Phc. IB. Электрическая схема корректирующего операционного усилителя МС 1439 (фирмы Моторола). (Сопротивлении резисторов указаны в омах, индуктивности катушки в генрн емкости конденсаторов в фарадах).

микрофона вполне возможно), то выход трубки, размеры которой малы пэ сравнению с длиной волны, был бы сферическим излучателем нулевого порядка (см. § 1.3.2).

Рис. 19. Частотные характернстикн (дсйствн-тельнаи составляющая коэффициента передачи) акустического зонда до и после иоррекцнн н эквивалентные уровни мешающего шума.

I - после коррехцяк: S - до корркнцнн: 3 - уровень наоряжевив шзгнв широ-коА полосе; * - уоовиеграы-ыа гоуыв в третьоятавных полосах.

0,063 0,1250,25 0,5

Дли измерений в слуховом канале применяют акустические зонды с диаметром трубки от I до 2 мм. Дли того чтобы можно было проводить нзне-реиин непосредственно у барабанной перепонки, иа трубку одевают насадку н мягкого пластика. Звуковое поле при этом искажается неэначптельво, в чей можно убедиться, введи в слуховой канал вторую эоеднрующую трубку и наблюдай, как изнеияетси иапряжеиие на выходе первого зонда. Резонансы трубки зонда могут быть либо задемпфированы минеральной или металлической ватой, либо скорректированы электрически.

Литературный обзор по вопросам измерений с использованием акустических зондов приведен в гл. 2.2. Здесь рассмотрим только один специальный микрофон, разработанный Лоусом в 1972 г. и применяемый автором киигн во многих измеренинх. Размеры этого микрофона приведены па рис. 16. В основу конструкции положены элементы набора зондов фирмы Брюэль и Кьер> (Копенгаген). Трубка зонда изогнута так, что позволяет измерять звуковое да-влеине на расстоянии 0,5 см от входа слухового канала н прн надетых головных телефонах (вненпшй днанетр трубки зонда - 1 ми, внутренний - 0,6 мм). Иа рнс. 17 показано крепление микрофона, видно также устройство для фиксации положешш головы эксперта.

Особенность этого микрофона состоит в том, что с помощью специального коррентирующего усилители (рнс. 18) неравномерность частотной характеристики в слышимом диапазоне частот можно уменьшить до ±1 дБ. На рнс. 19 приведены частотные характеристики микрофона-зоида до и после коррекции. Кроне того, здесь же приведен измеренный с помощью треть-октавных фильтров уровень электрических шумов на выходе цепи, в которую включен микрофон, катодный повторитель, прсчварительный усилитель и корректнру ющий каскад. Электрические шумы эквива.лентны широкополосному акусти ческону шуму на входе микрофона с уровнен громкости от 50 до 55 фон. Полученный относительный уровень помех совершенно недостаточен для высо кокачественной передачи нузыки, по вполне удовлетворителен для большнист ва изнерений.

2. ПРОСТРАНСТВЕННЫЙ СЛУХ В СЛУЧАЕ ОДНОГО ИСТОЧНИКА

Анализ физических и психофизических свойств пространственного слуха целесообразно качать с простейшего с физической точки зрения случая -иа-личнс одного источника звука. Зная физику форнированни звуковых сигналов у барабанной перепонки при одном источнике, произвольно расположенном относительно эксперта, ножно иа осиованнн пршщнпа суперпозицнн распространить полученные выводы на .1юбые конбинацин источников, поскольку уравнения звукового поля существенно линейны.

С точки зреннн пснхофнзической дело обстоит гораздо сложнее, поскольку органы нервной снстены, участвующие в оценке ушных сигналов н выработке ощущения положения слухового объекта в пространстве, не ногут рассматриваться как линейные системы. Хотя в принципе психофизические паранетры пространственного ciyxa при одном источнике справедливы н для нескольких источиннов, но специфика явлений в последней случае требует некоторых Существенных дополнений.

Говоря о ссдинственном нсточнике звука, будет понимать источник звука в свободном звуковой по.че, где нет отражений. Отраженный звук ножет

* Впредь буден оперировать трсня понятиями уровня.

1. Уровень звукового давления L, дБ:

L=20 log-, где ро=20 нкНм- . Ро

2. Относительный уровень звукового давления L, в дБ: /.=20log-,

где рш - порог слышнности исследуеного звукового объекта.

3. Уровень гронкости Л в фонах:

Pi, кГц Л=20 log -.

где ро=20 нкНн- ; ри кГц -уровень звукового давлении тона с частотой 1 кГц в месте расположения эксперта, в случае когда субъективные rpOHKociii этого тона и исследуеного звукового объекта одинаковы (сн. стандарт ДИН-131В. 1969 г.).

рассматриваться как зв>к мнимого зеркальио-расположешюго источника. Этот случай описан в разд. 3. Свободные звуковые поля существуют в природе, это, к примеру, поле источника звука, устаиовлениого иа вершине холма. Hi заснеженном или заросшем высокой травой поле. В лабораторных условиях свободное звуковое поле достаточно точно можно создать в заглушённой камере.

Много исследований пространственных свойств слуха проведено с использованием головных телефогюв. Их результаты рассмотрены в настоящей главе (§ 2.3.2, 2.4.3) в той степени, в какой они касаются пространственных свойств ciyxa прн наличии одного источника.

2.1. ЛОКАЛИЗАЦИЯ И ЕЕ РАЗМЫВАНИЕ

В последующих главах подробно рассмотрены пространственные свойства слуха, сделана попытка раздельно проанализировать свойства и функции физических и психофизических элементов и выяснить их значение для системы в целом. Однако перед тем, как приступить к рассмотрению деталей, целесообразно обсудить общие возможности н свойства системы. Другими словами, перед тем, как рассматривать роль, которую в формировании слуховых ощущений играют, например, ушиые раковины, целесообразно поставить более общий вопрос: насколько хорошо человек вообще ощущает лространствениость звуков?

Для этого сначала определим два понятия: локализацию и размывание локализации.

Локалыэачил -правила н законы соотнесения ощущаемого положения слухового объекта в пространстве с определенным признаком или признаками звукового или другого возбуждении, коррелируемого со слуховым ощущением. Примеры: взаимосвязь между воспринимаемым положением слухового объекта и местом расположения источника, между опущением направлении на объект (ориентацией) н бинауральнымп различиями уровня звукового давления, между ощущением направления иа слуховой объект и поворотом головы и т. д.

Размывание ло/галиэочии -нниина.1ьное изменение данного признака или признаков звукового возбуждения, которое вызывает ощ>щснне смещении слухового объекта в пространстве (по направлению или удаленпостн). Размывание локализации - свойство локализации. Примеры: размывание четкого ощущения направлении на слуховой объект при боковых смещениях источника звука; размывание ощущения расстояния между слушателем и слуховым объектом прн нзнененнях спектрального состава сигналов. И для случая одного источника звука, н для более общего случая нескольких источников с этими понятиями связаны два частных вопроса: где располагается слуховой объект при данном П0.10ЖСИИИ реального источника (вопрос локализации); каким должно быть минимальное нзненеинс положении источника звука для того, чтобы вызвать минннально заметное оищение смещении слухового объекта (вопрос размывания локализации).

Б употреблиенон ианн смысле слова локализация - это показатель (оператор) отображения точек пространства источников звука в точки пространства слуховых объектов. Оба пространства не идентичны, и положения источников звука н слуховых объектов не всегда совпадают. Локализация ножет зависеть не только от положения источника звука, но нот характера излучае-ного сигнала, а также от предыстории звукового события. В некоторых условиях эта зависимость может быть многозначной, т. е. один источник звука ножет вызвать ощущение нескольких слуховых объектов. Кроне того, в определенных пределах локализация ненястся н от экспертв к эксперту. Она подвержена также вреиеннын колебаниям, которые практически не поддаются учету.

Явление размывания локализации свидетельствует о тон, что слуховое пространство в меиьп1ей степени дифференцируемо, чем пространство источников звука. Объемная разрешающая способность слуха оказывается нень-