Описание лабораторной установки

ИЗУЧЕНИЕ ЭФФЕКТА МАСКИРОВКИ

Введение

Передача информации по системам вещания, телефонной связи, звуко­записи и воспроизведения звука предназначена для человека. Поэтому для правильного проектирования и эксплуатации этих систем необходимо знать свойства слуха человека.

Орган слуха человека является своеобразным приемником звука, резко отличающимся от приемников звука, создаваемых человеком. Ухо человека обладает свойствами частотного анализатора, дискретным восприятием по частотному и динамическому диапазонам. Так аналоговый звуковой сигнал превращается в последовательность электрических импульсов двоичного типа. Все эти операции осуществляются во внутреннем ухе, в улитке. В улитке находится базилярная мембрана, состоящая из большого числа воло­кон, слабо связанных между собой. Вдоль основной мембраны расположены нервные окончания, каждое из которых возбуждается от прикосновения к ним волокон основной мембраны, посылая в слуховой центр мозга электри­ческие импульсы.

Там эти импульсы подвергаются сложному анализу, в результате кото­рого человек определяет передаваемое сообщение. Воспринимаемый слухом частотный диапазон ограничен снизу частотой 16...20 Гц, а сверху - частотой 20000Гц.

Цель работы

Целью данной лабораторной работы является изучение восприятия че­ловеком звука по амплитуде и частоте: определение порога слышимости в условиях тишины и в условиях шумов и помех.

Теоретическая часть

Эффект маскировки

Если волокно основной мембраны при своих колебаниях не достигает до ближайшего к нему нервного окончания, то человек такой звук не слы­шит. Но как только при увеличении амплитуды колебаний волокна оно кос­нется нервного окончания, произойдет это раздражение. Нервное окончание сразу же начнет посылать электрические импульсы в слуховой центр мозга, и звук будет услышан. Этот скачкообразный переход из слышимого состояния в неслышимое и обратно называют порогом слышимости. Абсолютное зна­чение слухового ощущения на пороге слышимости мало, но все же имеет вполне конечное значение. Порог слышимости зависит от частоты. На рисунке 1 приведены эти зависимости, причем по оси ординат отложены уровни звукового давления.

Часто приходится иметь дело с различными зависимостями порога слышимости от частоты. Разница между ними обусловлена различием в ус­ловиях измерений порога: для бинаурального слушания, когда давление соз­дается множеством источников звука, расположенных в горизонтальной плоскости вокруг головы, для бинаурального слушания, когда давление соз­дается источником звука, расположенным на некотором расстоянии перед слушателем, для моноурального слушания, когда давление в ушной раковине создается с помощью телефона.

Рисунок 1 - Частотная зависимость уровней порога слышимости

1 - для бинаурального слушания, когда давление создается множеством источников звука, беспорядочно расположенных в горизонтальной плоскости вокруг головы (диффузный порог);

2 - для бинаурального слушания, когда давление создается источником звука, расположенным на некотором рас­стоянии перед слушателем (фронтальный порог);

3 - для моноурального слушания, когда давление в ушной раковине создается с помощью телефона (порог по давлению).

Эффект маскировки

В условиях шума и помех можно не услышать даже громкий разговор, т.е. в условиях шума и помех порог слышимости для приема слабого звука возрастает. Это повышение порога слышимости назы­вают маскировкой. Величина маскировки определяется величиной повыше­ния порога слышимости для принимаемого звукового сигнала

, ; .

где ; , - уровни порога слышимости в тишине и при помехах.

Низкочастотные тона сильнее маскируют высокочастотные, чем наоборот. В приложении приведены кривые маскировки для ряда частот и уровней тонов.

По оси абсцисс отложена частота маскируемого тона, по оси ординат - величина маскировки (параметр кривых - уровень ощущения маскирующего тона; вверху каждого графика указана частота маскирующего тона).

При разности частот около нескольких десятков герц величина маски­ровки начинает уменьшаться из-за биений, и при равенстве частот она имеет локальный минимум. Точно такие же локальные минимумы наблюдаются и на частотах, кратных частоте маскирующего тона.

Рисунок 2 - Кривые равной громкости

На рисунке 2, также приведены кривые равной громкости при различных уровнях звукового давления.

Описание лабораторной установки

В состав лабораторной установки (см. рис. 3) входит:

1. Измеритель уровня интенсивности звука или уровня звукового давления;

2. Динамик (1);

3. Ручка регулирования частоты генератора;

4. Тональный генератор;

5. Ручка регулирования амплитуды тонального сигнала;

6. Динамик (2);

7. Измеритель уровня интенсивности маскирующего тона;

8. Второй тональный генератор или шумовой генератор.

Рисунок 3 – Измеритель уровня интенсивности звука