Головна

Частотні диференціальні слухові пороги

  1. Абсолютні слухові пороги по тривалості
  2. Абсолютні слухові пороги по інтенсивності
  3. Абсолютні слухові пороги по частоті
  4. В.11 Проблема дослідження порогів чутливості (Фехнер, Вебер, Декарт). Абсолютний і відносний пороги відчуттів.
  5. високочастотні сушарки
  6. Диференціальне рівняння, передавальна функція, графік перехідної функції і частотні характеристики підсилювальної ланки.
  7. Диференціальні залежності між внутрішніми силовими факторами і зовнішньої розподіленим навантаженням.

Частотна роздільна здатність слуху може бути визначена за допомогою методів, схожих з методами, які використовувалися для визначення роздільної здатності слуху по амплітуді.

У першому випадку слухачам пред'являються два синусоїдальних сигналу однакової інтенсивності і однакової частоти, а потім просять змінювати частоту одного з сигналів до тих пір, поки вони не відчують різницю в висоті цих двох сигналів.

У другому випадку роздільна здатність по частоті визначається шляхом прослуховування частотно-модульованих сигналів - по мінімально помітним на слух змін частоти. Як частоти модуляції тут також використовується частота 4 Гц.

Встановлено, що частотна роздільна здатність людського слуху, також як і амплітудна, залежить і від частоти, і від інтенсивності звукового сигналу.

На рис. 2.15 показано, як змінюється роздільна здатність слуху по частоті в залежності від того до якого діапазону частот належить розглянутий сигнал. По осі абсцис тут відкладена частота f досліджуваного сигналу, по осі ординат - мінімально помітне слухом зміна частоти цього сигналу ?f / f, Де ?f - Девіація частоти, тобто відхилення її від початкового значення в ту чи іншу сторону. Слід зазначити, що при частотної модуляції тоном частота синусоїдального сигналу змінюється від величини f - ?f до величини f + ?f, Тобто амплітуда змін частоти досліджуваного сигналу складе 2?f. На рис. 2.15 представлено чотири криві, що відповідають різним значенням рівня досліджуваного тони.

З малюнка видно, що в області низьких частот - приблизно до частоти 1 кГц, роздільна здатність слуху по частоті визначається майже однаковим абсолютним значенням зміни частоти тону, що дорівнює приблизно 2-3 Гц, хоча в ряді випадків відзначалося значення всього в 1 Гц. В області більш високих частот (від 1 кГц і вище) відзначається сталість відносного значення ?f / f, Яке становить тут величину приблизно рівну 0,004 (дріб Вебера). Наприклад, на частоті 5 кГц ?f = 20 Гц, на частоті 10 кГц ?f = 40 Гц і т.д.


З рис. 2.15 також видно, що зменшення рівня розглянутого тони призводить до збільшення диференціальних частотних порогів, тобто чим тихіше звук, тим важче його відрізнити по частоті від інших звуків.

На рис. 2.16 показана залежність порогового значення девіації частоти ?f від рівня N досліджуваного звукового сигналу в якості якого використаний сигнал з частотою 1 кГц. Очевидно, що для сигналів малої інтенсивності (N <30 дБ) граничне значення ?f велике: чим слабкіша сигнал - тим гірше роздільна здатність слуху по частоті. Однак при збільшенні рівня сигналу більш 30 дБ порогове значення девіації стабілізується і надалі залишається практично постійним і рівним приблизно 2-3 Гц.

 
 

Тимчасові диференціальні пороги

Органи почуттів людини, і слух в тому числі, є за своєю природою інерційними. Навіть для приблизної оцінки характеру і заходи відчуття потрібен якийсь час. Для точної же кількісної оцінки того чи іншого параметра відчуття часу потрібно набагато більше. Крім того, різні параметри вимагають для точної оцінки різного часу. Тому дослідження роздільної здатності слуховий системи в тимчасовій області проводяться в декількох напрямках.

1) Аналіз мінімального часу, протягом якого слух здатний розрізнити два сигналу. Дослідження в цій галузі показали, що мінімальний інтервал часу між двома наступними один за одним тональними сигналами, необхідний для того щоб слух розпізнав їх саме як два сигнали, а не один, становить близько 2 мс. Виявилося, що ця величина майже не залежить ні від частоти тонального сигналу, ні від його інтенсивності. Однак для визначення який з двох сигналів надходить першим, а який другим (якщо це сигнали двох різних частот), необхідний час близько 20 мс. Для визначення висоти тону в області низьких частот потрібно приблизно 60 мс, в області високих частот - приблизно 15 мс.

2) Аналіз диференціальної чутливості до зміни тривалості звукового сигналу. Тут в ході експерименту випробуваним пропонувалася послідовність груп з двох сигналів кожна - один сигнал з кожної пари мав тривалості Т мс, а інший трохи більшу - (Т+ ?Т) Мс. Сигнали подавалися у випадковому порядку і експерт повинен був визначити, який з двох сигналів в парі має велику тривалість. значення ?Т при цьому змінювалися від однієї пари до іншої в випадковому порядку. Найменшу різницю, правильно певну експертами в 75% випадків, брали за JND (диференційний поріг) для тривалості (?Т).

В результаті експерименту виявилося, що в міру зменшення загальної тривалості Т впливу сигналу ?Т також починає зменшуватися, тобто чим коротше сигнали, тим меншу різницю між ними здатний помітити людське слух. Наприклад, при тривалості Т сигналу поблизу 1 з порогове значення ?Т становить приблизно 50 мс, а при тривалості Т сигналу 0,5 мс ?Т також становить 0,5 мс. Диференціальна тимчасова чутливість ?Т/Т (Дріб Вебера) тут константою не є, а змінюється разом зі зміною тривалості Т таким чином, що при Т = 0,5-1 мс вона дорівнює 1, при Т = 10 мс - приблизно 0,3 і при Т = 50-500 мс - приблизно 0,1. Отримані результати при цьому майже не залежать ні від висоти, ні від інтенсивності звукового сигналу.

3) Аналіз чутливості слуху до зміни часу встановлення (атаки) або спаду звукового сигналу. Час встановлення та час спаду звуку є надзвичайно важливими характеристиками звучання різних музичних інструментів, оскільки змінюючи ці параметри, можна до невпізнання змінити тембр звучання інструмента. Дослідження показали, що диференційний поріг для часу встановлення (як і для часу спаду) становить: для частот нижче 1 кГц - 1 мс, для частот 1-10 кГц - 0,5 мс. Якщо зміни часу атаки і спаду звукового сигналу менше, то для слуху вони виявляються непомітними. У реальних умовах ці пороги можуть виявитися навіть більшими, оскільки кожна окремо взята нота, як правило, в тій чи іншій мірі маскується одночасно виконуваними сусідніми звуками.

4) Аналіз диференціальної слуховий чутливості до фазовим спотворенням. Довгий час вважалося, що людський слух не здатний відчувати поточні зміни фазових співвідношень між спектральними компонентами в складних звукових сигналах. У цьому питанні вчені всього світу покладалися на авторитетне твердження Германа фон Гельмгольца - німецького фізика, фізіолога і психолога, зроблену ним ще в середині XIX століття. Однак уже в 70-х роках ХХ століття, коли в дослідженнях стали використовувати комп'ютерну техніку, з'ясувалося, що цей постулат не відповідає дійсності. Зміни фазових співвідношень між спектральними складовими сигналу здатні дуже істотно змінювати його тимчасову структуру, що, в свою чергу, виражається в зміні тембру звучання і чіткості визначення висоти музичного сигналу. З'ясувалося, що найбільше слух чутливий до швидкості зміни фази, тобто до групового часу затримки (ГВЗ):

Встановлено, що мінімальний диференційний слуховий поріг для спотворень ГВЗ спостерігається на частоті 2 кГц і становить ~ 1 мс (рис. 2.17).

Знання диференціальних слухових порогів важливо для проектування звуковідтворювальної і акустичної апаратури, оскільки дозволяє встановлювати спотворення нижче порогів помітності людським слухом.

Слід, однак, зауважити, що повної ясності в проблему встановлення порогів чутливості слуху до зміни тимчасової структури звукового сигналу поки ще немає. Тому дослідження цього питання з використанням сучасних комп'ютерних технологій тривають у багатьох наукових установах різних країн світу.

 
 

Диференціальні слухові пороги | чисті тони


Роздільна здатність слуху | Абсолютні слухові пороги по інтенсивності | Больовий поріг і область чутності | Абсолютні слухові пороги по частоті | Акустичні коливання незвукових частот | Абсолютні слухові пороги по тривалості |

© 2016-2022  um.co.ua - учбові матеріали та реферати