不同頻率的聲音，在「量值」相同時聽起來一樣大聲嗎？

[BooBooBird]

我用軟體產生一些單頻率的聲音，
從低頻到高頻，每個頻率各兩秒，
用來測試喇叭的頻率響應。
產生時 amplitude 都用 0.5 --> 最大值的一半，
那麼聲音聽起來應該是每個頻率都一樣大聲，
還是1k附近最大聲，往高低頻逐漸變小聲？
還是兩者皆非呢？

[JamesT]

人耳響度反應是一個非線性的複雜曲線, 而且每個人都不同。

典型的曲線如圖:

[BooBooBird]

這個圖代表的是一般人會覺得4k最大聲嗎？
若是的話我應該就沒誤解這個圖了。

[JamesT]

聲音強度的量度是與一基準能量密度或音壓強度相比較來決定。

此基準能量密度或音壓強度是取人耳平均在 1kHz 所能偵測到的最低強度, 其值約為每平方公尺 0.000000000001 瓦特或是每平方公尺 0.00002 牛頓, 將此基準值定為 0 分貝。
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人耳如同典型的微音器 ( 麥克風 ), 沒有平直的頻率響應, 在低頻和高頻都會衰減, 因此人耳對中頻敏感度較高。

但如果僅僅是單純的低頻高頻衰減, 為什麼人耳的響度曲線不是類似:
�　　　　　　　　　　　�
　�　　　　　　　　　�
　　�　　　　　　　�
　　　�＿＿＿＿＿�
這樣呢?

因為人的耳道典型的長度為 2.4 公分, 使得大約 3-4kHz 以及 11-13kHz 的聲波在其中產生駐波現象, 以致於這兩個頻段對人耳的響度感應, 比起典型的頻率響應, 又更增加了一些, 在響度曲線上就多了兩個凹槽。

所以, 對於 30Hz 的聲波, 約需 55 分貝的強度 ( 也就是大約每平方公尺 0.00003 瓦特 ), 人耳才會開始有所感覺; 1kHz 僅需 0 分貝; 4kHz 的聲波在 -5 分貝以下就能察覺, 而 10kHz 則需約 10 分貝才能察覺。以上稱為聽覺臨界值。

然後, 最重要的一點: 人耳不是一個線性的接收器。在不同的聲音強度時, 人耳所感受到的響度又有所變化。隨著聲音強度的增加, 人耳對低頻的感受度會快速增加, 對高頻的感受度也會有些微的變化, 一個 50 分貝的中頻聲波已經很大聲, 同樣一個 50 分貝的低頻可能還根本小聲得聽不到, 但 90 分貝的低頻與中頻, 人耳則可能會感覺到同樣大聲。

[JamesT]

又, 人耳對於音量大小瞬間改變, 能夠察覺的臨界值, 在單頻音時約為 0.3 分貝, 一般聲音約 0.5~1.0 分貝。

[BooBooBird]

那麼 PCM 數位訊號中，
不同頻率的聲音，如果有著相同的峰值，
是否就意味著相等的音壓強度？

對應到我上面所說的 monotone 測試，
如果聽到 1k 的聲音是 100dB，
那麼 4k 的聲音是不是會覺得有 110dB 那麼強？

(呃...比方而已，這是百分之百爆喇叭的音量)

[JamesT]

相同振幅不同頻率的單頻波訊號具有相同的能量。

假設音響器材的頻率響應全都是水平的 ( 喇叭不太可能... ), 那麼經過轉換, 就可以得到相同音壓。

依照 Fletcher-Munson 等響曲線, 100 分貝的 4kHz 聽起來是跟 110 分貝的 1kHz 一樣大聲 ( 都是 110 風 )。不過其實等響曲線有好多種, 不同學者的研究結果不同, 我就看過三種, 應該還有別種...

另外一般喇叭到 100dB 的時候...呃...應該線性度都變很差了... 失真很多唷... 更重要的是... 100 分貝超大聲的耶... 喇叭沒爆, 耳朵也快受不了了...

[adomu]

不過長久以來我覺得
睡眠不足時對於特高特低頻率的聲音會略過的樣子...
不知道有沒有實驗證明

[aching1224]

我用軟體產生一些單頻率的聲音，
從低頻到高頻，每個頻率各兩秒，
用來測試喇叭的頻率響應。
產生時 amplitude 都用 0.5 --> 最大值的一半，
那麼聲音聽起來應該是每個頻率都一樣大聲，
還是1k附近最大聲，往高低頻逐漸變小聲？
還是兩者皆非呢？

請問你使用的是什麼軟體呢?

因為我在做一個建築音響空間的研究案...需要一個可以發出各種頻率的訊源...
但是我stfw了兩週...還是沒有找到....我又不會自己寫程式....

所以就請教一下∼∼謝謝∼∼

[JamesT]

cool edit 就可以做 sweep 了...