Sõnum on see, mida ja kuidas me kuuleme. Kuidas me kuuleme

Enne raadiovastuvõtjate, võimendite ja muude raadiolevis ja raadiosides kasutatavate seadmetega tutvumist tuleb mõista, mis on heli, kuidas see tekib ja levib, kuidas mikrofonid on paigutatud ja töötavad, tutvuda seade ja kõlarite töö.

Heli vibratsioonid ja lained. Kui lööte mõne muusikainstrumendi (näiteks kitarr, balalaika) keelt, hakkab see võnkuma, st liikuma ühes või teises suunas oma algasendist (puhkeasendist). Selliseid helitunde tekitavaid mehaanilisi vibratsioone nimetatakse helivibratsioonideks.

Suurimat vahemaad, mille jooksul string vibratsiooni ajal puhkeasendist kõrvale kaldub, nimetatakse vibratsiooni amplituudiks.

Heli edastamine vibreerivast stringist meie kõrva toimub järgmiselt. Ajal, mil nööri keskmine osa liigub sellele küljele, kus me asume, "surub" see "surub" sellel küljel tema lähedal asuvaid õhuosakesi ja tekitab seeläbi nende osakeste "paksenemise", st suurenenud ala. stringi lähedal tekib õhurõhk. Teatud õhuhulga suurenenud rõhk kandub selle naaberkihtidesse; selle tulemusena levib "kondenseeritud" õhu ala ümbritsevas ruumis. Järgmisel ajahetkel, kui nööri keskosa liigub vastassuunas, tekib selle lähedusse mingi õhu "haruldamine" (madalrõhu piirkond), mis levib pärast "kondenseerunud" õhu piirkonda.

Õhu "haruldamisele" järgneb taas "kondensatsioon" (kuna nööri keskosa hakkab jälle meie suunas liikuma) jne. Seega tekib nööri iga võnkumisel (edasi ja tagasi liikudes) mingi ala. ilmuvad õhku kõrge vererõhk ja alandatud rõhuga ala, mis liiguvad nöörist eemale.

Samamoodi tekivad valjuhääldi kasutamisel helilained.

Helilained kannavad edasi valjuhääldi vibreerivast stringist või hajutist (paberkoonusest) saadud energiat ja levivad õhus kiirusega umbes 340 m/sek. Kui helilained jõuavad kõrva, vibreerivad nad seda. kuulmekile. Sel hetkel, kui kõrv jõuab helilaine "paksenemise" piirkonda, paindub kuulmekile mõnevõrra sissepoole. Kui helilaine "haruldamise" piirkond selleni jõuab, kõverdub trummikile mõnevõrra väljapoole. Alates kondenseerumisest ja harvenemisest helilained jälgige üksteist kogu aeg, siis trummikile paindub mõnikord sissepoole, siis paindub väljapoole, st see võngub. Need vibratsioonid edastatakse läbi keerulise keskmise ja sisekõrv kuulmisnärvi kaudu ajju ja selle tulemusena tunneme heli.

Mida suurem on nööri vibratsiooni amplituud ja mida lähemal on kõrv sellele, seda valjemini heli tajutakse.

dünaamiline ulatus. Väga kõrgel kuulmekile survel, st väga valjud helid(näiteks kahuripauguga) on tunda valu kõrvades. Keskmistel helisagedustel (vt allpool) valuaisting tekib siis, kui helirõhk jõuab ligikaudu 1 g/cm2 ehk 1000 baari*. Helitugevuse tundlikkuse suurenemist koos helirõhu edasise suurenemisega enam tunda ei ole.

*Baar on helirõhu mõõtmiseks kasutatav ühik.

Väga madal helirõhk trummikile ei tekita helitunnet. Madalaimat helirõhku, mille juures meie kõrv hakkab kuulma, nimetatakse kõrva tundlikkuse läveks. Keskmistel sagedustel (vt allpool) on kõrva lävi ligikaudu 0,0002 baari.

Seega asub normaalse helitundlikkuse ala kahe piiri vahel: alumine, tundlikkuslävi ja ülemine, mille juures tekib valu kõrvades. Seda piirkonda nimetatakse kuulmise dünaamiliseks ulatuseks.

Pange tähele, et helirõhu tõus ei anna proportsionaalset helitugevuse suurenemist. Tajutav valjus suureneb palju aeglasemalt kui helirõhk.

detsibellid. Dünaamilises vahemikus võib kõrv tunda lihtsa monofoonilise heli helitugevuse suurenemist või vähenemist (täielikus vaikuses kuulates), kui helirõhk keskmistel sagedustel tõuseb või väheneb vastavalt umbes 12%, s.o 1,12 korda. . Selle põhjal kõik dünaamiline ulatus kuulmine jaguneb 120 helitugevuse tasemeks, nii nagu termomeetri skaala jää sulamispunktide ja keeva vee vahel jaguneb 100 kraadiks. Helitugevuse taset sellel skaalal mõõdetakse spetsiaalsetes ühikutes - detsibellides (lühendatult dB).

Selle skaala mis tahes osas vastab helitugevuse taseme muutus 1 dB helirõhu muutusele 1,12 korda. Null detsibelli (“null” helitugevuse tase) vastab kõrva tundlikkuse lävele, st helirõhule 0,0002 baari. Üle 120 dB on kõrvades valu.

Näiteks juhime tähelepanu sellele, et vaikse vestluse ajal kõlarist 1 m kaugusel saadakse umbes 40-50 dB helitugevus, mis vastab efektiivsele helirõhule 0,02-0,06 baari; Sümfooniaorkestri kõrgeim helitase on 90-95 dB (helirõhk 7-12 baari).

Raadiovastuvõtjate kasutamisel reguleerivad raadiokuulajad vastavalt oma ruumide suurusele valjuhääldi heli selliselt, et kõige valjemate helide korral kõlarist 1 m kaugusel saadakse helitugevus 75-85 dB (vastavalt , helirõhk on ligikaudu 1-3,5 baari). Maapiirkondades on täiesti piisav, kui raadioedastuse maksimaalne helitase ei ületa 80 dB (helirõhk 2 baari).
Detsibellide skaalat kasutatakse raadiotehnikas laialdaselt ka helitugevuse võrdlemiseks. Et teada saada, mitu korda on üks helirõhk teisest suurem, kui on teada vastavate helitugevuse tasemete erinevus detsibellides, tuleb arv 1,12 korrutada iseendaga nii mitu korda, kui meil on detsibelle. Niisiis, helitugevuse muutus 2 võrra (56 vastab helirõhu muutusele 1,12 - 1,12, st ligikaudu 1,25 korda; 0,12 - 1,12, st ligikaudu 1,4 korda Samamoodi saab määrata, et 6 dB vastab helirõhu muutusele umbes 2 korda, 10 dB kuni ligikaudu<в 3 раза, 20 дб — в 10 раз, 40 дб — в 100 раз и т. д.

Võnkumiste periood ja sagedus. Helivõnke ei iseloomusta mitte ainult amplituud, vaid ka periood ja sagedus. Võnkeperiood on aeg, mille jooksul string (või mõni muu heli tekitav keha, nt kõlakoonus) liigub ühest äärmisest asendist teise ja tagasi, st teeb ühe täieliku võnkumise.

Helivõnke sagedus on kõlava keha vibratsioonide arv, mis tehakse 1 sekundi jooksul. Seda mõõdetakse hertsides (lühendatult Hz).

Kui näiteks 1 sek. (keele võnkeperioode on 440 (see sagedus vastab noodile la), siis öeldakse, et see võngub sagedusega 440 Hz. Sagedus ja võnkeperiood on üksteise pöördarvud, näiteks kl. võnkesagedusega 440 Hz on võnkeperiood 1/440 sek., kui võnkeperiood on 1/1000 sek, siis nende võnkumiste sagedus on 1000 Hz.

Heli sagedusriba. Heli või tooni kõrgus sõltub võnkesagedusest. Mida kõrgem on võnkesagedus, seda kõrgem on heli (toon) ja mida madalam on võnkesagedus, seda madalam see on. Madalaim heli, mida inimene kuuleb, on umbes 20 Hz ja kõrgeim umbes 16 000-20 000 Hz. Nendes piirides või, nagu öeldakse, selles sagedusribas on inimhäälte ja muusikariistade tekitatud helivõnked.

Pange tähele, et kõne ja muusika, aga ka mitmesugused mürad on helivibratsioonid, millel on väga keeruline erinevate sageduste (erineva kõrgusega toonide) kombinatsioon, mis vestluse või muusikalise esituse ajal pidevalt muutub.

Harmoonikud. Kõrvaga tajutav heli ühe kindla kõrgusega toonina (näiteks pilli keele heli, auruveduri vile) koosneb tegelikult paljudest erinevatest toonidest, mille sagedused on omavahel seotud. täisarvudena (üks kuni kaks, üks kuni kolm jne). d.). Näiteks 440 Hz sagedusega tooniga (märkus la) kaasnevad samaaegselt lisatoonid sagedusega 440. 2 = 880 Hz, 440 -3 = 1320 Hz jne Neid lisasagedusi nimetatakse harmoonilisteks (või ülemtoonideks). Arvu, mis näitab, mitu korda on antud harmoonilise sagedus suurem põhisagedusest, nimetatakse harmooniliseks arvuks. Näiteks põhisageduse 440 Hz puhul on sagedus 880 Hz teine ​​harmooniline, sagedus 1320 Hz kolmas jne. Harmoonikud kõlavad alati nõrgemalt kui põhitoon.

Harmoonikute olemasolu ja erinevate harmooniliste amplituudide suhe määravad heli tämbri ehk selle "värvi", mis eristab seda heli teisest sama põhisagedusega helist. Seega, kui kolmas harmooniline on kõige tugevam, omandab heli ühe tämbri. Kui mõni muu harmooniline on kõige tugevam, on helil erinev tämber. Erinevate harmooniliste helitugevuse muutmine toob kaasa heli tämbri muutumise või moonutuse.

V. N. DOGADIN ja R. M. MALININ
MAAMATUURI RAAMAT

Kõik kõige kohta. 3. köide Likum Arkadi

Kuidas me kuuleme erinevaid helisid?

Kõiki helisid tekitavad vibreerivad objektid, st objektid, mis liiguvad kiiresti edasi. See vibratsioon paneb õhus olevad molekulid liikuma, mis paneb nende läheduses olevad molekulid liikuma ja peagi hakkavad õhus olevad molekulid edasi liikuma, tekitades nn helilaineid.

Kuid vibratsioonid on erinevad ja need tekitavad erinevaid helisid. Helid erinevad üksteisest kolme peamise omaduse poolest: valjus, helikõrgus ja tonaalsus. Heli tugevus sõltub vibreeriva objekti ja inimese kõrva vahelisest kaugusest, samuti vibreeriva objekti vibratsiooni amplituudist. Mida suurem on selle liigutuse ulatus, seda valjem on heli. Heli kõrgus sõltub kõlava objekti vibratsiooni kiirusest (sagedusest).

Tonaalsus sõltub helis esinevate ülemtoonide arvust ja tugevusest. See juhtub kõrgete ja madalate helide segamisel. Me ei kuule midagi enne, kui helilaine läbib kõrvaava ja jõuab kuulmekile. Trummi membraan toimib nagu trumli pind ja paneb keskkõrva kolm väikest luud heliga koos liikuma. Selle tulemusena hakkab vedelik sisekõrvas liikuma.

Helilained liigutavad vedelikku, samuti hakkavad liikuma vedelikus olevad väikesed karvarakud. Need juukserakud muudavad liikumise närviimpulssideks, mis liiguvad ajju ja aju tunneb need ära helina. Kuid erinevad helid tekitavad ka meie kõrvas erinevaid liigutusi, mis toovad kaasa erinevate närviimpulsside sisenemise ajju, mis viib selleni, et me kuuleme erinevaid helisid!

Raamatust Kõik kõigest. 1. köide autor Likum Arkady

Miks me kuuleme kajasid? Praegu, kui meid huvitab kõik looduses leiduv, tahame saada õiget, teaduslikku vastust. Iidsetel aegadel lõid inimesed igasuguste sündmuste seletamiseks legende. Vanad kreeklased mõtlesid kaja selgitamiseks välja väga ilusa legendi. Siin

Raamatust Lihtsad küsimused. Raamat nagu entsüklopeedia autor Antonets Vladimir Aleksandrovitš

Kuidas me kuuleme? Teatavasti on inimesel viis meeleelundit. Arvatakse, et enam kui 80% teabest tuleb nägemise kaudu. Tõenäoliselt on see tõsi. Kõik, kes arvutit kasutavad, teavad, et pildid on väga informatiivsed. Aga info, et inimene on parem

Raamatust Uusim faktide raamat. 1. köide [Astronoomia ja astrofüüsika. Geograafia ja muud maateadused. Bioloogia ja meditsiin] autor

Kuidas me kuuleme? Heli on elastsed lained, mida kõrv tajub gaasides (õhus), vedelikes ja tahketes ainetes. Inimene on võimeline kuulma helisid sagedustega 16 hertsist kuni 20 kilohertsini, delfiin - 100 hertsist kuni 200 kilohertsini. Heli liigub läbi aurikli ja väliskõrva

Raamatust Meie keha veidrused – 2 autor Juan Steven

Kas kõrvade kuju mõjutab seda, kuidas me kuuleme? Üllataval kombel teeb. Kõrvade kuju on sama unikaalne kui sõrmejäljed. Teadlased on väitnud, et kuna inimeste kõrvad on erinevad, peab iga inimese aju kõrvade kuju täpselt meelde jätma.

Raamatust Uusim faktide raamat. 1. köide. Astronoomia ja astrofüüsika. Geograafia ja muud maateadused. Bioloogia ja meditsiin autor Kondrašov Anatoli Pavlovitš

Raamatust Vene rokk. Väike entsüklopeedia autor Bushueva Svetlana

ZVUKI MU "Sounds of My" on 80. aastate 2. poole vene rokikogukonna kultusgrupp kitarr õuegrupis "Express". 80ndate keskel Pjotr ​​Nikolajevitš

Raamatust Entsüklopeediline sõnaraamat (G-D) autor Brockhaus F. A.

Vokaalhelid Vokaalhelid - moodustuvad muusikalisest toonist, häälepaelte tegevuse tulemusest (nn hääletoon), mida on modifitseeritud suuõõne erinevate asendite abil, mis antud juhul täidab pikendustoru rolli puhkpillide jaoks,

Raamatust The Complete Encyclopedia of Modern Educational Games for Children. Sünnist kuni 12 aastani autor Voznjuk Natalia Grigorjevna

"Huvitavad helid" Mäng on suunatud tähelepanu arendamisele. Juhtige lapse tähelepanu erinevatele helidele, nimetades alati nende allika: telefon, uksekell, isa sammud, vihm, kraanist voolav vesi, koera haukumine jne. Reageerimine helidele, beebi õppida kuulama, mis on väga oluline

Raamatust Entsüklopeediline sõnaraamat (C) autor Brockhaus F. A.

Kaashäälikud Kaashäälikud (lat. consonantes). - Praegune definitsioon, mis on päritud iidsest grammatikast teooriast ja väljendatud ladinakeelse terminiga, mida kasutati tõlkes üldiselt erinevate uute Euroopa rahvaste seas (vene konsonant, saksa mitlaut, prantsuse konsonant,

Autori raamatust Suur nõukogude entsüklopeedia (ZV). TSB

Autori raamatust Great Soviet Encyclopedia (FA). TSB

Raamatust Aerostat. Õhupallid ja esemed autor Grebenštšikov Boriss Borisovitš

“Sounds of Mu” “Sounds of Mu” kui Vene revolutsiooni peegel ehk Nõukogude rahvahallutsinatsioon (488) Entsüklopeedia ütleb kuivalt: “The Sounds of Mu on 1980. aastate alguses Moskvas Pjotr ​​Mamonovi loodud muusikaline rühmitus. ja Aleksander Lipnitski. Juht ja laulusõnade autor

Raamatust Entsüklopeediline tiivuliste sõnade ja väljendite sõnastik autor Serov Vadim Vassiljevitš

Me kuuleme heakskiidu hääli / Mitte magusas kiitusmürinas, / vaid metsikus vihahüüdes N. A. Nekrasova (1821-1877) luuletusest “Õnnistatud on õrn luuletaja” (1852): Originaalis: Ta kummitab jumalateotus: Ta püüab kinni heakskiitmise hääli Ei rahvahulga magusas mürinas, Ja metsikus vihahüües. Tähendus

autor Mokhovoy Andrey

Raamatust Parim tervisele Braggist Bolotovini. Kaasaegse heaolu suur teejuht autor Mokhovoy Andrey

Raamatust 365 näpunäidet rasedatele ja imetavatele inimestele autor Pigulevskaja Irina Stanislavovna

Esimesed helid 2,5-3 kuud. Kaagutamine: a-aa, g-y, sh-i, boo-y, hey jne 4 kuud. Toru: al-le-e-ly, aty-ay jne 7-8,5 kuud. Rabab, hääldab silpe: naine, jah-jah-jah jne 8,5–9,5 kuud. Moduleeritud lobisemine: kordab silpe mitmekesise intonatsiooniga 9,5–1 aasta 6 kuud. Sõnad: ema

Inimese kuulmissüsteem on keeruline ja samas väga huvitav mehhanism. Et paremini ette kujutada, mis heli meie jaoks on, peame mõistma, mida ja kuidas kuuleme.

Anatoomias jaguneb inimese kõrv tavaliselt kolmeks osaks: väliskõrv, keskkõrv ja sisekõrv. Väliskõrv hõlmab kõrvaklappi, mis aitab kontsentreerida helivibratsioone, ja väliskuulmekäiku. Auriklisse sisenev helilaine läheb edasi mööda kuulmekäiku (selle pikkus on umbes 3 cm ja läbimõõt on umbes 0,5) ja siseneb keskkõrva, kus see tabab trummikilet, mis on õhuke poolläbipaistev membraan. Trummelaine muudab helilaine vibratsiooniks (tugevdab nõrga helilaine mõju ja nõrgestab tugevat). Need vibratsioonid kanduvad edasi mööda kuulmekile külge kinnitatud luid – haamrit, alasit ja jalust – sisekõrva, mis on umbes 0,2 mm läbimõõduga ja umbes 4 cm pikkune vedelikuga lokkis toru.Seda toru nimetatakse kõrvuks. Sisekõrva sees on veel üks membraan, mida nimetatakse basilaarmembraaniks, mis meenutab 32 mm pikkust nööri, mille ääres paiknevad tundlikud rakud (üle 20 tuhande kiu). Nööri jämedus kõrvakõrva alguses ja selle tipus on erinev. Selle struktuuri tulemusena resoneerub membraan oma erinevate osadega vastuseks erineva kõrgusega helivibratsioonile. Niisiis mõjutab kõrgsageduslik heli sisekõrva alguses asuvaid närvilõpmeid ja madala sagedusega heli vibratsioon selle ülaosas. Helivõnke sageduse äratundmise mehhanism on üsna keeruline. Üldiselt seisneb see mõjutatud närvilõpmete asukoha analüüsis, samuti närvilõpmetest ajju sisenevate impulsside sageduse analüüsis.

On olemas terve teadus, mis uurib inimese helitaju psühholoogilisi ja füsioloogilisi omadusi. Seda teadust nimetatakse psühhoakustika. Psühhoakustikast on viimastel aastakümnetel saanud üks olulisemaid helitehnoloogia harusid, kuna just tänu psühhoakustika valdkonna teadmistele on tänapäevased helitehnoloogiad arenenud. Vaatame kõige elementaarsemaid psühhoakustika poolt kindlaks tehtud fakte.

Aju saab peamist teavet helivibratsioonide kohta piirkonnas kuni 4 kHz. See asjaolu osutub üsna loogiliseks, arvestades, et kõik inimese jaoks peamised elutähtsad helid asuvad selles spektriribas, kuni 4 kHz (teiste inimeste ja loomade hääled, vee, tuule hääl jne). Üle 4 kHz sagedused on inimestele ainult abistavad, mida kinnitavad paljud katsed. Üldiselt on üldiselt aktsepteeritud, et madalad sagedused "vastutavad" heliteabe arusaadavuse ja selguse eest ning kõrged sagedused vastutavad subjektiivse helikvaliteedi eest. Inimese kuuldeaparaat on võimeline eristama heli sageduskomponente vahemikus 20-30 Hz kuni ligikaudu 20 kHz. Määratud ülempiir võib kõikuda sõltuvalt kuulaja vanusest ja muudest teguritest.

Enamiku muusikariistade helispektris vaadeldakse sageduskomponenti, mis amplituudi poolest kõige enam silma paistab. Nad kutsuvad teda põhisagedus või põhitoon. Põhisagedus on väga oluline heliparameeter ja siin on põhjus. Perioodiliste signaalide puhul on inimese kuulmissüsteem võimeline helikõrgust eristama. Nagu on määratlenud Rahvusvaheline Standardiorganisatsioon, helikõrgus- see on subjektiivne omadus, mis jaotab helid teatud skaalal madalast kõrgeni. Tajutavat helikõrgust mõjutab eelkõige helikõrguse sagedus (periood), kuid seda võivad mõjutada ka helilaine üldine kuju ja selle keerukus (perioodi kuju). Helikõrgust saab määrata keerukate signaalide puhul kuulmissüsteemiga, kuid ainult siis, kui signaali põhitoon on perioodiline(näiteks plaksutuse või lasu helis ei ole toon perioodiline ja seetõttu ei oska kõrv selle kõrgust hinnata).

Üldiselt võib heli sõltuvalt spektrikomponentide amplituudidest omandada erineva värvuse ja seda tajuda kui toon või kuidas müra. Kui spekter on diskreetne (st spektrigraafikul on selgelt väljendatud tipud), siis tajutakse heli toonina, kui on üks tipp, või kui konsonants, mitme väljendunud piigi olemasolu korral. Kui helil on pidev spekter, see tähendab, et spektri sageduskomponentide amplituudid on ligikaudu võrdsed, siis kõrva järgi tajutakse sellist heli mürana. Illustreeriva näite demonstreerimiseks võite proovida eksperimentaalselt "valmistada" erinevaid muusikatoone ja harmooniaid. Selleks on vaja valjuhääldiga ühendada mitu puhaste toonide generaatorit läbi summari ( ostsillaatorid). Pealegi teha seda nii, et oleks võimalik reguleerida iga genereeritava puhta tooni amplituudi ja sagedust. Tehtud töö tulemusena on võimalik segada kõigi ostsillaatorite signaale soovitud vahekorras ja seeläbi luua täiesti erinevaid helisid. Õpitud seadmest saab lihtsaim helisüntesaator.

Inimese kuulmissüsteemi väga oluline omadus on võime eristada kahte erineva sagedusega tooni. Eksperimentaalsed testid on näidanud, et sagedusalas 0 kuni 16 kHz suudab inimese kuulmine eristada kuni 620 sageduse gradatsiooni (olenevalt heli intensiivsusest), samas kui ligikaudu 140 gradatsiooni on vahemikus 0 kuni 500 Hz.

Puhaste toonide helikõrguse tajumist mõjutab ka heli intensiivsus ja kestus. Eelkõige tundub madal puhas toon veelgi madalam, kui selle intensiivsust suurendada. Vastupidist olukorda täheldatakse kõrgsagedusliku puhta tooniga – heli intensiivsuse suurendamine muudab subjektiivselt tajutava helikõrguse veelgi kõrgemaks.

Heli kestus mõjutab tajutavat helikõrgust kriitiliselt. Niisiis, mis tahes sagedusega väga lühike heli (alla 15 ms) tundub kõrva jaoks lihtsalt terav klõps – kõrv ei suuda sellise signaali helikõrgust eristada. Kõrgust hakatakse tajuma alles 15 ms pärast sagedusalas 1000–2000 Hz ja alles 60 ms pärast sageduste puhul, mis jäävad alla 500 Hz. Seda nähtust nimetatakse kuulmise inerts . Kuulmise inerts on seotud basilaarmembraani struktuuriga. Lühiajalised helipursked ei suuda panna membraani soovitud sagedusega resoneerima, mis tähendab, et aju ei saa infot väga lühikeste helide kõrguse kohta. Kõrguse tuvastamiseks kuluv minimaalne aeg sõltub helisignaali sagedusest ja täpsemalt lainepikkusest. Mida kõrgem on heli sagedus, seda lühem on helilaine lainepikkus, mis tähendab, et basilaarmembraani vibratsioonid "kinnituvad" kiiremini.

Looduses ei kohta me peaaegu kunagi puhtaid toone. Iga muusikariista heli on keeruline ja koosneb paljudest sageduskomponentidest. Nagu eespool öeldud, suudab kõrv isegi selliste helide puhul määrata nende heli kõrgust vastavalt põhitooni ja/või selle harmooniliste sagedusele. Kuid isegi sama kõrgusega erineb näiteks viiuli heli kõrva järgi tiibklaveri kõlast. Selle põhjuseks on asjaolu, et kõrv suudab lisaks heli kõrgusele hinnata ka heli üldist iseloomu, värvi, selle tämber. helitämber See on heli tajumise kvaliteet, mis olenemata sagedusest ja amplituudist võimaldab eristada üht heli teisest. Heli tämber sõltub heli üldisest spektraalsest koostisest ja spektraalkomponentide intensiivsusest ehk helilaine üldisest vormist ega sõltu tegelikult põhitooni kõrgusest. Kuulmissüsteemi inertsi nähtusel on heli tämbrile märkimisväärne mõju. See väljendub näiteks selles, et tämbri kõrva järgi äratundmiseks kulub umbes 200 ms.

Heli tugevus on üks neist mõistetest, mida me kasutame iga päev, mõtlemata sellele, millist füüsilist tähendust see kannab. Helitugevus- see on psühholoogiline omadus heli tajumine, mis määrab heli tugevuse tunde. Heli tugevus, kuigi see on jäigalt intensiivsusega seotud, suureneb ebaproportsionaalselt helisignaali intensiivsuse suurenemisega. Helitugevust mõjutavad piiksu sagedus ja kestus. Helitundlikkuse (selle helitugevuse) ja ärrituse (heli intensiivsuse taseme) vahelise seose õigeks hindamiseks tuleb arvestada, et inimese kuuldeaparaadi tundlikkuse muutus ei allu täpselt logaritmilisele seadusele. .

Helitugevuse mõõtmiseks on mitu ühikut. Esimene üksus on taustal"(ingliskeelses tähises -" phon "). Öeldakse, et "heli valjusaste on n phon", kui keskmine kuulaja hindab signaali valjuselt võrdseks 1000 Hz sagedusega ja n dB rõhutasemega tooniga. Taust, nagu ka detsibell, ei ole sisuliselt mõõtühik, vaid on helitugevuse suhteline subjektiivne tunnus. Joonisel fig. 5 on võrdsete helitugevuse kõveratega graafik.

Iga graafiku kõver näitab võrdset helitugevuse taset lähtepunktiga 1000 Hz. Teisisõnu, iga rida vastab mõnele helitugevuse väärtusele, mida mõõdetakse fonides. Näiteks rida "10 phon" näitab signaali tasemeid dB-des erinevatel sagedustel, mida kuulaja tajub helitugevuselt võrdsena 1000 Hz sagedusega ja 10 dB tasemega signaaliga. Oluline on märkida, et antud kõverad ei ole võrdluseks, vaid on toodud näitena. Tänapäevased uuringud näitavad selgelt, et kõverate kuju sõltub piisaval määral mõõtmistingimustest, ruumi akustilistest omadustest ja ka heliallikate tüübist (kõlarid, kõrvaklapid). Seega puudub võrdse helitugevuse kõverate võrdlusgraafik.

Inimese kuuldeaparaadi heli tajumise oluline detail on nn kuulmislävi - minimaalne helitugevus, mille juures signaali tajumine algab. Nagu nägime, ei püsi inimese võrdne helitugevus sagedusega muutumatuna. Teisisõnu, kuulmissüsteemi tundlikkus sõltub suuresti nii heli tugevusest kui ka selle sagedusest. Eelkõige ei ole kuulmislävi erinevatel sagedustel sama. Näiteks on signaali kuulmise lävi sagedusel umbes 3 kHz veidi alla 0 dB ja sagedusel 200 Hz on see umbes 15 dB. Vastupidi, kuuldavuse valulävi sõltub sagedusest vähe ja jääb vahemikku 100–130 dB. Kuulmisläve graafik on näidatud joonisel fig. 6. Pange tähele, et kuna kuulmisteravus muutub vanusega, on kuuldavuse läve graafik ülemises sagedusribas erinevatel vanustel erinev.

Sageduskomponendid, mille amplituud on alla kuuldavuse läve (st need, mis jäävad kuuldavuse läve graafiku alla), on kõrva jaoks nähtamatud.

Huvitav ja ülimalt oluline on asjaolu, et kuulmissüsteemi kuulmislävi, aga ka võrdse helitugevusega kõverad, ei ole erinevates tingimustes konstantsed. Eespool toodud kuulmisläve graafikud kehtivad vaikuse puhul. Kui teha katseid kuulmisläve mõõtmiseks mitte täielikus vaikuses, vaid näiteks mürarikkas ruumis või mingi pideva taustaheli juuresolekul, on graafikud erinevad. See ei ole üldiselt üllatav. Oleme ju tänaval kõndides ja kellegagi vesteldes sunnitud oma vestlust katkestama, kui meist möödub veoauto, sest veoki müra ei lase vestluspartnerit kuulda. Seda efekti nimetatakse sageduse maskeerimine . Sagedusmaski efekti ilmnemise põhjus on kuulmissüsteemi heli tajumise skeem. Teatud sagedusega f m võimas amplituudsignaal põhjustab mõnes selle segmendis basilaarmembraani tugevaid häireid. Lähedase sagedusega, kuid amplituudilt nõrgema sagedusega f signaal ei suuda enam mõjutada membraanivõnkumisi ning jääb seetõttu närvilõpmetele ja ajule “märkamatuks”.

Sagedusmaski efekt kehtib sageduskomponentide puhul, mis esinevad samaaegselt signaali spektris. Kuid kuulmise inertsuse tõttu võib maskeerimise mõju aja jooksul ka levida. Nii et mõni sageduskomponent võib varjata teist sageduskomponenti isegi siis, kui see ilmub spektrisse mitte samal ajal, vaid teatud viivitusega. Seda efekti nimetatakse ajutineumbes ja maskeerida. Juhul, kui maskeeriv toon ilmub ajaliselt varem kui maskeeritud toon, kutsutakse efekt posti maskeering . Juhul, kui maskeeriv toon ilmub maskeeritust hiljem (ka selline juhtum on võimalik), nimetatakse efekti nn. eelkamuflaaž.

2.5. Ruumiline heli.

Inimene kuuleb kahe kõrvaga ja suudab tänu sellele eristada helisignaalide saabumise suunda. Seda inimese kuulmissüsteemi võimet nimetatakse binauraalne efekt . Helide saabumise suuna äratundmise mehhanism on keeruline ja peab ütlema, et selle uurimisele ja rakendusmeetoditele pole veel lõppu tehtud.

Inimese kõrvad asuvad pea laiuses teatud kaugusel. Helilaine levimiskiirus on suhteliselt väike. Kuulaja vastas asuvast heliallikast tulev signaal saabub mõlemasse kõrva korraga ja aju tõlgendab seda kui signaaliallika asukohta kas taga või ees, kuid mitte küljele. Kui signaal pärineb pea keskkoha suhtes nihkunud allikast, jõuab heli ühte kõrva kiiremini kui teise, mis võimaldab ajul tõlgendada seda õigesti kui vasakult või paremalt tuleva signaali ja isegi ligikaudu. määrake saabumisnurk. Numbriliselt nihutab signaali vasakusse ja paremasse kõrva saabumise aja erinevus, mis on 0 kuni 1 ms, kujuteldavat heliallikat varem signaali tajuva kõrva poole. Seda heli saabumise suuna määramise meetodit kasutab aju sagedusalas 300 Hz kuni 1 kHz. Heli saabumise suuna sagedustel üle 1 kHz määrab inimese aju helitugevust analüüsides. Fakt on see, et helilained sagedusega üle 1 kHz nõrgenevad õhuruumis kiiresti. Seetõttu erineb kuulaja vasakusse ja paremasse kõrva jõudvate helilainete intensiivsus sedavõrd, et see võimaldab ajul määrata amplituudide erinevuse järgi signaali saabumise suunda. Kui heli ühest kõrvast kostub paremini kui teises, siis on heli allikas sellest kõrvapoolest, kus seda paremini kuuldakse. Oluliseks abiks heli saabumise suuna määramisel on inimese võime definitsiooni õigsuse kontrollimiseks pöörata pea näiva heliallika poole. Kasutatakse aju võimet määrata heli saabumise suund signaali vasakusse ja paremasse kõrva saabumise aja erinevuse järgi, samuti signaali tugevust analüüsides. stereofoonia.

Omades vaid kahte heliallikat, on võimalik tekitada kuulajas tunne, et kahe füüsilise heliallika vahel on kujuteldav heliallikas. Veelgi enam, seda kujuteldavat heliallikat saab "asustada" kahte füüsilist allikat ühendava liini mis tahes punktis. Selleks tuleb esitada üks helisalvestis (näiteks klaveri heliga) mõlema füüsilise allika kaudu, kuid teha seda teatud viivitusega. umbes ja ühes neist viivitus ja vastav valjuse erinevus. Kirjeldatud efekti õigesti kasutades, kasutades kahekanalilist helisalvestust, saate kuulajale edastada peaaegu sama helipildi, mida ta tunneks, kui ta isiklikult osaleks näiteks mõnel kontserdil. Sellist kahekanalilist salvestust nimetatakse stereo. Nimetatakse ühe kanaliga salvestamine monofooniline.

Tegelikult ei piisa alati tavalisest stereosalvestusest kuulajale realistliku ruumiheli kvaliteetseks edastamiseks. Selle peamiseks põhjuseks on asjaolu, et kahest füüsilisest heliallikast kuulajani tulev stereosignaal määrab kujuteldavate allikate asukoha vaid sellel tasapinnal, kus asuvad reaalsed füüsilised heliallikad. Loomulikult ei ole võimalik kuulajat heliga ümbritseda. Suures plaanis on samal põhjusel eksitav ka ettekujutus, et ruumilise heli tagab kvadrafooniline (nelja kanaliga) süsteem (kaks allikat kuulaja ees ja kaks tema taga). Üldjuhul õnnestub meil mitme kanaliga salvestust tehes edastada kuulajani vaid selline heli, nagu seda meie poolt paigutatud helivastuvõtuseadmete (mikrofonide) abil “kuuldi” ja ei midagi enamat. Enam-vähem realistliku, tõeliselt ruumilise heli taasloomiseks kasutavad nad põhimõtteliselt erinevaid lähenemisviise, mis põhinevad keerukamatel tehnikatel, mis modelleerivad inimese kuulmissüsteemi omadusi, aga ka ülekande füüsilisi omadusi ja mõjusid. helisignaalid ruumis.

Üks selline tööriist on HRTF (Head Related Transfer Function) kasutamine. Seda meetodit (tegelikult funktsioonide kogu) kasutades saab helisignaali erilisel viisil teisendada ja pakkuda üsna realistlikku ruumilist heli, mis on mõeldud kuulamiseks isegi kõrvaklappidega.

HRTF-i olemus on funktsioonide raamatukogu kogunemine, mis kirjeldab inimese kuulmissüsteemi ruumilise heli tajumise psühhofüüsilist mudelit. HRTF-i raamatukogude loomiseks kasutatakse tehismannekeeni KEMAR (Knowles Electronics Manikin for Auditory Research) või spetsiaalset "digitaalkõrva". Mannekeeni kasutamise korral on mõõtmiste olemus järgmine. Mannekeeni kõrvadesse on sisse ehitatud mikrofonid, mille abil toimub salvestus. Heli taasesitavad mannekeeni ümber asuvad allikad. Selle tulemusel on igast mikrofonist salvestuseks mannekeeni vastava kõrva poolt “kuuldav” heli, võttes arvesse kõiki heli muutusi teel kõrva poole (summumine ja moonutused painutamise tagajärjel). pea ja peegeldused selle erinevatest osadest). HRTF-i funktsioonide arvutamisel võetakse arvesse originaalheli ja mannekeeni poolt “kuuldud” heli. Tegelikult seisnevad katsed ise erinevate test- ja pärishelisignaalide reprodutseerimises, nende mannekeeni abil salvestamises ja edasises analüüsis. Nii akumuleeritud funktsioonide baas võimaldab siis töödelda mistahes heli nii, et seda läbi kõrvaklappide esitades jääb kuulajale mulje, et heli ei tule mitte kõrvaklappidest, vaid kuskilt ümbritsevast ruumist.

Seega on HRTF transformatsioonide kogum, mille helisignaal läbib teel heliallikast inimese kuulmissüsteemi. Kui HRTF-e on empiiriliselt arvutatud, saab neid rakendada helisignaali töötlemisel, et simuleerida heli tegelikke muutusi, kui see liigub allikast kuulajani. Vaatamata idee edule on HRTF-il muidugi oma negatiivsed küljed, kuid üldiselt on HRTF-i kasutamise idee üsna edukas. HRTF-i kasutamine ühel või teisel kujul on paljude kaasaegsete ruumilise heli tehnoloogiate aluseks, nagu QSound 3 D (Q3 D), EAX, Aureal3 D (A3 D) jt.



Rakud, mis tajuvad helisid, asuvad kolju sügavustesse peidetud membraanis kapslis – kõrvitsas. Sisekõrv on vedelikuga täidetud spiraalne toru. Koos tasakaaluelundiga – kolme poolringikujulise kanaliga – moodustab sigu nn labürindi. Foramen ovale ühendab sisekõrva keskkõrvaga, luuõõnsusega, mis asub kõrvakalli eesruumis. See aken on kaetud õhukese nahkja kilega. See reageerib mis tahes õhuvibratsioonile, mis jääb kõrvarõngasse ja jääb väliskuulmekäiku. Räägime lähemalt, kuidas see juhtub.

Esiteks paneb õhuvibratsioon vibreerima trummikile – see on kõige õhem plaat, mis blokeerib väliskuulmekanali. Lisaks edastatakse vibratsioon läbi pisikeste kuulmisluude: haamri, alasi ja jaluse. Need luud, nagu sild, venisid piki kogu keskkõrva, ühendades kuulmekile kõrvakõrvaga. Nii selgub, et ovaalset akent kattev kile reageerib igasugusele õhukõikumisele. Edasi kanduvad vibratsioonid üle kõrvitsat täitvale vedelikule. Üle selle rulluvad lained ärritavad sisekõrva kuulmisrakke. Aju võtab need stiimulid üles ja tunneb neis ära helid. Öeldule lisame sama, mida ütlesime nägemise kohta. Loodus on andnud meile kaks kõrva, nii et saame kindlaks teha, kust heli tuli. Seega pole meil mitte ainult ruumiline nägemine, vaid ka ruumiline kuulmine. Samas kohas, labürindis, kõrvuti kõrval laius kolm poolringikujulist kanalit: horisontaalne ja kaks vertikaalset, neist üks kaardus ette ja teine ​​külili. Seega asuvad kanalid kolmel üksteisega risti asetseval tasapinnal. See on vestibulaarne aparaat ehk tasakaaluorgan.

Õhus levivad helilained läbivad keeruka tee, enne kui me neid tajume. Esiteks tungivad nad kõrvaklappi ja panevad vibreerima trummikile, mis sulgeb väliskuulmekanali. Kuulmisluud kannavad need vibratsioonid sisekõrva ovaalsesse aknasse. Akent sulgev kile annab edasi kõrvitsat täitva vedeliku vibratsiooni. Lõpuks jõuavad vibratsioonid sisekõrva kuulmisrakkudeni. Aju tajub neid signaale ja tunneb neis ära müra, helid, muusika ja kõne.

Kui inimene muudab keha asendit, liiguvad temaga kaasa ka poolringikujulised kanalid - kaarekujulised torud, samas kui neid täitev vedelik on inertsiaalne, ei käi meie liigutustega kaasas ja seetõttu nihkub kanali seinte suhtes. Spetsiaalsed rakud - retseptorid jälgivad vedeliku liikumist poolringikujulistes kanalites. Nad teatavad ajule kõigest, mida nad näevad, ja see töötleb saadud teavet. Tasakaaluorgani retseptorrakud on sukeldatud vedelikku, mis täidab sisekõrva. Nad fikseerivad kõik tema liigutused ja teavitavad neist väikeaju, kes kogub ja võrdleb kõiki neid sõnumeid. Pärast seda saavad kõik kehaorganid vajalikku infot ja erinevaid korraldusi, mis aitab inimesel tasakaalu hoida. Tulemustest teatatakse kohe suurele ajule.

Sisekõrvas paiknevad lähestikku kuulmiselund (košlea) ja tasakaaluelund (labürint). Sisekõrvas õhuke kile – membraan muudab helilained vedeliku lainelisteks liikumisteks. Vedellained erutavad kuulmisrakke keeruka mehhanismi kaudu. Teo taga asuv labürint jäädvustab inimese igasuguse liikumise.

Heli iseloomustavad kaks parameetrit - sagedus ja intensiivsus. Teie kuulmislävi on see, kui tugev peab olema teatud sagedusega heli, et te seda kuuleksite.

heli sagedus(kõrge või madal) mõõdetakse vibratsioonide arvuga sekundis (Hz). Inimkõrv suudab tavaliselt tajuda helisid väga madalast (16 Hz) kuni kõrgeni (20 000 Hz). Keskmiselt tajutakse tavalist kõnet vaikses ruumis sagedusvahemikus 500–2000 Hz.

Intensiivsus või heli tugevus sõltub eelkõige õhuvibratsiooni amplituudist ja seda mõõdetakse detsibellides (dB). Normaalse kuulmise minimaalne helitugevuse lävi on vahemikus 0 kuni 25 dB. Laste puhul on normaalse kuulmise lävi 0 kuni 15 dB. Kuulmine loetakse heaks, kui mõlema kõrva minimaalne helitugevuslävi jääb sellesse vahemikku.

Kõrva tajub helilaine tekitatavaid mehaanilisi vibratsioone, muutes need elektriimpulssideks, et edastada need juhtivate radade kaudu ajukoore keskustesse, kus töödeldakse saadud teavet ja kujuneb kuuldavast arusaam (arusaamine) .

Kõrv koosneb kolmest osast: väliskõrv, keskkõrv ja sisekõrv.

  • väliskõrv- auricle, mis kogub heli, suunates selle läbi väliskuulmekanali kuulmekile. Kuulmekile eraldab väliskõrva keskkõrvast. Vibreerivad helid panevad kuulmekile liikuma.
  • Keskkõrv on luude komplekt haamer, alasi ja jalus). Trummi membraani mehaaniline liikumine kandub väikeste liikuvate luukude kaudu väiksemale membraanile, mis eraldab keskkõrva sisekõrvast.
  • sisekõrv- otse "tigu". Kõrva sisemise membraani vibratsioon liigutab sisekõrvas sisalduvat vedelikku. Vedelik omakorda paneb karvarakud liikuma, stimuleerides kuulmisnärvi otsad, mille kaudu info jõuab valmis ajju.
  • Lisaks tuvastavad kolm sisekõrva vedelikuga täidetud kanalit (poolringikujulised kanalid) kehaasendi muutusi. See mehhanism koos teiste sensoorsete kohandustega vastutab keha tasakaalu või asendi eest.

Allpool on näha skemaatiline vaade kõrvast ja suurendatud kuuldeaparaadist.

Mida peaksite tegema, kui arvate, et vajate kuuldeaparaati?

Kui arvate, et teil on kuulmislangus, pöörduge audioloogi poole, et uurida teie kuulmist ning määrata kuuldeaparaadi kasutamise näidustused ja vastunäidustused.

Kui teile on näidustatud kuuldeaparaat, aitab teie kuulmisspetsialist teil valida parima kuuldeaparaadi ja programmeerida selle vastavalt teie kuulmislangusele. Kuuldeaparaadi valikul ei arvestata mitte ainult kuulmislanguse sageduse ebaühtluse astet ja omadusi, vaid ka muid tegureid.

Enamasti on eelistatav kahe kuuldeaparaadi samaaegne kasutamine (binauraalne kuulmine). Siiski on olukordi, kus binauraalsed kuuldeaparaadid ei ole näidustatud.

Sel juhul aitab teie kuulmisspetsialist teil kindlaks teha, milline kõrv on kuuldeaparaatide jaoks parim.