2.10 НЕЛИНЕЙНЫЕ СВОЙСТВА СЛУХА

Экспериментально установлено (см. [4], § 4.3), что при воздействии звука с одной частотной составляющей (чистый тон) и уровнем интенсивности человек слышит вторую гармонику с уровнем интенсивности третью — с уровнем Наличие этих гармоник в слуховом ощущении легко проследить с помощью «ищущего» тона: к уху дополнительно подводится другой тон — «ищущий», частота которого плавно изменяется в диапазоне частоты исследуемого тона и выше. На каждой кратной ему частоте прослушиваются «биения, как будто в подводимом звуке были эти составляющие. Эти гармонические составляющие называются субъективными. Именно поэтому наблюдается маскировка звука на частотах, кратных частоте маскирующего тона (см. рис. 2.7а).

При воздействии на слух двух чистых тонов с частотами, не попадающими в одну и ту же критическую полоску слуха, человек часто слышит тон разностной

частоты с достаточно высоким уровнем громкости и тон суммарной частоты и других комбинационных частот с меньшими уровнями.

Эксперименты показали (см. [4], § 4.4), что если уровень каждого из вдетых тонов составляет то уровень громкости разностного тона не превышает 40 фон. При уровнях интенсивности составляющих, равных уровень громкости разностного тона достигает 80 фон.

Рис. 2.10. Звуковые колебания, состоящие из одних и тех же составляющих с разными фазовыми сдвигами между ними:

При воздействии на слух сложных звуков, имеющих составляющие с кратными частотами, получается ощущение такого же звука по частотному составу только с несколько измененным соотношением амплитуд составляющих, так как комбинационные частоты совпадают по частоте с исходными частотами звука.

При воздействии сложного звука, состоящего из тонов с некратными частотами, получается ощущение сильных искажений: прослушивается много разностных и других комбинационных тонов.

Интересно отметить, что при срезании частотного диапазона ниже 1000 Гц при высокой громкости передачи человек все же слышит низкие частоты вследствие нелинейности слуха. Поэтому при плохой передаче

низких частот слушатели стремятся прослушивать передачи на высоких уровнях громкости, так как при этом создается впечатление более громкого звучания низких частот. И хотя при этом искажается звучание на высоких частотах, это не очень заметно при передаче современной поп-музыки. Причины нелинейности слуха можно, по-видимому, объяснить нелинейностью характеристик среднего уха и, что более существенно, вихревыми явлениями в улитке.

Из-за нелинейности слуха в некоторых случаях обнаруживается сдвиг фаз. Если сдвиги фаз между составляющими таковы, что амплитуды гармоник арифметически складываются и создают пикообразную форму кривой звуковой волны (рис. 2.10, кривая 1), то из-за нелинейности слуха появятся более значительные амплитуды субъективных гармоник, нежели при сдвигах фаз тех же составляющих, дающих, например, прямоугольную форму волны (рис. 2.10, кривая 2). Поэтому будет обнаруживаться разница в их звучании.