yàn)檎块g都有共振頻率，而且都是低頻區(qū)域；如果這個(gè)頻率成分多了，會(huì)使人自然聯(lián)想到房間的空間聲音偉播狀態(tài)。如果這個(gè)頻段的成缺乏，音色就會(huì)顯得蒼白、單薄，失去了根音乏力；如果這個(gè)頻率的成分在音色中過(guò)多了，單元就會(huì)顯示渾濁不清了，因而降低了語(yǔ)音的清晰度。

不同頻率的細(xì)節(jié)對(duì)音色的影響

16KHz~20KHz頻率：

這段頻率范圍實(shí)際上對(duì)于人耳的聽(tīng)覺(jué)器官來(lái)說(shuō)，已經(jīng)聽(tīng)不到了，因?yàn)槿硕?tīng)覺(jué)的最高頻率是15.1KHz。但是，人可以通過(guò)人體和頭骨；顱骨將感受到的16~20KHz頻率的聲波傳送給大腦的聽(tīng)覺(jué)區(qū)，因而感受到這個(gè)聲波的存在。這段頻率影響音色的韻味、色彩、感情味。如果音響系統(tǒng)的頻率響應(yīng)達(dá)不到這個(gè)頻率范圍，那幺音色的韻味將會(huì)失落；而如果這段頻率過(guò)強(qiáng)，則給人一種宇宙聲的感覺(jué)，一種幻覺(jué)，一種神秘莫測(cè)的感覺(jué)，使人有一種不穩(wěn)定的感覺(jué)。因?yàn)檫@段頻率大多數(shù)是基音的不諧和音頻率，所以會(huì)產(chǎn)生一種不安定的感受。這段頻率在音色當(dāng)中強(qiáng)度很小。但是很重要，是音色的表現(xiàn)力部分，也是常常被人們忽略的部分，甚至有些人根本感覺(jué)不到它的存在。

12KHz~16KHz頻率

：這是人耳可以聽(tīng)到的高頻率聲波，是音色富于表現(xiàn)力的部分，是一些高音樂(lè)器和高音打擊樂(lè)器的高頻泛音頻段，例如鍤、鈴、鈴鼓、沙錘、銅刷、三角鐵等打擊樂(lè)器的高頻泛音，可給人一種 “金光四射”的感覺(jué)，強(qiáng)烈地表現(xiàn)了各種樂(lè)器的個(gè)性。如果這段頻率成分不足，則音色將會(huì)失掉色彩，失去個(gè)性；而如果這段頻率成分過(guò)強(qiáng)，如激勵(lì)過(guò)強(qiáng)，音色會(huì)產(chǎn)生 “毛刺”般尖噪、刺耳的高頻噪 聲，對(duì)此頻段應(yīng)給予一定的適當(dāng)?shù)乃p。

10KHz~12KHz頻率：

這是音木管樂(lè)器和高音銅管樂(lè)器的高頻泛音頻段，例如長(zhǎng)笛、雙簧管、小號(hào)、短笛乖高音管樂(lè)器的金屬聲非常強(qiáng)烈。如果這段頻率缺乏，則音色失去光澤，失去個(gè)性；如果這段頻率過(guò)強(qiáng)，則會(huì)產(chǎn)生尖噪，刺耳的感覺(jué)。

 8~10KHz頻率：

這段頻率s音非常明顯，影響音色的清晰和透明度。如果這段頻率成分缺少，音色則變得平平淡淡；如果這段頻率成分過(guò)多，音色則變得尖銳。

 6~8KHz頻率：

這段頻率最影響音色的明亮度，這是人耳聽(tīng)覺(jué)敏感的頻率，影響音色的清晰度。如果這段頻率成分缺少，則音色會(huì)變得暗淡；如果這段頻率成分過(guò)強(qiáng)，則音色顯得齒音嚴(yán)重。如高頻6~7KHz超過(guò)+6dB，聲音變得尖銳刺耳，語(yǔ)言中齒嚴(yán)重，下跌-10dB以上音色明顯變暗。

5~6KHz頻率：

這段頻率最影響語(yǔ)音的清晰度、可懂度。如果這段頻率成分不足，則音色顯得含糊不清；如果此段頻率成分過(guò)強(qiáng)，則音色變得鋒利，易使人產(chǎn)生聽(tīng)覺(jué)上的疲勞感。

4~5KHz頻率：

這段頻率對(duì)樂(lè)器的表面響度有影響。如果這段頻率成分幅度大了，樂(lè)器的響度就會(huì)提高；如果這段頻率強(qiáng)度變小了，會(huì)使人聽(tīng)覺(jué)感到這種樂(lè)器與人耳的距離變遠(yuǎn)了；如果這段頻率強(qiáng)度提高了，則會(huì)使人感覺(jué)樂(lè)器與人耳的距離變近了。

 3~4KHz頻率：這個(gè)頻率的穿透力很強(qiáng)。

人耳耳腔的諧振頻率是1~4KHz，所以人耳對(duì)這個(gè)頻率也是非常敏感的。如果這段頻率成分過(guò)少，聽(tīng)覺(jué)能力會(huì)變差，語(yǔ)音顯得模糊不清了。如果這個(gè)頻率成分過(guò)強(qiáng)，則會(huì)產(chǎn)生咳聲的感覺(jué)，例如當(dāng)收音機(jī)接收電臺(tái)頻率不正時(shí)，播音員常發(fā)出的咳聲。

 2~3KHz頻率：這段頻率是影響聲音明亮度最敏感的頻段，如果這段頻率成分豐富，則音色的明亮度會(huì)增強(qiáng)，如果這段頻率幅度不足，則音色將會(huì)變得朦朦朧朧；而如果這段頻率成分過(guò)強(qiáng)，音色就會(huì)顯得呆板、發(fā)硬、不自然。

1~3KHz中高頻段對(duì)明亮度、清晰度和臨場(chǎng)感有重要作用，此頻段超過(guò)+3~5dB會(huì)使聲音變硬，超過(guò)+5~10dB會(huì)出現(xiàn)金屬聲，下跌-3~5dB會(huì)使聲音變硬，超過(guò)+5~10dB會(huì)出現(xiàn)金屬聲，下跌-3~5dB會(huì)使音色失去明亮感，下跌-5~10dB聲音發(fā)悶不清晰。

 1~2KHz頻率：這段頻率范圍通透感明顯，順暢感強(qiáng)。如果這段頻率缺乏，音色則松散且音色脫節(jié)；如果這段頻率過(guò)強(qiáng)，音則有跳躍感。

800Hz頻率：這個(gè)頻率幅度影響音色的力度。如果這個(gè)頻率豐滿(mǎn)，音色會(huì)顯得強(qiáng)勁有力；如果這個(gè)頻率不足。音色將會(huì)顯得松馳，也就是800Hz以下的成分特性表現(xiàn)突出了，低頻成分就明顯；而如果這個(gè)頻率過(guò)多，則會(huì)產(chǎn)生喉音感。人人都有一個(gè)喉腔，人人都有一定的喉音，如果音色中的喉音成分過(guò)多了，則會(huì)失掉音色美感。因此，音響師反這外頻率稱(chēng)為 “危險(xiǎn)頻率”，要謹(jǐn)慎使用。

500H~1KHz頻率：頻率是人聲的基音頻率區(qū)域，是一個(gè)重要的頻率范圍。如果這段頻率豐滿(mǎn)，人聲輪廓明朗，整體感好；如果這段頻率幅度不，語(yǔ)音會(huì)產(chǎn)生一種收縮感；如果這段頻率過(guò)強(qiáng)，語(yǔ)音就會(huì)產(chǎn)生一種向前眄出的感覺(jué)，使語(yǔ)音產(chǎn)生一種提前進(jìn)入人的聽(tīng)覺(jué)感受。

300~500Hz頻率：這段頻率是語(yǔ)音的主要音區(qū)頻率。這段頻率的幅度豐滿(mǎn)，語(yǔ)音有力度。如果這段頻率幅度不足，聲音會(huì)顯得空洞、不堅(jiān)實(shí)；如果這段頻率幅度過(guò)強(qiáng)，音色會(huì)變得單調(diào)，相對(duì)來(lái)說(shuō)低頻成分少了，高頻成也少了，語(yǔ)音會(huì)變成象電話(huà)中聲音的音色一樣，顯得很單調(diào)。

200~500Hz中低頻段決定聲音力度，如超過(guò)+5dB~10dB聲音變得模糊，清晰度下降，下跌-6~10dB聲音缺乏力度而顯單薄，音色硬而窄。

150Hz~300Hz：這段頻率影響聲音的力度，尤其是男聲聲音的力度。這段頻率是男聲聲音的低頻度基音頻率，同時(shí)也是樂(lè)音中和弦的根音頻率。如果這段頻率成分缺乏，音色會(huì)顯得發(fā)軟、發(fā)飄，語(yǔ)音則會(huì)變得軟綿綿；如果這段頻率成分過(guò)強(qiáng)，聲音會(huì)變得生硬而不自然，且沒(méi)有特色。

100~150Hz頻率：這段頻率是影響音色的豐滿(mǎn)度，如果這段頻率成分增強(qiáng)，就會(huì)產(chǎn)生一種房間共嗚的空間感、混厚感；如果這段頻率成分缺少，音色會(huì)變得單薄、蒼白；如果這段頻率成分過(guò)強(qiáng)，音色將會(huì)顯得渾濁，語(yǔ)音的清晰度變差。

60~100Hz頻率：這段頻率影響聲音的渾厚感，是低音的基音區(qū)。如果這段頻率很豐滿(mǎn)，音色會(huì)顯得厚實(shí)、混厚感強(qiáng)。如果這段頻率不足，音色會(huì)變得無(wú)力；而如果這段頻率過(guò)強(qiáng)，音色會(huì)出現(xiàn)低頻共振聲，有轟嗚聲的感覺(jué)。

20~60Hz頻率：這段頻率影響音色的空暗感，這是因?yàn)闃?lè)音的基音大多在這段頻率 以上。這段頻率是房間或廳堂的諧振頻率。如果這段頻率表現(xiàn)的充分，會(huì)使人產(chǎn)生一種置身于大廳之中的感受；如果這段頻率缺乏，音色會(huì)變得空虛；而如果這段頻率過(guò)強(qiáng)，會(huì)產(chǎn)生一種嗡嗡的低頻共振的聲音，來(lái)重地影響了語(yǔ)音的清晰度和可懂度。

音質(zhì)評(píng)價(jià)術(shù)語(yǔ)

圓潤(rùn)（粗糙）----頻帶較寬，音質(zhì)純真，失真小，混響聲成分及混響時(shí)間合適融合（分割）----各頻率成分銜接良好，層次豐富，指均衡適當(dāng)

明亮（灰暗）----中高頻及高頻充分，響應(yīng)平坦，混響適度，有豐富的諧音，給人親切感

清澈（渾濁）----指高頻響應(yīng)好，語(yǔ)言清楚，樂(lè)隊(duì)層次分明，有清澈見(jiàn)底的感覺(jué)

寬厚（單?。?/span>----聲音厚實(shí)有力低音豐富，高音不缺，有一定的明亮度

飽滿(mǎn)（發(fā)飄）----中頻和低頻分量充足且有一定的混響

豐滿(mǎn)（干癟）----中低音充分，醇厚，高音適度，響度恰當(dāng)，聽(tīng)感溫暖蘇適而富有彈性

柔和（生硬）----低音松馳不緊，高音不刺耳，且中高頻逐漸減弱，給人以安，輕松。悅耳和舒服感。

有力度（發(fā)散）----指聲堅(jiān)實(shí)有力且出得來(lái)，動(dòng)態(tài)范圍大，響度足，中低頻充實(shí)，既呈現(xiàn)浩大的氣勢(shì)，又令人領(lǐng)略到優(yōu)的細(xì)節(jié)。

平衡感----一是指聲音頻響的平衡；二是指立體聲左右聲道的平衡。

定位感----包括方位感和距離感，定位感好表示聲像方位基本準(zhǔn)確且錯(cuò)落有致。

空間感----聲音能呈現(xiàn)房間大小，表示寬度感，深度感 ，高度感 。

臨常感----也稱(chēng)現(xiàn)聲場(chǎng)感，使人有身臨其境的感受。

空氣感----指人耳對(duì)音響在空氣中產(chǎn)生振動(dòng)的量感，及穿透力的感受。

聲音湯----一是指低音豐滿(mǎn)，音色悠揚(yáng)；二是指低音過(guò)分夸張，使聲音失去平衡，缺乏亮度與層次。

量感-----指某種音響狀態(tài)給人的多少和大小的感受， “多”即表現(xiàn)力強(qiáng)，量感豐富。

聲音縮----指聲能密度小，聲音送不出來(lái)，缺少中頻成分，響度低，失真度大。

聲音發(fā)毛----聽(tīng)感上有高音的附加音，聲音毛糙，不干凈。

聲音發(fā)沙----聲音有沙啞的感覺(jué)，主要是通頻帶失真較大，附加有高次諧波。

音樂(lè)味----充分展現(xiàn)音樂(lè)本色、風(fēng)格和細(xì)節(jié)，表示音樂(lè)優(yōu)美動(dòng)聽(tīng)。

鑒賞音響的基本概念每種樂(lè)器都有其獨(dú)特的頻譜、音色，要想提高音樂(lè)欣賞的能力，一定要多做聽(tīng)力對(duì)比。即播放一首樂(lè)曲時(shí)，音箱系統(tǒng)放出的音色與實(shí)際樂(lè)器演奏的音色有哪些不同，偏離多少等。

為了進(jìn)行聽(tīng)力對(duì)比，首先應(yīng)該了解一些電聲名詞概念、人耳的聽(tīng)覺(jué)特性和音響設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)指針。

一、部分電聲學(xué)名詞解釋

純音：它有兩種含義：

（1）指瞬時(shí)聲壓時(shí)間作正弦變化的聲波；

（2）指具有明確單一音調(diào)的聲音。

基音：

是指復(fù)合音中頻率高于基音的成分，其頻率可以是基音頻率的整數(shù)倍，也可以不是。各種樂(lè)器用不同演奏方法能產(chǎn)生數(shù)量和強(qiáng)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。

聲波：

彈性媒質(zhì)中傳播的一種機(jī)械波，起源于發(fā)聲體的振動(dòng)。聲波范圍為20Hz~20KHz，頻率高于20KHz的聲波為超聲波，頻率低于20Hz的聲為次聲波，超聲波和次聲波一般不能引起聽(tīng)覺(jué)，只有頻率在兩者之間的聲波才能聽(tīng)到，我們把能夠聽(tīng)到的聲波稱(chēng)為音波或可聽(tīng)聲。

聲場(chǎng)：

指媒質(zhì)中有聲波存在的區(qū)域。不同的聲源和環(huán)境可以形成不同的聲場(chǎng)。

響度：

又稱(chēng) “音量”，人耳對(duì)音量大小的一種感受。取決于聲強(qiáng)、頻率和流形。

音色：

又叫 “音品”主要由其諧音的多寡及各諧音的相對(duì)振幅所決定。

二、人耳的聽(tīng)覺(jué)特性人耳對(duì)聲音的方位、響度、音調(diào)及音色的敏感程度是不同的，存在較大的差異。

方位感：

人耳對(duì)聲音傳播方向及距離、定位的辨別能力非常強(qiáng)。人耳的這種聽(tīng)覺(jué)特性稱(chēng)之為 “方位感”。

響度感：

對(duì)微小的聲音，只要響度稍有增加人耳即可感覺(jué)到，但是當(dāng)聲音響度增加到某一值后，即使再有較大的增加，人耳的感覺(jué)卻無(wú)明顯的變化。通常把可聽(tīng)聲按倍頻關(guān)系分為3份來(lái)確定低、中、高音頻段。即：低音頻段20-160Hz、中音頻段160Hz-2500Hz、高音頻段2500-20KHz.

音色感：

是指人耳對(duì)音色所具有的一種特殊的聽(tīng)覺(jué)上的綜合性感受。

聚焦效應(yīng)：

人耳的聽(tīng)特性可以從眾多的聲音中聚焦到某一點(diǎn)上。如我們聽(tīng)交響樂(lè)時(shí)，把精力與聽(tīng)力集中到小提琴演奏出的聲音上，其它樂(lè)器演奏的音樂(lè)聲就會(huì)被大腦皮層抑制，使你聽(tīng)覺(jué)感受到的是單純的小提琴演奏聲。這種抑制能力因人而異，經(jīng)常做聽(tīng)力鍛煉的人抑制能力就強(qiáng)，我們把人耳的這種聽(tīng)覺(jué)特性稱(chēng)為 “聚焦效應(yīng)”。多做這方面的鍛煉，可以提高人耳聽(tīng)覺(jué)對(duì)某一頻譜的音色、品質(zhì)、解析力及層次的鑒別能力。

三、影響音質(zhì)、音色的主要技術(shù)指針

頻率范圍（單位Hz）：

功率放大器在規(guī)定的失真度和額定輸出功率條件下的工作頻帶寬度，即功率放大器的最低工作頻率至最高工作頻率之間的范圍。

頻率響應(yīng)（單位：分貝dB）功率放大器的輸出增益隨輸入信號(hào)頻率的變化而提升或衰減和相位滯后隨輸入信號(hào)頻率而的現(xiàn)象。這項(xiàng)指針是考核功率放大器品質(zhì)優(yōu)劣的最為重要的一項(xiàng)依據(jù)，該分貝值越小，說(shuō)明功率放大器的頻率響應(yīng)曲線(xiàn)越平坦，失真越小，信號(hào)的還原度和再現(xiàn)能力越強(qiáng)。

 一套好的音響器材，除要把各種樂(lè)器的音韻再現(xiàn)外，還要把各種樂(lè)器演奏的位置、距離、場(chǎng)面再現(xiàn)出來(lái)。無(wú)論個(gè)人偏愛(ài)的是哪種色調(diào)或機(jī)型，如果播放出來(lái)的音色與原來(lái)樂(lè)器演奏的音色有聽(tīng)覺(jué)上的差異，就不能算是一臺(tái)好設(shè)備。

高保真音響（Hi-Fi）的真正含義是高還原度。如果你的音響設(shè)備不能還原出原有樂(lè)器的音色韻味，那幺就稱(chēng)不上高保真設(shè)備。當(dāng)我們利用主觀(guān)聽(tīng)覺(jué)判斷某一音響設(shè)備時(shí)，要充分注意這一點(diǎn)，不要因個(gè)人的偏愛(ài)而影響正確的判斷與鑒別能力的提高。

頻率補(bǔ)償不當(dāng)會(huì)造成什幺后果在頻率響應(yīng)的某一段出現(xiàn)峰谷時(shí)，特別在3~5KHz和200~300Hz，將引起音質(zhì)的明顯變化。

在頻率響應(yīng)曲線(xiàn)低頻段和中低頻段出現(xiàn)+5dB以上峰值時(shí)，會(huì)歙音色混濁，甚至出現(xiàn)特定頻率的 “嗡”聲，中高頻段出現(xiàn)峰時(shí)將有 “金屬聲”，峰出現(xiàn)在高頻段時(shí)將有 “絲”聲。

頻率響應(yīng)曲線(xiàn)出現(xiàn)谷時(shí)，要在-10dB才會(huì)有音質(zhì)變化。低頻段對(duì)聲音強(qiáng)度影響極大，如超過(guò) +5dB聲音變得混濁不清，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn) “嗡”聲。200~500Hz中低頻段決定聲音力度，如超過(guò) +5~10dB聲音變得模糊，清晰度下降，下跌 –6~10dB聲音缺乏力度而顯單薄，音色硬而窄。1~3KHz中高頻段對(duì)明亮度、清晰度和臨場(chǎng)咸有重要作用，此頻段超過(guò)+3~5dB會(huì)使聲音變硬，超過(guò)+5~10dB會(huì)出現(xiàn)金屬聲，下跌-3~5dB會(huì)使音色失去明亮感，下跌-5~10dB聲音發(fā)悶不清晰。

5KHz以上頻段是聲音特色的反映，如高頻6~7KHz超過(guò)+6dB，聲音變得尖銳刺耳，語(yǔ)言中齒音嚴(yán)重，下跌-10dB以上音色明顯變暗。均衡器可對(duì)頻率響應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)償，使某段頻率加重或減弱，但若使用不當(dāng)，會(huì)造成音質(zhì)變壞，如混濁----500Hz以下頻率提升過(guò)度；悶、不亮----2000Hz以上頻率衰減過(guò)多，或2000Hz以下頻率提升過(guò)多；毛刺----5000Hz以上頻率提升過(guò)度；單薄----500Hz以下頻率衰減過(guò)多；缺乏臨場(chǎng)感----1000~4000Hz頻段衰減過(guò)多；干、硬----1000~3500Hz頻段提升過(guò)度。