Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Римский-Корсаков А.В. Электро-акустика

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

25.10.2023

Размер:

12.71 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 12 / 282 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

Глава 1

Краткие	сведения
по физиологической		акустике
1.1. У С Т Р О Й С Т В О СЛУХОВОГО		О Р Г А Н А
Ч Е Л О В Е К А
Свойствами	слухового восприятия человека в

основном 'определяются требования к широкому классу электро акустических аппаратов: к телефонам, микрофонам, громкогово


рителям, звукоснимателям		и	рекордерам		механической записи, к
а п п а р а т а м оптической	и магнитной			записи	звука. Естественно, что
и электронная а п п а р а т у р а		трактов		звукоусиления,		трактов радио
вещания и звукового сопровождения телевизионных программ							так
ж е проектируется на	основе		детального		изучения	свойств	слуха
человека. Исследования этих			свойств, н а р я д у с исследованием				ана

томического строения слухового органа, имеют значительную ис

торию (более 100 лет) и в		совокупности с исследованиями			свойств
других органов	чувств человека		(в первую очередь зрения)		состав
л я ю т предмет	науки, часто называемой «экспериментальная пси
хология» или «психофизиология			восприятия» (слухового,		зритель
ного и т. п.).
П о существу, цель этих		исследований — получить		количествен
ное в ы р а ж е н и е	реакций человека на звуковые, световые и другие
р а з д р а ж и т е л и .	Только на	основе количественных		характеристик

слуха м о ж н о сформулировать такие технические требования, к а к

диапазон частот громкоговорителей, необходимый	д л я	передачи
музыки и речи, диапазон интенсивности звука, который		соответст
вовал бы звучанию естественных источников (голоса,	м у з ы к а л ь н ы х

инструментов), допустимые уровни интенсивности м е ш а ю щ и х зву ков при слушании концертных программ, лекций, телефонных со общений.


З н а н и е р я д а		тонких свойств слуха необходимо и				д л я	понима
ния того,	какие	составляющие звуков речи я в л я ю т с я				информатив
ными, к а к и е искажения сигнала,			передаваемого электроакустиче
скими т р а к т а м и ,		з а м е т н ы на слух	и	как это связывается			с разбор
чивостью	или с	художественностью		передачи.	Наконец,		слуховой
а п п а р а т	человека в целом с его		механизмом		передачи		акустиче

ских колебаний к нервным окончаниям слухового нерва, функцио нальной схемой слухового нерва и слуховых центров мозга пред-

с т а в л я е т собой некоторую, весьма совершенную, биологическую распознающую систему. Элементы этой системы могут оказаться полезным прототипом при создании искусственных акустических и

электронноакустических распознающих систем.
Слуховой орган человека (схематически показан					на рис. 1.1) —
приемник	звуковых р а з д р а ж е н и й — состоит			из трех	частей: внеш
нее ухо,	среднее	ухо и внутреннее ухо. К внешнему			уху	относится
у ш н а я раковина		и слуховой	проход, з а к а н ч и в а ю щ и й с я у			б а р а б а н
ной перепонки.		Среднее ухо	представляет	собой к а н а л ,		располо-

Рис. 1.1. Орган слуха человека:


/ — ушная раковина;	2 — слуховой проход;			3 — молоточек; 4 — наковальня;				5	—стремя;
6 — один из полукружных каналов органа			равновесия;		7 — барабанная перепонка;				8— оваль
ное окно; 9 — круглое окно;		10 — рейснерова		мембрана; 11 — евстахиева			труба;	12	— вестибу
лярный ход; 13 — основная		(базнлярная)	мембрана;		14 — средняя	часть	спирального хода;
15 — волосковые клеткн;	IS — текториальная мембрана;				17 — кортнев	орган; IS — барабанный

ход; 19 — слуховой нерв


ж е н н ый в височной			кости, в котором находятся				три связанные		д р у г
с другом	небольшие		косточки: молоточек,			наковальня и стремя. Мо
лоточек	примыкает		с внутренней		стороны	к барабанной		перепонке,
а стремя — к		овальному окну,			которым	начинается		спиральный
(улиточный)		ход в	височной	кости и к		которому примыкает			е щ е
три полукружных			канала,	относящиеся		к	органу	равновесия .

В спиральном ходе расположены механический анализатор и чув

ствительные нервные окончания слухового органа.		Спиральный
ход разделен вдоль по всей длине двумя	перегородками: рейсне-
ровой мембраной и базилярной (основной)	мембраной .	Б а з и л я р н а я

мембрана одним краем прикреплена к костному выступу, идущему вдоль спирального хода. Н а ней расположен орган Корти — утол щение вдоль этой мембраны, из которого выступают тонкие во лоски — чувствительные элементы волосковых клеток. Этими эле ментами заканчиваются нервные волокна слухового нерва. Волос-

ковые клетки расположены	в пять рядов вдоль улиточного	хода
(четыре ряда н а р у ж н ы х и один внутренний) .
Чувствительные волоски	заканчиваются в текториальной	мем

бране, покрывающей сверху орган Корти. Орган Корти с текто риальной мембраной находится в средней части спирального хода между рейснеровой и базилярной м е м б р а н а м и . Б а з н л я р н а я мембрана, и м е ю щ а я поперечную волокнистую структуру, расши

ряется (волокна		ее становятся длиннее) по	мере удаления от
овального	окна.	В верхушечной части, в самом широком		месте
мембраны,	часть	спирального хода, отделенная	рейснеровой	мем

браной, так называемый вестибулярный ход, через отверстие, на

зываемое геликотермой, соединяется с частью,	находящейся	под
базилярной мембраной (с б а р а б а н н ы м х о д о м ) .	Б а р а б а н н ы й	ход
с противоположной стороны (около овального окна) заканчивается

круглым окном, затянутым упругой перепонкой. К круглому окну


подходит		евстахиева труба — канал,		соединяющий			полость		сред
него уха с носоглоткой. Средняя часть спирального							хода	заполне
на	жидкостью — эндолимфой, а б а р а б а н н ы й				и вестибулярный					хо
ды — перилимфой .
	Весь слуховой орган (среднее и			внутреннее		ухо) человека				по
наибольшему размеру не превосходит 35—40 мм.						Спиральный				ход
составляет		2 3 / 4	оборота. Развернутый в прямую			линию		он	имел
бы длину всего 32 мм.
1.2.	М Е Х А Н И З М В О З Б У Ж Д Е Н И Я			СЛУХОВОГО			Н Е Р В А
	Механизм		передачи звукового	давления	к	нервным		оконча

ниям состоит в следующем: звуковые волны, д о х о д я щ и е до на


ружного	уха, создают переменную	силу давления на		б а р а б а н н у ю
перепонку, которая приходит в колебание под действием					этой	си
лы и, в	свою очередь, з а с т а в л я е т	вибрировать	молоточек.		Вибра
ции молоточка через наковальню передаются			стремени. Это за
ставляет	колебаться перепонку в	овальном окне и		через	нее	—

ж и д к о с ть в вестибулярном ходе		(в	части улиточного			хода, отде
ленной рейснеровой	м е м б р а н о й ) .	Если		давление	на	б а р а б а н н у ю
перепонку меняется	очень медленно,		то	жидкость,	вытесняемая из

вестибулярного хода, 'перетекает через гелнкотерму в 'барабанный ход и заставляет двигаться д и а ф р а г м у , прикрывающую овальное окно. При таком медленном движении рейснерова и б а з и л я р н а я

мембраны и кортиев		орган остаются	в покое	и ощущения звука		не
возникает.
При	достаточно	высокой частоте	колебаний (от		15—20 Гц	и
выше)	жидкость в	вестибулярном ходе не		успевает	переливаться

и стремится продавить рейснерову мембрану, приводя таким об разом в д в и ж е н и е среднюю часть улиточного хода с базилярной мембраной и кортиевым органом. Утолщение на базилярной мем бране и текториальная мембрана начинают двигаться друг отно сительно друга, в результате чего деформируются волоски волосковых клеток. Это приводит к появлению нервных импульсов, рас пространяющихся д а л е е по слуховому нерву. Чем выше частота, тем б л и ж е к овальному окну то место основной мембраны, смеще


ние которого под действием жидкости имеет максимальную				ам
плитуду. Таким образом, при звуке определенной частоты			сильнее
всего	колеблются волосковые клетки, находящиеся на определен
ном	месте мембраны, и к а ж д о й частоте звука соответствует			мак
симальное возбуждение определенных нервных волокон.
1.3.	Т Е О Р И Я С Л У Х А
	Крупнейшим физиком и врачом Г. Гельмгольцем было про
ведено		подробное исследование строения внутреннего уха	и	пред
л о ж е н а		т а к н а з ы в а е м а я резонансная теория слуха. Согласно		этой

теории волочена основной мембраны представляют набор 'из б о л ь

шого

числа резонаторов,

к а ж д ы й из которых отзывается

на

коле

бания

определенной

частоты и в о з б у ж д а е т

соответственные

нерв

ные окончания

слухового

нерва . Д а л ь н е й ш и е исследования

пока

зали, что волокна основной мембраны

с в я з а н ы

между собой,

и,

кроме того, будучи погружены в жидкость,

имеют большое затуха

ние, т а к

что их

отдельные

резонансные

колебания

'.практически

не

возможны .

Модель возбуждения основной мембраны как целой натянутой

гибкой перепонки, окруженной к а н а л а м и с

жидкостью, была

рас

смотрена

Г. Бекеши

(1948

г.), который показал, что на такой

мем

бране

зависимости

от

частоты колебаний, сообщаемых

одному

из

к а н а л о в в его начале, образуется в определенном

месте

область

колебаниями

большой

амплитуды .

Эта

область

тем

б л и ж е

месту возбуждения, чем выше частота. Опытами Бекеши было до казано, что от частоты воспринимаемого звука зависит, к а к а я груп

па волокон	будет в о з б у ж д е н а в 'картиево'м органе. Число волоеко-
вых клеток	органа	Корти составляет 24 ООО, а число нервных во
локон, отходящих		от них-—3000. Таким образом, число различных

типов	р а з д р а ж е н и й , производимых звуками		в	слуховом органе,
очень	велико. Б л а г о д а р я этому ухо	человека	позволяет		ему раз
личать	весьма тонкие особенности	в звуках	по	их силе,	частоте

и спектральному составу.

1.4.ПОРОГ СЛЫШИМОСТИ

Экспериментальными исследованиями						удалось	установить
р я д основных		свойств слуха человека			и	некоторых	животных.
П р е ж д е	всего	было	установлено,	что	чувствительность		человече
ского уха к звуковым			воздействиям	огромна.
Д л я	того чтобы в полной тишине звук с частотой 1000 Гц был

услышан, амплитуда давления вблизи нормального человеческого


уха	д о л ж н а достигать			всего лишь	2 , 8 4 - Ю - 5 Н / м 2 (0,00029				дин/см 2 )
или	эффективное значение его 2 - Ю - 5 Н/м 2 , что составляет									только
2 - Ю - 1 0		атмосферного		давления .	Интенсивность			соответствующей
плоской		волны в воздухе при этом составит 10~1 2 В т / м 2 . Интересно
заметить, что амплитуда смещения частиц воздуха								при этом		мень
ше десятой доли радиуса молекулы . Величина случайных									флуктуа
ции	силы давления		на	б а р а б а н н у ю		перепонку,	связанная		с	тепло
вым	молекулярным		движением,		всего в 5—10		раз меньше			силы
д а в л е н и я звука, заметного в полной						тишине. Д л я		человека		с ост
рым	слухом случайные			флуктуации		л и ш ь немного		н и ж е давления,

заметного на слух.

Величина звукового давления, которая едва заметна на слух при отсутствии всяких других м е ш а ю щ и х шумов и звуков, назы вается пороговой величиной звукового давления, или, сокращенно, порогом слышимости. Впервые порог слышимости был определен Винном в 1903 г., однако результаты этого определения оказались

ошибочными. В	д а л ь н е й ш е м	определения		порога	слышимости
предпринимались	неоднократно.	Б ы л о	выяснено, что		пороги слы
шимости, определенные у ряда		людей,	могут	сильно	различаться .

Р а з л и ч и я эти имеют в общем случайный характер для группы лю дей одинакового возраста, имеющих нормальный здоровый слухо вой орган. Порог слышимости может варьировать и у к а ж д о г о данного лица в зависимости от состояния организма в данный мо мент: возбуждения, утомления и т. п. Поэтому н а д е ж н ы е сведения о пороге слышимости м о ж н о получить только статистическим пу

тем,	измерив	его	в определенных	условиях		у	большого			числа
людей.
Такие статистические определения					предпринимались				в	С Ш А
(1938—1939 гг.), Англии (1956—1957					гг.), С С С Р	(1958 г . ) . Н а ос
новании международного соглашения в качестве							стандарта				при
нята к р и в а я зависимости порога слышимости от частоты									дл я		чис
того синусоидального звука, приведенная на рис.							1.2	(кривая			1).
Она соответствует условию, что 50% всех испытуемых имеет										порог
более	низкий	(слух	более острый)	и 5 0 % — порог			более		высокий.
П р и	этом в	качестве испытуемых		используются			лица	в	возрасте

от 18 до 23 лет с заведомо	совершенно здоровыми органами слу
ха. Кривые 2 ограничивают	область порогов дл я 90% и 10% испы
туемых.
К а к видно из рис. 1.2,	порог слышимости сильно зависит от

частоты. Звуки в области частот от 2000 до 4000 Гц замечаются

при интенсивности д а ж е

меньшей

Ю - 1

2 Вт/м 2 . В то ж е

время на

частоте

Гц

порог

слышимости

5• 105

раз,

на

частоте

20 000 Гц — в 106

раз выше, чем на частоте 1000 Гц. Ка к бы мы ни

увеличивали интенсивность зву

ка, на

частоте

выше

20 000

Гц

ощущение

звука

не

возникает,

, \

звуки

частотой

выше

\\ \

20 000

Гц л е ж а т

за пределами

частот слышимых звуков

боль

ч \

N .

шинства людей. Точно так ж е

дело обстоит со звуками с час

тотой ниже 16—20 Гц. Счита

г/

ется, что

область

слышимых

звуков

л е ж и т

пределах

20-:--

0,02 0,05

0,1 02 0,5

I .

5 10 Ыц

20 000 Гц.

ІРЛС. 1І.2. Кривая порога слышимости:

Механические

колебания

— стандартный

порог;

волны

газах,

жидкостях

ницы порогов слышимости для 10% и 90%

твердых телах с частотой

н и ж е

всех испытуемых

20 Гц

по аналогии с электромагнитными

Еолнами,

имеющими час

тоты ниже красной границы видимого света, т. е. по аналогии с

инфракрасным .электромагнитным излучением, называются					инфра
звуками,	а механические	колебания и волны в различных			средах,
имеющие	частоты выше 20 000 Гц,		называются	ультразвуками
(сравни ультрафиолетовое излучение). В последнее				время в опытах
с физическими средами и телами применяют механические					колеба
ния и волны с частотами		109 —10й Гц. Такие колебания со сверхвы
сокими дл я звуковой шкалы частотами называются				гиперзвуками.
Если амплитуду д а в л е н и я слышимой частоты постепенно уве
личивать, то на слух будет казаться, что громкость				звука	увеличи
вается. Пр и некотором		достаточно	большом звуковом давлении

наступает ощущение боли в ушах . Звуковое давление, при котором наступает болевое ощущение, называется порогом болевого ощу щения. Н а границах области слышимости (около 20 000 и 20 Гц) кривые частотной зависимости порогов болевого ощущения и слы

шимости сходятся. Объясняется это тем, что при				воздействии на
ухо колебаний с частотами ниже 20 Г ц или выше				20	000 Гц	звука
мы не слышим, однако при большой		интенсивности		колебаний ощу
щаем боль — неприятное давление		в	ушах . Д а в л е н и е на			пороге
болевого ощущения	примерно в 3 - Ю 6		раза больше, чем на пороге
слышимости при 1000 Гц.
В последнее время были проведены новые исследования по оп
ределению порога	слышимости в	связи с тем, что			вблизи	этой
границы очень сильно проявляются		индивидуальные			свойства слу-

ха к а ж д о г о отдельного лица, а т а к ж е общее состояние организма испытуемого к моменту опыта.

Оказалось, что н а д е ж н о установить, слышит ли данный испы туемый определенный очень слабый звук или не слышит, по его

ответу очень трудно. Человеку может казаться,				что	он	слышит
звук,	д а ж е	когда	этого звука нет, и, наоборот, он	может не		созна
вать, что слышит данный звук, в то время как				р а з д р а ж е н и е			от
этого	звука	принято внутренним ухом — кортиевым			органом — и
создан соответствующий импульс в слуховом нерве.
Классическая			методика определения порога	слышимости			сос

тоит в том, что испытуемому предлагается слушать в полной ти шине чистые тоны определенной длительности и частоты, а интен


сивность этих тонов	увеличивается,	пока	слушатель	не сообщит,
что он заметил тон.	Н о поскольку	слушатель з а р а н е е			знает, что
•7он есть, его утвердительный ответ не говорит о том,				действительно
ли он слышит звук	пли только принимает		случайные		внутренние

шумы своего слухового органа за слышимый звук. Поэтому была предложена методика, при которой слушателю предлагалось «уга

дать», был ли подан звук или нет в течение известного			интервала
времени. Интервалы времени, в течение которых звук			подавался,
следуют в случайном		порядке. Тогда в о з м о ж н ы четыре	ответа:
A. «Слышу», когда		звук подан — правильный .
B. «Не слышу», когда звука нет — правильный .
C. «Слышу», когда		звука нет — неправильный .
D. « Н е слышу», когда звук есть — неправильный .
Н а	основании большого числа таких опытов можно		определить
процент ответов А, В, С, D. Очевидно, что в сумме все ответы со
ставят	100%, однако	какая доля упадет, например, на	ответы А,

зависит от целого ряда причин. Если, например, слушателю будет предложено поощрение за правильные ответы, то наряду с увели


чением ответов			А	может возрасти и число ответов С. То есть вмес
те	с правильными			ответами появятся «ложные тревоги» или «ка
ж у щ и е с я		звуки».		Если	ж е слушателя		ш т р а ф о в а т ь за		ответы С,	то
он	будет	склонен		пропускать случаи,			когда	сигнал	услышан,	но
нет	уверенности		в этом. Тогда			возрастут ответы D. Н а основании
а н а л и з а		таких	ответов		удается	установить		объективную способ

ность различения слуховым органом слушателя м е ж д у случайным возбуждением нейронов слухового центра головного мозга, выз ванным различными физиологическими процессами в его организ ме, и возбуждением, связанным с акустическим воздействием на слуховой нерв.

Анализ данных таких экспериментов приводит к выводу, что причиной невозможности обнаружить звук с интенсивностью, мень шей некоторой '«пороговой», является, видимо, случайная актив ность нервных путей и коры головного мозга, связанная с различ ными физиологическими особенностями процессов в организме слушателя, а не порог чувствительности нервных окончаний, реа гирующих на звуковой р а з д р а ж и т е л ь .

1.5.	Д И Ф Ф Е Р Е Н Ц И А Л Ь Н Ы Й П О Р О Г В О С П Р И Я Т И Я
	И Н Т Е Н С И В Н О С Т И З В У К А
	М и н и м а л ь н а я различимая на слух разность интенсивности
двух	звуков одной и той ж е частоты определяет т а к н а з ы в а е м ы й

дифференциальный порог слышимости по интенсивности звука, а

минимальная .различимая на слух 'разность частот двух звуков											оди
наковой	интенсивности — дифференциальный						порог	различимости
звука wo	частоте.
Вебером (1846 г.) было установлено весьма общее психофизио
логическое соотношение, состоящее в том, что минимальный											раз
личимый	прирост		р а з д р а ж и т е л я		составляет		около	10%	от	перво
начальной		интенсивности		р а з д р а ж и т е л я ,		действовавшего				перед
тем, как	интенсивность его			возросла. Это			условие может				быть,
записано	так:
^-j-	=	const,					'				(1.1)
где А/ — прирост			интенсивности,		который	следует		д а т ь	звуку		ин
тенсивности J, чтобы стала заметна разница в громкости										м е ж д у
звуками	J	и J+AJ.	Величина AJ/J		составляет		примерно		10%.		Под

черкнем еще раз, что это соотношение связано со свойствами нерв ной системы и н а б л ю д а е т с я не только при звуковых р а з д р а ж и т е лях, но и при зрительных, осязательных и др., почему оно и носит

название

всеобщего физиологического

закона . Если считать, что Д /

величина

очень

м а л а я ,

д л я

удобства

математической трактовки

можно в ы р а ж е н и е (1.1)

записать

так:

—

= AdL

(1.2)

где

dJ—(принятая

за

бесконечно малую)

величина

прироста

ин

тенсивности,

— соответственно

«бесконечно м а л ы й

прирост

ве

личины нашего

ощущения»

и' А — коэффициент

пропорционально

сти, который м о ж н о определить,

условившись

относительно

еди

ниц

измерения величины iL.

Интегрируя

в ы р а ж е н и е (1.2),

получим:

\nJ

+ C=AL,

(1.3)

где

С — постоянная интегрирования.

Так к а к при некоторой интенсивности

звука

/о,

соответствую

щей порогу слышимости, ощущение звука пропадает,

т. е. L стано

вится

равным нулю, то

(1.3)

м о ж н о переписать

так:

А~х

I n — .

В ы б р а в

коэффициент Л = 0,23,

получим

равенство:

1 0 1 g _ ^ .

( 1 . 4

ГОС. r.y; f>;H,4 ""АЯ

НАУЧ; ,о-т,:,'о .я ЧЕТКАЯ

Б И Б Л И О Т Е К А С С С Р

Величи	на	L носит название		уровня ощущения звука . Равенства-
(1.3) и	(1.4)		показывают, что уровень ощущения пропорционален
л о г а р и ф м у интенсивности звука. Эта математическая					формулиров
ка соотношения, найденного				Вебером, п р и н а д л е ж и т Фехнеру
(I860 г.)		и	носит название	психофизиологического	з а к о н а Ве

бера — Фехнера . (Выбранное значение коэффициента /1=0,23, вооб

ще говоря, произвольно, однако оказывается		удачным, т а к как де
сятичные л о г а р и ф м ы общеупотребительны,		10 — удобное		целое-
число и при этом величина прироста интенсивности			12,5%, б л и з к а я
к минимально различимой на слух, даст согласно			ф-ле (1.4)	вели
чину	L — 1.
1.6.	Л О Г А Р И Ф М И Ч Е С К И Е У Р О В Н И . Ш К А Л А		Д Е Ц И Б Е Л

В акустике и других отраслях науки и техники широко приме няется логарифмическая ш к а л а децибел. Одному децибелу соот ветствует отношение двух значений какой-либо энергетической ве личины, при котором десять л о г а р и ф м о в этого отношения равны единице. По д энергетической величиной понимается либо энергия, либо мощность, либо пропорциональные им к в а д р а т ы : звукового давления, скорости частиц, сил, скорости смещений, электрических напряжений, токов, з а р я д о в и т. п.

Таким образом, м о ж н о написать:

tf =	1 0 l g - ^ = 2 0 ] g	- P - = 2 0 1 g - £ - .				(1.5)
	Jo	ро	и о
где JV — логарифмический		уровень	данной	величины (7, р,		U),	вы
р а ж е н н ы й	в децибелах; / 0 , ро, Uo — соответственно				нулевые	уровни
величины	интенсивности,	звукового давления, электрического					на
п р я ж е н и я .
В телефонии и технике дальней связи				раньше	использовалась
другая л о г а р и ф м и ч е с к а я		ш к а л а — ш к а л а		неперов.	Один непер		со

ответствует отношению напряжений, равному 2,718, т. е. основа

нию н а т у р а л ь н ы х логарифмов .

Таким

образом,

если

U/Uo = e, то

L [ H n ] = l n — -

= 1 Нп . Н у л е в ы е

уровни

электрических

величин вы-

Uо

бираются при этом так, чтобы мощность,

в ы д е л я е м а я

при

напря

жении

Uq на

сопротивлении 7? = 600 Ом, составляла 1 мВт. Л е г к о

найти,

что £ / 0 = 0 , 7 7 5

В, а •і0 =1,29

мА. И з

определения

непера сле

дует, что

1 Нп = 8,68

д Б .

Взяв

р 0 = 2 - 1 0 ~ 5

Н/м 2 , что

соответствует стандартному

порогу

слышимости уха человека на частоте 1000 Гц, получим:

jV =

201gp + 94, дБ.

(1.6)

Определенный по ф-ле (1.6) уровень

носит

название

уровня

звукового

д а в л е н и я

( У З Д ) , 'выраженного

в децибелах .

Численно

такое

ж е значение 'будет

иметь -и уровень

интенсивности

звука, оп

ределенный

по ф о р м у л е :

N=\0\gJ+

120, д Б , где з а / 0 п р и н я т а вели-

ч и на пороговой			интенсивности	Ю - 1 2	Вт/м 2 , соответствующая Ро =
= 2 - Ю - 5	Н / м 2	в	воздухе.
У З Д	совпадает по величине с уровнем ощущения L только д л я
•чистого	тона	1000 Гц, т а к как		при	этом значение J0 совпадает с
порогом	слышимости на 1000 Гц.

1.7.УРОВНИ ОЩУЩЕНИЯ И ГРОМКОСТИ

При определении уровня ощущения L в децибелах нулевой уровень будет зависеть от частоты звука, т а к как J0 в этом случае соответствует порогу слышимости звука той ж е частоты, что и •ощущаемый звук. Ч т о б ы и з б е ж а т ь путаницы со стандартным ну левым уровнем интенсивности, следует писать:

L ,

= 1 0 1 g ^ L .

(1.1)

При

этом подразумевается,

что

и пороговая,

и ' и з м е р я е м а я

ве

личины

интенсивности

являются чистыми

тонами

одной

той

ж е

частоты

Сравнение двух звуков по уровню ощущения оказывается не

возможным,

если

частоты этих

звуков разные: одно и то

ж е

число

децибел

уровня ощущения д л я звука разных

частот может

отно

ситься 'К разным по с и л е ощущения

звукам, та'к к а к коэффициент А

установлен

'произвольным

образом, м е ж д у

тем

как он

зависит

•от

частоты.

Во и з б е ж а н и е

этого

неудобства

введена

величина

уровня

громкости.

Известно, что

чем больше

интенсивность звука данной часто

ты,

тем

громче он

к а ж е т с я

на

слух. Ухо

способно

сравнивать

зву

ки

по громкости,

д а ж е

если

они

имеют

разные

частоты.

Всегда

м о ж н о подобрать

силу,

с которой следует

ударить

по к л а в и ш е

роя

ля в басовом регистре и в дискантах, чтобы получить на слух оди

наковую

громкость. Оказывается,

что

равногромкие

звуки

разных

частот имеют разную интенсив-

L S B

ность.

Исследованиями

на

•

—Lr'100ipoHr

•больших

группах

лиц

были

найдены

кривые

зависимости

интенсивности от частоты д л я

равногромких

чистых

тонов.

Это

так

н а з ы в а е м ы е

кривые

равной громкости,

которые де

л я т область слышимости от по

рога

слышимости

до

'порога

ОМ

0,05 0,1 0,2

0.5 1

10 т]кГц

болевого

ощущаніия

на

всех

частотах

и а

одинаковое

число

Ряс.

1.3. кривые равной

громкости

ступеней.

К а ж д о й кривой

приписывается

уровень, соответствующий

уров

ню интенсивности звука 'на 1000

Гц, через который проходит дан

ная

кривая . Уровнем громкости

данного звука

называется

уровень

<<< < Предыдущая 12 / 282 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ