声学手册 声学设计与建筑声学实用指南 第5版 ＝ MASTER HANDBOOK OF ACOUSTICSPDF电子书下载

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 最佳混响时间 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 最佳的房间形状 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 最佳混响时间 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

21.5 LEDE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 最大长度序列技术（M LS） 390

24.5 AcoustiSoft ETF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