第1 章电声基础
一、声音的概念
1 ．声源和声波
声音是由物体的机械振动而形成的。用鼓褪敲击鼓皮，于是鼓皮发生振动而发声；用弓拉琴，于是琴弦发生振动而发声；吹笛，笛腔内的空气柱发生振动而发声；把音频电流送人扬声器，扬声器的纸盆发生振动而发声。
发生声音的振动源叫作“声源”。上面提到的，振动着的鼓皮、琴弦、扬声器都是声源。此外，歌手的声带以及轰鸣着的喷气发动机也是声源。由声源发出的声音，必须通过媒质才能传送到我们的耳朵。空气是最常见的媒质。其他媒质如水、金属、木材等都能传播声音，其传播能力甚至比空气还要好。例如把耳朵贴近铁轨可以听到远处火车运行的声音，这些声音就是通过铁轨传来的。没有媒质的帮助人们就无法听到声音。例如在外层空间，由于没有空气及其他合适的媒质，宇航员无法直接对话，只能通过无线电波来传送声音。
那么，声音在媒质中是怎样传播的呢？
原来，当声源振动时，它将带动邻近媒质的质点发生振动，而这些质点又会牵动它们自己周围的质点，于是声源的振动就被扩散开来并传播出去。
由声源引起的媒质的振动形成“声波”。声波的形成和传播的过程同水波很相似。当我们用一根棍子在平静的水面上点动时，就会看见水波源源不断地从被扰动的地方扩散开来并传播出去。由于我们看不见空气的振动，所以也看不见空气中的声波。但如果把发声的扬声器浸在水里，我们就会看见水面的声波（波纹会比棍子掀起的水波细密许多）。
2 ．声速
大家知道，声音的传播需要时间。一个众所周知的例子是雷声。闪电过后一段时间我们才听到雷声，这说明雷声从打雷的地方传来需要时间，而且这个时间比电光传来所需的时间要长得多。声音传播的时间取决于声源的距离和声速。“声速”即声音传播的速度，也就是声波传播的速度。在本书中，声速用。表示，其单位为米/秒（m/s ）。实验证明，声速主要是由媒质（以及影响媒质的因素）决定的，与声音的其他参数（例如频率、强度等）无关。经实验测定，在标准大气压下和温度为20 ℃ 时，空气中的声速为344 m/s 。工程计算可取340 m / s 。如果声波是在水中传播，则其声速约为1485 m/s 。而木材和钢材中的声速则分别为3320m/s 和500m/s 。
3 ．声波的频率、波长和相位
“频率”即是每秒钟内往复振动的次数（一来一往为一次，学名一周）。
声波的频率也就是
声音的频率。频率用f 表示，其单位为赫兹（Hz ）。每秒振动一周为1Hz 。
辅助单位为千赫
( k 比）和兆赫（MHz ) :
1kF 压＝1,000Hz ,
1MHz = 1,000kHz＝1,000,000 Hz
“波长”是声源每振动一周声波所传播的距离。如果声波是在水面传播，我们会看到许多波峰（水面涌起的地方），相邻的两个波峰之间的距离就是波长（即一个周彼的长度）。波长用λ表示，其单位为米（m ）。
波长、频率、声速之间有确定的关系：
λ=c/f ( l 一l )
由上述关系可见，频率越高则波长越短，即波长同频率成反比。这是一个很重要的概念，
式中（1-1）所表达的关系是很容易理解的。由于声速c是声波每秒所传播的距离，而f是声波每秒钟内的周波数，所以每个周波的长度（即波长）就等于它们的商。从另一个角度来说，由于声速主要取决于媒质而与频率无关，所以频率越高则在一定距离内涌动的波峰就越多，因此相邻之间的距离就越短。这就是波长同频率成反比的关系的物理意义，前面曾经提到，如果把发声的扬声器浸在水里，则它所激起的波纹会比手动棍子激起的波纹细密得多，这就是因为声音的频率比手动棍子的频率高得多的缘故。
“相位”可简称为“相”。一般地说，相位是用来描述简谐振动（正弦振动或余弦振动）在某一个瞬间的状态的。由于声波来源于振动，所以也有相位问题。相位用相位角来表示。作为相位的例子，在图1 一1 中标示了某一个波上的四个状态点：A 、B 、C 、D 。其中A 点处于由负向正过渡的状态，也是正弦波的起始点，称为任相；B 点处于向正半波峰发展的中间过程，称为万相；C 点处于正巅峰，称为好90o相；D 点处于负巅峰，称为-90相。由图可见，在一个周波之内，任何一点的“相”都不相同，各对应于一个确定的相位角值；而在另一个周波，各种相位将会重复出现。所以在声波传播的路径上，每隔一个波长的距离，其相位相同；而每经历半个波长则其相位相反（相位角的符号相反）。至于声波在其起始点的相位则同声源的相位相同。相位的概念，对理解声波的叠加、干涉以及扬声器的连接方法都有重要意义。
二、声谱、音调和音色
1 ．声音的频带及其频谱
我们已经知道声音是由机械振动形成的，但不是任何机械振动都能形成可以听闻的声音。
经典理论认为，只有频率在20Hz 至20kH 压之间的机械振动才能发出人类可以听闻的声音。低于20Hz 的“声音”叫做次声，高于20k Hz 的“声音”叫做超声。一般地说，次声和超声我们是听不见的。因此我们把20 Hz一20000 Hz 的频率叫做“声频”，同时把20 Hz一20000 Hz的整个频率区域叫做“声频带”。
由频率单一的振动所形成的声音叫做“纯音”，由不只一个频率复合的振动所形成的声音叫做“复音”。自然界中的绝大多数声音，包括人们说话的声音、昆虫的叫声、美妙的音乐以及机器的轰鸣都是复音。
从另一个角度来说，各种声音都包含着特定的频率成分，而且各种成分的强度也不尽相同。针对这种情况，我们说每一种声音都具有自己的频谱。声音的频谱简称“声谱”。研究发现，一个声音之所以不同于另一个声音，主要是因为它们的声谱不同。图1 一2 ( a ）是1kHz 纯音的声谱，它只有一条谱线，谱线在横坐标上的位置代表它的频率，谱线的高度代表它的强度。
该声谱表明，这个声音仅仅包含1kHz的振动而没有其他成分，通常这样的纯音是由声学仪器发生出来的。图1 一2 ( b ）是短笛某一音阶的声谱，它有许多条谱线，表明它是由多个频率不同的振动所形成，可见属于复音。复音中的每一条谱线称为一个分量。在复音声谱中，频率最低的分量称为基音分量，其余的称为泛音分量。一般地说，所有泛音分量频率都是基音频率的整倍数。图1 一2 ( C ）是钢琴同一音阶的声谱，它也有许多条谱线，是一个复音，但其结构同短笛声谱显然不同。以上声谱都是离散的，即每条谱线之间有一定的间隔。
另外有的声谱是连续的，其谱线密密麻麻地连成一片。噪声及语言中的辅音都具有连续的声谱。例如图1 一2 ( d ）是普通话语言的声谱，由于它是连续的，我们只划出它的包络（各条谱线顶点的联结线）。由普通话的声谱可见，说话的声音大概包含从100Hz 到5kHz 之间的振动，而主要的分量在300Hz 至3 kHz之间。顺便指出，蝉声大约包含500Hz 到20k Hz 压之间的振动，而交响乐则包含20Hz 到20kHz 压之间的振动，即交响乐的声谱散布于整个声频带。
2 ．音调和音色
不同的声音不仅有强弱之分，而且还有品味的差别。决定声音品味的主要因素是音调和音色。
例如，女声的音调比男声高；短笛的音调比长笛高；小提琴的音调比大提琴高。在钢琴的键盘上，每个键的音调都不相同，右边键的音调总比左边键的音调高。事实证明，一个声音的音调是由它的基音频率（基频）决定的。基频越高则音调也越高。中央C（简谱C 调1 ）的基频是261.6Hz ，而A 调（标准音）的基频则是440Hz。基频每升高一倍，音调就升高八度。频率每倍增一次所形成的间隔，称为一个“倍频程”。如上所述，每间隔一个倍频程，音调就升高八度。需要注意的是，由220Hz 到440HZ 是一个倍频程：440Hz到880Hz （而不是440Hz＋220Hz＝660Hz ）是另一个倍频程。可见音调的变化同基频的对数（以2 为底的对数）成比例。所以，在声谱图中，频率坐标是按对数规则标度的。
在声频带内，频段的划分也常用倍频程（oct ）。整个声频带从20Hz到20 kHz可划分为10 个倍频程。理论上，其分频点为20Hz 、40Hz、80Hz 、160Hz 、320Hz 、640HZ 、1.2k Hz、2.56kHz、5.12kHz、40.24 kHz、20.48kHz 。但工程上习惯把小数位取得整齐一些，于是把高端的几个分频点取为1.25 kHz、2.5 kHz、5.0 kHz、10.0 kHz、20.0 kHz。
从整个声频带来看，大致上可把最低和最高的三个倍频程分别称为低音区和高音区，而把中间的四个倍频程称为中音区。中音区几乎包括了可闻声的全部基音，是音响的最重要部分，尤其是对语言清晰度有着非常重要的意义。低音区包含着除耳朵以外的人的躯体也易于感受到的分量，是深沉稳重而具有震撼力的部分。高音区包含着几乎所有音响的泛音，代表声音的细节，对音色（详见下文）有重要影响。不过低、中、高音的划分有时较为随意，没有严格的界定。
另外，有时嫌倍频程太大，在工程测量上常以1/3 倍频程（21/3倍）为间隔来划分频段，这时整个声频带可以划分成31 段，分频点为（小数位已加修整）: 20Hz 、25Hz 、31.5Hz 、40Hz 、50Hz 、63 Hz、80Hz 、100 Hz 、125 Hz 、160Hz 、200Hz 、250Hz、315Hz、400Hz、500Hz 、630Hz 、800Hz 、1kHz、1.25kHz 、1.60kHz、2.0kHz、2.5kHz、3.15kHz、4.0kHz、5.0kHz 、6.3kHz、8.0kHz、10kHz、12.5 kHz、16kHz、20kHz。
音调相同的声音，其品味仍未必相同。例如用钢琴弹奏的中央C 和用黑管吹奏的中央C , 其基频都是261.6Hz ，但听起来其品味显然不同。这是因为它们的声谱是不同的，主要是泛音结构不同的缘故。这种差异称为“音色”差异。即不同的泛音结构会形成不同的音色，就像不同的光谱结构会形成不同的颜色一样。
三、声压、声级和响度
1 ．声压、声强
在媒质中传播的声波，所到之处会引起媒质局部压强发生微小的变化，尽管这种变化非常微小，但仍可用仪器测量出来。这种由声扰动引起的逾量压强叫做“声压”。声压的符号为p , 标准单位为帕（Pa ) ，即牛顿／米2 ( N ／m2），声压的另一个单位为微巴（μbar）:
1Pa 二10μbar
声压可作为声音强弱的一种量度。仅可听闻的IkHz 的声音，其声压约为2×10-5Pa ，这个声压值叫做“闻阀”值，又称声压阀常数。另一方面，震耳欲痛的声音，其声压约为2×10Pa ，这个声压值叫做“痛阀”值。
声音强弱的另一个量度叫做“声强”。声强是指声波的平均能流密度，其符号为I ，单位为W/m2，即是指通过单位截面的平均声波功率。闻阑声强为10-12W/ m2，痛阀声强为100W/ m2。如果声源均匀地向四周辐射声波，则由于声能在球面上分散，声强将与距离的平方成反比，即距离加倍时声强减至原来的四分之一。声强随离声源距离的增加按平方反比的规律减小，叫做平方反比定律。该定律对我们粗略地估计扬声器周围远近的声音强弱有一定的指导意义。
2 ．声级
实验表明，人们对声音强弱的感觉并木直接同声压或声强成比例。例如，当声强增加至2 倍时，我们只觉得声音加强了3 分（0 . 3 倍）；当声强分别增至10 倍、100 倍、1000倍时，我们的感觉是声音增强了1 倍、2 倍、3 倍。这种关系恰好同数学中的对数（以10 为底的对数）关系相符。根据对数原理，2 的对数等于0.3 、10 的对数等于1 、100 的对数等于2 、10 阳的对数等于3 … … 因此，正好用来描述我们的听觉。
为了使对声音强弱的测量符合主观听觉，我们引人一个叫做“声级”的概念。声级的符号是SL ，它由相对于闻阀声强的对数来表示：
SL = lgI/I0 ( B ) ( l 一2 )
式中I 为实际声强，I0为闻阀声强（10-12W/m2）。由该式计算出来的声级，其单位为“贝尔”( B ）。由于贝尔这个单位太大，我们常用它的辅助单位“分贝”( dB ）。1 贝尔等于10 分贝。于是，声级的计算公式通常写成
SL = 10 lgI/I0 ( dB ) ( l 一3 )
根据以上的讨论，闻阀的声级是：
SL0＝10 lgI0/I0 = 0 ( dB )
请注意，OdB 声级不是没有声音，而是有仅可听闻的声音。
同理，可计算出痛阀的声级：
SLM = 10 lg100/10-12 =120（dB )
由闻闭到痛阀，是人类听觉的动态范围。根据上面的计算，这个范围为120dB。120dB 是一个很大的范围，在这个范围内，最小声强与最大声强相差达1，000，000，000，000，（即1012 ）倍，这说明人类机体的适应能力是十分了不起的，到目前为止，几乎所有电声设备都还无法与之相比。
声级也可以用声压来计算。用声压来表达的声级叫做“声压级”( SPL ）。由于声强同声压的平方成比例，所以声压级的计算式为
SPL＝10 1g（p/p0）2 ＝20 1gp/p0（l 一4 )
式中p 为实际声压，p0为闻阑声压。对于同一个声音，在常规条件下用声压计算出来的声压级同用声强计算出来的声压级是一样的，即在常规条件下声级同声压级是一回事，只是计算方法不同。不过，声强不容易直接测量而声压则较容易直接测量，所以用声压来计算声压级更为实际。因此，声压级（SPL ）一词更为常用。但是，实际声场中的声压级通常是不必计算的，有一种仪器叫做声级计，可直接显示被测声场声压级的分贝值。
为了使读者有一个概念，下面列出几种典型情况下的声压级数值：
仅可听闻的lkHz纯音 0dB
安静的环境 30dB～40dB
平常面对面说话的声音 60dB～70dB
放电影的声音 80dB ～90dB
交响乐演奏高潮 90dB～100dB
迪斯科舞厅 100dB～110dB
喷气机起飞现场 140dB
此外，声强（或声功率）增大一倍时，声级将增加3dB ；声压（或在线性范围内激励扬声器的信号电压）增大一倍时，声级将增加6dB ；与点声源的距离增大一倍时，声级减少6dB （这是用dB 表达的平方反比定律）。人耳对声音强弱的辨别能力约为0.5dB ;3dB 之内可以认为声音没有太大的变化。
顺便指出，为了适应人类的主观听觉（以及其他感觉），不仅声级用dB 做单位，许多电声设备的指标都以dB 为单位。例如设备的放大量（增益）和衰减量、话筒和扬声器的灵敏度以及设备的输人、输出电平等都常常以dB 为单位。其中，有的用dB 来表示一种相对的变化。例如功率放大（或衰减）了10 倍、100 倍、1000倍…… 分别称增益（或衰减）为10dB 、20dB 、30dB …… 考虑到式（1 一4 ）中的系数为20 ，同样倍数的电压变化则分别称为20dB 、40dB 、60dB…… 另外，有的用dB 来表示一种绝对的量值。例如功率电平以1mW (0.775W/600Ω）为0dB 、伏特电平以IV 为0dB 、电压电平以0. 775V （不论阻抗是多少）为0dB 。比1mW 大10 倍、100 倍、1000倍…… 的功率电平分别称为10dB 、20dB 、30dB …… 比IV 大10 倍、100 倍、1000倍…… 的伏特电平则分别称为20dB 、40dB 、60dB …… 有时，为了详细区分以上几种电平，分别把它们写成dBm （毫瓦功率电平）、dBV （伏特电平）和dBu （电压电平）。
3 ．响度
响度是对声音的一种主观感觉，其单位为“方”。声压级为0dB 的1kHz纯音所引起的响度感觉称为O 方（注意，0 方不是不响，而是仅可听闻的声响）。
一般来说，在人类听觉的动态范围内，响度同声压级大体成比例，即声压级越大响度也越大。但这只对同一频率的声音来说是正确的。实验表明，声压级不是决定响度的唯一因素，另一个重要因素是频率。举一个极端的例子，频率极低的纯次声和频率极高的纯超声，无论其声压级有多大，我们都会觉得它“不响”。实际上，人们对2kHz至4kHz范围内的声音最敏感，而对低频声和高频声的感觉相对迟钝。图1 一3 表示响度同声级、频率之间的关系。图中的曲线叫做“等响度曲线”。该图的横坐标代表频率，纵坐标代表声级，而每一条曲线则代表一种响度。其中最低的一条曲线是响度为0 方的曲线。由该曲线可见，在1kHz处0 方对应于OdB 声级（图中A 点）, 而在30Hz 处O 方却对应于约印dB 声级（图中B 点）。也就是说，对于30Hz 纯音，其声级需有60dB 才能引起O 方的响度感觉。由此可见，人类主观听觉的“频率响应”（简称“频响”）是不平直的，尤其是响度较低时。其中又以对低频声音的响应最为迟钝。不过，在图1 一3 中我们看到，响度为120 方的那一条曲线（最高的那一条）基本是平直的，这说明当响度很大时，频率的影响就不那么严重。
以上情况表明，当以较低的音量放声时，听音者会觉得低音和高音不足。因此，这时有必要对低音和高音进行补偿。电声设备中的“响度控制”就是根据这一原理实行响度的自动补偿控制。此外，在对声场进行测量时，为了使测量结果同听觉相符，也常常有
必要考虑到频率对响度的影响。为此，须对一个声音中不同的声频分量进行计权处理。常用的有三种计权规则，分别称为A 计权、B 计权、C 计权。A 计权是针对等响曲线中的低响度曲线进行处理，主要是考虑到低频分量和高频分量对响度的贡献较小，所以把它们所形成的声压级适当打一些折扣。例如，假设100HZ 分量的实际声级为50dB ，经A 计权处理后则把它当成20dB 来计算。B 计权是针对中等响度的等响曲线进行处理，这时也要对低、高频分量打一些折扣，不过其折扣比A 计权要小一些。C 计权是针对高响度的等响曲线进行处理，这时仅对高频分量打一些轻微的折扣，同平直规则相差无几。图1 一4 是对一个在声频带内均匀的声音进行计权处理的示意图。
四、声音的反射、吸收、绕射和叠加
1 ．声音的反射和吸收
声音在传播过程中遇到障碍物时，会发生反射、吸收、绕射等现象。物时的情形相似。
当障碍物的尺寸足够大，大到可以同声音的波长相比时，声音将会被反射。为了便于描述声音的人射和反射，通常我们用一条射线来代表声波，如图1 一5 所示。图1 一6 所示为声波被反射的情形。当障碍物表面凹凸不平时，如果凹凸的尺度小于声波的波长，则其反射特性同光滑面相似；如果凹凸的尺度能和波长相比，则反射线会散向四面八方，形成漫反射（或叫散射），如图1 一7 所示。
不过，即使障碍物的尺寸足够大，能够把人射声波全部反射回去的障碍物也是很少的，或者说几乎没有。绝大多数障碍物会吸收一部分声波，吸收的程度同构成障碍物的材料有关。一般地说，障碍物越坚硬、越稳固，则反射特性越好：而障碍物越松软而带有弹性，则吸收越严重。材料对声音的吸收能力用“吸声系数”来表示。声波人射到
材料表面时，被吸收的那部分声能与人射声能之比的百分数叫吸声系数。室内常见饰面材料和厅室陈设的吸声系数见表1 一1 。表中的数据表明，吸声系数不仅取决于材料，还同声音的频率有关，尤其是对于那些比较疏松的材料。我们不打算在此讨论其中的机理，但不妨认为，这主要是由于材料的微细结构与不同的声波波长相比，有不同的相对尺度的缘故。空气也会吸声，不过其吸声系数较小，工程上常予以忽略。
必须指出，由于一个声音通常包含着许多频率不同的分量，而频率（或波长）同障碍物的反射和吸收特性相关，所以对于同一个障碍物，同一个声音中的高、中、低频分量的反射、吸收状况也不一样。一般地说，声音中的高频分量比较容易被吸收，也比较容易被散射，所以声音中的高频分量很
容易在传播的过程中衰减，形成高音不足从而导致清晰度下降的现象。
2 ．声音的绕射
并不是所有的障碍物都会反射声音，当障碍物的尺寸比声音的波长要小时，声音将会绕过障碍物继续向前传播，这种现象叫“绕射”。大家知道，如果在水池中插人一根木桩，木桩是挡不住水波的，如图1 一8 所示；但如果在水池中设置一块足够大的挡板（如图1 一9 所示），情况就大不相同，这时我们看到挡板把水波挡住了。这是因为在水波传播的方向上，同波长相比，木桩的尺度很小，而挡板的尺度很大。我们可以在声场中做同样的实验。显然，一根木棍是挡不住声音的，足够大的墙壁才能挡住声音。由于声音是一种波，所以声音也会绕射。又由于一个声音通常包含很多频率不同（即是波长不同）的分量，因此，对于某一个障碍物，声音中的低频分量可能会绕射过去，而高频分量却可能被反射回来。这意味着声音的音色在某些障碍物的前面和后面会发生变化。因此，在配置音箱时要注意，小尺寸的障碍物对低音可能是无碍的，但对高音的防碍则
不能忽视。
3 ．声音的盛加和干涉
两个或多个声音在同一个区域内传播时，声音会发生叠加现象。声音的叠加并不是简单的加强。如果多个声音各不相同，人的听觉系统有从中选择某一个声音的能力，而其他叠加上去的声音则会成为干扰声；而如果它们是相同的，例如它们一个是原发声另一个是反射声，则叠加起来可能使声音加强也可能使声音减弱。当两个声波相遇时，如果它们的相位相同，就会互相加强；而如果它们的相位相反，则会互相抵消，从而使声音减弱；如果它们既不是完全同相也不是完全反相，则叠加之后可能有某种程度的加强，或某种程度的减弱，视其是接近同相或接近反相而定。至于声波到达声场某一点的相位如何确定，则主要取决于声音所经过的路程（声程）、时间延迟（时延）等因素。根据这种情况，两个声音叠加时，通常它们不会在声场处处相位都相同，或处处相位都相反。假定厅堂中有两个同样的声源S1 、S2，在不同的位置上同时发出相同的声音，如图1 一10 所示，则在对称线AB 上的所有点，两个声音的声程都一样，它们将会同相叠加，起到互相增强的作用；而在另一点C ，两个声音的声程（声波射线的长度）显然不同，如果它们正好相差半个波长，则它们将会反相叠加，互相抵消，这时C 点的声音减弱了，比单独一个声源发声时的声音还要小。根据数学原理，像C 点这样的反相叠加点，
肯定不止一点，而会有无限多个点。这些点将会连接成为双曲线。图1 一11 ( a ）为分别由A 、B 两个音箱发出的125Hz 的纯音叠加时声场的分布状况（图中白色部分为高声级区域，黑色部分为低声级区域）。由图可见，有的地方声音加强了，有的地方声音减弱了。两个声音叠加，使得声场中某些区域声音增强而某些区域声音减弱的现象，称为声音的干涉现象。作为对比，图1 一11 ( b ）给出了把两个音箱叠放在一起放音的情形，这时两个声源近似重叠，声场处处都接近于同相叠加，几乎不发生干涉。由此可见，当用两个音箱分散配置放出同一个声音时，声场中会出现一些由干涉形成的“死区”。不过这是对纯音而言。当两个声源发出复音时，则由于复音中各分量的波长不同，因而在声场的同一个点，复音中的某些分量可能增强而某些分量可能减弱，从而就总体上来看，干涉现象将不明显。但对于频带较窄的复音，例如话音，则干涉现象仍不可忽视，在那些重要分量被衰减的
死区，语言的清晰度将会下降。在设计不当的音响工程中，常常可见这种现象。
4 ．厅堂混响
声音在室内传播时，会在天花板、地面和四壁发生多次反射。因此，身处室内的听音者除听到直达声外，还会听到多次反射声。图1-12 表示直达声和厅堂四壁部分反射声到达听音点的情形。显然，反射声所经过的路程比直达声长，经多次反射的路程更长。所以反射声比直达声来得迟，而且各次反射声延迟到达的时间也各不相同。厅堂越大，则反射声的延时间隔便越长。如果厅堂足够大，使得第一个反射声的延时间隔大于50ms～60ms，人们就会听到回声。不过能够形成回声的厅堂是很少的。当各次反射声的延时间隔小于50ms～60ms 时，人们会觉得它们同直达声连成一片，这些反射声除了起到增强直达声的作用之外，还会形成袅袅余音（或称“残响”）。这种现象叫做“混响”。适当的混响有加强和美化声音的效果，尤其是早期反射声对原发声场有很好的增强作用；
但过分的混响则会使声音含混不清。
由于反射声经过的路程较长，在传输过程中能量逐渐分散，接触障碍物时又被吸收了部分能量，所以其声级肯定比直达声低；经过多次反射的声级更低。因此，假如在厅堂中发出一个短促的声音，则随着时间的推移，其反射声会越来越小，逐渐归于消失。反射声的这个衰减过程显然同厅堂的结构有关。由直达声到达时起，到反射声衰减60dB 止，中间的时间间隔叫做厅堂的“混响时间”（与）。混响时间是评价厅堂声学特性的一项重要指标，也是影响音响工程质量的重要因素。厅堂越大、形状越规整、饰面材料的吸声系数越低，则其混响时间便越长；反之，混响时间便会短。厅堂的混响时间可以计算，也可用仪器测定。由于不同频率的声音其反射和吸收特性不同，所以混响时间同频率有关，通常要测取125Hz 、250Hz 、500 Hz 、1000 Hz、2000 Hz和4000Hz 六个频率点的值。要求不严格时，可以只测取500Hz 、1000Hz 两点，或取其平均值。更简单一点，只取500Hz 的值作为代表。没有仪器的时候，可以站在厅堂中央单击掌，聆听余音时间进行估计。必须注意，空场混响同满场（占满听众的场地）混响是不同的，前者要比后者大得多，因为听众是良好的吸声体。
混响时间太长、太短都不好。混响时间太短，则声音显得干涩（俗称“干”) ；混响时间太长，则声音显得含糊（俗称“湿”）。干和湿是相对的，不同的声音、不同的节目对干湿的要求各不相同。对于古典音乐，一般认为其最佳混响时间在1.5s～1.7s，流行音乐在2.0s～2.1s 之间。用于演说为主的厅堂，为了改善语言的清晰度，混响时间则应更短一些。厅堂的混响时间主要取决于厅堂的建筑及装饰结构。当嫌混响时间太长时，可用吊装吸声体、帘幕，铺设地毯，改变坐席材料等办法来改善。当嫌混响时间太短时，可用加大电声功率和配置“混响器”等电子手段来补偿。但是，“改善”和“补偿”都是有限度的。一般地说，要改善太长的混响时间难度较大，不仅需要较大的投资，而且建筑结构很难作根本性的改变，小修小补又难于奏效。这对于音响工程来说，往往成为一个致命的因素。
5 ．厅堂的传输频率特性
当声源在厅堂中发声时，实际上整个厅堂都会随着发生振动。但是由于厅堂四壁、天花板、地板以及室内陈设对不同频率分量的反射和吸收各不相同，所以对不同的频率会有不同、的响应。其中有一些分量特别容易激发振动，从而会在这些频率上发生共振；而在另一些频率上吸收可能特别严重。通常，厅堂的共振和吸收频率不止一个，如果共振或吸收频率分布不均匀，就会使某些声频分量明显加强，某些声频分量明显减弱，产生“声染色现象”（即频率失真）。厅堂的共振或吸收频率取决于厅堂的大小、形状、尺寸比例、装饰材料等因素，小容积的、矩形的房间特别容易发生低频共振染色，而形状不规则、装饰材料吸音系数大的则不容易染色。
染色现象可以用“传输频率特性”来评价。在理想情况下，厅堂对不同频率的响应都应相同，这时，其传输频率特性被称为是“平直”的。就是说，传输频率特性平直即意味着声音不会被染色，或者说不会引起频率失真。为了改善厅堂的传输频率特性，可以改变厅堂的尺寸比例、不规则地配置吸声体，或者用电子均衡器来进行补偿。
五、声音的处理
留声机发明之前，原发声一纵即逝，人们无法听到过去的声音。而留声机则可以把过去的声音记录下来，而且可以反复重放。此后，对声音― 准确地说是“声音信号”― 的处理技术日新月异，发展得很快。所谓处理，包括：声／电变换、记录、修饰、编码、解码、传输、放大、重放… … 到目前为止，这些处理技术都同电子技术密切相关，因而相应的处理设备被称为电声设备。本书所讨论的音响工程，主要就是根据一定的要求对声音或已经处理过的声音信号进行再处理并重放出来的工程。在这种电声音响工程中，最常见而且是最重要的电声处理包括：
1 ．声电变换
为了要处理声音，通常须先把声音信号转变成相应的电信号，或者说须先把声能变换成相应的电能，以便充分利用现成的电子技术。用来实现声电变换的设备是传声器（又称话筒）。
2 ．电声变换
为了把经过电子技术处理的声音信号重放出来，必须把“电”变换为“声”。扬声器和耳机就是常用的电声换能器，其作用正好同传声器的作用相反。通常，扬声器必须根据一定的原理安置在特定的箱体之内才能充分发挥它的作用。这种扬声器同箱体的组合就是扬声器系统（如果用低音、中音和高音扬声器组合，则还应采用分频器）。这种扬声器系统俗称音箱。但在正规场合（如标准中）则仅把组成扬声器系统的箱体称为音箱，注意不可混淆。扬声器俗称喇叭，在不要求严格表述的场合，扬声器、喇叭、音箱常会混为一谈，但在正规的场合，应严格分清。
3 ．声音的记录和重放
一如本节开头所述，留声机可以把声音记录下来，而且可以反复重放。时至今日，已有许多更先进的记录声音的办法，最常见的是磁带录音和唱片（密纹唱片― LP 、激光唱片― CD ）录音。磁带和唱片中所记录的“声音”实际上是经过编码的声音信号（编码的概念将于下文“立体声”一节中叙述）。录音磁带和唱片被称为音响工程中的软件，它们是最主要的信号源载体。记录在磁带和唱片上的声音信号并非是常规形式的电信号，更不是作为机械振动波的声音本身，而分别是磁迹和机械刻痕。重放时必须先经录音机或唱机处理才能变成电信号，这个处理过程叫做“播放或放唱”。把由录音机或唱机输出的电声信号适当放大送人耳机或音箱，即可重放出先前记录下来的声音。
随着技术的进步和欣赏习惯的变化，声音往往还需要伴随着同步的图像。融音、像信号于一体的载体是录像磁带和激光视盘，后者包括LD 、VCD 、CVD 、SVCD 、DVD 等盘片（或称碟片）。相应的播放设备是磁带录／放像机和各种“碟机”（播放LD 、VCD 、CVD 、SVCD 、DVD 等碟片的设备）。
4 ．声音的修饰
声音是可以修饰的，好像人可以化装一样。经过修饰的声音可能同原发声不完全一样，但．听起来会觉得好听得多；或者原发声经过某些处理过程之后发生了失真，需要进行修饰以求改善。在音响工程中，两种情况都会遇到，都可以称之为“改善音质”。这种修饰主要是用电子技术手段对声音信号的音调、音色进行调节，还可以营造混响、回声、重唱等效果。典型的声音修饰设备有：均衡器、效果器、激励器等。
音质是音响工程所追求的最重要的目标之一。而重放声的音质评价牵涉到许多因素，其中有客观的因素，也有主观的因素。最重要的客观因素包括节目源、音箱、放大器和声场环境；主观因素则包括用户的爱好、欣赏习惯以及修养水平。由于投资、条件以及用户主观倾向的多样性等原因，任何一项具体的工程都不可能使上述各种因素达到最佳而且相容的状态，因此需要因地制宜地和因人制宜地对重放声的音质进行修饰。
5 ．声音信号的编辑和调度
所谓编辑和调度，包括对各种信号源进行切换、编组以及调节音量、调配音色、引人效果等等。电声音响工程中最重要的调度设备是调音台。在音响工程中，所有电声设备必须构成一个统一的、可以现场进行编辑和调度的系统。调音台就是这个系统的枢纽。
6 ．扩声
把原发声或经过处理的声音信号放大之后重放出更大的声音来，就叫做扩声。为了扩声，当然需要声电变换、电声变换、甚至修饰、编辑和调度等环节，而其核心环节则应是声频放大器。声频放大器是一种用电子器件放大声音信号的设备，有前置放大器和功率放大器之分。前置放大器用于小信号放大，并有选择、切换信号源的功能。功率放大器简称功放，用于放大声音信号的功率，以便驱动扬声器重放出声音。独立的前置放大器品种不很多，而常常内置于其他电声设备之中（例如隐含于调音台之中），所以通常说的放大器主要是指功率放大器。在电声音响工程中，为了把声音重放出来，必须扩声，因而必须使用放大器。把经过足够的功率放大的声音信号送人功率足够大的音箱，即可重放出足够大的声音。
六、立体声
1 ．听觉中的立体感
( l ）立体声的概念
立体是一种几何概念，是指在三维空间中占有位置的事物。那么声音也是立体的吗？从类比上来说，回答可以是肯定的。因为声源有确凿的空间位置，声音有确凿的方位来源，人们的听觉有辨别声源方位的能力；尤其是当有多个声源同时发声时，人们可以凭听觉感知声群在空间的分布状况。因此可以说声音是“立体”的。不过，更妥当的说法应该是：“原发声是立体的。”因为当声音经过记录、放大等处理过程而后重放时，所有的声音都可能从一个扬声器中放出来，这种重放声就不是立体的了。这时由于各种声音都从同一个扬声器中发出，原来的空间感― 特别是声群的空间分布感― 也就消失了。这种重放声叫做“单声”( Mono ）。如果重放系统能够在一定程度上恢复原发声的空间感，那么这种重放声就叫“立体声”( Stereo）。由于原发声不言而喻是“立体”的，所以，立体声一词特指那种有某种空间感（或方位感）的重放声。
( 2 ）双耳效应
为了在重放声中恢复空间感，首先要了解人类的听觉系统为什么有辨别声源方位的能力。研究发现，这主要是因为人们有两只耳朵而不仅仅是一只耳朵的缘故。
耳朵生长在头颅的两侧，它们不仅在空间上有距离，而且受头颅阻隔，因此两耳接收到的声音可能会有种种差异。正是主要根据这些差异，使人们得以区分声源在空间的位置。这些差异主要有如下几种：
① 声音到达两耳的时间差
由于左右两耳之间有一定距离，因此除了正前方和正后方来的声音之外，由其他方向来的声音到达两耳的时间就有先后，从而造成时差。如果声源偏右，则声音必先到达右耳而后左耳；反之，则必先到达左耳而后右耳。声源越是偏向一侧，则时差也越大。实验证明，如果人为地造成两耳听音的时差，就可以产生声源偏向的幻觉。当时差到达0.6ms 左右时，就感到声音完全来自某一侧了。
② 声音到达两耳的声级差
两耳相距虽然不远，但由于头颅对声音的阻隔作用，声音到达两耳的声级就可能不同。靠近声源一侧的声级较大，而另外一侧较小。实验证明，最大声级差可达25dB 左右。
③ 声音到达两耳的相位差
大家知道声音以波的形式传播，而声波在空间不同位置上的相位是不同的（除非刚好相距一个波长）。由于两耳在空间上有距离，所以声波到达两耳时的相位就可能有差别。耳朵内的鼓膜是随声波而振动的，这个振动的相位差也就成为我们判断声源方位的一个因素。实验证明，即使声音到达两耳时的声级、时间都相同，只改变其相位，我们也会感到声源方位有很大差异。
④ 声音到达两耳时的音色差
声波如果从右侧的某个方向上来，则要绕过头部的某些部分才能到达左耳。已知波的绕射能力同波长与障碍物尺度之间的比例有关，人头的直径约为20cm ，相当于1,700Hz 声波在空气中的波长，所以人头对千余赫兹以上的声音分量有掩蔽作用。也就是说，同一个声音中的各个分量绕过头部的能力各不相同，频率越高的分量衰减越大。于是左耳听到的音色同右耳听到的音色就有差异。只要声音不是从正方向上来，两耳听到的音色就会不同，从而成为人们判别声源方位的一种依据。
⑤ 直达声和连续反射声群所产生的差别
由声源发出来的声音，除直接到达我们双耳的直达声之外，还会经周围障碍物一次或多次反射而形成反射声群，陆续到达人们的双耳。因此直接声和反射声群的差别，也就会提供声源在空间分布的信息。
⑥ 由耳廓造成的差别
耳廓是向前的，显然能使人们区分前后。另一方面，耳廓的形状十分微妙，不同方位上来的声音会在其中发生复杂的效应，肯定也会提供一定的方位信息。
实践证明，以上种种差别，以声级差、时间差、相位差三种对听觉定位的影响最大。但是，在不同条件下它们的作用也不相同。一般地说，在声频的低、中频段，相位差的作用较大；中、高频段以声级差的作用为主。对于碎发声，则时间差的作用特别显著。而在垂直定位方面，耳廓的作用更为重要。实际上双耳效应是综合性的，人们的听觉系统理应是根据综合的效应来判决声源的方位。
顺便指出，人们的听觉系统除了有响度、音色、方位等感觉之外，还有其他许多效应。其中有一个同我们今后的讨论有密切关系的效应，叫做“优先效应”（又称“哈斯效应”）。由实验得知，当两个相同的声音，其中一个经过延时，先后到达人们的双耳时，如果延时时间在30ms 之内，则人们将感觉不到延迟声的存在，仅能觉察到音色和响度的变化。但如果延时太长，情况将有所不同。大家已经知道，当两个先后到达的声音时差超过50ms～60ms 时（相当于声程差大于17m ) ，听音者就能感到有两个声音。如果这两个声音，一个是原发声，另一个是反射声，则后者便是众所周知的回声。
2 ．双声道立体声
为了使重放声具有立体感，原则上应设法制造两耳听音的差别。最好是把双耳听觉的种种差别复制出来，但这几乎是不可能的。比较容易复制的差别是声级差、时间差、相位差等几种。
理论和实践证明，为了在重放声中模拟两耳听音的差别，至少需要两个声道：一个左声道L 和一个右声道R 。这种具有两个声道的立体声系统就叫“双声道立体声”系统。图1 一13 为双声道立体声录音的一种模型。在原发声场中安置一个假人头，在其两侧设置了A 、B 两只拾音话筒，用来模拟人们的两耳。由A 拾取的信号称为左声道信号L ，由B 拾取的信号称为右声道信号R 。L 和R 显然是不同的，具有接近于两耳听音的许多差别。重放的时候，用头戴耳机，把L 信号送人左耳，把R 信号送人右耳。这样，就能够在很大程度上恢复原发声的立体感。由于听音者可能不只一个，头戴耳机也不舒适，变通的办法是用两只扬声器配置于听音者前方（如图1 一14 ) ，分别播放L 、R 信号。但这时不能完全保证L 信号只人左耳，R 信号只入右耳，重放声的立体感会较为逊色，不过实践证明还是可行的。
由假人头拾音得到的L 、R 信号虽然很接近于自然，但由于L 、R 两个信号差异的模式太多（即既有声级差又有时间差、相位差… 等等），在记录、传输、放大等过程中不容易进行无畸变的统一处理，所以现行的双声道立体声系统多采用另一种模型，其拾音方法如图1 一巧所示。图中使用了一只M 话筒和一只S 话筒，故称为M 一S 拾音。M 、S 两只话筒配置在同一个空间点上，但它们具有不同的指向特性。为了叙述方便，先说S 话筒。该话筒具有∞字型的指向特性，它对正前方和正后方来的声音都没有响应，只拾取左、右两侧来的声音；而且，当声音从左侧来时输出正信号，当声音从右侧来时输出负信号。所以S 信号相当于左右两侧的声级差，即
S = L 一R ( 1 一5 ) 再来说M 话筒。该话筒具有圆形的指向特性，它对各个方向传来的声音一视同仁，用来拾取声场在该点所形成的总体信息。所以M 信号反映了左方和右方所有信号的总和，
M = L + R （1 一6 ）
由式（1 一5 ）和式（1 一6 ）联立求解，很容易求得个声道信号：
( l 一6 ) L 和R 两个声道信号：
L=0.5(M+S)
R=0.5(M-S)
( 1 一7 )
式（1 一7 ）表明，只须对M 、S 求“和”即可得到L 信号；而对M 、S 求“差”即可得到R 信号。从物理上来说，系数‘, 0 . 5 ”仅表示声级的大小，其取值只要相同，则大一点或小一点都不会影响问题的实质。
由M 、S 求解L 、R 的过程称为“解码”；反过来，M 、S 被称为是对L 、R 的“编码”。图l 一16 为由M 、S 求解L 、R 的电路模型，也就是对M 一S 解码的电路模型。这个电路不难理解，把M 、S 两个信号变压器的次级绕组顺向串联起来，显然可得到它们的“和”（即L 信号），而反向串联起来便可得到它们的“差”（即R 信号）。 M 一S 信号经解码之后即可重放，这时仍然按图1 一14 所示的方法配置，分别把L 、R 两个信号从左、右两路扬声器放出来。由于M 、S 两个话筒在空间上处于同一个位置，所以M 信号和S 信号中原则上不存在声级差以外的差别，是一种纯声级差型的系统。尽管其所包含的方位信息不如假人头模型丰富，但由于其差别模式单一，信号处理十分方便。值得指出，M 信号和S 信号的物理含义是十分明确的。M 是单声信息，在不必考虑声源方位时，我们就是这样拾音的；而S 是方位信息，它反映出左、右两个声道的声级差别。在单声系统中重放时，只须放送M 信号。而在立体声系统中，适当调节S 信号，就能修正或调节“声像”（在重放声场中声音的虚像）的方位；额外地加重S 信号，还能补偿由于种种原因造成的方位信息不足，操作十分方便。基于以上原因，现行的双声道立体声系统，几乎都是声级差型的系统。
必须着重指出，在图1 一14 的系统中，由左右两路扬声器播放的信号必须是既有差别又有联系的L 、R 信号，才能成为双声道立体声系统，如果播放的是同一个信号，则不论有多少路扬声器，都仍然是单声系统。此外，所谓一路扬声器，可以是一个扬声器、一个音箱或由多个音箱组成的“扬声器群组”，但不论有多少扬声器（音箱），只要播放的是L 、R 两个信号，则仍属双声道（而不是多声道）系统。
理论和实践都证明，在双声道立体声重放声场中，有一个“最佳听音位置”，该位置大约在与L 、R 扬声器组成的正三角形的顶点（参看图1 一14 ）。只有该位置才能感受到“无畸变”的声像重现，即在听音者的前方（仅仅是前方），声像能按原发声场的方位展开。实际上，在不严格的条件下，最佳听音位置的附近区域都可以认为是无畸变的听音区。不过可以肯定，重放声场的其他区域是不会有满意的立体声效果的。
3 ．环绕声
环绕声也是一种立体声。顾名思义，它应能（至少是标榜能）重现环绕于听音者四周的声像。
典型的双声道立体声仅模拟了前方传来的声音而不能反映后方来的原发声和反射声，因而听音者还不会有亲临现场的感觉。为了模拟逼真的临场感，各种环绕声系统都是企图在双声道立体声的基础上把来自听音者后方和侧向的声音重放出来。
( l ）简易的环绕声系统
如图1 一17 所示，在双声道立体声的基础上，增加两个后置环绕声声道（s ) ，用L 、R 信号经过延时，衍生出后置声道信号S ，即可在一定程度上烘托出临场气氛。这便是所谓“双声道的四声道重放”。上述后置声道信号S 也可以用L 、R 信号经过移相衍生。显然，不论延时抑或移相，后置声道信号S 都是假的。所以被称为假环绕声。
( 2 ）杜比定向逻辑环绕声（Dolby Pro logic ）
这是由杜比公司开发的一种系统。该系统用左前（Left）、右前（Right ）、中央（Center ）、环绕（Surrounding）四个声道拾音，得到L 、R 、C 、S 四个信号，然后经过编码，综合成LT 、RT两个信号记录在媒体（电影拷贝、磁带、光盘）上。重放时，由专用的“杜比解码器”解码还原出L 、R 、C 、S 四个信号，送人五个声道重放，如图1 一18 所示。在该图中，L 、R 两个声道是整个系统的主干，其作用与普通双声道系统相同。为了保证重放声场的质量，杜比系统要求该两声道的频响范围应不窄于20Hz ～16kHz （接近全频域）。中央（C ）声道有三种可供选择的模式：“普通”(Normal）、“幻象”( Phantom ）、展宽（Wide ）。图l 一18 是按普通和展宽模式配置的。普通、展宽两种模式的差别存在于解码的过程中，其中普通模式的频带较窄（120Hz ～7kHz ) ，适用于家庭影院；而展宽模式的频带较宽（120Hz ～16kHz），因而质量也更高，适用于电影院。如果选用幻象模式，则无须设置中央（C ）扬声器，解码器会把C 信号分配到L 、R 两个声道中，这时L 、R 声道除了担负原来的任务以外，还负责幻生出一个中央虚声源。两个后置的声道常被称为环绕声道；都用s 信号重放；也可以一个用S信号，另一个用反相的S 信号。S 声道信号是经过延时的，其延迟时间在15ms ～30ms 之间。为节约起见，两个S 声道的频带较窄（200Hz～7kHz），音箱的档次可以比另三个声道低一些。事实上，在电影院中，环绕声音箱不止两个，而是环绕观众后席均布着若干个，开销是很可观的。此外，有的杜比解码系统还从L 、R 、C 中分离出低音分量，以便驱动超低音（超重的低音）扬声器。
( 3 ）杜比AC 一3 环绕声
这是杜比公司开发的另一种环绕声系统，主要用于DVD 盘片和高清晰度电视中。其特点是信号经过数字压缩编码，以便既节约媒体的存储空间，又保证有极高的音质。AC 一3 环绕声重放必须有相应的“解压”（解压缩）设备。
AC 一3 有5.1 个声道，即包括左前、右前、中央、左后、右后五个声道，外加一个超低音声道（即5.1 中的那个0.1 声道）。其配置同图1 一18 相类似，只是须添加超低音声道，而且S 分为S右、S左两个独立的环绕声道。由于超低音音箱通常没有方向性，理论上超低音音箱可放置于重放声场的任何地方，而一般习惯是放在前方。在AC 一3 系统中，除了超低音声道之外，包括后声道在内的5 个声道都应是全频域的（20Hz～20kF 压）声道。
( 4 ）双声道环绕声
从经典理论出发，所有环绕声系统都必须有后置的或旁置的声道。结果重放声道越来越多，十分繁琐，而且制式也越来越多，相应的处理设备开销不可避免地变得日益昂贵。这种情况使一些人怀疑多声道的必要性。接着出现了一种双声道的环绕声系统，即只用两只音箱来产生环绕声的系统。其中一种双声道环绕声采用“空间均衡器三维技术”( SPatializer 3D ) ，用两只音箱营造出水平270° 、垂直60°的环绕声场。另一种双声道环绕声称为“声音恢复系统”( SRS ) ，也能产生类似效果。据认为主要是根据耳壳的效应进行模拟。但这些系统目前还未能得到大多数人的认同。
4 ．立体声的“后处理技术”
尽管各种立体声系统使重放声场变得更为逼真和华丽，但人们发现，在解码过程之中或解码之后，还可以进行一些技术处理或引进一些规范，使重放声场具有更好的效果。这些技术和规范不存在于声源编码之中，称为“后处理技术”，常见的有DSP 和THX 等。
DSP 是“数字信号处理”的缩写，在电声领域中，特指声频信号的数字化处理。主要是通过A/D （模／数）变换把声频模拟信号转换成数字信号，然后运用数字电子技术，进行均衡、延时、混响、移相等处理，之后再经D / A （数／模）变换还原为模拟信号，用以模拟影剧院、歌舞厅、演播室…… 效果。均衡、延时、混响、移相等处理本来可以直接用模拟信号操作，但相应的硬件十分复杂，而且很难保证有满意的信噪比，而数字化处理则可以在软件的支持下获得很好的效果。DSP 还可以把未经编码的单声信号模拟成假的立体声信号，以便充做立体声重放。DSP 的另一种常见作用是“变调”。在卡拉OK 系统中，“变调”可使唱碟中的配器（伴奏）同演唱者的声调相协调。
顺便指出，所有真正的立体声、环绕声首先要求有相应的、经过编码的信号源。否则即使有解码设备、有多个重放声道（放大器和音箱），也是放不出立体声、环绕声来的。尽管用DSP 技术可模拟“立体声”，但那是假的立体声，只能制造一种氛围而不具有重现原发声场声象分布的真实效果。另一方面，即使有了立体声编码的信号源，如果没有相应的解码器，而仅仅有多路功放和多路音箱，同样不能重放出立体声。不幸的是，市场上确有不少没有解码器的“立体声设备”鱼目混珠，请勿上当。
至于THX 则主要是一种权威认证。必须符合一定的技术规范才能获得这种认证。THX原是针对立体声电影院声场质量的，要求声音平顺流畅、影音合一，后来拓展到其他音响领域。获得THX 认证的主要条件是：L 、R 、C 三个声道音箱的特性相同，且具有良好的指向特性；低音箱由120Hz 或200Hz 开始分频，拥有低至20Hz 的下限频率；后置的环绕声道采用一个正相、一个反相的模式，能够营造出较实际环境大得多的声音包围感；功放须有稳定的功率输出、噪声低、非线性失真不大于0.03 ％ ；等等。从当前的技术水平来看，以上要求并不难达到，问题是需要得到THX 权威认证。也有一些声频放大设备中内置了THX 处理组件，用以保证设备达到THX 的技术要求。但由于THX 本身并无解码的含义，所以THX 组件必须连同一定的解码组件一起运作。
至于THX则主要是一种权威认证。必须符合一定的技术规范才能获得这种认证。THX原是针对立体声电影院声场质量的，要求声音平顺流畅、影音合一，后来拓展到其他音响领域。获得THX 认证的主要条件是：L 、R 、C 三个声道音箱的特性相同，且具有良好的指向特性；低音箱由120Hz 或200Hz 开始分频，拥有低至20Hz 的下限频率；后置的环绕声道采用一个正相、一个反相的模式，能够营造出较实际环境大得多的声音包围感；功放须有稳定的功率输出、噪声低、非线性失真不大于0. 03 ％等等。从当前的技术水平来看，以上要求并不难达到，问题是需要得到THX权威认证。也有一些声频放大设备中内置了件仪处理组件，用以保证设备达到THX 的技术要求。但由于THX本身并无解码的含义，所以THX 组件必须连同一定的解码组件一起运作。