5.5. Влияние крутизны подъема и спада частотной характеристики на ее краях

Исследования заметности частотных искажений такого типа [11] проводились при разной высоте и крутизне спадов и подъемов, создаваемых на краях частотной характеристики раздельно или од- новременно в сторону низких и высоких частот..

Оценка заметности искажений осуществлялась по проценту экспертов, обнаруживающих их в процессе эксперимента. На слух эти искажения воспринимались как искажения тембра, который в зависимости от того, ослабевали или усиливались при Этом низко- или высокочастотные составляющие, становился" все более глухим или более резким. *

В результате эксперимента для случая крутого спада частотных характеристик (З-т-10 дБ на октаву) в сторону низких и высоких частот были получены кривые, представленные на рис. 5.11. Кривые 1, 2, 3. и 4 соответствуют граничным частотам спада 30, 50, 100 и '200 Гц, а кривые Т', 2', 3', 4' и 5' — граничным частотам спада 15 000, 10 000, 7300, 6000 и 4000 Гц. Как показывает этот рисунок, при крайних частотах 30 и 15 000 Гц (кривые 1 и 1') заметность искажений очень мала и почти не зависит от крутизны спада. Толь- ко^.при приближении крайних частот диапазона к средней части ха- рактеристик заметность спада начинает постепенно возрастать, достигая 65% при егб крутизне 10 дБ на октаву и значениях гра- ничных частят 200 и 4000 Гц. Очевидно, возрастающая заметность спада обусловлена увеличивдющимся значением в передаче тех час- . тотных .полос, которые отсекаются и деформируются на участках спада. ' ' ^

Бели частотная характеристика имеет подъем подобного же типа, заметность искажении увеличивается (рис. .5.12,а и б). При тех же граничных частотах (кривые 4 и £')" и предельной крутизне 10 дБ на октаву заметность характеризуется уже величиной 85—95%. Это увеличение при подъеме характеристики у высокочастотного ,(рис. 5.12,6) больше, чем у низкочастотного конца диапазона. Кро- ме того, при малых подъемах (3-f-5 дБ) заметность искажений, осо- бенно для высокочастотной зоны, изменяется слабо, тогда как по- следующее их увеличение влечет за собой быстрый рост заметности.

Из сравнения кривых на рис. 5.11 и 5.12,, имеющих одинаковые jrpa- ничные частоты (номера), следует, что подчеркивание низких и осо- бенно высоких частот при звукопередаче дочше замечается слухом, чем их ослабление.

При более плавных' односторонних спадах частотной характерис- тики с крутизной З-г-10 дБ на 3-Ь4 октавы (рис. 5.13) обнаружива-

Рис. 5,. 12. Заметность крутого подъема частотной характеристики в области низких (а) и высоких (б) частот

Р ис. 5.11. Заметность крутого спада час- тотной характеристики <в децибелах, на октаву) в области низких (а) и вы- соких ,(б) частот

' \ .

Рис. 5.13. Заметность двустороннего (2—2') в одностороннего спада к гра- ничным частотам 30, 50, 100 Гц (1, 2, 9) и 10000. 6000, 4000 Гц (?, Г, 4')

ется та же тенденция увеличения заметности искажений по мере сме- щения границы спада к области средних частот и при переходе от спада в зоне низких частот к спаду-в зоне высоких частот; Помимо этого, сравнение кривых на рис. 5.11 и рис. 5.13 приводит к заклю- чению, что заметность искажений в этом случае значительно боль- ше, чем при резком спаде характеристики. Такое увеличение замет- ности искажений при более пологих спадах характеристики объяс- няется все большим уменьшением амплитуд среднечастотных состав- ляющих звукового сигнала, в отношении которых чувствительность слуха наиболее высока.

Опыты по оценке заметности искажений, вызываемых двусто- ронним спадом в сторону ^низких и высоких частот, привели, в част- ности, к зависимости, показанной на рис. 5.13 кривой 2 — £', кото- рая отвечает крайним частотам спада 50 и 10 000 Гц. При сравнении

' • • ' • . , 77

к ривых 2 — 2^f и 2' обнаруживается, что двусторонний спад харак- теристики предпочитаем одностороннему, относящемуся только к крайней высокой частоте 10000 Гц. Это объясняется тем, что слух: лучше замечает разбалансиррвку низко- и высокочастотных состав- ляющих сигнала, чем одновременную их потерю. Следовательно, со- четание подъема и спада на разных концах характеристики; еще более нежелательно, так как в этом случае нарушение баланса увеличится.

Заметность частотных иска^ жений зависит также от вида сигнала, передаваемого , систе- мой. Как -показывают кривые? рис. 5.14, заметность постоян- ного спада характеристики для^г звучаний различных источни-

Рис. 5.14. Заметность спада к частоте 30 Гц для звучаний оркестра (1), муж- ского певческого голоса (S) и речи (3), 'органа (4) и рояля (5)

ков неодинакова. Наибольшее* влияние такого спада обнару- живается на звучаниях рояля: ^w и органа, у которых интенсив-

ности низкочастотных состав- ляющих сигнала относительно, велики.

Приведенный анализ позволяет сделать несколько общих выво- дов, .

1. При крутом спаде краевых участков характеристики частотные- искажения невелики, особенно если спад не превышает 3-f-5 дБ на октаву или относится к низкочастотной части диапазона.

2. Пологий спад более заметен особенно у высокочастотного* края, когда он обнаруживается 80 -т-100% экспертами.

3. Заметность подъема у высокочастотного края диапазона боль- ше, чем для одинакового по величине спада или д#я низкочастотно- го края. . „. .

4. При двустороннем спаде или подъеме характеристики наибо- лее желательна симметричная ее форма, когда низко- и высокочас- тотные составляющие сигнала максимально сбалансированы.

5. Заметность искажений при спаде или подъеме характеристики к низким или высоким частотам зависит от того, какие частотные* составляющие будут преобладать в конкретном звуковом сигнале.