Психоакустика Реальное восприятие звука

Амплитудно-частотная зона слышимости элементарных звуковых информационных объектов - гармоник Слуховое информационное пространство

Рисунок взят из книги: E.Zwicker, H.Fastl Psychoacoustics. Facts and Models. Springer, 1999.

Почему именно гармоника? Закон сохранения частоты гармоники: «Частота гармонического звукового колебания никогда не меняется при прохождении его через любые линейные передающие системы»

Громкость звука (м атериал из Википедии свободной энциклопедии) Гро́мкость зву́ка субъективное восприятие силы звука (абсолютная величина слухового ощущения). Громкость главным образом зависит от звукового давления и частоты звуковых колебаний. Также на громкость звука влияют его тембр, длительность воздействия звуковых колебаний и другие факторы. Единицей абсолютной шкалы громкости является сон. Громкость в 1 сон это громкость непрерывного чистого синусоидального тона частотой 1 кГц, создающего звуковое давление 2 мПа = 2·10 -2 дин/см 2 (40 дБ).

Громкость звука (м атериал из Википедии свободной энциклопедии) Уровень громкости звука относительная величина. Она измеряется в фонах и численно равна уровню звукового давления (в децибелах дБ), создаваемого синусоидальным тоном частотой 1 кГц такой же громкости, как и измеряемый звук (равногромким данному звуку). На следующем слайде изображено семейство кривых равной громкости, называемых также изофонами. Они представляют собой графики стандартизированных (международный стандарт ISO 226) зависимостей уровня звукового давления от частоты при заданном уровне громкости.

Зависимость уровня громкости от звукового давления и частоты Громкость звука (м атериал из Википедии свободной энциклопедии)

С помощью этого графика можно определить уровень громкости чистого тона какой-либо частоты, зная уровень создаваемого им звукового давления. Например, если синусоидальная волна частотой 100 Гц создаёт звуковое давление уровнем 60 дБ, то, проведя прямые, соответствующие этим значениям на рисунке, находим на их пересечении изофону, соответствующую уровню громкости 50 фон, значит, данный звук имеет уровень громкости 50 фон. Изофона "0 фон", обозначенная пунктиром, характеризует порог слышимости звуков разной частоты для нормального слуха. Громкость звука (м атериал из Википедии свободной энциклопедии)

E. Zwicker, H. Fastl Psychoacoustics. Facts and Models. Springer The pitch of pure tones can be measured by different procedures. One possibility is that the subject is presented with a pure tone frequency f 1 and has to adjust the frequency f 1/2 of a second tone in such a manner that the second tone produces half the pitch of the first tone.

If, for instance, a pure tone of 440 Hz is used as sound 1 and a pure tone of variable frequency as sound 2, and the subject listening alternately to sound 1 and 2, adjusts sound 2 to produce half the pitch elicited by sound 1, the average setting for the second tone is a frequency of 220 Hz. This means that at low frequencies, the halving of the pitch sensation corresponds to a ratio of 2:1 in frequency. This result at low frequencies is expected particularly from musically trained subjects. E. Zwicker, H. Fastl. Psychoacoustics.

At high frequencies, however, some unexpected effects occur. If a frequency of 8 kHz is chosen for f 1, subjects produce for sensation of half pitch not a frequency of 4 kHz, but a frequency of about 1300 Hz. Measurements at other frequencies above 1 kHz confirms the tendency observed: for the perception of half pitch, a ratio of the corresponding frequencies larger that 2:1 is necessary. Because ratio pitch determined this way is related to our sensation of melodies, it was assigned the unit mel. Therefore, a pure tone of 125 Hz has a ratio pitch of 125 mel, and the tuning standard, 440 Hz, shows a ratio pitch with almost the same numerical value. However, at high frequencies, the numerical value of frequency and that of ratio pitch deviate substantially from another. E. Zwicker, H. Fastl. Psychoacoustics.

Деление шкалы частот на отдельные, так называемые, критические полосы (диапазоны) частот, внутри которых наблюдаются некоторые важные психоакустические эффекты восприятия смеси чистого тона и шумов, производится по шкале барков. Масштаб этих критических полос частот – барков – пропорционален высоте восприятия тонов по шкале мелов. E. Zwicker, H. Fastl. Psychoacoustics.

Из истории «гармонии»

Далее показать: Проверить чувствительность уха к амплитудной и частотной модуляции; Разложение импульса на гармоники (Разложение импульса на гармоники.xls и OverTonesModel.exe); Слайды «Артефакты спектрального анализа».