Poruka je šta i kako čujemo. Kako čujemo

Prije nego što pređete na upoznavanje sa uređajem radio prijemnika, pojačala i drugih uređaja koji se koriste u radiodifuziji i radio komunikacijama, potrebno je razumjeti šta je zvuk, kako nastaje i širi, kako su raspoređeni i rade mikrofoni, upoznati se sa uređaj i rad zvučnika.

Zvučne vibracije i talasi. Ako udarite u žicu muzičkog instrumenta (na primjer, gitaru, balalajku), tada će on početi oscilirati, tj. kretati se u jednom ili drugom smjeru iz svog početnog položaja (položaja mirovanja). Takve mehaničke vibracije koje uzrokuju osjećaj zvuka nazivaju se zvučne vibracije.

Najveća udaljenost koju struna odstupi od svog mirovanja tokom vibracije naziva se amplituda vibracije.

Prijenos zvuka od vibrirajuće žice do našeg uha odvija se na sljedeći način. U trenutku kada se srednji dio strune pomakne na stranu na kojoj se nalazimo, on na ovu stranu „pritišće“ „čestice zraka koje se nalaze u njegovoj blizini i na taj način stvara „zadebljanje“ ovih čestica, tj. vazdušni pritisak nastaje u blizini strune. Ovaj povećani pritisak u određenoj zapremini vazduha prenosi se na njegove susedne slojeve; kao rezultat toga, područje "kondenziranog" zraka širi se u okolni prostor. U sljedećem trenutku, kada se srednji dio strune kreće u suprotnom smjeru, u blizini se pojavljuje neko "razrjeđivanje" zraka (područje niskog pritiska), koje se širi nakon područja "kondenziranog" zraka.

Nakon „razrjeđivanja“ zraka slijedi opet „kondenzacija“ (pošto će se srednji dio strune ponovo kretati u našem smjeru) itd. Dakle, sa svakim oscilacijom (kretanjem naprijed i nazad) strune, područje će se pojaviti u vazduhu visok krvni pritisak i područje smanjenog pritiska, koje se udaljavaju od strune.

Slično, zvučni talasi se stvaraju kada se koristi zvučnik.

Zvučni talasi prenose energiju primljenu od vibrirajuće žice ili difuzora (papirnog konusa) zvučnika i šire se kroz vazduh brzinom od oko 340 m/sec. Kada zvučni talasi stignu do uha, oni ga vibriraju. bubna opna. U tom trenutku, kada uho dosegne područje "zadebljanja" zvučnog talasa, bubna opna se pomalo savija prema unutra. Kada područje "razrjeđivanja" zvučnog vala dostigne to, bubna opna se pomalo izvija prema van. Od kondenzacije i razrjeđivanja u zvučni talasi cijelo vrijeme prate jedna drugu, tada se bubna opna ponekad savija prema unutra, pa se savija prema van, odnosno oscilira. Ove vibracije se prenose kroz složen sistem srednjih i unutrasnje uho preko slušnog živca do mozga, a kao rezultat osjećamo zvuk.

Što je veća amplituda vibracije žice i što joj je uho bliže, zvuk se percipira glasnije.

dinamički raspon. Pri vrlo visokim pritiscima na bubnu opnu, tj glasni zvuci(na primjer, topovskim udarcem), osjeća se bol u ušima. Na srednjim audio frekvencijama (vidi dolje) osjećaj bola nastaje kada zvučni pritisak dostigne približno 1 g/cm2, ili 1000 bara*. Više se ne osjeća povećanje osjećaja glasnoće uz daljnje povećanje zvučnog pritiska.

*Bar je jedinica koja se koristi za mjerenje zvučnog pritiska.

Veoma nizak zvučni pritisak na bubnu membranu ne izaziva osećaj zvuka. Najniži zvučni pritisak pri kojem naše uho počinje da čuje naziva se prag osjetljivosti uha. Na srednjim frekvencijama (vidi dolje), prag uha je približno 0,0002 bara.

Dakle, područje normalnog osjeta zvuka leži između dvije granice: donje, praga osjetljivosti, i gornje, na kojoj se javlja bol u ušima. Ovo područje se zove dinamički opseg sluha.

Imajte na umu da povećanje zvučnog pritiska ne daje proporcionalno povećanje jačine zvuka. Percipirana glasnoća raste mnogo sporije od zvučnog pritiska.

decibela. Unutar dinamičkog opsega uho može osjetiti povećanje ili smanjenje glasnoće jednostavnog monofonog zvuka (prilikom slušanja u potpunoj tišini), ako se zvučni pritisak na srednjim frekvencijama u skladu s tim poveća ili smanji za oko 12%, odnosno 1,12 puta . Na osnovu ovoga, sve dinamički raspon sluh je podeljen na 120 nivoa jačine zvuka, baš kao što je skala termometra između tačaka topljenja leda i kipuće vode podeljena na 100 stepeni. Nivoi glasnoće na ovoj skali mjere se u posebnim jedinicama - decibelima (skraćeno kao dB).

U bilo kom dijelu ove skale, promjena nivoa jačine zvuka od 1 dB odgovara promjeni zvučnog pritiska za 1,12 puta. Nula decibela (“nulti” nivo jačine zvuka) odgovara pragu osetljivosti uha, odnosno zvučnom pritisku od 0,0002 bara. Iznad 120 dB javlja se bol u ušima.

Na primjer, ističemo da se tokom tihog razgovora na udaljenosti od 1 m od zvučnika postiže nivo glasnoće od oko 40-50 dB, što odgovara efektivnom zvučnom pritisku od 0,02-0,06 bara; Najviši nivo zvuka simfonijskog orkestra je 90-95 dB (zvučni pritisak 7-12 bara).

Kada koriste radio prijemnike, radio slušaoci, ovisno o veličini svojih prostorija, prilagođavaju zvuk zvučnika tako da se pri najglasnijim zvukovima na udaljenosti od 1 m od zvučnika dobije nivo jačine zvuka od 75-85 dB (prema tome , zvučni pritisci su približno 1-3,5 bara). U ruralnim područjima sasvim je dovoljno imati maksimalan nivo zvuka radio prijenosa ne veći od 80 dB (zvučni pritisak 2 bara).
Decibelska skala u radiotehnici se takođe široko koristi za upoređivanje nivoa jačine zvuka. Da biste saznali koliko je puta jedan zvučni pritisak veći od drugog, kada je poznata razlika između odgovarajućih nivoa glasnoće u decibelima, potrebno je da broj 1,12 pomnožite sam sa sobom onoliko puta koliko imamo decibela. Dakle, promjena nivoa jačine zvuka za 2 (56 odgovara promjeni zvučnog pritiska od 1,12 ... 1,12, tj. otprilike 1,25 puta; .12 - 1,12, tj. otprilike 1,4 puta. Na isti način, može se utvrdio da 6 dB odgovara promjeni zvučnog pritiska od oko 2 puta, 10 dB do približno<в 3 раза, 20 дб — в 10 раз, 40 дб — в 100 раз и т. д.

Period i frekvencija oscilacija. Zvučne vibracije karakterišu ne samo amplituda, već i period i frekvencija. Period oscilovanja je vrijeme tokom kojeg se struna (ili bilo koje drugo tijelo koje stvara zvuk, kao što je konus zvučnika) pomiče iz jednog ekstremnog položaja u drugi i nazad, tj. napravi jednu potpunu oscilaciju.

Frekvencija zvučnih vibracija je broj vibracija tijela koje sondira u roku od 1 sekunde. Mjeri se u hercima (skraćeno Hz).

Ako, na primjer, 1 sek. (postoji 440 perioda vibracije žice (ova frekvencija odgovara muzičkoj noti la), onda kažu da ona osciluje frekvencijom od 440 Hz. Frekvencija i period oscilovanja su recipročni jedni drugima, npr. frekvencija oscilovanja od 440 Hz, period oscilovanja je 1/440 sec.; ako je period oscilovanja 1/1000 sec., tada je frekvencija ovih oscilacija 1000 Hz.

Audio frekvencijski opseg. Visina zvuka ili tona zavisi od frekvencije oscilacije. Što je viša frekvencija oscilacije, to je jači zvuk (ton), a što je frekvencija oscilacije niža, to je niža. Najniži zvuk koji osoba može čuti ima frekvenciju od oko 20 Hz, a najviši oko 16.000-20.000 Hz. U tim granicama, ili, kako se kaže, u ovom frekventnom opsegu, postoje zvučne vibracije koje stvaraju ljudski glasovi i muzički instrumenti.

Imajte na umu da su govor i muzika, kao i razne vrste buke, zvučne vibracije sa veoma složenom kombinacijom različitih frekvencija (tonova različite visine), koja se neprekidno menja tokom razgovora ili muzičkog nastupa.

Harmonike. Zvuk koji uho percipira kao ton jedne određene visine (na primjer, zvuk žice muzičkog instrumenta, zvižduk parne lokomotive) zapravo se sastoji od mnogo različitih tonova, čije su frekvencije međusobno povezane. kao cijeli brojevi (jedan prema dva, jedan prema tri, itd.). d.). Tako, na primjer, ton frekvencije od 440 Hz (napomena la) istovremeno je praćen dodatnim tonovima s frekvencijama od 440. 2 = 880 Hz, 440 -3 = 1320 Hz, itd. Ove dodatne frekvencije se nazivaju harmonici (ili prizvuci). Broj koji pokazuje koliko je puta frekvencija danog harmonika veća od osnovne frekvencije naziva se harmonijski broj. Na primjer, za osnovnu frekvenciju od 440 Hz, frekvencija od 880 Hz će biti drugi harmonik, frekvencija od 1320 Hz će biti treći, itd. Harmonici uvijek zvuče slabije od osnovnog.

Prisutnost harmonika i omjer amplituda različitih harmonika određuju tembar zvuka, odnosno njegovu "boju", po čemu se ovaj zvuk razlikuje od drugog zvuka sa istom osnovnom frekvencijom. Dakle, ako je treći harmonik najjači, zvuk dobija jedan tembar. Ako je bilo koji drugi harmonik najjači, zvuk će imati drugačiji tembar. Promjena jačine zvuka različitih harmonika dovodi do promjene ili izobličenja u tembru zvuka.

V. N. DOGADIN i R. M. MALININ
KNJIGA RURALNOG AMATERA

Sve o svemu. Svezak 3 Likum Arkadije

Kako čujemo različite zvukove?

Svi zvukovi nastaju vibrirajućim objektima, odnosno objektima koji se brzo kreću naprijed. Ova vibracija uzrokuje pomicanje molekula u zraku, što uzrokuje pomicanje molekula u njihovoj blizini, a ubrzo se molekuli u zraku počinju kretati naprijed, proizvodeći ono što nazivamo zvučnim valovima.

Ali vibracije su različite i proizvode različite zvukove. Zvukovi se međusobno razlikuju po tri glavne karakteristike: glasnoći, visini i tonalitetu. Jačina zvuka zavisi od udaljenosti između objekta koji vibrira i ljudskog uha, kao i od amplitude vibracija objekta koji vibrira. Što je veći obim ovog pokreta, zvuk će biti glasniji. Visina zvuka zavisi od brzine vibracije (frekvencije) objekta sondiranja.

Tonalitet zavisi od broja i jačine tonova prisutnih u zvuku. Ovo se dešava kada se miješaju visoki i niski zvukovi. Nećemo čuti ništa dok zvučni talas ne prođe kroz ušni otvor i ne dođe do bubne opne. Bubna opna djeluje poput površine bubnja i uzrokuje da se tri male kosti u srednjem uhu pomiču u skladu sa zvukom. Kao rezultat toga, tekućina počinje da se kreće u unutrašnjem uhu.

Zvučni talasi pokreću tečnost, a male ćelije dlake u tečnosti takođe počinju da se pomeraju. Ove ćelije kose pretvaraju pokret u nervne impulse koji putuju do mozga, a mozak ih prepoznaje kao zvuk. Ali različiti zvukovi također proizvode različite pokrete u našem uhu, što dovodi do toga da različiti nervni impulsi ulaze u mozak, što dovodi do toga da čujemo različite zvukove!

Iz knjige Sve o svemu. Sveska 1 autor Likum Arkadij

Zašto čujemo odjeke? Trenutno, kada nas sve zanima u prirodi, želimo da dobijemo tačan, naučni odgovor. U davna vremena ljudi su stvarali legende kako bi objasnili sve vrste događaja. Stari Grci su smislili veoma lepu legendu da objasne eho. Evo

Iz knjige Jednostavna pitanja. Knjiga kao enciklopedija autor Antonets Vladimir Aleksandrovič

Kako čujemo? Poznato je da osoba ima pet čula. Vjeruje se da više od 80% informacija dolazi putem vizije. Vjerovatno je istina. Svi koji koriste računar znaju da su slike veoma informativne. Ali informacija da je čovjek bolji

Iz knjige Najnovija knjiga činjenica. Tom 1 [Astronomija i astrofizika. Geografija i druge nauke o Zemlji. biologija i medicina] autor

Kako čujemo? Zvuk su elastični talasi koje uho opaža u gasovima (vazduh), tečnostima i čvrstim materijama. Osoba može čuti zvukove frekvencije od 16 herca do 20 kiloherca, delfin - od 100 herca do 200 kiloherca. Zvuk putuje kroz ušnu školjku i vanjsko uho do

Iz knjige Čudnosti našeg tijela - 2 od Juana Stevena

Da li oblik ušiju utiče na to kako čujemo? Iznenađujuće, jeste. Oblik ušiju je jedinstven kao otisci prstiju. Naučnici su predložili da budući da su ušne školjke ljudi različite, mozak svake osobe mora zapamtiti oblik ušiju kako bi precizno

Iz knjige Najnovija knjiga činjenica. Tom 1. Astronomija i astrofizika. Geografija i druge nauke o Zemlji. Biologija i medicina autor Kondrašov Anatolij Pavlovič

Iz knjige Ruski rok. Mala enciklopedija autor Bushueva Svetlana

ZVUKI MU "Sounds of My" je kultna grupa ruske rok zajednice 2. polovine 80-ih gitara u dvorišnoj grupi "Express". Sredinom 80-ih, Pyotr Nikolaevich

Iz knjige Enciklopedijski rječnik (G-D) autor Brockhaus F. A.

Samoglasnički zvuci Samoglasnički zvuci - nastaju od muzičkog tona, rezultat aktivnosti glasnih žica (tzv. vokalni ton), modificiranog različitim položajima usne šupljine, koja u ovom slučaju igra ulogu produžne cijevi. za duvacke instrumente,

Iz knjige Potpuna enciklopedija modernih obrazovnih igara za djecu. Od rođenja do 12 godina autor Voznyuk Natalia Grigorievna

"Interesant Sounds" Igra ima za cilj razvijanje pažnje. Skrenite pažnju vašeg djeteta na različite zvukove, uvijek navodeći njihov izvor: telefon, zvono na vratima, tatini koraci, kiša, voda koja teče sa česme, lavež psa itd. Reagiranje na zvukove, beba naučite da slušate, što je veoma važno

Iz knjige Enciklopedijski rječnik (C) autor Brockhaus F. A.

Zvukovi suglasnika Zvukovi suglasnika (lat. consonantes). - Aktuelna definicija, naslijeđena iz drevne gramatičke teorije i izražena u latinskom terminu, koja je dobila opću upotrebu u prijevodu među raznim novim evropskim narodima (ruski konsonant, njemački Mitlaut, francuski consonne,

Iz knjige Velika sovjetska enciklopedija (ZV) autora TSB

Iz knjige Velika sovjetska enciklopedija (FA) autora TSB

Iz knjige Aerostat. Balonisti i artefakti autor Grebenščikov Boris Borisovič

“Zvuci Mu” “Zvuci Mu” kao ogledalo ruske revolucije, ili sovjetska narodna halucinacija (488) Enciklopedija suvo kaže: “Zvuci Mu” je muzička grupa koju je u Moskvi početkom 1980-ih osnovao Pjotr ​​Mamonov i Aleksandra Lipnickog. Vođa i tekstopisac

Iz knjige Enciklopedijski rječnik krilatih riječi i izraza autor Serov Vadim Vasiljevič

Čujemo zvuke odobravanja / Ne u slatkom žuboru hvale, / nego u divljim kricima gneva Iz pesme „Blagosloven nežni pesnik“ (1852) N. A. Nekrasove (1821-1877): U originalu: On gonjen je bogohuljenjem: On hvata zvuke odobravanja Ne u slatkom žamoru gomile, I u divljim kricima ljutnje. Značenje

autor Mokhovoy Andrey

Iz knjige Najbolje za zdravlje od Bragga do Bolotova. Veliki vodič za moderni wellness autor Mokhovoy Andrey

Iz knjige 365 savjeta za trudnice i dojilje autor Pigulevskaja Irina Stanislavovna

Prvi zvukovi 2,5-3 mjeseca. Gugutanje: a-aa, g-y, sh-i, boo-y, hey, itd. 4 mjeseca. Cijev: al-le-e-ly, aty-ay, itd. 7-8,5 mjeseci. Brblja, izgovara slogove: žena, da-da-da itd. 8,5–9,5 mjeseci. Modulirano brbljanje: ponavlja slogove sa različitim intonacijama 9,5–1 godina 6 mjeseci. Reči: mama

Ljudski slušni sistem je složen i u isto vrijeme vrlo zanimljiv mehanizam. Da bismo jasnije zamislili šta je zvuk za nas, moramo razumjeti šta i kako čujemo.

U anatomiji, ljudsko uho se obično dijeli na tri dijela: vanjsko uho, srednje uho i unutrašnje uho. Vanjsko uho uključuje ušnu školjku, koja pomaže u koncentraciji zvučnih vibracija, i vanjski slušni kanal. Zvučni talas, ulazeći u ušnu školjku, prolazi dalje duž slušnog kanala (njegova dužina je oko 3 cm, a prečnik oko 0,5) i ulazi u srednje uho, gde pogađa bubnu opnu, koja je tanka prozirna membrana. Bubna opna pretvara zvučni talas u vibracije (jačajući efekat slabog zvučnog talasa i slabeći jakog). Ove vibracije se prenose duž kostiju pričvršćenih za bubnu opnu - čekić, nakovanj i uzengiju - do unutrašnjeg uha, koje je uvijena cijev sa tekućinom prečnika oko 0,2 mm i dužine oko 4 cm. Ova cijev se zove pužnica. Unutar pužnice nalazi se još jedna membrana koja se zove bazilarna membrana, koja nalikuje nizu dužine 32 mm, duž koje se nalaze osjetljive ćelije (više od 20 hiljada vlakana). Debljina niti na početku pužnice i na njenom vrhu je različita. Kao rezultat ove strukture, membrana rezonira sa svojim različitim dijelovima kao odgovor na zvučne vibracije različite visine. Dakle, visokofrekventni zvuk utiče na nervne završetke koji se nalaze na početku pužnice, a niskofrekventne zvučne vibracije utiču na završetke na njenom vrhu. Mehanizam za prepoznavanje frekvencije zvučnih vibracija je prilično složen. Općenito se sastoji u analizi lokacije nervnih završetaka na koje utiču vibracije, kao i u analizi frekvencije impulsa koji iz nervnih završetaka ulaze u mozak.

Postoji čitava nauka koja proučava psihološke i fiziološke karakteristike ljudske percepcije zvuka. Ova nauka se zove psihoakustika. U posljednjih nekoliko decenija psihoakustika je postala jedna od najvažnijih grana u području zvučne tehnologije, budući da su se moderne zvučne tehnologije razvile uglavnom zahvaljujući znanju iz oblasti psihoakustike. Pogledajmo najosnovnije činjenice koje je utvrdila psihoakustika.

Mozak prima glavne informacije o zvučnim vibracijama u području do 4 kHz. Ova činjenica se ispostavlja sasvim logičnom, s obzirom da se svi glavni vitalni zvuci za čovjeka nalaze u ovom spektralnom pojasu, do 4 kHz (glasovi drugih ljudi i životinja, zvuk vode, vjetra itd.). Frekvencije iznad 4 kHz su samo pomoćne za ljude, što potvrđuju brojni eksperimenti. Općenito je prihvaćeno da su niske frekvencije "odgovorne" za razumljivost, jasnoću audio informacija, a visoke frekvencije su odgovorne za subjektivni kvalitet zvuka. Ljudski slušni aparat je sposoban da razlikuje frekvencijske komponente zvuka u rasponu od 20-30 Hz do približno 20 kHz. Navedena gornja granica može varirati ovisno o dobi slušatelja i drugim faktorima.

U zvučnom spektru većine muzičkih instrumenata uočava se frekvencijska komponenta koja se najviše ističe amplitudom. Zovu je osnovna frekvencija ili glavni ton. Osnovna frekvencija je veoma važan parametar zvuka, a evo i zašto. Za periodične signale, ljudski slušni sistem je sposoban da razlikuje visinu tona. Prema definiciji Međunarodne organizacije za standarde, pitch- ovo je subjektivna karakteristika koja raspoređuje zvukove na određenoj skali od niskog do visokog. Na percipiranu visinu tona prvenstveno utiče frekvencija visine zvuka (period), ali na njega može uticati i ukupni oblik zvučnog talasa i njegova složenost (oblik perioda). Visinu tona može odrediti slušni sistem za složene signale, ali samo ako je osnovni ton signala periodični(na primjer, u zvuku pljeskanja ili pucnja, ton nije periodičan i stoga uho nije u stanju procijeniti njegovu visinu).

Općenito, u zavisnosti od amplituda komponenti spektra, zvuk može dobiti drugu boju i percipirati se kao ton ili kako buka. Ako je spektar diskretan (odnosno, na dijagramu spektra su jasno izraženi vrhovi), onda se zvuk percipira kao ton ako postoji jedan vrh, ili kao konsonancija, u slučaju prisustva više izraženih pikova. Ako zvuk ima kontinuirani spektar, odnosno amplitude frekvencijskih komponenti spektra su približno jednake, onda se uhu takav zvuk percipira kao buka. Da biste demonstrirali ilustrativan primjer, možete pokušati eksperimentalno "proizvesti" različite muzičke tonove i harmonije. Da biste to učinili, potrebno je povezati nekoliko generatora čistih tonova na zvučnik preko sabirača ( oscilatori). Štaviše, to učiniti na način da je moguće podesiti amplitudu i frekvenciju svakog generiranog čistog tona. Kao rezultat obavljenog posla, bit će moguće miješati signale sa svih oscilatora u željenom omjeru i na taj način stvoriti potpuno različite zvukove. Naučeni uređaj će biti najjednostavniji sintetizator zvuka.

Veoma važna karakteristika ljudskog slušnog sistema je sposobnost razlikovanja dva tona sa različitim frekvencijama. Eksperimentalna ispitivanja su pokazala da je u opsegu od 0 do 16 kHz ljudski sluh u stanju da razlikuje do 620 gradacija frekvencije (u zavisnosti od intenziteta zvuka), dok je oko 140 gradacija u opsegu od 0 do 500 Hz.

Na percepciju visine tonova za čiste tonove utiču i intenzitet i trajanje zvuka. Konkretno, niski čisti ton će se činiti još nižim ako se njegov intenzitet poveća. Kod čistog tona visoke frekvencije opaža se suprotna situacija - povećanje intenziteta zvuka učinit će subjektivno percipiranu visinu tona još višom.

Trajanje zvuka na kritičan način utiče na percipiranu visinu. Dakle, vrlo kratak zvuk (manje od 15 ms) bilo koje frekvencije uhu će se činiti kao samo oštar klik - uho neće moći razlikovati visinu za takav signal. Ton počinje da se percipira tek nakon 15 ms za frekvencije u opsegu 1000 - 2000 Hz i tek nakon 60 ms za frekvencije ispod 500 Hz. Ovaj fenomen se zove inercija sluha . Inercija sluha povezana je sa strukturom bazilarne membrane. Kratkotrajni zvučni udari nisu u stanju da nateraju membranu da rezonira na željenoj frekvenciji, što znači da mozak ne prima informacije o visini vrlo kratkih zvukova. Minimalno vrijeme potrebno za prepoznavanje visine tona zavisi od frekvencije audio signala, tačnije od talasne dužine. Što je frekvencija zvuka veća, to je talasna dužina zvučnog talasa kraća, što znači da se vibracije bazilarne membrane brže „uspostavljaju“.

U prirodi gotovo nikada ne susrećemo čiste tonove. Zvuk bilo kojeg muzičkog instrumenta je složen i sastoji se od mnogih frekvencijskih komponenti. Kao što smo već rekli, čak i za takve zvukove, uho je u stanju da podesi visinu njihovog zvuka, u skladu sa frekvencijom osnovnog tona i/ili njegovim harmonicima. Međutim, čak i sa istom tonom, zvuk, na primjer, violine se po sluhu razlikuje od zvuka klavira. To je zbog činjenice da osim visine zvuka, uho može procijeniti i opći karakter, boju zvuka, njegovu timbre. zvučni tembar Ovo je kvaliteta percepcije zvuka, koja vam, bez obzira na frekvenciju i amplitudu, omogućava da razlikujete jedan zvuk od drugog. Timbar zvuka zavisi od ukupnog spektralnog sastava zvuka i intenziteta spektralnih komponenti, odnosno od opšteg oblika zvučnog talasa, a zapravo ne zavisi od visine osnovnog tona. Fenomen inercije slušnog sistema ima značajan uticaj na tembar zvuka. To se, na primjer, izražava u činjenici da je potrebno oko 200 ms za prepoznavanje tembra po sluhu.

Jačina zvuka jedan je od onih pojmova koje koristimo svakodnevno, ne razmišljajući o tome kakvo fizičko značenje nosi. Jačina zvuka- Ovo psihološka karakteristika percepcija zvuka, koja određuje osjećaj jačine zvuka. Jačina zvuka, iako je rigidno povezana sa intenzitetom, raste neproporcionalno porastu intenziteta zvučnog signala. Na jačinu zvuka utiču učestalost i trajanje zvučnog signala. Da bi se ispravno procijenila veza između osjeta zvuka (njegove jačine) i iritacije (nivoa intenziteta zvuka), mora se uzeti u obzir da promjena osjetljivosti ljudskog slušnog aparata nije potpuno u skladu sa logaritamskim zakonom. .

Postoji nekoliko jedinica za mjerenje jačine zvuka. Prva jedinica je pozadini"(u engleskoj oznaci -" phon "). Kaže se da je "nivo glasnoće zvuka n phon" ako prosječan slušalac ocijeni da je signal po glasnoći jednak tonu sa frekvencijom od 1000 Hz i nivoom pritiska od n dB. Pozadina, kao i decibel, u suštini nije mjerna jedinica, već je relativna subjektivna karakteristika intenziteta zvuka. Na sl. 5 je grafikon sa jednakim krivuljama glasnoće.

Svaka kriva na grafikonu pokazuje jednak nivo glasnoće sa početnom tačkom na 1000 Hz. Drugim riječima, svaka linija odgovara nekoj vrijednosti glasnoće mjerene u fonima. Na primjer, linija "10 phon" prikazuje nivoe signala u dB na različitim frekvencijama, koje slušalac percipira kao jednake po jačini signala frekvencije od 1000 Hz i nivoa od 10 dB. Važno je napomenuti da date krive nisu referentne, već su date kao primjer. Savremene studije jasno pokazuju da oblik krivina u dovoljnoj meri zavisi od uslova merenja, akustičkih karakteristika prostorije, ali i od vrste izvora zvuka (zvučnici, slušalice). Dakle, ne postoji referentni grafikon jednakih krivulja glasnoće.

Važan detalj percepcije zvuka ljudskim slušnim aparatom je tzv prag sluha - minimalni intenzitet zvuka pri kojem počinje percepcija signala. Kao što smo vidjeli, ljudski jednaki nivoi glasnoće ne ostaju konstantni sa frekvencijom. Drugim rečima, osetljivost slušnog sistema u velikoj meri zavisi i od jačine zvuka i od njegove frekvencije. Konkretno, ni prag sluha nije isti na različitim frekvencijama. Na primjer, prag čujnosti signala na frekvenciji od oko 3 kHz je nešto manji od 0 dB, a na frekvenciji od 200 Hz je oko 15 dB. Naprotiv, prag čujnosti boli malo ovisi o frekvenciji i kreće se od 100 do 130 dB. Grafikon praga sluha prikazan je na Sl. 6. Imajte na umu da se, budući da se oštrina sluha mijenja sa godinama, grafik praga čujnosti u gornjem frekvencijskom opsegu razlikuje za različite uzraste.

Frekventne komponente sa amplitudom ispod praga čujnosti (odnosno one ispod grafikona praga čujnosti) nevidljive su uhu.

Zanimljiva i izuzetno važna je činjenica da prag čujnosti slušnog sistema, kao i krivulje jednake glasnoće, nije konstantan u različitim uslovima. Gore prikazani grafikoni praga sluha važe za tišinu. U slučaju izvođenja eksperimenata za mjerenje praga sluha ne u potpunoj tišini, već, na primjer, u bučnoj prostoriji ili u prisutnosti neke vrste stalnog pozadinskog zvuka, grafikoni će se pokazati drugačijima. Ovo, generalno, nije nimalo iznenađujuće. Uostalom, šetajući ulicom i razgovarajući sa sagovornikom, prinuđeni smo da prekinemo razgovor kada kamion prođe pored nas, jer nam buka kamiona ne dozvoljava da čujemo sagovornika. Ovaj efekat se zove maskiranje frekvencije . Razlog za pojavu efekta maskiranja frekvencije je shema percepcije zvuka od strane slušnog sistema. Snažan amplitudski signal određene frekvencije fm uzrokuje jake perturbacije bazilarne membrane u nekim njenim segmentima. Signal bliske frekvencije, ali slabijeg po amplitudi, sa frekvencijom f više ne može utjecati na oscilacije membrane, te stoga ostaje “neopažen” za nervne završetke i mozak.

Efekat maskiranja frekvencije vrijedi za frekvencijske komponente koje su istovremeno prisutne u spektru signala. Međutim, zbog inercije sluha, efekat maskiranja se takođe može širiti tokom vremena. Dakle, neka frekvencijska komponenta može maskirati drugu frekvencijsku komponentu čak i kada se pojavljuju u spektru ne u isto vrijeme, već s određenim zakašnjenjem u vremenu. Ovaj efekat se zove privremenio i maskiranje. U slučaju kada se ton maskiranja pojavi u vremenu ranije od maskiranog, efekat se poziva post maskiranje . U slučaju kada se maskirni ton pojavi kasnije od maskiranog (moguć je i takav slučaj), efekat se naziva pre-kamufliranje.

2.5. Prostorni zvuk.

Osoba čuje s dva uha i zbog toga može razlikovati smjer dolaska zvučnih signala. Ova sposobnost ljudskog slušnog sistema se zove binauralni efekat . Mehanizam prepoznavanja pravca dolaska zvukova je složen i, mora se reći, još nije stavljen kraj njegovom proučavanju i metodama primjene.

Ljudske uši su razmaknute na određenoj udaljenosti duž širine glave. Brzina širenja zvučnog talasa je relativno mala. Signal koji dolazi iz izvora zvuka nasuprot slušatelja stiže u oba uha u isto vrijeme, a mozak to tumači kao lokaciju izvora signala bilo iza ili ispred, ali ne sa strane. Ako signal dolazi iz izvora pomaknutog u odnosu na središte glave, tada zvuk stiže u jedno uho brže nego u drugo, što omogućava mozgu da to na odgovarajući način protumači kao signal koji dolazi s lijeve ili desne strane, pa čak i približno odrediti ugao dolaska. Brojčano, razlika u vremenu dolaska signala u lijevo i desno uho, koja je od 0 do 1 ms, pomjera imaginarni izvor zvuka prema uhu koje signal prije percipira. Ovu metodu određivanja smjera dolaska zvuka koristi mozak u frekvencijskom pojasu od 300 Hz do 1 kHz. Smjer dolaska zvuka za frekvencije iznad 1 kHz određuje ljudski mozak analizom jačine zvuka. Činjenica je da zvučni valovi frekvencije iznad 1 kHz brzo slabe u zračnom prostoru. Zbog toga se intenzitet zvučnih valova koji dopiru do lijevog i desnog uha slušatelja toliko razlikuje da omogućava mozgu da odredi smjer dolaska signala po razlici u amplitudama. Ako se zvuk na jednom uhu čuje bolje nego u drugom, onda je izvor zvuka sa strane uha na kojoj se bolje čuje. Važna pomoć u određivanju smjera dolaska zvuka je sposobnost osobe da okrene glavu prema prividnom izvoru zvuka kako bi provjerila ispravnost definicije. Sposobnost mozga da odredi smjer dolaska zvuka razlikom u vremenu dolaska signala u lijevo i desno uho, kao i analizom glasnoće signala koristi se u stereofonija.

Imajući samo dva izvora zvuka, moguće je kod slušaoca stvoriti osjećaj da ima zamišljen izvor zvuka između dva fizička izvora. Štaviše, ovaj imaginarni izvor zvuka može se "locirati" u bilo kojoj tački na liniji koja povezuje dva fizička izvora. Da biste to učinili, trebate pustiti jedan audio snimak (na primjer, sa zvukom klavira) preko oba fizička izvora, ali to učinite s određenim vremenskim odgodom. o i kašnjenje u jednom od njih i odgovarajuća razlika u glasnoći. Pravilnim korištenjem opisanog efekta, korištenjem dvokanalnog audio snimka, slušatelju možete prenijeti gotovo istu zvučnu sliku koju bi osjetio da je lično prisustvovao, na primjer, nekom koncertu. Takvo dvokanalno snimanje naziva se stereo. Poziva se jednokanalno snimanje monophonic.

U stvari, za kvalitetno prenošenje realističnog prostornog zvuka slušaocu, konvencionalno stereo snimanje nije uvijek dovoljno. Glavni razlog tome leži u činjenici da stereo signal koji slušaocu dolazi iz dva fizička izvora zvuka određuje lokaciju imaginarnih izvora samo u ravni u kojoj se nalaze stvarni fizički izvori zvuka. Naravno, nije moguće „okružiti slušaoca zvukom“. Uglavnom, iz istog razloga, ideja da surround zvuk obezbjeđuje kvadrafonski (četvorokanalni) sistem (dva izvora ispred slušaoca i dva iza njega) je takođe pogrešna. Uglavnom, izvođenjem višekanalnog snimanja uspijevamo samo da slušaocu prenesemo zvuk kakav je „čuo“ ugrađena oprema za prijem zvuka (mikrofoni) i ništa više. Da bi rekreirali više ili manje realističan, istinski surround zvuk, pribjegavaju upotrebi fundamentalno različitih pristupa, koji se zasnivaju na složenijim tehnikama koje modeliraju karakteristike ljudskog slušnog sistema, kao i fizičke karakteristike i efekte prijenosa. zvučnih signala u svemiru.

Jedan takav alat je korištenje HRTF (Head Related Transfer Function). Koristeći ovu metodu (u stvari, biblioteku funkcija), audio signal se može pretvoriti na poseban način i pružiti prilično realističan surround zvuk, dizajniran za slušanje čak i sa slušalicama.

Suština HRTF-a je akumulacija biblioteke funkcija koje opisuju psihofizički model percepcije surround zvuka od strane ljudskog slušnog sistema. Za kreiranje HRTF biblioteka koristi se umjetna lutka KEMAR (Knowles Electronics Manikin for Auditory Research) ili posebno "digitalno uho". U slučaju korištenja lutke, suština mjerenja je sljedeća. U uši lutke ugrađeni su mikrofoni uz pomoć kojih se vrši snimanje. Zvuk se reproducira iz izvora koji se nalaze oko lutke. Kao rezultat toga, snimak sa svakog mikrofona je zvuk koji „čuje“ odgovarajuće uho lutke, uzimajući u obzir sve promjene koje je zvuk prošao na putu do uha (slabljenje i izobličenje kao rezultat savijanja glava i refleksije sa različitih njenih delova). Proračun HRTF funkcija se vrši uzimajući u obzir originalni zvuk i zvuk koji „čuje“ lutka. Zapravo, sami eksperimenti se sastoje od reprodukcije različitih testnih i stvarnih zvučnih signala, njihovog snimanja pomoću lutke i daljnje analize. Ovako akumulirana baza funkcija omogućava da se bilo koji zvuk obradi na način da slušalac kada se pušta preko slušalica stiče utisak da zvuk ne dolazi iz slušalica, već odnekud iz okolnog prostora.

Dakle, HRTF je skup transformacija koje audio signal prolazi na svom putu od izvora zvuka do ljudskog slušnog sistema. Kada se jednom empirijski izračunaju, HRTF se mogu primijeniti na obradu audio signala kako bi se simulirale stvarne promjene u zvuku dok putuje od izvora do slušatelja. Unatoč uspjehu ideje, HRTF, naravno, ima svoje negativne strane, ali općenito, ideja korištenja HRTF-a je prilično uspješna. Upotreba HRTF-a u ovom ili onom obliku leži u osnovi mnogih modernih tehnologija surround zvuka, kao što su QSound 3 D (Q3 D), EAX, Aureal3 D (A3 D) i drugi.



Ćelije koje percipiraju zvukove nalaze se u membranskoj kapsuli - pužnici, skrivenoj u dubini lubanje. Pužnica je spiralna cijev ispunjena tekućinom. Zajedno sa organom ravnoteže - tri polukružna kanala - pužnica čini takozvani labirint. Foramen ovale povezuje pužnicu sa srednjim uhom, koštanom šupljinom koja se nalazi u predvorju pužnice. Ovaj prozor je prekriven tankim kožnim filmom. Reaguje na sve vibracije vazduha koje uhvati ušna školjka i zarobi spoljašnji slušni kanal. Hajde da pričamo više o tome kako se to dešava.

Prvo, vibracije zraka uzrokuju vibriranje bubne opne - najtanje ploče koja blokira vanjski slušni kanal. Nadalje, vibracija se prenosi kroz sićušne slušne koščice: čekić, nakovanj i stremen. Ove kosti, poput mosta, protezale su se duž cijelog srednjeg uha, povezujući bubnu opnu sa pužnom pužnicom. Tako se ispostavilo da film koji pokriva ovalni prozor reagira na bilo kakve fluktuacije u zraku. Nadalje, vibracije se prenose na tekućinu koja ispunjava pužnicu. Talasi koji se kotrljaju preko njega iritiraju slušne ćelije unutrašnjeg uha. Mozak preuzima ove podražaje i prepoznaje zvukove u njima. Ovom rečenom dodajemo isto što smo rekli i o viziji. Priroda nam je dala dva uha, tako da možemo odrediti odakle dolazi zvuk. Dakle, imamo ne samo prostorni vid, već i prostorni sluh. Na istom mjestu, u lavirintu, pored pužnice, protežu se tri polukružna kanala: horizontalna i dva vertikalna, od kojih je jedan zakrivljen naprijed, a drugi u stranu. Dakle, kanali se nalaze u tri međusobno okomite ravni. Ovo je vestibularni aparat ili organ ravnoteže.

Zvučni talasi koji se šire u vazduhu će putovati složenim putem pre nego što ih opazimo. Prvo prodiru u ušnu školjku i izazivaju vibriranje bubne opne, koja zatvara vanjski slušni kanal. Slušne koščice prenose ove vibracije do ovalnog prozora unutrašnjeg uha. Film koji zatvara prozor prenosi vibracije tečnosti koja ispunjava pužnicu. Konačno, vibracije dopiru do slušnih ćelija unutrašnjeg uha. Mozak percipira ove signale i u njima prepoznaje zvukove, zvukove, muziku i govor.

Kada osoba promijeni položaj tijela, s njim se pomiču i polukružni kanali - lučne cijevi, dok je tekućina koja ih ispunjava inercijska, ne prati naše pokrete i samim tim se pomjera u odnosu na zidove kanala. Posebne ćelije - receptori prate kretanje tečnosti u polukružnim kanalima. Oni sve što vide prijavljuju mozgu, a on obrađuje primljene informacije. Receptorske ćelije organa ravnoteže uronjene su u tečnost koja ispunjava unutrašnje uho. Oni popravljaju bilo koji njen pokret i o njima obavještavaju mali mozak, koji prikuplja i upoređuje sve te poruke. Nakon toga, svi organi tijela dobijaju potrebne informacije i razne naredbe, što pomaže osobi da održi ravnotežu. Rezultati se odmah prijavljuju velikom mozgu.

Organ sluha (kohlea) i organ ravnoteže (labirint) nalaze se blizu jedan drugom u unutrašnjem uhu. U pužnici, tanak film - membrana pretvara zvučne talase u talasne pokrete tečnosti. Fluidni talasi pobuđuju slušne ćelije kroz složen mehanizam. Labirint, koji se nalazi iza puža, hvata svaki pokret osobe.

Zvuk karakterišu dva parametra - frekvencija i intenzitet. Vaš čujni prag je koliko glasan mora biti zvuk određene frekvencije da biste ga čuli.

frekvencija zvuka(visoka ili niska) mjeri se brojem vibracija u sekundi (Hz). Ljudsko uho obično može percipirati zvukove od vrlo niskih, 16 Hz, do visokih, 20 000 Hz. U prosjeku, normalan govor u tihoj prostoriji percipira se u frekvencijskom opsegu od 500 do 2.000 Hz.

Intenzitet ili jačina zvuka zavisi prvenstveno od amplitude vibracije vazduha i meri se u decibelima (dB). Minimalni prag jačine zvuka za normalan sluh je između 0 i 25 dB. Za djecu, prag normalnog sluha je 0 do 15 dB. Sluh se smatra dobrim ako je minimalni prag jačine zvuka za oba uha unutar ovog opsega.

Uho percipira mehaničke vibracije koje stvara zvučni val, pretvarajući ih u električne impulse kako bi ih provodnim putevima prenio do centara moždane kore, gdje se primljena informacija obrađuje i formira razumijevanje (razumijevanje) onoga što se čuje .

Uho se sastoji od tri dijela: vanjskog uha, srednjeg uha i unutrašnjeg uha.

  • vanjskog uha- ušna školjka, koja prikuplja zvuk, usmjeravajući ga kroz vanjski slušni kanal do bubne opne. Bubna opna odvaja spoljašnje uho od srednjeg uha. Vibrirajući zvukovi pokreću bubnu opnu.
  • Srednje uho je skup kostiju čekić, nakovanj i stremen). Mehanički pokret bubne opne prenosi se kroz male pokretne koščice na manju membranu koja odvaja srednje uho od unutrašnjeg uha.
  • unutrasnje uho- direktno "puž". Vibracije unutrašnje membrane uha pokreću tečnost koja se nalazi u pužnici. Tečnost, zauzvrat, pokreće ćelije dlake, stimulirajući završetke slušnog živca, preko kojih informacija ulazi u spremni mozak.
  • Osim toga, tri kanala ispunjena tekućinom unutrašnjeg uha (polukružni kanali) otkrivaju promjene u položaju tijela. Ovaj mehanizam, zajedno sa drugim senzornim adaptacijama, odgovoran je za ravnotežu ili položaj tijela.

Ispod možete vidjeti šematski prikaz uha i uvećanog slušnog aparata.

Šta treba da uradite ako mislite da vam je potreban slušni aparat?

Ako mislite da imate gubitak sluha, posjetite audiologa da vam pregleda sluh i utvrdi indikacije i kontraindikacije za korištenje slušnog aparata.

Ako vam je indiciran slušni aparat, vaš slušni aparat će vam pomoći da odaberete najbolji slušni aparat i da ga programirate tako da odgovara vašem oštećenju sluha. Prilikom odabira slušnog aparata uzimaju se u obzir ne samo stepen i karakteristike frekvencijske neujednačenosti oštećenja sluha, već i drugi faktori.

U većini slučajeva poželjna je istovremena upotreba dva slušna pomagala (binauralni sluh). Međutim, postoje situacije u kojima binauralni slušni aparati nisu indicirani.

U tom slučaju, vaš slušni stručnjak će vam pomoći da odredite koje je uho najbolje za slušne aparate.