Уровни громкости и маскировка. Уровни громкости реальных источников. Эффект маскировки (М)

ЛЕКЦИЯ 3.

Уровни громкости и маскировка.

G – громкость [сон]

L_G – уровень громкости [сон]

Увеличение уровня громкости на 10 фон соответствует увеличению громкости в два раза.

Существуют международные стандарты:

                                       , для ,                               (3.1)

1 сон = 40 фон

Уровни громкости реальных источников

При больших уровнях давления громкость шума больше громкости тонального сигнала. Lp=60дБ, тон 1кГц, G=4 сона. При широкополосном шуме при Lp=60дБ, G=15 сон. При малых  Gтона=Gшума=0,06 сона. При уменьшении уровня давления и Lp GшумаGтона.

Эффект маскировки (М) – повышение порога слышимости.

При шуме и помехе происходит повышение порога слышимости для слабого звука.

,                                         (3.2)

где – уровень порога слышимости в шуме;

– уровень порога слышимости в тишине.

                                  ,                    (3.3)

Зависимость порога слышимости при маскировке узкополосными шумами со средними частотами (0,25 кГц, 1,11 кГц, 4 кГц) представлены на рис. 3.1.

Уровень шума L_ш = 60 дБ для всех частот.

На уровне 0,707 (3 дБ) полосы пропускания для резонаторов слуха имеют значения 35,50,200 и называются критические полоски слуха.

Рис. 1. Зависимость при маскировке узкополосными шумами со средней частотой.

При малом изменении частоты кривые сдвигаются параллельно сами себе.

На  низких частотах явление маскировки носит локальный характер.

На частотах больше 3-5 кГц маскировка спадает медленно и маскируется большая полоса частот.

Рис. 2. Кривые порога слышимости с частотой Fс при маскировке тоном с частотой Fм=1кГц.

Рис.3. Кривые порога слышимости тона с частотой Fc при маскировке узкополосным шумом с центральной частотой.

Кривые порога слышимости при маскировке

а) Действует тон на частоте 1000 Гц.

При его действии начинаем слышать биения за счет того, что мы попадаем в критическую полоску слуха.

б) Здесь действует полоска шума, которая составляет 160 Гц на частоте 1 кГц, равной частоте тона. Уровень узкополосного шума равен 100, 80,60,40,20 дБ. В точке максимума уровень тона ниже уровня шума на 4 дБ. Все зависимости имеют крутой спад к нижним частотам и пологий в сторону высоких частот.

Помеха маскирует принимаемый сигнал, и явление маскировки проявляется по-разному, в зависимости от частоты.

          Особенность эффекта маскировки: если действует широкополосный шумовой сигнал (например, звук скрипки), то высокие тона малого уровня маскируются низкими громкими тонами, а низкие тона малого уровня высокими громкими тонами не маскируются.(поэтому, например, в оркестре скрипок больше чем виолончелей)

Мощность высокочастотных источников всегда меньше акустической мощности источника низкочастотных колебаний.

Особенности слуха (физиологические):

1.  Громкость сложных звуков.

Если два тона со средним уровнем громкости отстают друг от друга на расстояние больше двух октав, то они не маскируют друг друга, тогда суммарная громкость будет складываться из суммы  их громкостей.

Если два тона со средним уровнем громкости отстают друг от друга на расстояние меньше двух октав по частоте и один из звуков имеет больший уровень, то будет проявляться эффект маскировки, т.е. суммарная громкость будет меньше суммы громкостей. Чем меньше тоны отстают друг от друга, тем меньше суммарная громкость.