我们可以从两个层面来看待声音特性，一是声音本身的物理特性，二是人们对声音的听觉特性，它又被称作“心理声学”。声音的物理特性从声波本身着眼，而听觉特性以人的主观听感为研究对象，二者的内容是完全不同的。

物理特性包括声音的频率、振幅、波长、相位、谐波、包络，以及声波的传播特性。

1．频率

声音的频率就是声源振动的频率，即每秒钟声源来回往复振动的次数，如图1-3所示。频率的单位是Hz（赫兹）。

图1-3

频率决定音高。当频率较高时，会产生“高音”的感觉，当频率较低时，会产生“低音”的感觉。一般情况下，女人的声音比男人的声音更高一些，这是因为女性声带的振动频率高于男性。

2．振幅

声波的振幅是指声音波形离开零点线位置的最大距离，它体现出物体振动幅度的大小和振动的强弱，如图1-4所示。振幅决定音量。当振幅较大时，表明声音较强，当振幅较小时，表明声音较弱。

图1-4

3．波长

当声波通过空气传播时，从声波的一个波峰到与它相邻的波峰之间的物理距离，称为波长。波长与频率成反比，因此低频的波长相对长，高频的波长相对短。

4．相位

相位是用0～360°的任意角度值来代表声波在一个周期内的任意一点，也就是说，在波形上的任何一点的位置都可以用一个角度值来代表，而该点的位置就是相位。

当有两列声波相遇，若它们波峰与波峰相遇，波谷与波谷相遇，那么这两列声波就是同相的，其结果是相互叠加，音量增强；若波峰与波谷相遇，那么这两列声波就是反相的，其结果是相互抵消，音量削弱。在双声道立体声音响系统中，如果给左右两声道音箱送入同一个推动信号，其扬声器的纸盆振动方向应该完全相同，即同时同步向外或向内运动；如果振膜的振动方向正好相反，其发出声波的振动方向必然相反，相当于左右两音箱发出的声波之间永远存在一个180°的相位差，这种状态被称为左右声道音箱反相。

左右声道反相会产生两方面影响。

（1）使左右两组音箱以完全相反的状态推动和抽拉空气，形成两列互相反相的声波，这两列声波在声场中相遇后，彼此之间声音能量互相抵消，导致重放声音的音量不足，清晰度不佳。

（2）左右声道相互反相，会严重影响立体声声像定位，使声源定位飘忽不定、模糊且混乱，立体声所特有的临场感、空间感和声场包围感遭到破坏。

音响出现反相效果，除了可能是节目本身的原因外，还有可能是音响系统在安装连接时出现了错误，为防止发生这种现象，在焊接音频线材或连接功放与音箱时要特别小心。以无源音箱为例，一般来说，只要用音箱线将功放的红端与音箱的红端相连接、功放的黑端与音箱的黑端相连即可。但也不尽然，因为在音箱的生产过程中不排除信号线拼错，有些音箱的连线端子在出厂时，本身极性就已经颠倒了。如果确有反相情况，只要将反相音箱的两音箱线对调即可。还一种原因可能导致音箱反相情况的增加，即现代的专业音箱和功放已经普遍采用卡侬插头作为音频信号传输接口，这种接插件在连接时不太容易判别极性，稍一疏忽就有可能将导线极性接反。用试听法检查音箱是否反相是一种简便易行的方法，在没有专用相位测量设备（如相位仪）时，可以采用此方法。目前，市场上有专用的CD试音盘，录有左右声道同相和反相两种声音，播放一个声音前会事先告诉听音者即将播放的声音是左右声道同相还是反相。如果同相的声音优于反相，则说明左右声道音箱是同相的；反之，则说明音箱接反了。没有专用试音盘时，用质量好一些的音乐节目源也可以通过声音对比来检查左右声道音箱是否存在反相情况。听音时仔细观察两种接法在立体感、力度、动态和低音等方面的变化，就可以进行判别，优者为同相，劣者为反相。

5．谐波

由单一频率构成的音为单音，这种声音几乎不存在于大自然中，而多是由声音振荡器上发出的。自然界中的绝大多数声音，以及音乐声都有比纯音复杂得多的波形，即复合波形。复合波形中最低的频率叫做基波频率，它决定了音高；而复合波形中高于基波频率的那些频率成分，叫做泛音或谐音。而与基波频率成倍数关系的那些泛音，我们将之称为谐波。谐波是决定不同声源具有不同音色的决定性参量。在哪些频率点上有谐波，各个频率点上的谐波量是多少，都左右着声源的音色。因为谐波的组成结构无穷丰富，所以我们能听到的音色也就千差万别。图1-5和图1-6分别显示为两种乐器的谐波频率图。

图1-5 钢琴的谐波构成

图1-6 萨克斯管的谐波构成

在谐波分量不多的情况下，如果谐波位于中低频区，声音听起来是柔和的，如果谐波强度很弱，那么声音是单薄的；如果谐波分量很多，但强度都很弱，那么声音听起来力度不足；如果谐波分量多，而且中低频谱波较强，则声音丰满、明亮；如果缺乏中频谐波，高低两端强，则声音发飘；如果仅高次谐波突出，则声音尖而刺耳；如果失去基频并削弱低次谐波，则声音听起来有鼻音感。

6．包络

包络是声音的又一特性，它是对声音从发音到消失的过程的描述。每单个声音（如音乐中的一个音符）的包络由“声建立”“衰减”“持续”“恢复”4个部分组成。“声建立”是从寂静到最大音量的过程；之后从最大音量衰减到某一中等音量的过程为“衰减”；之后是“持续”过程，即这一中等音量保持一段时间；最后是从有声回落至无声状态的“恢复”过程。不同乐器具有不同的声包络，如打击乐的声建立和衰减都很快，而小提琴就要慢很多。

7．声波的传播特性

声音的传播特性主要包括衍射和反射，这两种现象是指声波在传播过程中遇到障碍物后的截然不同的“反应”，衍射是绕过障碍物或从障碍物上空洞穿过，反射则是被障碍物反弹回来。是发生衍射还是反射，与声波的波长与障碍物的尺寸有关。波长大于障碍物尺寸，就会衍射，否则就会被障碍物阻挡。被障碍物阻挡的声波，一部分会被障碍物吸收，另一部分会被反射。反射声是回声和混响声的基本构成。

听觉特性包括鸡尾酒会效应、掩蔽效应、哈斯效应，以及频率与响度的关系。

1．鸡尾酒会效应

人耳可以在嘈杂的环境中听辨特定的声响，犹如在一场鸡尾酒会上，两个人在人群和音乐中依然可以悠闲地交谈一样，这就是“鸡尾酒会效应”。然而，“鸡尾酒会效应”是人耳特有的，音频设备并不具备，这就是话筒与声源的距离要小于听音点与声源距离的原因。

2．掩蔽效应

我们在日常生活中听到的声音，绝大多数是由两个或两个以上频率组成的，而这正是掩蔽效应产生的根本原因。掩蔽效应表现为，在一个由众多频率构成的声音中，某一个或某些频率不被我们的听觉系统感知。一般来说，低频较容易掩蔽高频，当然，这也与低频和高频的振幅有关。微弱的低频在高振幅的高频前，也不具备什么掩蔽效力。总而言之，人耳既具有在嘈杂环境中，听辨特定声音的能力；又容易在复杂声音中遗失高频和弱音量的声音内容。

3．哈斯效应

哈斯效应是一种“先入为主”的听觉特性。当两个完全一样的声音一前一后发声时，若这两个声音的时间间隔足够短暂，那么人耳是听不出两个分离的声音的，而只能听见第一个声音。实验表明，当前后两个声音的时间间隔小于30ms时，人耳听不出第二个声音的存在，而只是觉得第一个声音更“厚”一些。请记住这一点，在后期音频处理时，想让一个声音更“厚”，就可以利用这一听觉原理。

4．频率与响度的关系

由于人类外耳道直径和尺寸的缘故，会对进入外耳道的声波的3500Hz左右频率区间共振加强，所以，人类对3500Hz左右频率段最为敏感，而对低频和高频表现得不那么敏感。有意思的是，婴儿啼哭声恰恰就在3500Hz左右。另外，人耳对3500Hz左右频率区间最敏感（即播放相等功率高中低频时，会觉得中频最响）只是相对而言，当超过一定音量时，人耳对高中低频的敏感程度会逐渐变得平坦起来。有人将人耳在不同音量下对不同频率的敏感程度，用坐标图的形式表示，如图1-7所示。这种图叫做“等响曲线”，它横坐标为频率，纵坐标为声功率（可理解为音箱的输出功率），曲线为人耳主观感知的音量。从图中可看出，在3500Hz左右时，只需要音箱有较小的输出，人耳就能感受到较大音量；而在低频端和高频端，则需要音箱有更大的输出功率，人耳才能感受到与3500Hz左右等同的音量。

图1-7