頻譜與聽感

頻譜與聽感

 youran于2005-3-21 18:32:15發表在《EDN China技術論壇 → 消費電子設計 → 音頻處理 》

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頻譜與聽感各種不同頻段有各自的音色特點:

高音頻段HF：6KHz~20KHz：

這個頻段的聲音幅度音色的表現力。如果這個頻段的泛音幅度比較豐滿，那么音色的個性表現良好，音色的解析能力強，音色的彩色比較鮮明。這個頻段在聲音的成分中幅度不是很大，也就是說強度不是很大，但是它對音色影響很大，所以說它很寶貴、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，但是一聽就能分出哪個聲音是小提琴，哪個是雙簧管，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”愛的奉獻”，田震也唱一首”愛的奉獻”。兩首歌調一樣，響度也一樣，而人一聽便知哪個是田震的，哪個是韋唯的。這就說明，兩個歌手各自的高頻泛音不同，高頻成分的幅度不同，所以說兩個人的音色個性也就不同。如果這個頻段成分過小了，那幺音色的個性就減色了，韻味也就失掉了，聲音就有些尖噪，出現沙啞聲，有些刺耳的感覺了。因此，高頻段成分不要過量。然而又絕對不能沒有，否則聲音會失去個性。

中高音頻段MID HF：600Hz~6KHz：

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

中低音頻段MID LF：200Hz~600Hz：

這個頻段是人聲和主要樂器的主音區基音的頻段。這個頻段音色比較豐滿，則音色將顯得比較圓潤、有力度。因為基音頻率豐滿了，音色的表現力度就強，強度就大，聲音也變強了。如果這個頻段缺乏，其音色會變得軟弱無力、空虛，音色發散，高低音不合攏；而如果這段頻率過強，其音色就會變得生硬、不自然。因為基音成過強，相對泛音的強度就變弱了，所以音色缺乏潤滑性。

低音頻段LF：20Hz~200Hz

如果低音頻段比較豐滿，則音色會變得混厚，有空間戌因為整房間都有共振頻率，而且都是低頻區域；如果這個頻率成分多了，會使人自然聯想到房間的空間聲音偉播狀態。如果這個頻段的成缺乏，音色就會顯得蒼白、單薄，失去了根音乏力；如果這個頻率的成分在音色中過多了，單元就會顯示渾濁不清了，因而降低了語音的清晰度。

不同頻率的細節對音色的影響

16KHz~20KHz頻率：

這段頻率范圍實際上對于人耳的聽覺器官來說，已經聽不到了，因為人耳聽覺的最高頻率是15.1KHz。但是，人可以通過人體和頭骨；顱骨將感受到的16~20KHz頻率的聲波傳送給大腦的聽覺區，因而感受到這個聲波的存在。這段頻率影響音色的韻味、色彩、感情味。如果音響系統的頻率響應達不到這個頻率范圍，那幺音色的韻味將會失落；而如果這段頻率過強，則給人一種宇宙聲的感覺，一種幻覺，一種神秘莫測的感覺，使人有一種不穩定的感覺。因為這段頻率大多數是基音的不諧和音頻率，所以會產生一種不安定的感受。這段頻率在音色當中強度很小。但是很重要，是音色的表現力部分，也是常常被人們忽略的部分，甚至有些人根本感覺不到它的存在。

12KHz~16KHz頻率

：這是人耳可以聽到的高頻率聲波，是音色富于表現力的部分，是一些高音樂器和高音打擊樂器的高頻泛音頻段，例如鍤、鈴、鈴鼓、沙錘、銅刷、三角鐵等打擊樂器的高頻泛音，可給人一種 “金光四射”的感覺，強烈地表現了各種樂器的個性。如果這段頻率成分不足，則音色將會失掉色彩，失去個性；而如果這段頻率成分過強，如激勵過強，音色會產生 “毛刺”般尖噪、刺耳的高頻噪 聲，對此頻段應給予一定的適當的衰減。

10KHz~12KHz頻率：

這是音木管樂器和高音銅管樂器的高頻泛音頻段，例如長笛、雙簧管、小號、短笛乖高音管樂器的金屬聲非常強烈。如果這段頻率缺乏，則音色失去光澤，失去個性；如果這段頻率過強，則會產生尖噪，刺耳的感覺。

 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，這是人耳聽覺敏感的頻率，影響音色的清晰度。如果這段頻率成分缺少，則音色會變得暗淡；如果這段頻率成分過強，則音色顯得齒音嚴重。如高頻6~7KHz超過+6dB，聲音變得尖銳刺耳，語言中齒嚴重，下跌-10dB以上音色明顯變暗。

5~6KHz頻率：

這段頻率最影響語音的清晰度、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強，則音色變得鋒利，易使人產生聽覺上的疲勞感。

4~5KHz頻率：

這段頻率對樂器的表面響度有影響。如果這段頻率成分幅度大了，樂器的響度就會提高；如果這段頻率強度變小了，會使人聽覺感到這種樂器與人耳的距離變遠了；如果這段頻率強度提高了，則會使人感覺樂器與人耳的距離變近了。

 3~4KHz頻率：這個頻率的穿透力很強。

人耳耳腔的諧振頻率是1~4KHz，所以人耳對這個頻率也是非常敏感的。如果這段頻率成分過少，聽覺能力會變差，語音顯得模糊不清了。如果這個頻率成分過強，則會產生咳聲的感覺，例如當收音機接收電臺頻率不正時，播音員常發出的咳聲。

 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，則音色的明亮度會增強，如果這段頻率幅度不足，則音色將會變得朦朦朧朧；而如果這段頻率成分過強，音色就會顯得呆板、發硬、不自然。

1~3KHz中高頻段對明亮度、清晰度和臨場感有重要作用，此頻段超過+3~5dB會使聲音變硬，超過+5~10dB會出現金屬聲，下跌-3~5dB會使聲音變硬，超過+5~10dB會出現金屬聲，下跌-3~5dB會使音色失去明亮感，下跌-5~10dB聲音發悶不清晰。

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

800Hz頻率：這個頻率幅度影響音色的力度。如果這個頻率豐滿，音色會顯得強勁有力；如果這個頻率不足。音色將會顯得松馳，也就是800Hz以下的成分特性表現突出了，低頻成分就明顯；而如果這個頻率過多，則會產生喉音感。人人都有一個喉腔，人人都有一定的喉音，如果音色中的喉音成分過多了，則會失掉音色美感。因此，音響師反這外頻率稱為 “危險頻率”，要謹慎使用。

500H~1KHz頻率：頻率是人聲的基音頻率區域，是一個重要的頻率范圍。如果這段頻率豐滿，人聲輪廓明朗，整體感好；如果這段頻率幅度不，語音會產生一種收縮感；如果這段頻率過強，語音就會產生一種向前眄出的感覺，使語音產生一種提前進入人的聽覺感受。

300~500Hz頻率：這段頻率是語音的主要音區頻率。這段頻率的幅度豐滿，語音有力度。如果這段頻率幅度不足，聲音會顯得空洞、不堅實；如果這段頻率幅度過強，音色會變得單調，相對來說低頻成分少了，高頻成也少了，語音會變成象電話中聲音的音色一樣，顯得很單調。

200~500Hz中低頻段決定聲音力度，如超過+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，同時也是樂音中和弦的根音頻率。如果這段頻率成分缺乏，音色會顯得發軟、發飄，語音則會變得軟綿綿；如果這段頻率成分過強，聲音會變得生硬而不自然，且沒有特色。

100~150Hz頻率：這段頻率是影響音色的豐滿度，如果這段頻率成分增強，就會產生一種房間共嗚的空間感、混厚感；如果這段頻率成分缺少，音色會變得單薄、蒼白；如果這段頻率成分過強，音色將會顯得渾濁，語音的清晰度變差。

60~100Hz頻率：這段頻率影響聲音的渾厚感，是低音的基音區。如果這段頻率很豐滿，音色會顯得厚實、混厚感強。如果這段頻率不足，音色會變得無力；而如果這段頻率過強，音色會出現低頻共振聲，有轟嗚聲的感覺。

20~60Hz頻率：這段頻率影響音色的空暗感，這是因為樂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。如果這段頻率表現的充分，會使人產生一種置身于大廳之中的感受；如果這段頻率缺乏，音色會變得空虛；而如果這段頻率過強，會產生一種嗡嗡的低頻共振的聲音，來重地影響了語音的清晰度和可懂度。

音質評價術語

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

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

清澈（渾濁）----指高頻響應好，語言清楚，樂隊層次分明，有清澈見底的感覺

寬厚（單薄）----聲音厚實有力低音豐富，高音不缺，有一定的明亮度

飽滿（發飄）----中頻和低頻分量充足且有一定的混響

豐滿（干癟）----中低音充分，醇厚，高音適度，響度恰當，聽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（發散）----指聲堅實有力且出得來，動態范圍大，響度足，中低頻充實，既呈現浩大的氣勢，又令人領略到優的細節。

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確且錯落有致。

空間感----聲音能呈現房間大小，表示寬度感，深度感 ，高度感 。

臨常感----也稱現聲場感，使人有身臨其境的感受。

空氣感----指人耳對音響在空氣中產生振動的量感，及穿透力的感受。

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

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

聲音縮----指聲能密度小，聲音送不出來，缺少中頻成分，響度低，失真度大。

聲音發毛----聽感上有高音的附加音，聲音毛糙，不干凈。

聲音發沙----聲音有沙啞的感覺，主要是通頻帶失真較大，附加有高次諧波。

音樂味----充分展現音樂本色、風格和細節，表示音樂優美動聽。

鑒賞音響的基本概念每種樂器都有其獨特的頻譜、音色，要想提高音樂欣賞的能力，一定要多做聽力對比。即播放一首樂曲時，音箱系統放出的音色與實際樂器演奏的音色有哪些不同，偏離多少等。

為了進行聽力對比，首先應該了解一些電聲名詞概念、人耳的聽覺特性和音響設備的主要技術參數指針。

一、部分電聲學名詞解釋

純音：它有兩種含義：

（1）指瞬時聲壓時間作正弦變化的聲波；

（2）指具有明確單一音調的聲音。

基音：

是指復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倍，也可以不是。各種樂器用不同演奏方法能產生數量和強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：

彈性媒質中傳播的一種機械波，起源于發聲體的振動。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覺，只有頻率在兩者之間的聲波才能聽到，我們把能夠聽到的聲波稱為音波或可聽聲。

聲場：

指媒質中有聲波存在的區域。不同的聲源和環境可以形成不同的聲場。

響度：

又稱 “音量”，人耳對音量大小的一種感受。取決于聲強、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振幅所決定。

二、人耳的聽覺特性人耳對聲音的方位、響度、音調及音色的敏感程度是不同的，存在較大的差異。

方位感：

人耳對聲音傳播方向及距離、定位的辨別能力非常強。人耳的這種聽覺特性稱之為 “方位感”。

響度感：

對微小的聲音，只要響度稍有增加人耳即可感覺到，但是當聲音響度增加到某一值后，即使再有較大的增加，人耳的感覺卻無明顯的變化。通常把可聽聲按倍頻關系分為3份來確定低、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：

是指人耳對音色所具有的一種特殊的聽覺上的綜合性感受。

聚焦效應：

人耳的聽特性可以從眾多的聲音中聚焦到某一點上。如我們聽交響樂時，把精力與聽力集中到小提琴演奏出的聲音上，其它樂器演奏的音樂聲就會被大腦皮層抑制，使你聽覺感受到的是單純的小提琴演奏聲。這種抑制能力因人而異，經常做聽力鍛煉的人抑制能力就強，我們把人耳的這種聽覺特性稱為 “聚焦效應”。多做這方面的鍛煉，可以提高人耳聽覺對某一頻譜的音色、品質、解析力及層次的鑒別能力。

三、影響音質、音色的主要技術指針

頻率范圍（單位Hz）：

功率放大器在規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（單位：分貝dB）功率放大器的輸出增益隨輸入信號頻率的變化而提升或衰減和相位滯后隨輸入信號頻率而的現象。這項指針是考核功率放大器品質優劣的最為重要的一項依據，該分貝值越小，說明功率放大器的頻率響應曲線越平坦，失真越小，信號的還原度和再現能力越強。

 一套好的音響器材，除要把各種樂器的音韻再現外，還要把各種樂器演奏的位置、距離、場面再現出來。無論個人偏愛的是哪種色調或機型，如果播放出來的音色與原來樂器演奏的音色有聽覺上的差異，就不能算是一臺好設備。

高保真音響（Hi-Fi）的真正含義是高還原度。如果你的音響設備不能還原出原有樂器的音色韻味，那幺就稱不上高保真設備。當我們利用主觀聽覺判斷某一音響設備時，要充分注意這一點，不要因個人的偏愛而影響正確的判斷與鑒別能力的提高。

頻率補償不當會造成什幺后果在頻率響應的某一段出現峰谷時，特別在3~5KHz和200~300Hz，將引起音質的明顯變化。

在頻率響應曲線低頻段和中低頻段出現+5dB以上峰值時，會歙音色混濁，甚至出現特定頻率的 “嗡”聲，中高頻段出現峰時將有 “金屬聲”，峰出現在高頻段時將有 “絲”聲。

頻率響應曲線出現谷時，要在-10dB才會有音質變化。低頻段對聲音強度影響極大，如超過 +5dB聲音變得混濁不清，嚴重時出現 “嗡”聲。200~500Hz中低頻段決定聲音力度，如超過 +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中高頻段對明亮度、清晰度和臨場咸有重要作用，此頻段超過+3~5dB會使聲音變硬，超過+5~10dB會出現金屬聲，下跌-3~5dB會使音色失去明亮感，下跌-5~10dB聲音發悶不清晰。

5KHz以上頻段是聲音特色的反映，如高頻6~7KHz超過+6dB，聲音變得尖銳刺耳，語言中齒音嚴重，下跌-10dB以上音色明顯變暗。均衡器可對頻率響應進行補償，使某段頻率加重或減弱，但若使用不當，會造成音質變壞，如混濁----500Hz以下頻率提升過度；悶、不亮----2000Hz以上頻率衰減過多，或2000Hz以下頻率提升過多；毛刺----5000Hz以上頻率提升過度；單薄----500Hz以下頻率衰減過多；缺乏臨場感----1000~4000Hz頻段衰減過多；干、硬----1000~3500Hz頻段提升過度。