Вопросы латерализацин чистых тонов (стационарные тоны без переходных процессов) при бинауральных сдвигах фаз в литературе описаны довольно подробно, хотя зачастую (даже в последнее время) трактуютсв неверно (Ре лей, 1907; Ленхардт, i960; Эльперн и Наунтон, 1964). Здесь мы ограничимся рассмотрением современных общепринятых представлений (Баулкер, 1907; Халверсои, 1922; Хорнбостель, 1923. 1926 и др.).

Если исходить из представлеинв о том, что реакцнв внутреннего уха наступает в момент, когда сигнал превышает некоторый порог (см. выше), то применительно к слушанию чистого тоиа такой момент наступает I раз за пе рнод. Бинауральный времеииой сдвиг между этими точками для двух ушей

0,3S 0,67 1,0 1,33 мс

~б мс -8

Рве 88 Рнс. 89

Рис. 88. Форма сигнала (по осн ординат отложена амплитуда) в точке максимального возбуждения внутреннего уха.

Рис. 89. Характеристики латералнзации основного тоив н первой гармоники последовательности импульсов, период 6 мс, частота 168 Гц.

/ - позже: 3~ слева раньше; Л- первая гармонвка: 4 -основной той.

может быть определен двовко в зависимости от того, какое ухо (левое илн правое) считается получившим звук первым (рис 90).

Здесь сразу же напрашивается предположение о тон, что слух, регистрируя эту двузначность, вызывает ощущение двух объектов. В действительности так оно и есть, ио дополнительно а действие вступает аакои превалирования ближнего и медианной плоскости слухового объекта (который соответствует меньшей бинауральной временной задержке). При бинауральиом сдвиге свгналов приблизительно полпериода слуховые объекты четко различают и неопытные слушатели. Иногда, праада, боковое отклонение ошибочно оценивается как нулевое, или описывается боковое положение одного из слуховых объектов.

Внести ясность адесь позволяет характеристика латерализацин тона 600 Гц. опубликованная Сойерсом а 1964 г. (рис 91). Из рисунка видно, что при бинауральных сдвигах фаз на 180° слухом ощущаются два объекта. Если построить кривую средних боковых отклонений, то она получит вид периодической кривоА. как показано ив рис 87. Информация о возникновении двух объектов прн таком усреднеинн теряется. По-видимому, в этом и кроется причина того, что по некоторым да1И1ын (они появляются и в последнее ара* мя) максимум бокового Отклонения наступает при бинауральиом сдвиге ка90°.

Выше указывалось, что полное боковое отклонение слухового объекта наступает при бинауральной фазовой задержке 630 мкс Если иметь в виду, что доминирующими являютси слуховые объекты, соответствующие меньшим временнйм сдвигам, то приходим к выводу, что полное отклонение слухового объекта на чистых тонах достнгаетсв лишь в случае, когда полупериод тона

ие меньше 630 мкс. т. е. когда его частота не превышает 800 Гц На частотах выше 800 Гц достигаемое максимальное отклонение слухового объекта становится все меньшим. Кроме того, оно наступает уже не при Т4,=630 мкс, а прн тс=Т/2.

Сюда же, вероятно, можно отнести и другой эффект, уменьшающий максимально достижимое отклонение слухового объекта с увеличением частоты. Оказываетсв. что клетки внутреннего уха. отреагировавшие на данный сигнал, в течение 1-2 мс остаются невосприимчивыми к следующему возбуждению (время невосприимчивости). Если периоды превышения порогов сигналами меньше времени невоспри-пмчнвости, то число импульсов нервного возбуждения за время каждого превышения скачкообразно уменьшается Согласно иссле-доватшм Стсвенса и Давида (1938) это происходит ва частотах сигнала около 800 н 1600 Гц.

Рис. 90. Бинауральные временные различия для двух сдвинутых во иремеии периодических процессов (двузначны).

~л/2

Рис, 91. Кривая латералнзации тона 600 Гц (точками показаны оценки экспертов, кривой - усредненные данные).

Имеющиеся в литературе сведения об экспериментах по латералнзации чистых топов однозначно подтверждают описанное резкое уменьшение откло-неиив слуховых объектов на частотах выше 800 Гц, На частотах выше 1.6 кГц квлекнс бокового отклонения слуховых объектов, как правило, не наблюдает-св. Наиболее просто это доказывается существованием так называемых бинауральиых биений - эффекта, который, как утверждают, был обнаружен Томпсоном еще в 1887 г. Затем он наблюдалсв Петерсоном (1916), Стюартом (1917), Хорнбостелем (1923, 1926) и в последнее время иэучалсв Перро и Нельсоном (1969, 1970). Эффект состоит в следующем. Если к ушан человека подвести два тона различной частоты (разность частот должна быть небольшой), то слуховой объект будет колебаться внутри головы из стороны в сторону с развосгной частотой, Па частотах выше 1.6 кГц эффект полиостью исчезнет.

На рис. 92 приведены результаты изнерений, проведенных Шерером в 1959 г. Его эксперты должны былн обнаружить введение бинауральной фазовой задержки в 20 икс. Как и ожидалось, для чистых топов с повышением частоты процент правильных ответов постепеппо уменьшался. На частоте сигнала около 800 Гц число правнльных ответов стало меньше 50%, а иа частотах выше 1,6 кГц правильных ответов не было вообще. Длв частотно-модулированных тоиов (девиация-100 Гц, модулирующав частота -8 Гп) результаты былн такимк же, но спад кривой начинался выше 1,2 кГц,

Совершенно по-иному обстоит дело в случае октавных шумов или тональных импульсов. Здесь боковые отклонения на частотах выи1е 1.6 кГц распознаются не хуже, чем на низких частотах По-видимому, на этих сигналах слух в состоянии распознать бинауральные различии по таким крите-

рням, которых нет у чистых тоиов и биений Такими критериями могут быть бинауральные сдвиги огибающих свгналов.

Рассмотрим подробнее роль бинауральных временных сдвигов огибающих в пространственных свойствах слуха. Эксперименты могут быть построеиь*

Рнс. 92. Распознаваемость бииауральиых фазовых задержек (в процентах) в функции частоты для разных сигналов, I эксперт.

I - чистыВ тон: 2 - частотно-ыодУлвро-вантй той; 3 - тональные импульш; 4 - октввныб шум.

следующим образом. Эхсперту подаются два сигнала (по одному иа каждое ухо) с синфазными несущими, огибающие которых сдвинуты во времени. Такие снгиалы можно получить от двух амплитудных модуляторов (рис. 93). С помощью подобной установки проводили эксперименты Лики, Сойерс и Черри (1958). Бергер (1965). Сакаи и Иное (1968). Несущими колебаиивмн служили тоны различной тастоты. огибающими - тоны илн узкополосные шумы с частотами до 1.6 кГц, а также импульсы Гаусса.

Рассмотрим случаи, когда частота несущей больше 1,6 кГц. Во всех этих случ вх б новое отклоиенке слухового объекта в функции сдвига огибающих наблюдается четко. Кривые латералнзации имеют точно такой же вид, как если бы сдвиг получал весь сигнал. Это служит подтверждением того, что на сигналах без спектральных сост вляющих до 1,6 кГц слух не реагирует иа временные сдвиги микроструктуры сигналов, а оценивает только огибающую. Более того, огр8Ничеи ый в пространстве слуховой объект возникает даже тогда, когда ушные с гн лы соверше-о р зличиы, ио огнбаюшие одинаковы. Шуберт и Верник (1969) пок зали это длв двух иекоррелированных шумовых сигналов, нодул роваиных по трапецеидально у закону. Если в качестве испытательных сигналов служат два чистых тона различной частоты, модулкроааииых по одному закону, то ощущение единственного слухового объекта существует до тех пор, пока разность частот сигналов ие превышает Определенного порогового эиачекив (Ебата и Соне, 1968; Перр, Вриггс и Перро, 1970). Если же частоты сигналов различны, то слуховой объект распа-даетсн иа два, один из которых воспринимается левым ухом, другой - правым.

Отсюда след>ет, что оценке подвергается огибающая ие всего сигнала. Сначала внутреипее ухо с доступной ему разрешающей сгтособностьк> разделяет спектр сигнала иа отдельные полосы и затем оценивает огибающие каждой полосы. Ощущение целостного слухового объекта создается, очевидно. лии1Ь 8 случае, когда временнйе сдвиги огибающих совпадают во всех выделенных областях спектра.

При слушании в открытом звуковом поле, когда звук падает сбоку, взаимно сдвинутыми во времени оказываются и несущие двух сигналов и их огибающие, хотя сдвиги, как правило, различны. Для узкой спектральной группы, как, например, у амплитудио-модулированного сигнала (jmc 94), временной сдвиг несущей вызывается фазовой задержкой, а сдвиг огибающей - групповой задержкой иа частоте иесущеА. Обычно бниауральиью фазовая н групповая задержки неодинаковы.

> Приведенное в начале параграфа предположение о тон, что бинауральные временные сдвиги могут быть описаны только фазочастотиой функцией b(f). в данном случае, вообще говоря, несправедливо, так как амплитудные модуляторы представляют собой непинейиые системы.