| 词条 | 耳廓效应 |
| 释义 | § 简介 也称单耳效应，人们利用单耳对声音进行定位的能力，由于声音来自方向不同，到达人耳 经耳廓反射进入耳道后，会出现时间（相位）和音量等方面的微小差异，根据这些差异，听音者就 耳机的指标里，对于音质和声场定位，这个主要靠主观听音作出评价的“软指标”无法表述。一个频响曲线相近的不同厂家的耳机，对其音质感觉和声场再现会有较大区别，这已是耳机爱好者们共同的认识。 耳机音质的不同比较容易理解，人们会想到这和振膜的材料、大小、结构以及耳机腔体的设计有关。但是对于耳机声场以及声源定位表现的差异，就较难搞清楚。 都是哪些因素在影响着耳机声场以及声源定位的重放准确性，到底哪种结构的耳机能够相对准确地播放出原来声音的现场感？这并不是单靠想象就能得出来的结论。 也许有人会问，声音的定位靠的是“双耳效应”，我们听立体声耳机时都是用双耳，听的都是立体声音乐，耳机声场和定位表现的差异难道还和“双耳定位效应” 以外的什么原因有关? 答案当然是肯定的。要不我们就无法解释以上的现象。 § 一、耳廓效应——另一种声音定位机理 对声音信号的方位、来向和对集群声音信号的展开感、深度感的感知能力，是人们听觉系统天生所具备的能力。古典声学把人们感知立体声音和声场的机理归结于“双耳效应”。 “双耳效应” 的原理十分复杂，但简单的说，就是人的双耳的位置在头部的两侧，如果声源不在听音人的正前方，而是偏向一边，那么声源到达两耳的距离就不相等，声音到达两耳的时间与相位就有差异，人头如果侧向声源，对其中的一只耳朵还有遮蔽作用，因而到达两耳的声压级也有不同。人们把这种细微的差异与原来存储于大脑的听觉经验进行比较，并迅速作出反应从而辨别出声音的方位。 可是到了上世纪70年代末期，人们却发现即使是聋了一只耳朵的人，对声音方向仍具有判别能力。如果我们用双手把耳廓向后压平，在听音上就会有异样的感觉。这种感觉实际上是对声音方位判断能力的减弱，特别对高频声更是如此。 当外界声音入射到人耳时，耳廓对声波具有反射作用，耳廓的形状使得这些反射声成为一组具有短延时量的重复声。 对于垂直方向的入射声，这些反射声的延时量大约在20~45μs左右，对于水平方向的入射声，其反射声的延时量大约在2~20μs左右。这是因为人的耳朵是长卵形的，其长轴垂直、短轴水平的缘故。人们从这些反射声的短延时量的范围就可判断出声音是上还是下、是左还是右。如果声音来自人的后面，由于没有反射声人们也会以此作出判断。德国一些物理学家认为: 耳廓效应造成了类似的“梳状滤波器效应”，如图2b所示。“梳状滤波器效应”的形成是由于耳廓反射形成的一组具有不同延时量的反射声与直达声之间的相位干涉引起的，这种相位干涉使人听到的声音出现了梳状波动，入射声角度的不同这种梳状波动的疏密、间隔也不同，因而带来了声音方向的信息。 虽然耳廓效应的物理原因还需要进一步研究搞清，但是它对声音定位的明显作用是不容置疑的，试验表明,它对4kHz~20kHz频段的定位起重要作用。 还要特别说明的是: 耳廓协助声音定位，主要是将每次接收到的声音,与过去存储在大脑里的重复声或梳状波动的记忆进行比较，然后才判断出声音方位。因为每个人的耳廓、耳腔尺寸并不完全相同，因而每个人在大脑存储的记忆是不相同的。换言之，每个人是自动熟悉了自己耳廓、耳腔所形成的这种重复声或梳状波动的。 耳壳效应的研究提醒人们，如果用耳机听音，要注意不要破坏耳壳效应的作用，因此耳机的结构、耳罩的形式，单就声音定位来讲就显得至关重要了。 § 二、我们听到的——原来是“一把梳子” 我们听音评价为频响平直的曲线，原来到达耳膜的并不是想象的图3中的曲线a,而是曲线b。曲线b上存在一些具有一定间隔的跌落(这些间隔状况因人而异略有不同)。它们的形成是由于耳廓效应、外耳谐振和各种声音的衍射共同作用的结果。因为这个曲线形状像一把齿朝下的梳子，所以称作“梳状滤波器效应”。这是一种听音固有的自然现象,它包含着声源方位的特定信息。如果这个曲线的跌落间隔和跌落幅度有所变化，人们是可以明显感觉出来的。 在音频领域，“梳状滤波器效应”还产生在传声器中，传声器中“梳状滤波器效应” 的形成是由于直达声和反射声到达传声器的声程差所引起的。它会引起拾取声音信号的染色现象,在实际应用中都采取一定的措施予以削弱或消除。这些措施包括:1、选择接近声源辟开或远离反射声处拾音；2、尽量选择指向性强的传声器；3、反射面增加吸声材料,减小反射声强度；4、当采用两只传声器拾音时,应一只为主,另一只为辅；5、采用特殊的界面传声器(在传声器受声面的附近设置质地坚硬、光滑的全反射面的传声器)。 这里还要说明的是，在电视传播的过程中也有一个“梳状滤波器”的概念，我们知道电视信号是采用频谱交错原理，将色度信号与亮度信号插入在同一谱带里进行传送的，在接收端则使用了一个频率传输特性曲线像梳子一样的“梳状滤波器”，通过它把色度信号与亮度信号彻底分离出来,再经过同步检波和解码、放大，最后输出R(红)、G(绿)、B(蓝)信号提供给显像管。这里提到的“梳状滤波器”的概念与前面提到的完全是两回事。由于“梳状滤波器” 的字样频繁出现在各种电视机的宣传单和包装箱上，为了防止混淆，觉得还是有必要提一下。 动圈式耳机有密闭式(闭式)、开放式(开式)和半开放式(半开式)之分,由于其结构的不同听音时也会产生不同的“梳状滤波器”效应。 闭式耳机的情况。由于密闭空腔使低频得到了提升，这就使得中低频段的一些耳道自然谐振被掩盖，其他的梳状跌落的幅度、数目、间隔也受到了影响，这就破坏了正常的平直频响的印象，因而在一定程度上破坏了声音的真实感。闭式耳机如果阻尼设计不当还会形成轰鸣，使人听起来不舒服。 开式耳机的情况。开式耳机有一个和大气连接的“通道”，这个通道或是振膜前面的透气耳垫，或是振膜后面的透气腔体，有的干脆“双管齐下”前后都通。这个“通道”阻尼掉了低频谐振，消除掉了可能引起的轰鸣感觉，但同时也或多或少地压低了我们所需要的耳道谐振，使正常的“梳状滤波器”效应受到调制，从而在一定程度上也影响了正常的听音条件。 特殊设计的半开式耳机的情况。特殊设计的半开式耳机是奥地利著名电声厂家AKG公司的专有技术，这种结构的耳机耳垫是不透气的，采用的是多振膜系统。耳机主振膜的后腔不直接和大气相通，而是在它的周围分布了六个无源从动振膜，这些从动振膜采用极薄的高顺性材料制成，按照声旁路元件机理工作。 并且巧妙地使六个从动振膜振动的相位略有差异，这就模拟了图2中的“梳状滤波器”效应，使听音者产生一个印象，似乎他本人的耳壳也在工作，因而给出一个空间立体感和空间开放的感觉。新生产的K240DF和K240M将六个从动膜改为六个围着主振膜排列的狭缝，AKG公司将其称为声学摩擦器，它们也是按照声旁路元件机理工作,其效果等同于六个从动膜。这种结构的耳机在声场的还原和乐器的定位感上有其明显的优势。K340有一个动圈单元和一个驻极体静电单元，因为静电单元阻抗太高，所以在一个从动振膜的位置安置了升压装置，在驻极体静电单元的后面安装有动圈式耳机单元。 § 三、立体声耳机听音的——专用CD唱片 耳机的声场再现除了和耳机的结构有关外，还和选用的CD唱片有很大关系。采用仿真头拾音制式和真人头拾音制式制作的CD唱片称为仿真头CD唱片和真人头CD唱片，这两种唱片是专为高质量立体声耳机听音制作的。图6是一张仿真头录音的CD片。 立体声的拾音方法主要有: A/B制式、X/Y制式、M/S制式、声像移动器(Pan Pot)制式、仿真头制式、真人头制式、ORTF制式、声场制式等等。 仿真头是个直径约为18cm的木质或塑胶制成的假人头，在它的耳道末端装有两只完全相同的传声器。拾取的信号分别作为立体声L、R声道信号，把这样的两声道信号放大后，供人用立体声耳机听音时，就完全模拟了人在舞台前聆听音乐时的真实状态。因此会产生非常好的临场感。 仿真头制式属于时间差、相位差和声级差的复合型系统。在这个系统中如果使用扬声器放声的话，听音者左、右耳除了直接听到左、右扬声器发出的声音以外，还能听到它们绕过头部形成的交叉音。听音者所判断出的声像就会与原声场中的声源位置有所不同，由此产生声像畸变，实际的听音感受是声像有些模糊不清。 真人头制式是将两只微型传声器，悬挂在音乐演奏现场听音人耳道口处拾取声音信号的方法，它的效果类似于仿真头制式。 如果在立体声耳机听音中，采用仿真头CD唱片和真人头CD唱片，我们就会感受到比其他CD唱片好得多的声场再现效果。 综上所述，在立体声耳机的听音系统中要实现良好的声场再现效果，一是要尽量选择罩耳式耳垫的耳机或不带耳垫的耳机，如AKG公司的K1000，以求不破坏耳壳的形状； 二是尽量选择采用“相位校正技术” 的多振膜结构的耳机(如AKG公司的K240M、K240DF),这两种耳机也是广播、电视部门采用较多的品种； 三是尽量选用仿真头CD唱片和真人头CD唱片，可惜的是品种极少。 当然这种选择标准只是“顾其声场,不及其余” 的作法，耳机爱好者们真要获得一件自己心仪的产品，亦然需要根据自己的喜好全面考虑才是。 |
| 随便看 |
百科全书收录594082条中文百科知识，基本涵盖了大多数领域的百科知识，是一部内容开放、自由的电子版百科全书。