Определение зависимости порога слышимости от частоты
РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
АЛМАТИНСКИЙ УНЕВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ
Кафедра
Радиотехники
ОТЧЕТ
по практической работе № 1
Тема:
«Определение зависимости порога слышимости от частоты»
Принял:
Ескельдинова
А.К.
“___”_______2010
Выполнили:
Ким Н.В.
Нарембаев И.М.
Закирова С.Н.
Ст.гр.
МРС-07-3
Алматы 2010
Цель
работы: ознакомление с
особенностями восприятия на слух сигналов звуковых частот минимального уровня.
Теоретическая подготовка.
Человек ощущает звук в чрезвычайно широком диапазоне звуковых
давлений (или интенсивностей). Одной из опорных величин этого диапазона является
стандартный порог слышимости. Под ним условились понимать эффективное значение
звукового давления, создаваемое гармоническим звуковым колебанием F = 1000 Гц, едва
слышимым человеком со средней чувствительностью уха. Порогу слышимости соответствует
интенсивность звука I зв.о = 10 -12 Вт/м или
звуковое давление p зв.о = 2. 10 -5Па. Верхний
предел определяется значениями I зв = 1 Вт/м 2
и p зв = 20 Па , при которых при восприятии звука наступает
болевое ощущение (стандартный порог болевого ощущения). В области звуковых
давлений, существенно превышающих стандартный порог слышимости, величина
слухового ощущения Е и амплитуда звукового давления (или интенсивности звука)
связаны по закону психофизики, сформулированному Фехнером:
Е = q log (p зв / p зв.о )
Из этого выражения следует, что величина ощущения Е
пропорциональна не амплитуде внешнего раздражителя, а логарифму отношения
p зв. / p зв.о . Поэтому звуковое давление
и интенсивность звука часто оценивают в логарифмических единицах по отношению к
стандартному порогу слышимости:
N а = 20 lg (p зв / p зв.о ) = 10 lg (I зв / I зв.о ) ,
а найденное значение N а называют абсолютным
акустическим уровнем.
Порог слышимости зависит от частоты. Порог слышимости
существенно зависит от условий прослушивания: в тишине или же на фоне шума (или
другого мешающего звука). В последнем случае порог слышимости повышается. Это
говорит о том, что помеха маскирует полезный сигнал. Количественно это
повышение порога слышимости полезного сигнала в присутствии мешающего выражают
уровнем маскировки М = N аш - N а ,где N аш и N а - уровни порога
слышимости в присутствии шума (или другой помехи) и в тишине. При существенном превышении
уровня мешающего звука над полезным последний может оказаться неслышным.
Принцип проведения измерений
На головные телефоны участников измерений с генератора Г3-118
подается гармоническое напряжение звуковой частоты. Участники измерений плавно
увеличивают напряжение на телефонах от 0 В до некоторого значения, при котором
каждый участник начинает слышать тон. Указанное значение напряжения заносится в
таблицу и является основой для вычисления порога слышимости на частоте
проведения измерения.
Измерения повторяются на нескольких частотах в диапазоне от
20 Гц до 20 кГц. Поскольку результаты измерений зависят от субъективных особенностей
восприятия звука, то каждый участник фиксирует их индивидуально. Сравнение полученных
данных производится в конце выполнения лабораторной работы.
В процессе проведения вычислений порога слышимости
учитываются параметры телефонов и неравномерность их частотной характеристики: уровень
звукового давления на частоте 500 Гц при мощности сигнала Р тел = 2 мВт,
94 дБ;
номинальное сопротивление R ном = 16 Ом.
сигнал звуковая частота слух диапазон
Рисунок 1 - Структурная схема аппаратурного комплекса для снятия зависимости
порога слышимости от частоты.
Проведение измерений
1)
Переключатель
«ИСТОЧНИК СИГНАЛОВ» «Блока коммутации сигналов» поставили в положение «ГЕН.1».
При этом головные телефоны и вольтметр подключаются к выходу генератора Г3-118.
2)
Установили частоту
генератора равной 20 Гц.
3)
Плавно увеличивая
напряжение на выходе генератора при помощи ручки «РЕГ. ВЫХОДА» и переключателя
«ОСЛАБЛЕНИЕ dB» по вольтметру ВЗ-38 установили такое напряжение на телефонах
U 1 (F), при котором участник измерения начинает слышать
тональный звук.
4)
Ручку
«РЕГ.ВЫХОДА» генератора Г3-118 повернуть влево до упора. Переключатель
«ОСЛАБЛЕНИЕ dB» установить в положение «60».
5)
Повторить
операции для других частот звукового диапазона.
Обработка результатов
измерений
1)
Определить уровень
порога слышимости Nа для каждой из частот звукового диапазона, по формуле
N(500) - звуковое давление (дБ), создаваемое телефоном на
частоте
500 Гц, определяемое по частотной характеристике звукового
давления; N(F) - то же для частоты F .
U(500)=0,179 В
N(500)=45 дБ
f, кГц
|
0,032
|
0,2
|
0,5
|
1
|
2
|
4
|
6
|
8
|
10
|
12
|
14
|
16
|
Na,дБ
|
94
|
96
|
93
|
101,4
|
92,83
|
93,44
|
95,94
|
100,94
|
100,98
|
101,94
|
104,94
|
105,94
|
102,94
|
Вывод: в
зависимости от характеристик слышимости человек может слышать от 20 Гц до
20кГц. Но в нашем эксперименте наш диапазон слышимости от 32Гц до 17 кГц. В зависимости
от частоты порог слышимости примерно одинаков.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1) Радиовещание и электроакустика/
Под ред. Гитлица – М.: Радио и связь, 1989.
2) Магнитная запись сигналов/ М.В.
Гитлиц – М.: радио и связь, 1990.
/