为您解析有趣的双耳效应

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　　有的人在简单了解传感器后会觉得，传感器不就是一话筒吗，只是比话筒收到的声信号范围更广而已。传感器的本质就是一个收音器，相当于人的耳朵，可是我们都知道，人只有一个耳朵的时候是不能分辨声源位置的，在有两只耳朵的时候我们才可以感受到声源的位置，这就是有趣的双耳效应。

　　双耳效应是人们依靠双耳间的音量差、时间差和音色差，判别声音方位的效应。声音强弱不同时，可感受出声源与听音者之间的大致相对位置与距离，从而达到定位的效果。

　　耳朵在人头的两侧，如果声音从中轴线上发出，那么声音到达两个耳朵的时间相同，再根据两只耳朵听到的声音的的方向线的焦点感受到声源的大概位置。如果右耳先听到声音，那么就会感到声源在右侧，左耳先听到就在左侧。

　　除了两耳听到的时间有差别，听到的声音的强度也会有不同。先听到的声音的耳朵得到的声音强度大，声音再绕过头颅，另一只耳朵听到的就相对较小。其实，这些时间差别，声音强度差别都很小，但人的耳朵可以觉察到。这种微小差异被人耳的听觉所感知，传导给大脑并与存贮在大脑里已有的听觉经验进行比较、分析，得出声音方位的判别。如下图所示。

　　双耳效应原理图

　　在声学测试方面，人们使用两只传感器来接收信号，模拟“人耳效应”。这两只传感器面对面装入一个管内，管的尺寸需要尽可能小，小到不会对声场产生影响，我们把这种装置称为“声强探头”。

　　一般来讲，声强测试就是通过测试声波到达两只传感器的时间差来计算声源位置的。如下图所示，如果声波信号先到达传感器A，过一会声波传到B，这个传播方向是从A到B，相反地，如果声波先到达B，那A就后接收到信号，这个传播方向是从B到A。如果声波同时到达A和B，那这个声源肯定位于AB之间距离的中轴线上。如下图所示。

　　双耳效应定位的前提是，假设人的左右耳是距离完全对称且功能对等的，那在用声强探头测试时要选择相位一致的传感器，这对生产厂家有很高的要求。另外，两只传感器的距离也是很有讲究的，间隔距离大的适合用在低频测试和高混响场;间隔距离小的适合用在高频测试时。

　　声强探头测得信号的频率取决于两只传感器的频响和它们之间的距离，可以参照下图。

　　来源：一张书桌一扇窗微信公众号，作者：Kerry。