Реферат: Восприятие звуков человеком

откуда:

и

.

Пусть изменению интенсивности звука в 10 раз соответствует единица приращения ощущения, т.е. А = 1. Эту единицу назвали «Бел». Более мелкая единица – децибел (дБ), равная 0.1 Бела. Тогда:

(дБ). (1)

Звуковое давление, выраженное в децибелах, называют уровнем звукового давления , а интенсивность звука, выраженную в децибелах, называют уровнем интенсивности звука

Громкость. Т.к. порог слышимости на разных частотах неодинаков, то уровень звукового давления или уровень интенсивности звука не совсем правильно характеризуют субъективное ощущение звуков. Поэтому введено понятие громкость и уровень громкости.

Уровень громкости звука любой частоты равен уровню громкости чистого тона с частотой 1000 Гц, ощущаемого с такой же громкостью, выраженному в Дб. Единицу громкости называют фон. 1 фон равен 1 Дб на частоте 1000 Гц.

Кривые равной громкости. В результате исследования слуха большой группы людей в возрасте 18 – 25 лет были построены кривые равной громкости (изофоны). В 1958 году

Международная организация по стандартизации (ISO) рекомендовала эти кривые как стандарт (см. рис. 3).

Рисунок 3. Кривые равной громкости

Из анализа этих кривых следует:

1 Частотная характеристика слуха равномерна при высоких уровнях звукового давления. Поэтому профессиональное прослушивание фонограмм следует производить при высоких (85 – 95 Дб) уровнях.

1 . С понижением уровня сигнала полоса воспринимаемых частот сужается. Поэтому при прослушивании фонограммы необходимо поднимать высокие и низкие частоты, чтобы получить одинаковое ощущение всех составляющих спектра сигнала.

2 В современных усилителях это достигается при помощи частотно-зависимых регуляторов громкости.

Кривые равной громкости удобны при работе с гармоническими сигналами. Реальные звуки обладают более или менее широким спектром. Сложение громкостей составляющих спектра происходит в разных критических полосках слуха.

Громкость при этом выступает как субъективный параметр. Для её количественной оценки ввели единицу громкости – 1 сон равный 40 фонам. Громкость в n сон соответствует случаю, когда слушатель оценивает сигнал, как в n раз более громкий. Для оценки громкости можно воспользоваться формулой:

сон

где - уровень громкости в фонах.

Уровень громкости некоторых звуков приведен в таблице 1.

Таблица 2. Средний уровень громкости некоторых звуков и шумов

Источники звука	Уровень громкости, фон	Громкость, сон
Шум в кабине самолета	128 - 130	875 - 1400
Шум в поезде метро	85 - 90	25 - 38
Трамвай на расстоянии 10 – 20 м	80 - 85	17 - 25
Легковой автомобиль на расстоянии 2 – 20 м	50 - 65	2 – 6
Шум на улице	40 - 60	1 - 4
Оркестр	80 - 100	17 - 88
Аплодисменты	60 – 75	4 - 11
Разговор на расстоянии 1 м	55 - 70	3 - 8
Шум в аудитории	25 – 30	0.36 – 0.46

4. Временные характеристики слуха

Согласно проведенным исследованиям (Гельмгольц, Флетчер), ухо почти не реагирует на фазовые соотношения в спектре сигнала. Два сигнала с одинаковым спектром амплитуд, но с разными спектрами фаз воспринимаются одинаково, если уровень сигнала не превышает 60 Дб. При больших уровнях на восприятие влияют нелинейные эффекты.

Слуховой аппарат инерционен. При исчезновении звука ощущение исчезает не сразу, а постепенно спадает до нуля. Время, в течение которого уровень громкости уменьшается на 8.7 фон (точнее – 8.6859), называется постоянной времени слуха. Эта постоянная равна 150 – 200 мс.

Два короткие импульса одного уровня воспринимаются слитно, если интервал времени между ними менее 50 мс. Однако, при величине интервала более 30 мс появляется изменение звучания. Этим объясняется тот факт, что явление эхо наблюдается только тогда, когда расстояние до отражающего звук препятствия не менее 9 м.

5. Нелинейные свойства слуха

При воздействии чистого тона с уровнем интенсивности 100 Дб прослушивается вторая гармоника с уровнем 88 Дб и третья гармоника с уровнем 74 Дб. Их выявляют при помощи "ищущего" тона, частота которого плавно меняется. Эти гармоники называют субъективными. На кратных частотах прослушивают биения.