НЕЛИНЕЙНЫЕ СВОЙСТВА СЛУХА.

Экспериментально установлено, что при воздействии звука с одной частотной составляю­щей (чистый тон) и уровнем интенсивности 100 дБ че­ловек слышит вторую гармонику с уровнем интенсив­ности 88 дБ, третью — с уровнем 74 дБ и т. д. Нали­чие этих гармоник в слуховом ощущении легко просле­дить с помощью «ищущего» тона: к уху дополнитель­но подводится другой тон — «ищущий», частота кото­рого плавно изменяется в диапазоне частоты исследуе­мого тона и выше. На каждой кратной ему частоте про­слушиваются биения, как будто в подводимом звуке были эти составляющие. Эти гармонические состав­ляющие называются субъективными. Именно поэтому наблюдается маскировка звука на частотах, кратных частоте маскирующего тона (см. рис. 2.7а).

При воздействии на слух двух чистых тонов с ча­стотами, не попадающими в одну и ту же критическую полоску слуха, человек часто слышит тон разностной частоты с достаточно высоким уровнем громкости и тон суммарной частоты и других комбинационных частот с меньшими уровнями.

Эксперименты показали, что если уровень каждого из чистых тонов составляет 60 дБ, то уровень громкости разностного тона не превышает 40 фон. При уровнях интенсивности составляющих, равных 80 дБ, уровень громкости разностного тона до­стигает 80 фон.

При воздействии на слух сложных звуков, имею­щих составляющие с кратными частотами, получается

ощущение такого же звука по частотному составу толь­ко с несколько измененным соотношением амплитуд составляющих, так как комбинационные частоты сов­падают по частоте с исходными частотами звука.

При воздействии сложного звука, состоящего из тонов с некратными частотами, получается ощущение сильных искажений: прослушивается много разност­ных и других комбинационных тонов.

Интересно отметить, что при срезании частотного диапазона ниже 1000 Гц при высокой громкости пере­дачи человек все же слышит низкие частоты вследст­вие нелинейности слуха. Поэтому при плохой передаче низких частот слушатели стремятся прослушивать пе­редачи на высоких уровнях громкости, так как при этом создается впечатление более громкого звучания низких частот.

И хотя при этом искажается звучание на высоких частотах, это не очень заметно при переда­че современной поп-музыки. Причины нелинейности слуха можно, по-видимому, объяснить нелинейностью характеристик среднего уха и, что более существенно, вихревыми явлениями в улитке.

Из-за нелинейности слуха в некоторых случаях об­наруживается сдвиг фаз. Если сдвиги фаз между со­ставляющими таковы, что амплитуды гармоник ариф­метически складываются и создают пикообразную фор­му кривой звуковой волны (рис.2.10, кривая 1), то из-за нелинейности слуха появятся более значитель­ные амплитуды субъективных гармоник, нежели при сдвигах фаз тех же составляющих, дающих, например, прямоугольную форму волны. По­этому будет обнаруживаться разница в их звучании.