1.1.1 波形
一切发声的物体都在振动,振动停止则发声停止。像琴弦、人的声带或扬声器纸盆的振动都会产生声音,这种振动会引起周围空气压强的震荡,压力下的空气分子随后推动周围的空气分子,后者又推动下一组分子,以此类推。高压区域穿过空气时,在后面留下低压区域,当这些压力波的变化到达人耳时,会振动耳中的神经末梢,我们将这些振动称为声音。
我们所能看到的声音的可视化波形函数表现形式,反映了这些空气压力波。波形中的零位线是静止时的空气压力;当曲线向上摆动到波峰,表示较高压力;当曲线向下摆动到波谷,表示较低压力。
一个波形通常应包括振幅、周期、频率、相位、波长等特征,这是区别每一个波形的依据,如图1-1所示。
图1-1
振幅:振动物体离开平衡位置的最大距离,振幅的大小,表明声波携带能量的大小。振幅越大,声音越响;振幅越小,声音越小。振幅用A表示,单位为dBFS。
周期:物体振动的快慢用周期或频率表示,完成一次全振动所需的时间叫作振动的周期。周期描述单一、重复的压力变化顺序:零压力→高压→低压→零压力。周期用T表示,单位为s。
频率:单位时间内声源所完成的全振动的周期数。频率越高,音调越高。频率用F表示,单位为Hz。
相位:以度为单位测量,共360°,表示周期中的波形位置。0°为起点,90°为高压点,180°为中间点,270°为低压点,360°为终点。相位用φ表示,单位是度。
声速:声波在媒质中每秒传播的距离叫作声波传播速度,简称声速。声速用C表示,单位为m/s。
波长:以英寸或厘米为测量单位,声源的某一振动状态在一个周期内所传播的距离,用λ表示。
知识点拨
波形特征之间的关系可以用以下公式来表现:
F(频率)=1/T(周期)
C(声速)=d/t2-t1(t2>t1,t1是开始时间,t2是结束时间,d是声波由t1到t2传播的距离)
C(声速)=λ(波长)×F(频率)
C(声速)=λ(波长)/T(周期)