心理声学演绎广播新概念

yinxiang

作者：赵永在 中国国际广播电台高级工程师<br>
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系统理念的升华 <br>按照心理声学理论的畅想，现代广播技术正朝着更深远的方向发展。令人惊讶的是，“心理声学”这一科学的前沿用语渐渐地被广播所融入，并像一颗闪烁的新星闪闪发光。 <br>从十九世纪中叶到二十世纪70年代，声频的高标准仍设定在高保真、大动态和平直的频率响应上。70年代以后人们才敏锐地发现分轨录音的优越。由于流行音乐的盛行，在节目制作过程中同期录音的缺点暴露无疑，因此在节目制作时逐渐采用分轨录音的方法，并用声频周边设备对声音加以美化。加工后的声音不但悦耳、并且给人以新鲜之感，此时分轨录制变成无争的事实。 <br>在长期实践中，许多声频工作者和音乐爱好者均发现频率响应的平坦为非音乐、平淡无味和没有活力的，而4kHz频率稍加改变即可赋于音乐以活力。 <br>研究者得出结论：“声音的响度是人耳听觉对声音大小的感受，它由声波的振幅所决定，当频率不同时，响度也不相同。3400Hz频率附近的声音听起来比较响亮。不同频率发出的声音有着不同响度的增长率。音调由基波的频率所决定。音色则取决于谐波的结构，而声的谐波结构则以数目、强度、分布和分量等相位关系来表示，这就是声学里所讲的声音的三要素。” <br>心理声学表明，人们对声音的感受以及欣赏程度有一个从初级向高级、从感性到理性的发展过程。聆听者在感知音响效果的过程中逐渐建立起声音的外层形象和内在形象。表层给听者以刺激，内在则给听者以情感，这就是心理声学的内涵。 <br>心理声学理论揭示了这样的奥秘：人类对于声音的细节和明亮感受依赖于声音的高次谐波…… <br>1973年美国科学家汉姆又提出了音乐的二次谐波比基波高八度时听起来不但没有不和谐感，反而使音色更丰富。因此，当采用非平坦的频率响应和心理声学处理时，可在听者的内心创造一种氛围。他的这一发现为心理声学在节目制作中的实际应用打下了优笔。 <br>节目制作人和声学爱好者均知，当电子管功率放大器产生低次偶次谐波时，失真带来的是音色的醇美，而晶体管放大器的硬失真产生的是奇次谐波，声音却发干发硬。 <br>经过长期实践，声学工作者们发现，16Hz～60Hz频段能给音乐以力度；提升60Hz～250Hz能够使音乐丰满；250Hz～2kHz能赋予音色号角般的色彩；2kHz～4kHz人耳的灵敏度最好；4kHz～6kHz为清晰、明亮和主观感受的频段；5kHz稍加衰减定会使声音产生距离感和透明感；6kHz～20kHz则控制着声音的明亮与清晰，若稍加调整即可产生轻松、清脆和光泽感。 <br>因此，通过上述分析，足证谐波成分对音质的影响。从理论上也证实了频率的改变会引起听觉的差异。 <br>节目制作者深知，播音人员的平均频谱各峰的位置、相位、强度及峰的数目均与本人语言音色有着十分密切的关系，如果平均频谱峰的数目多，各峰的位置排列有序，那么这个人的声音就悦耳、醇美。 <br>对于歌者，不同的发声技巧决定着不同的谐波数量。倘若在演唱中积极调动各种共鸣，那么歌中的谐波成分会让歌声更加感人，歌中的音色会使聆听者更加陶醉。 <br><br>
心理声学的应用 <br>美国人C.Aknpple依据“心理声学二次谐波比一个基波高一个八度可给声音增加力度”的理论，研究设计出心理效应的听觉激励器。这种激励器的功能就在于它能把那些失去的低幅度的高次谐波成分还原，并能让被重放的声音更明亮、更清晰。 <br>例如，一种音乐的声音，其音色特征取决于最低的几个谐波的强度。当一个较低的谐波成分占优势时，就能减弱另一个占优势谐波的影响，使其本身谐波特征被突出与显露，从而它便成为决定该乐器音色的主要因素。 <br>从一些文章中不难发现，三次谐波产生的声音比较沉闷。强三次谐波和五次谐波混合在一起会给人一种金属质感的声音。一个强二次谐波和一个强三次谐波的结合能打破节目的沉闷，若再加入四次谐波、五次谐波其声音的效果就会象开口喇叭所发出的声音…… <br>经过以上分析，可得出这样的结论：各谐波成分的变化决定着声音的音色，而听觉激励器的功能正是根据谐波的变化这一特点从而改变了声音的质量。 <br>听觉激励器分为驱动电平调整、频率调谐和混音调整三个部分。 <br>驱动电平调整控制着输入端增强线路的输入电平，并配有三色发光二极管做电平显示。由于驱动电平控制与频率调谐的配合，较好地设定了驱动电平的最佳位置。 <br>频率调谐的选通系二次谐波的选通。不同种类的乐器要选择不同的谐波频率，这要视节目的具体要求而设定。用面板上的对比键，可反复对比输入信号与输出信号的差别。 <br>混音音量调整可调整主信号和谐波信号的混合比例。配比的依据、节目的亮度和输出端的多少视效果而定。 <br>心理效应激励器的实际应用，使困扰人们已久的难题终于得到解决。例如要翻录一张30年代的旧唱片，其唱片的噪声和失真都相当严重，且频率响应窄，要获得优美的声音十分困难。由于那个时代的唱片是无源的，而且都是手摇号简式唱机。为了使音响尽可能响些，唱片的频率在1kHz相当突出。为了恢复原唱本色，若将原版中高频失真较多和噪声能量集中的频段切除，得到的声音会因高频的切除和中频的衰减而变闷。若用激励器取原版唱片中信噪比最好的1kHz这一段信号发生柔和并把明亮的纯偶次谐波泛音混合进去以后，其声音就变得栩栩如生，仿佛聆听者亲临现场那样的真实。这就是“原音的重现”。 <br>在声频领域，心理声学无时无刻都在广播节目效果中展现，并证实了人类对声音细节和明亮程度的感受依赖于高次谐波的正确。同时，心理声学在广播中的实际应用，必将演绎出广播的新概念。 <br>

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