聲信號沿着聽覺路徑傳播並以時間序列的形式被覺察。信號的含義同時被大腦所解釋。因此，這裡把大量的注意力放在時域對信號進行分析上。本章主要討論源信號的自相關函數（ACF），包括其包絡、細緻結構以及初始時段的功率。ACF與所分析的信號的功率譜密度包含相同的信息。但在聽覺—大腦系統的信號處理方面以及與所考慮的聲場相關的主觀屬性方面，ACF與功率譜密度存在較大的不同。
3.1 源信號分析
3.1.1 功率譜密度
我們首先在頻域內以信號p(t)的功率譜密度的形式討論信號分析，p(t)的功率譜密度定義為
Pd （ω）=P(ω)P﹡(ω) (3.1)
其中P（w）是P（t）的傅里葉變換
P（ω）= P(t)e-jωtdt， (3.2)
﹡表示共軛複數。
傅里葉反變換就是源信號P（t）：
P（t）= P(ω)ejωtdω. (3.3)
考慮到聽覺系統中存在的銳化效應，在聽音測試中要求濾波器的銳度必須大於1000dB/倍頻程的斜率特性，這將在第6.3節的響度結果中論證。
3.1.2 聲源的長時間自相關函數（ACF）
聽覺系統中最有價值的信號處理手段之理自相關函數，定義為
p = P P＇(t) P＇（t+τ）dt， （3.4）
其中P＇(t)=P（t）*s(t)，s（t）為耳朵靈敏度。為實用上方便起見，s(t)可選作A計權網絡的脈衝響應。自相關函數也可以從式（3.1）中定義的功率譜密度得到，即
p = Pd (ω)ejωtdω, (3.5)
Pd (ω)= d e-jωtd . (3.6)
這樣，ACF和功率譜密度在數學上包含相同的信息。在ACF分析中有3個重要的參量，分別是：
（1） 延遲起始時的能量 p（0）；
（2） 規範化自相關函數包絡的有效持續時間 e，定義為規範化自相關函數的包絡達到並以後維持小於0.1時的時延，代表了一種重複特性或信號本身所包含的混響；
（3） 精細結構，包括峰值和它的時延以及穿過零線的次數。
規範化自相關函數定義為
p = . （3 .7）
對兩種極端情況的音樂主題的規範化自相關函數（2T=35s）的分析例子於表3.1和圖3.1中
表3.1 音樂和語言源信號及其相關函數的有效持續時間τe
聲源 曲目 作曲作家 （τe）min﹢
音樂主題A 皇家孔雀舞曲 Owlando Gibbons 127 (127) 125
音樂主題B 序曲、作品48、第四樂章 Malcolm Arnold 43 (35) 40
音樂主題B（L+R） 序曲、作品48、第四樂章 Malcolm Arnold 45
音樂主題C 交響樂102，降B大調，第Ⅱ樂章 Franz J. Haydn (65)
音樂主題C（L+R） 交響樂102，降B大調，第Ⅱ樂章 Franz J. Haydn 70
音樂主題D 齊格菲牧歌，第322小節 Richard Wagner (40)
音樂主題E C大調交響樂，K—V551，第Ⅳ樂章 Wolfgang A.Mozart 38
音樂主題F § Tsuneko Okamoto 105
音樂主題G § Tsuneko Okamoto 145
音樂主題K Karesansui Hozan Yamamoto 220 35
語音S 女生朗讀的詩歌 Doppo Kunikida 10 (12)
＊ 使用原始錄音信號（Bued,1969）的左通道信號。（L+R）表示左通道主旋律信號與右通道的伴奏號混合。
+ τe值隨所用揚聲器輻射特性的不同而稍有差別。因此在做聽音試驗時，所有的物理因子都必須在聽音測試條件下測量，2T=35s。
+ 建議方法：由移動時間隔為100ms的短時移動自相關函數在2T=2s的最小值得到（τe）min值。
