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声学基础 人耳听觉特性 劳氏效应 劳氏效应是一种仿真立体声范围的心理学效应。如果将延时信号以同相叠加在直达声信号上，通过耳机重放时，其放声效果与普通耳机放声没有明显差别；如果延时信号一反相叠加在直达声信号上，则立即产生一种明显的空间印象，声音似乎来自四面八方，听众如置身于乐队之中。 这种现象可作如下解释：若第二个信号有延时并以180°的相位差达到双耳，则意味着对不同频率有着不同的时间延时，好似并由此对不同频率有不同的入射方向，每一频率的声音似乎来自不同方向，从而得到仿真立体声的主观印象。 人耳听觉特性 耦合效应 当厅堂内建筑分成两个或多个部分时，常伴有耦合现象发生，例如剧院内舞台与观众厅之间的耦合效应。 耦合现象的形成是两个具有不同混响时间而又相互耦合的房间，在混响过程中，声能衰减速率不一致，通过开口相互影响，产生耦合效应。 产生耦合现象的房间的声能密度（或声压）的衰减不再遵循指数规律衰减，其混响时间的衰变曲线也不是一条直线，而是一条折线。折线前一段斜率取决于声源所在房间声能衰变率，后一段斜率取决于无源房间返回的声能衰减率。耦合房间的衰变过程主要决定于混响时间较长的那个房间，特别是声源所处时间混响时间较长，在接收房间内会有很大的低频嗡声，严重影响语言情绪度。有些影剧院放映电影时，清晰度很差，很大程度是房间耦合现象造成的。 人耳听觉特性 可闻声的范围 具有正常听力的12岁-15岁青年能够感受到声音的频率范围大约为20Hz-20000Hz，年龄越大，可感受的频率上限越低，如年龄超过25岁，则对频率在15kHz以上的声音的灵敏度随着年龄的增长而逐渐降低；当男性到58岁时4kHz的平均听力损失可能达到30dB。 一般来说，声压级在0dB(1kHz)以上的声音是人们可以听到的，超过120dB人们听起来就会觉得太响，耳朵会有痛感。可闻声的强度范围约为（-5dB-+130dB），能够听到的最轻声音在3kHz附近。高于130dB的则称为痛阈。 人耳听觉特性 听力疲劳和听力损失 人们在强声压环境里经过一段时间后会出现听阈提高的现象，即听力下降。如果在安静的环境中停留一段时间，听力就能恢复，这种听阈暂时提高，事后可恢复得现象称为听觉疲劳。如果听阈的提高是永久性的，不可恢复的，则称为听力损失。一个人的听力损失通常用他（她）的听阈比公认的正常听阈高出的分贝数来表示。 人耳听觉特性 强声暴露对听觉的危害 一、声创伤 指一次或数次极强声波暴露中造成人耳器官组织的损害。声创伤总是要造成一定程度的永久性听力损失，严重时会导致耳聋。 二、暂时性听阈提高 三、永久性听阈提高 ISO1999规定听力损失25dB（在500Hz、1000Hz和2000Hz三个频率上永久性听阈提高的算术平均值）作为听力有损伤的标准。长期处于90dB以上的噪声环境中就会引起听力损伤，而且随声级的增加听力损失迅速增大。 人耳听觉特性 多普勒效应 当声源与接受者之间做相对运动时（即相互靠近），接收者接收到的频率就会升高，反之，接收者接收到的频率就会降低。 出现多普勒效应的原因是当声源向接收者靠近时，两个波阵面之间的距离，即波长变小，于是频率升高，反之，则波长变大，频率降低。 可以分四种情况讨论多普勒效应。 人耳听觉特性 1、声源和媒质一起向接收者以速度v运动（如果是离开，v取负值），或声源和媒质不动，而接收者向声源以速度v运动，这时声波对接收者是c+v，而在媒质中声波的波长不变，因而测得的频率为 f=（c+v）/λ=f0（1+m） 其中f0为声源频率，λ为媒质中声波的波长，m=v/c。 也可以这么理解，由于接收者相对于声源的运动，在时间多接收到了v△t/λ的波数，所以 f=1/△t[c△t/λ+v△t/λ] =(c+v)/λ= f0（1+m） 人耳听觉特性 2、声源向接收者以速度v运动，而接收者和媒质保持不动，或声源不动，媒质和接收者以速度v向声源运动。这时，声源每振动一次，便向前移动v/f0=tv的距离，这等于发出的每个波的波长均减少v/ f0的长度，变为λ（c-v）/c，因而所收到的频率为 f= f0 c/(c-v)= f0/(1-m) 注：1与2两种情况的差别在于媒质随声源运动还是保持不动。 人耳听觉特性 3、当声源和接收者的相对运动不在两者的连线上，而与连线成θ角 若接收者运动，有f=f0（1+mcosθ） 若声源运动，有f=f0/（1-mcos