（1）聲學歷史
當壹棵樹在森林裏倒下時，有壹聲巨響，但這片原始森林裏沒有人，所以我聽不到聲音。這是聲音嗎？聲音肯定是發出來的，因為當樹幹和樹枝接觸地面時，它們都會產生壹些聲音，但沒有人聽到它們，但這種聲音對人類或其他動物來說是不同的，所以這就是聲學所說的心理學。
我在這裏談論的聲學原理主要是為了使調音師能夠了解聲學的各個方面，而不是進行聲學研究或撰寫聲學方面的碩士或博士論文，因此我在本書中談論的聲學理論實際上可以被現場操作聲學的人使用。
在1915年，壹個名叫E.S .普裏達姆的美國人把壹個電話聽筒放在喇叭上，喇叭發出壹種唱片聲音，當這種聲音可以被舊金山慶祝聖誕節的壹群人聽到時，電子聲學就誕生了。第壹次世界大戰結束後，在美國哈丁總統的就職典禮上，美國貝爾公司將手機接收器與當時的電唱機喇叭相連，電唱機能夠將聲音傳送給觀看總統就職典禮的壹大群人。因此，開發了許多專業的聲音研究和擴聲項目。音頻研究人員不僅試圖改進音頻設備，還做了各種實驗來了解人類對聽覺的反應。然而，最先進的音頻研究人員都知道聲學應該作為壹個整體來研究，他們應該了解音頻設備的每個環節以及人類對聽覺的生理反應。他們在過去的幾年裏做出了巨大的貢獻。早在1877年，英國的LordRaleigh就已經對聲學進行了研究。他曾說:“所有與聲學有關的問題，無論是直接的還是間接的，都必須由我們的耳朵來決定，因為它們是我們的聽覺器官，我們耳朵的決定應被視為最終決定，沒有必要接受上訴。但這並不意味著所有的聲學研究都是僅靠耳朵進行的。當我們發現聲音的基礎是壹種物理現象時，當我們檢測到這個聲音領域時，我們將轉向另壹個領域，這就是物理。重要的比率可以來自研究，我們的聽覺感應必須接受這些比率。”從上面的段落中我們可以看出，即使在沒有電聲聲學的時候，老壹輩科學家也認為這是物理學的壹個領域。
英國著名科學家卡爾文勛爵經常說:“當妳衡量妳所說的話並能用數字表達時，妳就已經對它有所了解了。但是如果妳不能用數字來表達，那麽妳的知識仍然是粗糙和不完整的；對任何事物來說，這可能是知識的起源，但妳的思想還沒有達到科學的境界。”加爾文勛爵（1824-1907）是19世紀最傑出的科學家之壹。為了紀念這位偉人，後世科學家將絕對溫度-273.438+06攝氏度命名為0度加爾文。
唐&卡羅琳·戴維斯是《聲音系統工程》壹書的作者。這本書被稱為聲音的聖經，幾乎是每個在國外研究聲音的人的必讀之作。我引用他書中的這段話:“數學和物理知識是充分理解聲音工程的必要條件。妳對這兩種科學了解得越深，妳就越能跨越妳從感官中獲得的想法，並利用科學來引用事實。著名聽力學家詹姆斯·莫亞曾經說過:‘在聲學中，任何表面上看起來顯而易見的東西通常都是錯誤的’。”
我上面引用了幾位科學家和聽力學家的告誡，主要是因為大多數制造立體聲的人當然對聲學和音樂感興趣，但他們認為僅憑聽覺就可以識別聲學的好壞，但他們不明白這是壹門專業的工程知識，他們無法在聲學方面做得很好。早在19世紀，萊利爵士就曾指出，這是壹個科學領域，而現代聲音工程正在像其他科學學科壹樣努力發展，因此聲音工程與數學和物理密不可分。
（2）現場聲音和錄音室聲音的區別。
這裏解釋的現場音頻操作與錄音技術有許多不同之處。很多人認為音頻的最高境界是錄音技術，這並不全面。在錄音技術中，基本上沒有反饋，因為在錄音室操作時，所有外圍因素都可以控制，但在回放現場音頻時，我們無法避免現場音頻的許多問題，因此現場音頻和錄音音頻是兩種不同的知識。
現場聲音和錄音室聲音的要求是不同的，因此有許多不同的設備。例如錄音室中使用的混音器，其每個輸入都有多個參數平衡，使音響工程師可以對每個輸入的聲源進行最精確的微調，以達到最佳的聲源效果。用於現場聲音的混音器通常每個輸入都很簡單。因為大多數時候，調音師沒有很多時間來微調每個通道的聲源，但在現場音頻的混音器中，每個通道的音量由推桿控制，不僅可以衰減音量，還可以獲得10-14 dB的增益。如果妳為錄音棚制作混音器，這種推桿往往不需要增益，所以它的英文名是fader，意思是衰減器。現場音頻中使用的大功率放大器都會有風扇進行散熱，因為現場音頻的放大器經常以最大功率輸出工作，在許多情況下，在戶外進行現場音頻時，周圍的溫度可能會相當高。如果錄音室裏有空調，溫度肯定不會太高，而錄音室裏的功放主要是用來推動監聽音箱的，當然它不需要輸出很大的功率，所以功放只需要用壹個普通的散熱器來散發少量的熱量。如果功放裝有風扇，風扇發出的聲音反而會造成噪音，所以錄音室裏的功放基本上不需要風扇。
現場音響系統中使用的揚聲器需要非常高效，以便將聲壓傳播給遠處的觀眾。但是錄音室使用的監聽揚聲器是錄音師使用的聲源或錄音的最終結果，錄音師坐在監聽揚聲器附近進行監聽，因此監聽揚聲器是壹種近聲場揚聲器，不需要很高的靈敏度，其功能與現場聲音揚聲器完全不同。
③音頻與波長的關系
許多調音師沒有註意到音頻和波長之間的關系。事實上，這非常重要:音頻和波長與聲速直接相關。在海拔氣壓下，聲速在265，438+0℃的溫度下為344米/秒，而當我與中國的調音師接觸時，他們通常的聲速為34om/秒，這是在65，438+05℃的溫度下的聲速，但我們最記得的是聲速會隨著氣溫和氣壓的變化而變化。溫度越低，空氣中的分子密度越高，所以聲音越大。音頻與波長和聲音的關系為:波長=聲速/頻率；λ = v/f，假設聲速為344 m/s，100Hz音頻的波長為3.44 m，1000hz（即lkHz）的波長為34.4 cm，20kHz音頻的波長為1.7cm。
④揚聲器的高、中、低頻
例如，我們現在有壹個18錐形揚聲器單元，它安裝在壹個由木材制成的音箱中，這個音箱的面板面積為L平方米，即這個面板的高度和寬度為L米。我們如何計算這個揚聲器的高、中、低頻？首先我們要計算揚聲器面板的對角線長度，也就是2的平方根= 1.414m。當任何頻率的L/4波長超過1.414m時，該揚聲器為低頻。如果壹個頻率的L/4波長為1.414m，則波長為4× 1.414m = 5.656m，頻率為344m/s ÷ 5.656m = 60.8/s = 60.8Hz，所以任意。當60.8Hz或更低的頻率從揚聲器傳播時，它們的擴散圖像是球形的，這意味著如果我們將揚聲器掛在房間中央，這些頻率的音量發出的聲壓在揚聲器的前後左右和上下幾乎相同，釋放的聲音變得沒有方向。當某壹頻率的L/4波長小於揚聲器面板的對角線長度，但該波長大於揚聲器的半徑時，該頻率為揚聲器的中頻。例如，我們現在使用的是18小時單位，半徑為9英寸，即22.86厘米= 0.2286米，音頻頻率為344米/秒÷02286米= 1505赫茲，從60.8赫茲到1505赫茲的頻率是此揚聲器的中頻。從這個揚聲器擴散的中頻的形狀是半球形的，也就是說，如果我們從掛在房間中央的揚聲器釋放這個頻率，從揚聲器面板擴散的聲音的形狀是半球形的。揚聲器後面聽不到這個頻率的聲音。1505Hz及更高的頻率是該揚聲器的高頻。高頻時從音箱擴散出來的聲音形狀是圓錐形的，頻率越高，圓錐的形狀越窄。通常，如果頻率超過初始高頻音頻的4倍，聲音的形狀將逐漸變成壹條直線而不會擴散。如果您沒有坐在校準裝置的位置上，您將聽不到這些高頻。因此，如果許多高頻單元是紙盆式的，紙盆的直徑很小，因此應盡可能提高揚聲器的高頻下限，希望增加高頻擴散的寬度。我們經常在家用音頻揚聲器中看到高音單元，通常使用L-2紙盆單元或半球形單元。這就是原因。專業現場音頻的高音單元必須用喇叭處理，因為它必須發出大量高頻聲壓。
（5）不同種類的聲音舞臺。
當紙盆揚聲器接收到功率放大器的信號時，紙盆會前後晃動。當紙錐向前移動時，它會撞擊它前面的空氣分子，紙錐前面的空氣會增加壓力。這些分子將繼續向前移動，並與前面的空氣分子碰撞，產生輕微的高壓。當紙盆後退時，紙盆前面的空氣分子會產生輕微的真空，然後這些分子會跟隨紙盆後退，導致這裏的空氣壓力輕微降低。但是我們不要忘了空氣是有彈性的，只是紙盆前面的空氣剛剛被紙盆的作用震動了壹下，還達不到空氣本身的彈性。這個時候，我們要看這個頻率的波長。聲音直到離紙盆的距離是波長的2.5倍時才會發揮其彈性。比如壹個頻率為100Hz，它的波長為3.44米，所以聲音要離開紙盆2.5 × 3.44米= 8.6米，這就是100Hz的真實聲音。如果我們用100赫茲來計算，離紙盆的距離在達到8.6米之前是100赫茲的近聲場，而超過8.6米的距離是100赫茲的遠聲場。為什麽我們需要了解聲場？很多時候，樂隊中的電貝司手往往不理解接近聲場的效果。在他的電動低音揚聲器上，有壹個平衡旋鈕，上面寫著bass，這是這位音樂家的稱號。電子貝斯手通常在電子低音揚聲器附近演奏。如果他站在sound stage附近，他有時會覺得低音不夠，所以他會盡可能地調高低音的平衡旋鈕，但觀眾會在他們的位置聽到強烈的低音，這往往會造成不好的影響。這些強勁的低音也會跑進歌手的麥克風。如果調音師認為歌手的聲音不夠，他會壹直提高歌手的聲音，但同時他也會提高電子低音的低音量，這樣調音就會很困難。電貝司的最低e弦為41hz，但由於拾音器放在弦的末端，41Hz的壹次諧波是電貝司的主要低頻，82Hz的波長為4.2米（344 m/s除以82/s = 4.195 m），因此幾乎需要離開電貝司揚聲器6550。因此，當我們談論揚聲器與聲場之間的距離時，最重要的是註意頻率及其波長，而不是簡單地看離揚聲器多遠等於聲場多遠或多近。最重要的是要記住，當我們欣賞音樂時，我們應該處於遠離聲場的位置，而不是靠近聲場的位置。
（6）直接聲場、反射聲場和間接聲場。
當揚聲器在房間內發聲時，聽眾可以聽到揚聲器間接發出的聲音，這稱為直接聲場，但他們也可以聽到從墻壁、天花板和地板反射的聲音，這稱為反射聲場。聽眾聽到的直達聲舞臺的聲音越多，他們反映出的直達聲舞臺的聲音就越少，而且越好，因為直達聲舞臺的聲音可以控制，但直達聲舞臺的聲音不能控制。它只會給來自direct nursery的聲音增加噪音並降低原始聲音的清晰度，因此坐在揚聲器附近的觀眾會感覺到更好的聲學效果，而坐在後面的觀眾很可能會聽到比direct sound舞臺聲音更大的反射聲音舞臺聲音。有時樂隊在舞臺上表演時，由於他們不監聽揚聲器，而兩側的主揚聲器放置在講臺附近，樂隊和歌手聽到的聲音根本不是從直接聲音舞臺播放的，所以他們站的位置稱為間接聲音舞臺，聲音效果肯定不會好，這也會影響樂隊的表演水平，使觀眾聽到較差的表演聲音。
⑺界面幹擾
當我們選擇揚聲器的位置時，非常需要註意的是，揚聲器發出的聲音會受到旁邊接口的影響而產生幹擾。例如，放置在平臺兩側的主揚聲器，如果它們的低音紙盆離開地面和旁邊的墻壁約1米，則波長為4米的音頻將受到這兩個接口的幹擾。4m波長的頻率為86HZ（344m/s÷4m = 86HZ）。當音箱放出86Hz的聲音時，大氣壓恰好在1/4周內擊中地面和墻壁，然後在L/4周內反射回音箱的紙盆，但恰好此時紙盆會後退，原本從地面和墻壁反射的大氣壓會。如果發生這種情況，您應該將揚聲器移回平臺0.5-1米，使揚聲器發出的聲音不能直接撞擊地面。如果您可以將揚聲器移動到兩側的墻壁上，則可以利用墻壁的反射使其聲音更大。80-100Hz的頻率非常重要，它是我們肺部空間的* * *鳴響點，也是低音鼓的* * *鳴響頻率。如果因為不知道接口幹擾而將揚聲器放在錯誤的位置，那真的很不值得。
8）高音和低音效果
我們很難將某個頻率指定為高音或某個頻率指定為低音。我們常說人的聽力是從20 HH到20kHz，但20 KHz的頻率很少被人聽到。通常，只有20歲以下的年輕人在耳朵沒有受損的情況下才能聽到。如果做測聽測試，最高測聽頻率只有8kHz。當聲音出來時，高頻比低頻衰減得快得多。如果我們將1kHz與10kHz進行比較，當聲音運行100米時，與1 khz的音量相比，10kHz的頻率將衰減30-35 dB。（請參考圖①）與低頻相比，高頻聲音更具指向性。高頻聲音跑出單元後，如果被物體阻擋，高頻聲音就無法通過。這與低頻聲音有很大的不同，因為高頻聲音的波長相對較短，被物體阻擋後不會轉向，但低頻聲音的波長相對較長，所以在很多情況下，即使前面有物體，低頻聲音也可以轉向。例如，壹些專業揚聲器的設計是在其低音單元前放置壹個高音喇叭，但對於這個低音單元發出的低頻，它根本看不到任何阻擋聲音的東西，因此低頻可以照常傳遞。
從我們的聽覺來說，我們需要聽到高頻聲音來區分不同種類的聲音，但如果我們只談論人的聲音，我們只需要聽到4kHz及以下的頻率，我們就可以立即區分誰在說話。例如，電話語音傳輸的高頻僅達到4kHz，因此有時當某人很長時間沒有和妳說話時，當他給妳打電話時，只需說:“妳好！”妳可以立即識別出他是壹個很久沒有說話的朋友的聲音。我們在聽高頻時也有方向性，即我們可以識別高頻聲音來源的方向。因為高頻聲音到達我們耳朵的時間差非常小，所以它們到達我們耳朵時的相位變化不同，我們可以通過這種變化的相位來識別它們。