Психоакустика. Часть 5: Слуховые пороги
Слуховые пороги определяются минимальным значением объективного параметра звукового сигнала, при котором возникают слуховые ощущения. Они характеризуют чувствительность слухового аппарата к данному параметру - чем ниже слуховой порог, тем выше чувствительность.
Установленная в результате многолетних исследований картина слуховой чувствительности показывает огромные возможности слуховой системы:
- ухо человека улавливает звук, интенсивность которого 0 дБ (звуковое давление 2.10-5Па), с другой стороны оно ощущает как звук уровень давления 140 дБ - это соответствует отношению давлений 107 степени. Самый громкий звук в10 миллионов раз больше по звуковому давлению самого слабого;
- по частоте человек улавливает и очень низкие звуки, от20 Гц и очень высокие, до 20 кГц (хотя музыкальные звуки в основном в диапазоне до 5000 Гц).
Если звуки имеют очень короткую длительность, то они воспринимаются как короткий щелчок. Требуется определенное время воздействия, чтобы можно было определить высоту тона, причем длительность этого отрезка времени зависит от частоты: при частоте 50 Гц требуется 60 мс, свыше 1000 Гц -10 мс. Соответственно этому меняются, в зависимости от частоты, и уровни абсолютных порогов слышимости.Сокращение длительности воздействия с 200 до 20 мс на частоте1000 Гц приводит к возрастанию порога на 10 дБ.
Болевой порог и область слышимости
Существует ограничение области слухового восприятия и со стороны громких звуков, хотя и не такое четкое, как порог слышимости. Например, синусоидальное звуковое давление с эффективным значением 100 дБ соответствует одному из порогов, называемому порогом неприятного ощущения. При достижении значения 132 дБ возникает ощущение давления на уши, подобное тому, которое бывает при закладывании ушей в самолете, а также неприятного щекотания в ухе. Эта величина называется порогом осязания. Наконец, давление 140 дБ причиняет боль и называется болевым порогом.
Нередко после воздействия громких звуков высокой интенсивности у человека резко снижается слуховая чувствительность. Процесс восстановления обычных порогов может продолжаться до 16 часов.
Этот процесс называется "временный сдвиг порога слуховой чувствительности" или "постстимульное утомление". Сдвиг порога начинает появляться при уровне звукового давления выше 75 дБ и соответственно увеличивается при повышении уровня сигнала. Причем наибольшее влияние на сдвиг порога чувствительности оказывают высокочастотные составляющие сигнала.