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今天讲一下声音的相位吧。原文章,http://m.sohu.

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今天讲一下声音的相位吧。
原文章,http://m.sohu.com/a/323003169_658776


IP属地:河南来自Android客户端1楼2019-11-08 14:27回复
    我们平时听到的声音,大多数是复合声波,可以看作是由N个不同频率的正弦波组成的,正弦波就像是声音的细胞一样。然而复合声波太JB复杂了,而正弦波比较简单,所以下面的例子都以正弦波为例。
    简单来说,声波是由振动而产生滴,而且它本身也在一刻不停地振动,不断地经历波峰(振幅最大的位置)和波谷(振幅最小的位置)。我们先看第一张图,图中的竖轴为振幅,横轴为时间。


    IP属地:河南来自Android客户端2楼2019-11-08 14:27
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      振动我们分正负方向,以喇叭单元振动为例,假如我们确定喇叭往前运动时是正方向,那这时的喇叭就在正区间运动,当喇叭单元往后拉的时候就是在负区间运动了。当喇叭往前运动到最极限的位置就是波峰了,往后拉到最极限的位置也就是波谷了。
      我们再看下面这个动图,我们想象图中的黑点就是喇叭单元,当它往上移动到最顶点时候,就是波峰了。移动到最下面的时候就是波谷了。图中蓝色的波形,就是喇叭单元随着时间变化而得到的运动轨迹,也就是波形了。



      IP属地:河南来自Android客户端3楼2019-11-08 14:29
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        设定下图中0的位置为起始点,当它经历完一次波峰和波谷后,再一次回到0的位置,它就经历一个周期了。当然,我们可以把起始点设定在任何一个位置,但必须经历一次波峰和波谷再回到原来的位置,才算是一个周期。
        这个概念非常重要,因为声波的生命就是不断地经历一个又一个周期,直到消失为止,如下图。



        IP属地:河南来自Android客户端4楼2019-11-08 14:30
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          图不会动,有点难理解,推荐看原文章,


          IP属地:河南来自Android客户端5楼2019-11-08 14:31
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            设定下图中0的位置为起始点,当它经历完一次波峰和波谷后,再一次回到0的位置,它就经历一个周期了。当然,我们可以把起始点设定在任何一个位置,但必须经历一次波峰和波谷再回到原来的位置,才算是一个周期。
            这个概念非常重要,因为声波的生命就是不断地经历一个又一个周期,直到消失为止,如下图。


            IP属地:河南来自Android客户端6楼2019-11-08 14:31
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              但实际上,刚刚我们看到的是声波经过数学换算而变成一条虫子的样子,现实中的声波是长啥样子的呢?我们是无法看到滴,但是我们可以脑补出来,学物理最TM重要就是会脑补。
              音箱的喇叭单元不是可以振动发声么?那我们就以喇叭单元为意淫对象,把声波想象成一串用空气喇叭做的羊肉串,当这串喇叭一起往前怼的时候,就是声波在正区间运动,当喇叭单元往前怼到极限的位置就是波峰了。
              当怼到最深处之后,得抽出来啊,不然肿么做活塞运动啊,所以怼到极限的喇叭羊肉串又开始往后抽出来,当抽到最外面的位置,也就是波谷了。
              还有声波是连续的,而且传播方向与震动方向在同一条轴上(纵波)。综合上面讲的,你就可以想象一下声波,就是一条长长的羊肉串,由无数只空气喇叭组成,这些空气喇叭一直前后地怼,并且往怼的方向传播。



              IP属地:河南来自Android客户端7楼2019-11-08 14:33
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                脑补出来木有?脑补出来就好办了,现在再来说说相位,我们知道这条羊肉串里面的空气喇叭单元一直往前怼往后拉,怼一次拉一次就经历一次波峰和波谷,也就是一个周期,那相位是神马呢?
                。也是声波的进程,告诉你声波振动进行到什么程度。
                把我们最开始的波形图的横轴单位,由时间换成相位,只要我们在图中读出横轴上的相位参数,那就可以知道声波什么时候是波峰(90°),什么时候是波谷(270°)。


                IP属地:河南来自Android客户端8楼2019-11-08 14:34
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                  这就得从周期说起了,其实周期还可以用一个圈圈来表示滴,周期周期,周而复始嘛。无论声波传播到哪里,它还是在振动,还是在不断地经历波峰和波谷,然后又回到起始位置。就跟一个人绕着球场跑步一样,永远都在圈圈里面跑,所以上面那张正弦波图还可以变成下面酱紫。
                  那我们说相位是周期上的刻度,是声波的进程肿么理解?很简单啊,你肿么才能把一个圆圈(周期)等分划分?
                  按照角度啊!转一圈不就是360度么?
                  所以相位就是把周期按照角度分成了360份,每一度相位角就代表1/360周期。现在我们可以用角度的变化来表述波形的进程了




                  IP属地:河南来自Android客户端9楼2019-11-08 14:35
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                    然后,,,就是重点了!!!跟多单元耳机有关的。


                    IP属地:河南来自Android客户端10楼2019-11-08 14:35
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                      但是不是所有声波的进程都是同步滴,经常会有出现两个同频率的声波不同步的情况,如下图中蓝色跟红色波形。
                      这两个声波在周期里面的进程是不一样滴,当蓝色声波达到波峰的时候,红色声波却刚好在波谷。就好像下图的羊肉串A往前怼的时候,羊肉串B又刚好往后拉。



                      IP属地:河南来自Android客户端11楼2019-11-08 14:36
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                        这时它们之间存在了相位差,相位差的意思就是把两者的相位相减而得到的差值,有了这个差值就能得到它们“进程”之间的差别了。
                        要得到图中两者相位差的方法也很简单,以红色波形在正区间波峰的参数(270°),减去蓝波形在正区间波峰的参数(90°),得到的就是相位差了。
                        图中的两个波形相位差是180°,这TM就是所谓的反相了


                        IP属地:河南来自Android客户端12楼2019-11-08 14:36
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                          下面的来自Bob大法师的《音响系统设计与优化》里面的引用。图里说明了两个频率和振幅相同的波形,在不同相位差下叠加,得到了不一样的结果。
                          图中可以看出,当相位差为0度时,两个波形叠加会得到最大的振幅提升+6dB。当相位差为90度时,叠加也会有+3dB的提升。
                          但是当相位差为120度时,叠加后振幅不变。当相位差等于180度时,叠加后振幅衰减-100dB,TM完全抵消了。


                          IP属地:河南来自Android客户端13楼2019-11-08 14:37
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                            所以我们可以得出结论,这两个同频率同振幅的波形,相位差小于120度的叠加可以提升振幅。但当相位差大于120度的叠加振幅会衰减,当相位差达到180度时,叠加后衰减最厉害。
                            喔,原来两个声波的叠加,振幅除了会提升,还TM会衰减啊。


                            IP属地:河南来自Android客户端14楼2019-11-08 14:37
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                              转载于:愤怒的调音师
                              参考资料:《音响系统设计与优化》
                              文章中的GIF来自网络


                              IP属地:河南来自Android客户端15楼2019-11-08 14:41
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