声学手册(第5版) 人民邮电出版社 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子书 mobi 在线

本书对各种声学现象进行了清晰的解释，且提供了实用的房间声学设计方法，同时本书还涉及了全新的测量方法和软件。它让读者了解到，如何进行声学测量、房间尺寸选择，如何摆放扬声器、分析频率响应曲线，以及如何设计安装吸声体和扩散体。读者还将会了解到，如何调节房间的混响时间、减小外部噪声，以及如何运用心理声学的概念。借助于两位声学专家的洞察力，我们可以建造属于自己的声学环境，例如录音棚、控制室以及家庭听音室。

1声学基础1

1.1正弦波2

1.2介质中的声音3

1.2.1质点运动3

1.2.2声音的传播4

1.2.3声音的速度5

1.3波长和频率6

1.4复合波8

1.4.1谐波8

1.4.2相位9

1.4.3泛音11

1.5倍频程12

1.6频谱14

1.7电子、机械和声学类比17

2声压级和分贝18

2.1比值与差值18

数字的表达19

2.2对数20

2.3分贝20

2.4参考声压级21

2.5对数与指数公式的比较23

2.6声功率24

2.7分贝的使用26

2.7.1例1：声压级26

2.7.2例2：扬声器的声压级26

2.7.3例3：话筒特性27

2.7.4例4：线性放大器27

2.7.5例5：通用放大器27

2.7.6例6：音乐厅27

2.7.7例7：分贝叠加28

2.8声压级的测量29

2.9正弦波的测量30

3自由声场的声音32

3.1自由声场32

3.2声音的辐射32

3.3自由声场中的声强33

3.4自由声场中的声压34

例：自由声场中声音辐射35

3.5密闭空间中的声场35

半球面声场及传播37

4声音感知38

4.1耳朵的灵敏度38

4.2耳朵解剖学39

4.2.1外耳40

4.2.2指向性因素：一个实验40

4.2.3外耳道40

4.2.4中耳41

4.2.5内耳43

4.2.6静纤毛44

4.3响度与频率44

4.3.1响度控制46

4.3.2可听区域46

4.4响度与声压级47

4.5响度和带宽49

4.6脉冲的响度51

4.7可察觉的响度变化52

4.8音高与频率52

4.8.1音高实验53

4.8.2消失的基频54

4.9音色与频谱54

4.10声源的定位54

4.11双耳定位56

4.12第一波阵面定律57

4.12.1法朗森效应57

4.12.2优先效应58

4.13反射声的感知59

4.14鸡尾酒会效应61

4.15听觉的非线性61

4.16主观与客观62

4.17职业性及娱乐性耳聋62

4.18总结64

5信号、语言、音乐和噪声65

5.1声谱65

5.2语言66

5.2.1语言的声道模型69

5.2.2浊音的构造69

5.2.3辅音的构造70

5.2.4语言的频率响应70

5.2.5语音的指向性71

5.3音乐72

5.3.1弦乐器72

5.3.2木管乐器72

5.3.3非谐波泛音73

5.4音乐和语言的动态范围73

5.5语言和音乐的功率75

5.6语言和音乐的频率范围76

5.7语言和音乐的可听范围76

5.8噪声76

5.8.1噪声测量79

5.8.2随机噪声79

5.8.3白噪声和粉红噪声80

5.9信号失真82

5.10共振86

5.11音频滤波器87

6反射90

6.1镜面反射90

6.2反射表面的双倍声压92

6.3凸面的反射92

6.4凹面的反射93

6.5抛物面的反射94

6.6驻波95

6.7墙角反射体95

6.8平均自由程96

6.9声音反射的感知97

6.9.1单个反射作用97

6.9.2空间感、声像以及回声的感知99

6.9.3入射角、信号种类以及可闻反射声频谱的作用100

7衍射101

7.1波阵面的传播和衍射101

7.2波长和衍射101

7.3障碍物的声音衍射102

7.4孔的声音衍射105

7.5缝隙的声音衍射105

7.6波带板的衍射106

7.7人的头部衍射107

7.8扬声器箱体边沿的衍射108

7.9各种物体的衍射108

8折射110

8.1折射的性质110

8.2声音在固体中的折射111

8.3空气中的声音折射112

8.4封闭空间中的声音折射115

8.5声音在海中的折射115

9扩散117

9.1完美的扩散场117

9.2房间中的扩散评价117

9.3衰减的拍频119

9.4指数衰减119

9.5混响时间的空间均匀性121

9.6几何不规则123

9.7吸声体的分布123

9.8凹形表面124

9.9凸状表面：多圆柱扩散体124

9.10平面扩散体125

10梳状滤波效应126

10.1梳状滤波器126

10.2声音叠加126

10.3单音信号和梳状滤波作用127

10.3.1音乐和语言信号的梳状滤波作用129

10.3.2直达声和反射声的梳状滤波作用129

10.4梳状滤波器和临界带宽133

10.5多通道重放当中的梳状滤波作用135

10.6反射声和空间感135

10.7话筒摆放当中的梳状滤波作用135

10.8在实践中的梳状滤波作用：6个例子135

10.9梳状滤波响应的评价139

11混响142

11.1房间声音的增长142

11.2房间内的声音衰减144

11.3理想的声音增长和衰减144

11.4混响时间的计算145

11.4.1赛宾公式146

11.4.2艾林—诺里斯公式147

11.4.3空气吸声148

11.5混响时间的测量148

11.5.1冲击声源149

11.5.2稳态声源149

11.5.3测量设备150

11.5.4测量步骤150

11.6混响和简正模式151

11.6.1衰减曲线分析153

11.6.2模式衰减的变化153

11.6.3频率作用154

11.7混响特征155

11.8衰减率以及混响声场157

11.9声学耦合空间157

11.10电声学的空间耦合158

11.11消除衰减波动158

11.12混响对语言的影响159

11.13混响时间对音乐的影响160

11.14很好混响时间160

11.14.1低频混响时间的提升163

11.14.2初始时延间隙164

11.14.3听音室的混响时间164

11.15人工混响165

11.16混响时间的计算167

11.16.1例1：未做声学处理的房间167

11.16.2例2：声学处理之后的房间168

12吸声170

12.1声音能量的损耗170

12.2吸声系数171

12.2.1混响室法173

12.2.2阻抗管法173

12.2.3猝发声法175

12.3吸声材料的安装176

12.4中、高频的多孔吸声177

12.5玻璃纤维隔音材料178

12.5.1玻璃纤维：板180

12.5.2玻璃纤维：吸声砖180

12.6吸声体厚度的作用181

12.7吸声体后面空腔的作用182

12.8吸声材料密度的作用183

12.9开孔泡沫183

12.10窗帘作为吸声体184

12.11地毯作为吸声体188

12.11.1地毯类型对吸声的影响188

12.11.2地毯衬底对吸声的影响188

12.11.3地毯的吸声系数189

12.12人的吸声作用189

12.13空气中的吸声191

12.14板（膜）吸声体192

12.15多圆柱吸声体197

12.16低频陷阱：通过共振吸收低频199

12.17赫姆霍兹（容积）共鸣器200

12.18穿孔板吸声体203

12.19条状吸声体208

12.20材料的摆放208

12.21赫姆霍兹共鸣器的混响时间209

12.22增加混响时间212

12.23模块212

13共振模式214

13.1早期实验和实例214

13.2管中的共振215

13.3室内的反射217

13.4两面墙之间的共振218

13.5频率范围220

13.6房间模式等式221

13.6.1房间模式的计算案例222

13.6.2验证实验225

13.7模式衰减227

13.8模式带宽229

13.9模式的压力曲线232

13.10模式密度235

13.11模式间隔和音色失真236

13.12很好的房间形状237

13.13房间表面的展开242

13.14控制有问题的模式244

13.15简化的轴向模式分析245

13.16总结247

14施罗德扩散体248

14.1实验248

14.2反射相位栅扩散体249

14.3二次余数扩散体250

14.4原根扩散体252

14.5反射相位栅扩散体的性能253

14.6反射相位栅扩散体的应用256

14.6.1颤动回声258

14.6.2分形学的应用260

14.6.3三维扩散261

14.6.4扩散混凝土砖263

14.6.5扩散效率的测量265

14.7格栅和传统方法的比较265

15可调节的声学环境267

15.1打褶悬挂的窗帘267

15.2可调节吸声板268

15.3铰链式吸声板270

15.4有百叶的吸声板270

15.5吸声／扩散调节板271

15.6可变的共振装置272

15.7旋转单元273

15.8便携式单元275

16噪声控制278

16.1噪声控制的方法278

16.2空气噪声280

16.3质量和频率的作用281

质量体的间隔283

16.4组合区域的隔声量283

16.5多孔材料284

16.6声音传输的等级284

16.7墙体结构的比较286

16.8隔声窗290

16.9隔声门291

16.10结构噪声293

16.11浮动地板294

16.11.1浮动墙和天花板296

16.11.2噪声和房间共振297

16.12噪声标准和参数297

17通风系统中的噪声控制299

17.1噪声标准的选择299

17.2风扇噪声303

17.3机械噪声和振动304

17.4空气速度307

17.5自然衰减308

17.6风道的内衬309

17.7静压箱消声器311

17.8密闭的衰减器312

17.9抗性消声器313

17.10调节后的消声器314

17.11管道位置315

17.12美国采暖、制冷与空调工程师学会316

17.13有源噪声控制316

17.14一些建议316

18听音室声学317

18.1重放条件317

18.2小房间的声学特征318

18.2.1房间的尺寸和比例319

18.2.2混响时间319

18.3对于低频的考虑320

18.3.1模式异常323

18.3.2模式共振的控制323

18.3.3听音室的低频陷阱323

18.4对于中、高频的考虑325

18.4.1反射点的识别和处理327

18.4.2侧向反射声以及空间感的控制328

18.5扬声器的摆位329

19小录音棚声学331

19.1对环境噪声的要求331

19.2录音棚的声学特征332

19.2.1直达声和非直达声332

19.2.2声学处理的作用333

19.3房间模式及房间容积334

19.4混响时间336

19.4.1小空间的混响时间336

19.4.2很好混响时间336

19.5扩散337

19.6噪声337

19.7录音棚的设计案例338

19.7.1吸声的设计目标338

19.7.2声学装修的建议339

20控制室声学342

20.1初始时延间隙342

20.2活跃端—寂静端344

20.3镜面反射与扩散345

20.4控制室中的低频共振346

20.5在实际中的初始时延间隙347

20.6扬声器的摆放及反射路径348

20.7控制室中的无反射区域（RFZ）349

20.8控制室的频率范围351

20.9控制室的外壳和内壳351

21音／视频房间的声学352

21.1设计因素352

21.2声学处理352

21.3音／视频房间的例子353

21.3.1房间共振的评价353

21.3.2房间共振的控制353

21.3.3吸声计算353

21.3.4声学处理的建议355

21.3.5专业的声学处理355

21.4语音室356

21.4.1寂静与活跃的声学环境357

21.4.2早期反射声357

21.5LEDE语音室359

22大空间的声学特性360

22.1基本的设计原则360

22.2混响及回声的控制361

22.3语言厅堂的设计363

22.3.1容积363

22.3.2厅堂形状364

22.3.3吸声处理365

22.3.4天花板、墙及地板365

22.4语言清晰度365

22.4.1语言频率和持续时间366

22.4.2主观测量366

22.4.3测量分析367

22.5音乐厅声学设计368

22.5.1混响368

22.5.2清晰度369

22.5.3明亮感369

22.5.4增益369

22.5.5座位数370

22.5.6容积370

22.5.7空间感370

22.5.8视在声源宽度（ASW）370

22.5.9初始时延间隙（ITDG）371

22.5.10低音比和温暖感（BR）371

22.6音乐厅的结构设计371

22.6.1包厢371

22.6.2天花板及墙372

22.6.3倾斜的地面373

22.7虚拟声像分析373

22.8厅堂的设计流程374

23声学失真378

23.1声学失真和声音感知378

23.2声学失真的来源378

23.2.1房间模式的耦合378

23.2.2扬声器边界干涉响应379

23.2.3梳状滤波380

23.2.4扩散384

23.2.5扩散测量384

23.3设计方法385

24室内声学测量软件387

24.1声学测量387

24.2基本分析工具388

24.3时间延时谱技术388

24.4优选长度序列技术（MLS）390

24.5AcoustiSoftETF程序391

24.5.1频率响应的测量394

24.5.2共振的测量397

24.5.3分数倍频程的测量399

24.5.4能量—时间曲线的测量401

24.5.5混响时间404

25房间优化程序406

25.1模式响应406

25.2扬声器边界干涉响应408

25.3优化409

25.4工作原理410

25.4.1房间响应的预测410

25.4.2优化步骤415

25.4.3价值参数415

25.5优化程序418

25.6计算结果419

25.6.1立体声对419

25.6.2每个喇叭含有两个低音单元的立体声对420

25.6.3有着偶极子环绕音箱的5.1声道家庭影院422

25.6.4有着卫星音箱的5.1声道家庭影院424

25.6.5次低音扬声器426

25.7总结428

26房间的可听化429

26.1声学模型的历史429

26.2可听化处理432

26.2.1扩散系数432

26.2.2听音者的特性描述432

26.2.3音响测深图的处理434

26.2.4房间模型的数据436

26.2.5房间模型的绘图439

26.2.6双耳重放441

26.3总结442

参考文献443

附录材料的吸声系数463

术语表466

F.奥尔顿.埃佛勒斯，是一个知名的声学顾问。他共同创办和主管穆迪科学研究院（Moody Institute of Science）的科学电影生产部门，同时也是美国加州大学海底声学研究部的主管。

肯恩.C.博尔曼，是一个知名的音频教育家、顾问以及作家。他是美国科勒尔盖布尔斯的迈阿密大学的退休教授，也是许多音频设备制造商和汽车制造商的顾问，同时还是许多文章和书籍的作者，其中包括了数字音频原理。

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书籍介绍

本书对各种声学现象进行了清晰的解释，且提供了实用的房间声学设计方法，同时本书还涉及了全新的测量方法和软件。它让读者了解到，如何进行声学测量、房间尺寸选择，如何摆放扬声器、分析频率响应曲线，以及如何设计安装吸声体和扩散体。读者还将会了解到，如何调节房间的混响时间、减小外部噪声，以及如何运用心理声学的概念。借助于两位声学专家的洞察力，我们可以建造属于自己的声学环境，例如录音棚、控制室以及家庭听音室。

本书包含了以下内容：

. 如何确定开放和封闭空间的声音传播。

. 如何测量声压级。

. 如何分析房间模式的共振特征。

. 如何对房间进行装修，以获得zuijia的早期反射声、混响时间和扩散。

. 如何降低声学失真、梳状滤波效应以及HVAC噪声。

. 如何构建一间高品质的立体声和环绕声听音室。

. 如何设计专业的录音棚和控制室。

. 如何评价音乐厅和礼堂的音质。

. 如何利用声学测量、模型以及可听化软件对房间进行设计和优化。