1.3.7 Основные свойства слуха

Ухо состоит из трех частей: наружного, среднего и внутреннего. Две первые части уха служат передаточ­ным устройством для подведения звуковых колебаний к слуховому анализатору, находящемуся во внутрен­нем ухе – улитке. Это передаточное устройство слу­жит рычажной системой, превращающей воздушные колебания с большой амплитудой скорости колебаний и небольшим давлением в механические колебания с ма­лой амплитудой скорости и большим давлением. Коэф­фициент трансформации в среднем равен 50–60. Кроме того, передаточное устройство вносит коррекцию в частотную характеристику следую­щего звена восприятия – улитки.

Границы воспринимаемого слухом частотного диапазо­на довольно широки (20–20000 Гц). Вследствие ограниченного числа нервных оконча­ний, расположенных вдоль основной мембраны, человек запоминает во всем диапазоне частот не более 250 гра­даций частоты, причем число этих градаций резка уменьшается с уменьшением интенсивности звука и в среднем составляет около 150, т. е. соседние градации в среднем отличаются друг от друга по частоте не ме­нее чем на 4%, что в среднем приближенно равно ши­рине критических полосок слуха. Введено понятие высоты звука, под которой подра­зумевают субъективную оценку восприятия звука по частотному диапазону. Так как ширина критической полоски слуха на средних и высоких частотах примерно пропорциональна частоте, то субъективный масштаб восприятия по частоте близок к логарифмическому за­кону. Поэтому за объективную единицу высоты звука, приближенно отражающей субъективное восприятие, принята октава: двукратное отношение частот (1; 2; 4; 8; 16 и т. д.). Октаву делят на части: полуоктавы и третьоктавы. Для последних стандартизован следую­щий ряд частот: 1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3; 8; 10, являющихся границами третьоктав. Если эти часто­ты расположить на равных расстояниях по оси частот, то получится логарифмический масштаб. Исходя из этого, для приближения к субъективному масштабу все частотные характеристики устройств передачи звука строят в логарифмическом масштабе. Для более точно­го соответствия слуховому восприятию звука по часто­те для этих характеристик принят особый, субъектив­ный масштаб – почти линейный до частоты 1000 Гц и логарифмический выше этой частоты. Введены едини­цы высоты звука под названием «мел» и «барк» ( ). В общем случае высота сложного звука не поддается точному расчету [15].

1.4 Акустические сигналы

1.4.1 Определения

Различают первичные и вторичные акустические сиг­налы. К первичным относятся: сигналы, создаваемые музыкальными инструментами, пением, речью; шумо­вые сигналы, создаваемые для сопровождения различных музыкальных и речевых художественных передач (шум поезда, треск кузнечика и т. п.).

При оценке трактов вещания и связи полагают, что каждый акустический сигнал почти всегда является случайным в вероятностном смысле и несет в себе ин­формацию, соответствующую его объему. Поэтому акустические сигналы определяются распределениями по уровню, по частотному диапазону и во времени, а также средними значениями по интенсивности или уро­вню, динамическим диапазоном, частотным диапазоном и временем корреляции отдельных участков. К вторичным акустическим сигналам относятся си­гналы, воспроизводимые электроакустическими устрой­ствами, т. е. первичные сигналы, прошедшие по элек­троакустическим трактам связи и вещания и соответст­венно видоизмененные по своим параметрам [14].