汽车音响 - 理论知识首篇 - 电声学基础

北京鹏程

   大家好！在此跟大家一起分享汽车音响的理论知识，汽车音响是一个非常系统的学问；其中牵涉到非常多的知识，如电学，声学，结合的学科为电声学，在汽车音响改装过程中，如若您不知道这些知识，相信是难以将汽车音响改装做好；或者是根本就无从做起，所以掌握丰富的电声学知识，是成为一个优秀汽车音响改装人员的必备条件，同时成为一个优秀的倾听者，这也是其中要素之一。
第一节、声音
1、什么是声音？
     声音是由振动产生，通过媒质传播，最后通过听觉视听形成的，其中三个条件缺一不可，缺了任何一样的东西，都无从感觉到声音的存在；声音的产生实际上大多是能过空气传播的。
    人们之所以能够听到声音，是由于声波振动引起的，并通过传声媒质（如：空气、水、混凝土等弹性物质）传播进入人耳。从声源或振动源直接传入人耳的叫“直达声”，声音通过物体反射传入人耳的叫“反射声”。
    人的双耳距离大约有15-17厘米，这个距离使人耳具有非常准确的判断声源位置的特性。比如说：声音从左方首先进入左耳，右耳听到的声音比左耳晚一些其时间差=双耳距离/声速，为0.44-0.5mS。这个时间差使听音者感觉声音来自左方。所以直达声对判别声源的位置起决定性作用。因此人们在欣赏音乐时具有立体感和空间感。
    在反射声中较早到达人耳的声波较强，这个较强的反射波称之为早期反射声，在此之后的反射声的总和称为混响声
2、声音的传播
   声音的本质上是一种运动的存在，因些声音也称声波。而把与听觉有关的过程称为声音。声波是一种机械波，需要经过一定的媒质才能向外传播。而且这些媒质最好是弹性媒质，是可被振动的，如空气，水，固体等。真空中没有弹性媒持，所以真空中是不能传播声波的。也就在太空中，如果不借助仪器，是听不到任何声音的。我们最常用的是以空气为媒质传播的声波。后面所都是以空气为媒质。正如我们解释声音时所说，邻近声源的空气一疏一密地随着声源的振动而振动，同时使较远的空气作同样的振动，产生声波的传播。声波在空气中的传播过程中，空气并不是跟随着一起传播出去，只是把振动传出去，也就是说声波的传播方向与疏密相间的振动方向是一致的，所以声波在空气中表现形式是纵波。
3、频率的概念
   声源振动的快慢可以用频率来表示。
   声波在一秒钟内振动次数频率（f)，单位是赫兹（hz)。声波的频率范围很宽。正常来说的，人耳所能听一以频率范围在20-20Khz之间。我们把这段人能感觉到的声音称之为声频。低于20HZ的声音叫次声。高于20KHZ的声音叫超声。
超声的频率高，波长短，指向性好，多用于雷达、探测器等。
人所能听到的音调高低是由声音的频率来决定的。
在汽车音响行业里，我们通常会将20-20KHZ之间划分为4个频段；
20-50HZ超低频
50-250HZ中低频
250HZ -5KHZ 中频
5KHZ -20KHZ 高频
4、声速、波长、声波、声速、声强
声速的概念：即单位时间内传声波在媒介中的传播距离。他与媒介的弹性密度和温度有关；媒介的密度越小，传播越慢，温度越越低，传播越慢。声波的传播速度为340M/S波长即声源完成一周的振动，声波所传播的距离。
波长=声速/频率通过对不同频率的波长计算可以知道：频率越低，波长越长；频率越高，波长越短。声音的传播特性：反射，绕射。
声音的传播特性决定了高频的指向性；而低频通过性好的特质。
声波的干涉：系统中如果两个声波频率相同，相位相同，两声波叠加后能声波能量；
频率相同，相闰相反，声波能量减弱；两个声波的频率、相位都不同，则叠加后的声波将很混乱，我们听到的就是噪音。
  人耳的听音范围是20Hz~20KHz。低于20Hz叫次声波，高于20KHz的叫超声波。
声波振动一周所传播的距离叫“波长”用λ表示
声波一秒钟传播的距离叫“波速”用c表示
声波一秒钟振动的次数叫“频率”用 f表示
它们之间的关系：λ=c/f
   声波在传输过程中具有相互干涉作用。两个频率相同、振动方向相同且步调一致的声源发出的声波相互叠加时就会出现干涉现象。如果它们的相位相同，两波叠加后幅度增加声压加强；反之，它们的相位相反，两波叠加后幅度减小声压减弱，如果两波幅度一样，将完全抵消。由于声波的干涉作用，常使空间的声场出现固定的分布，形成波峰和波谷（从频响曲线上看似梳状滤波器的效果），即：音响术语中常说的----驻波现象。

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