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声音掩蔽和哈斯效应:解析10.6版本

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:声音的掩蔽是心理声学中很重要的效应。我国有句成语叫作“先入为主”,恰好用来形容哈斯效应。所以哈斯效应也称“领先效应”。哈斯效应的听觉效果不仅与两个声源声压级的差有关,还与两个声源到达听众的时间差有关。

声音掩蔽和哈斯效应:解析10.6版本

声音的掩蔽是心理声学中很重要的效应。在很多方面都可产生掩蔽现象。大的声音掩蔽柔和的声音;频率较低的声音掩蔽频率较高的声音,但不能颠倒过来;高声压级的高频失真容易被低频掩蔽等。人们在背景音乐的环境中谈话时,如果背景音乐的声压级超过谈话声压级6dB,那么两个人的谈话内容就不易被附近旁人听到。这也是背景音乐的一种应用。

被掩蔽的声音听阈值因为掩蔽声的出现而必须提高的听阈值称为掩蔽量。掩蔽量随被掩蔽声的声压级提高而增加,并且还与频率有关。最大的掩蔽出现在掩蔽声频率的附近。

如果两个声压级相同的声音不同时到达耳朵,那么先到达的声音可掩蔽后到达的声音。这个现象由德国科学家哈斯(Hass)首先发现,后来被人们简称为哈斯效应(Hass Effet)。我国有句成语叫作“先入为主”,恰好用来形容哈斯效应。所以哈斯效应也称“领先效应”。

哈斯效应的听觉效果不仅与两个声源声压级的差有关,还与两个声源到达听众的时间差有关。图1-48a是两个声源声压级的不平衡与延迟时间的关系。图1-48b是两个声源到达听众处的声压级相同,时间差为0(同时到达),听众的感觉(声像位置)是声源在中间。图1-48c是在一个声源(右边)中插入一个可调延时器,延迟时间ΔT=5ms,此时听众的感觉声源已偏到左边去了。图1-48d是在左声源中插入一个-10dB的固定衰减器,此时左声源的声压级比右声源低10dB,右声源中插入的延迟时间不变,仍为5ms,听众的感觉是声源又回到了中间位置。图1-48e是把延迟时间增加到25~30ms,甚至更大,听众开始会听到失真的两个声音,延迟时间越长,两个声音之间的间隔也越长。

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图1-48 哈斯效应

a)两个声源不平衡的声压级与延迟时间的关系 b)两个声源的声压级相等,时间差为0 c)两个声源的声压级相等,右声源比左声源晚到5ms d)左声源比右声源的声压级低10dB,右声源晚到5ms e)左声源比右声源的声压级低10dB,增加延时

剧场扩声工程中,通常利用哈斯效应来解决声像一致的问题。例如为了使得观众区的声压级均匀,需将主扬声器安装在舞台台口正上方较高的“音桥“中。这种布局会使舞台前面几排座位的观众听到的声音像是从头顶上下来的,声像严重不一致。为此在舞台台口两侧再安排两组声压级较小的辅助扬声器,使前几排座位的观众先听到辅助扬声器的声音(因为它们比主扬声器的声音先到达)。这样观众就会感到声音是从舞台方向来的了。(www.xing528.com)

扩声系统中哈斯效应使用最多的是校正声源之间的时间差和声级差,以减少声源间的干扰,提高声音清晰度。图1-49是Doak和Bolt给出的声源延迟干扰的数据曲线。例如:两个声源到达观众区的延迟差为200ms,如果要求它们之间的干扰不大于10%,那么它们的声级差必须低于22dB。500ms延时差的两个声源,如果要求它们之间的干扰不大于10%,那么它们的声级差必须低于35dB。否则需要在系统中使用延时器加以校正。这个概念在校正分散布置扬声器的大型体育场的扩声系统中特别有用。

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图1-49 Doak和Bolt的延时干扰图

图1-50是优先效应在扩声系统中的一种应用。听众位于离讲话者某个距离,不用扩声系统时,声压级太低听不清讲话的内容。如果安置一个小扬声器提高声压级,并且在扩声系统中按照听众离讲话者的距离适当增加8~16ms的延时,此时不但提高了听众处的声压级,而且扬声器如同不存在那样,声音仍然是从讲话者位置发出的感觉。

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图1-50 优先效应在扩声系统中的应用

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