聲學漫談之三 聽覺的分辨力

2021-08-21 20:13:40 字數 1670 閱讀 6836

(2016-6-1 19:12)

標籤:聲學基礎,聽覺分辨力

聽覺對於不同頻率、不同聲壓級的訊號,其分辨能力是不同的。當這些訊號連續或者不連續變化的時候,分辨閾又有所不同。

一、 聲壓級變化的分辨閾

聲壓級變化存在兩個形式:連續變化,可以用調幅波做為測試訊號,進行分辨閾的測量;對於非連續變化的情況,可以用兩個不同聲壓級測試訊號之間有短暫的時間間隔來進行測試。

1、 聲壓級連續變化

對於聲壓級連續變化的訊號,聲壓級變化的分辨閾與聲壓級大小有關。當聲壓級較小的時候,分辨閾較大;當聲壓級逐漸增大的時候,分辨閾會逐漸減小。

不同的聲壓級的聲音,其聲壓級變化的分辨閾隨頻率變化的特性如下圖所示。

可以看到,當聲壓級在50db以上的時候,人耳能夠分辨的最小聲壓級變化大約為1db;當聲壓級小於40db的時候,聲壓級變化需要達到1db~3db才能察覺出來。

由此可見,人們對於聲音強弱變化的察覺能力是有限的,相當多的人對同乙個聲音頻號在其聲音強弱變化的察覺能力是有限的。相當多的人對同乙個聲音頻號在其聲壓級突然變大或者變小量小於3db時是察覺不出來的,只有那些經過專門訓練的**工作者和錄音師才能察覺出1db~2db的聲壓級突變。所以,在聲頻工程中常以3db這個數值作為某些特性指標,比如頻率特性不均勻度的上限。而高質量的聲頻裝置,則常用1db~2db這個數值來衡量其質量。

不同頻率的純音,當其聲壓級變化的時候,其分辨閾也不同,變化特性如下圖所示。

可見,對於純音訊號,聲壓級較小的時候,分辨閾比較大,可以達到3db~7db;當聲壓級較大的時候,分辨閾可以達到0.5db。根據實際應用的情況,在輸出功率0.8w@8ω的時候,用聲級計測試固定音源(比如較常用的《飛舞》《愛情真偉大》等,喇叭和探頭距離10cm)可以測得的連續聲壓級約85db。所以,現在的很多d類/g類功放,進行自動增益調節的時候,會把每一次的壓縮步進調整0.5db~1db左右。

2、 聲壓級不連續變化

聲壓級不連續變化的時候,聽覺對於兩個不同的聲壓級聲音的分辨閾要小於聲壓級連續變化的情況。下圖反映的是1khz純音在連續和非連續的情況下的分辨閾的對比曲線。可以看到,連續變化的分辨閾基本上是非連續變化分辨閾的2.5倍左右。

二、 頻率變化的分辨閾

1、 頻率連續變化

頻率變化也有連續和非連續兩種方式。在進行非連續頻率分辨閾的測量時,選用聽覺較敏感的4hz調製頻率。下圖顯示的是響度級為60方,調製頻率為4hz時,頻率分辨閾隨頻率變化的特性。在頻率低於500hz的時候,分辨閾基本保持在3.6hz。當頻率高於500hz時,頻率分辨閾幾乎隨著頻率成正比例增大,比例係數為0.007。

2、 頻率非連續變化

頻率非連續變化的時候,分辨閾分布曲線與頻率連續變化的曲線類似。只是頻率非連續變化的分辨閾小,約是連續分辨閾的0.33倍。即頻率小於500hz時,分辨閾為1hz左右;頻率大於500hz時,分辨閾隨頻率正比例增大,比例係數約0.002。

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