2.4. ВРЕМЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СЛУХА

По данным Гельмгольца и Флетчера, в случае сложных колебаний, состоящих из нескольких частотных составляющих, попадающих в разные критические полоски слуха, слух не реагирует на взаимные фазовые сдвиги между составляющими, т. е. не реагирует на форму кривой. Так, например, звучание сложных звуков типа

имеющих вид, представленный на рис. 2.20, различается на слух только из-за нелинейности слуха, появляющейся при уровнях громкости выше 60 фон.

При исчезновении раздражающей силы слуховое ощущение исчезает не сразу, а постепенно уменьшается до нуля. Этот эффект называют слуховым впечатлением. Время, в течение которого ощущение по уровню громкости падает на 8,7 фон, считается постоянной времени слуха.

Рис. 2.20. Звуковые колебания, одинаково воспринимаемые слухом

Величина этой постоянной времени зависит от ряда обстоятельств и даже от параметров воспринимаемого звука. В среднем она считается равной

Если к слушателю приходят два звука с длительностью менее но один из них запаздывает на время не более (зона на рис. 2.21), то оба звука всегда воспринимаются слитно. При запаздывании на время более эти звуки могут восприниматься раздельно. Но если второй звук будет иметь уровёнь ниже первого, то он может не восприниматься (зона I) или восприниматься раздельно в зависимости от того, насколько уровень второго звука ниже уровня первого. На рис. 2.21 приведена зависимость между временем запаздывания и разностью уровней обоих звуков, при которых они уже воспринимаются раздельно (см. кривую Если звуки исходят из одного источника звука, но один из них проходит большой путь, например, из-за отражения от какого-либо препятствия, то возможность раздельного восприятия этих звуков называют эхом.

Если разность уровней прямого и отраженного звука не превышает предела обозначенного кривой 2, то запаздывающий звук можно услышать (зона II), при превышении этого предела запаздывающий звук заметен в виде эха, но еще не снижает разборчивость речи (зона III). При разности уровней, превышающих кривую 3 (зона IV), наблюдается снижение разборчивости речи из-за эха.

Пользоваться этими кривыми удобно только при ручном расчете, а при использовании вычислительных машин надо иметь их аналитическое представление в виде аппроксимации. Предлагается достаточно точная аппроксимация (точность около следующего вида: для кривой где время запаздывания, для кривой и для кривой

Пример. Слушатель находится между источником звука и отражающей стеной на расстоянии от них. Если коэффициент отражения звука от стены близок к единице, то интенсивность прямого звука будет в раз больше интенсивности отраженного звука. По уровню эта разница будет составлять Разность хода отраженного звука и прямого составит поэтому отраженный звук будет запаздывать по отношению к прямому на Из рис. 2.21 следует, что это будет заметно. А если источник звука будет находиться на расстоянии 3 м от слушателя, то

разность уровней будет составять В этом случае это будет уже за пределами заметности (зона I).

Слуховое впечатление дает возможность сравнивать частоты двух тонов при быстром переключении с одного на другой и обнаруживать даже небольшую разницу между частотами двух тонов и замечать небольшие изменения частоты тона.

Так называемая послемаскировка сигнала, вызываемая слуховым впечатлением, тем длительнее, чем выше уровень предшествующего сигнала. Послемаскировку звуков речи часто называют самомаскировкой, и величина этой маскировки для неискаженного спектра речи примерно равна т. е. на Ниже среднего уровня речи в каждой достаточно узкой полосе частот. Это значит, если спектральный уровень речи в заданной полосе частот равен то порог слышимости от маскировки будет равен где критическая полоса частот, Поэтому уровень ощущения речи по отношению к среднему ее уровню даже в отсутствие шумов и помех только от самомаскировки речи будет составлять т. е. не превысит

Кроме самомаскировки эффект после маскировки сказывается и на восприятии речи в других полосах частот, его называют взаимной маскировкой. Обычно ею пренебрегают из-за малости.

Длительность установления тональности звука и его высоты определяется временем, равным 2—3 периодам колебаний. На низких частотах это время составляет на высоких — доли миллисекунды.