為什麼汽車喇叭聲大多數是和聲音程而不是一個單音?

音程度數的選擇問題上有什麼原理?


參考傅里葉變換,喇叭發音不可能完全是正弦波,所以,,,,一定會被分解成若干個正弦波,又由於喇叭共鳴器的本身機械學特性,會產生駐波。。。。原理與樂器相同,參見合成器的OSC,產生震蕩的波形不同,人耳聽到的聲音就不同,例如正弦波柔和,方波刺耳,是因為方波包含了多個不同頻率,不同響度,不同相位的正弦波的原因


根據我的觀察:

小三度和大六度的使用是最多的。

汽車喇叭是三度(和聲音程),大貨車是二度或三度(並且一般是旋律音程),火車鳴笛的聲音一般是大六度(和聲音程)。

排除法逆推,四度五度八度直接排除,太和諧了,起不到震懾作用;小二度增四減五太刺耳,噪音污染。


我見過的喇叭有三種,氣動,蝸牛,盆型。氣動多見大貨。蝸牛多見德系,聲音中,但不遠,叭叭叭。盆形多見於日系,滴滴滴,聲音尖,傳得遠,相比蝸牛不怕水。( ??? ? ??? )喇叭也是講究效率的,單音響度不夠啊。人耳能聽見的一段有聲音就可以了。


首先來看一下汽車喇叭到底是單音還是和聲音程還是三和弦。

因為手頭沒有汽車,所以我在網上下載到了一段汽車喇叭的聲音,看音質應該是實錄的:

看著這一堆雜亂無章的線條我也很犯難啊,不過大二學的《信號與系統》還沒有全部忘光,時域上分析不了還可以在頻域上分析。讓我來祭出傅里葉變換大法:

這樣一來就非常明顯了,400 Hz 左右有兩個明顯的大峰值。而後面的小峰值的頻率都是前面這兩個大峰值頻率的2倍、3倍、4倍... ... 所以,汽車喇叭的聲音就是和聲音程。

用游標可以讀出來這兩個頻率分別是 413 Hz 和 517 Hz。大約是 G# 和 C。所以這應該是大三度。根據十二平均律,音程為大三度的兩個音符頻率相差 2^{frac{4}{12}}approx1.2599 倍。實際上,這兩個音相差 517div413=1.2518 倍。所以嚴格來說應該是介於大三度和小三度之間。

為了保證嚴謹,我又在網上下載了幾個汽車喇叭的音頻,無一例外,全部是和聲音程,雖然音程略有區別,但是都介於大三度和小三度之間。

另外,汽車喇叭的拆解圖也證明了這一點:

確實是兩個喇叭在工作,所以聽起來是和聲音程並不是像前面的答案說的是因為駐波、高次諧波什麼的,而是實實在在的兩個音。

下面的問題就是,為什麼要選用和聲音程而不是單音。

維基百科給出了一個較為科學的解釋。心理學有一個分支,叫做「心理聲學(Psychoacoustics)」,這門學科主要研究人對聲音感知。通過心理聲學實驗,可以發現,小三度或者大三度的兩個音疊加,雖然聲音的總能量只提高了3個分貝,但是背景雜訊較高的環境中,這比單音更容易被知覺(perceptible)。所以,在街頭,這種喇叭的設計比單音要高效。

而我在搜索引擎中檢索的時候,還找到了另外一種更加文藝的解釋:這是受到了一段創作於 1793 年的著名旋律《威斯敏斯特鐘聲》中三度音程的影響。與此同時,在電話系統中,撥號提示音也是大三度的和聲音程。雖然《威斯敏斯特鐘聲》這個名字你可能沒聽過,但是這作為世界通用的報時旋律,你肯定在哪裡聽過。不過,這種說法的真實性恐怕無從考證了。

參考資料:

[1] Vehicle horn - Wikipedia

[2] Beep, Beep


和發聲原理有關,汽車喇叭結構不同於音響設備中的喇叭發聲原理。

汽車喇叭不需要額外的驅動電路,直接採用直流供電,基本的電磁鐵原理,通電時電磁鐵吸附金屬振片,振片結構恰好形成一個開關,當振片被吸附時整個電路迴路斷開,由彈簧複位,複位後電磁鐵再次通電循環這一過程。每一個循環類似敲擊一次金屬片,和電鈴原理差不多,但頻率更高,通常在400~700Hz間。這種結構下,除400~700Hz震蕩聲音外,每次敲擊金屬振片又會產生一個較高頻聲音,即「和聲」。

附一張結構圖:

這張圖即汽車喇叭所有部件。因為只需要起到警示作用,這種成本非常低的結構得到了廣泛的應用。

p.s.

而音響設備中的喇叭需要複雜的電子電路/功放系統產生交變電流信號控制電磁鐵的運動,交變電流信號的波形決定著最終的聲音。不論是電子電路/功放系統,還是喇叭的結構,都與汽車喇叭大不相同,更為複雜。成本相對高出不少,在僅需起到警示作用場合下,並不實用。


汽車喇叭的使用並沒有明確規定用單個或者兩個,只有對聲壓級的要求。如果單個喇叭能夠達到整車聲壓級的要求,用單個也是可以的,通常用兩個更容易達到法規的要求,如果用兩個喇叭,高低音喇叭聲音的基頻是有明確比率要求的,詳見GB15742-2002。所以說主要還是國標的要求,畢竟喇叭是3C件和法規件。


有高級感,以前買過PIAA的蝸牛喇叭,一套兩隻,音高一個高一個低。包裝盒上就寫著「高低音雙喇叭製造出有高級感的喇叭聲」。


可能這樣更容易讓人聽到,


這是考試到車是運動狀態,單音在判斷距離存在只有音量大與小弊端


這個做下實驗就知道了,單音發出來的是「滴滴嘟嘟」的軟綿無力的聲音,聽上去就像廉價的玩具,首先逼格就差太遠,其次也難以讓人產生警覺,所以你好意思搞這種廉價的喇叭聲嗎?


那麼但是呢,我想我唯一的辦法就是聲音比他還要高!


因為單音發聲喇叭(不考慮泛音強弱)技術要求上好的多

而汽車喇叭並沒那麼高要求

出聲夠響清亮就行了


音程:兩音之間音高上的距離叫做音程。

旋律音程:先後發出聲響的兩個音形成的音程叫旋律音程。

和聲音程:同時發出聲響的兩個音形成的音程叫和聲音程。

冠音與根音:音程中的兩個音當中,高的叫冠音,低的叫根音。


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