АЧХ слуха - как составляющая качества аудиотракта
|
Автор |
Сообщение |
Art1992
Старожил
![*](images/starwhf.gif) ![*](images/starwhf.gif) ![*](images/starwhf.gif) ![*](images/starwhf.gif)
Откуда: Львов
Сообщений: 585
Репутация: 152
|
|
|
|
Выразили согласие: | |
|
ПАН_П
Ветеран
![*](images/starwhf.gif) ![*](images/starwhf.gif) ![*](images/starwhf.gif) ![*](images/starwhf.gif) ![*](images/starwhf.gif)
Откуда: Полтава
Сообщений: 233
Репутация: 59
|
|
|
|
Выразили согласие: | |
|
DAZZER
Ветеран
![*](images/starwhf.gif) ![*](images/starwhf.gif) ![*](images/starwhf.gif) ![*](images/starwhf.gif) ![*](images/starwhf.gif)
Откуда: Оттуда
Сообщений: 1 254
Репутация: 162
|
|
|
|
Выразили согласие: | |
|
ПАН_П
Ветеран
![*](images/starwhf.gif) ![*](images/starwhf.gif) ![*](images/starwhf.gif) ![*](images/starwhf.gif) ![*](images/starwhf.gif)
Откуда: Полтава
Сообщений: 233
Репутация: 59
|
|
|
|
Выразили согласие: | |
|
ПАН_П
Ветеран
![*](images/starwhf.gif) ![*](images/starwhf.gif) ![*](images/starwhf.gif) ![*](images/starwhf.gif) ![*](images/starwhf.gif)
Откуда: Полтава
Сообщений: 233
Репутация: 59
|
RE: АЧХ слуха - как составляющая качества аудиотракта / 30-12-2013 23:01
Слух адаптируется к разной громкости не так, так считалось
...Но как именно, исследователи пока не знают. Удалось выяснить лишь то, что адаптация происходит без участия кальциевых каналов в клеточных рецепторах, хотя это идёт вразрез с общепринятыми взглядами...
Как получается, что мы слышим и падение капли воды из крана, и рёв двигателя мотоцикла, и при этом то и другое — с одинаковой остротой и без неприятных ощущений? Ведь если бы наши слуховые рецепторы были настроены только на тихие звуки, при громких мы испытывали бы дискомфорт. И наоборот, если бы наши уши были подогнаны под громкие звуки, мы не слышали бы тихие: нам просто не хватало бы чувствительности...
Нейробиологи объясняют это адаптивностью воспринимающих звуковые колебания волосковых клеток, которые располагаются в улитке внутреннего уха. Адаптивность означает, что чувствительность таких клеток меняется в зависимости от громкости звука. Долгое время считалось, что такая адаптивность подкреплена двумя разными клеточными механизмами на основе кальциевых ионных каналов в клеточной мембране, которые меняют свою проницаемость в зависимости от механического раздражения. (Напомним, что каналы слуховых рецепторов реагируют на движения волосков, которые, в свою очередь, чувствуют колебания жидкости, наполняющей улитковый орган и воспринимающей звуковые колебания извне.)
Однако эксперименты Энтони Риччи (Anthony Ricci) и его коллег из Стэнфордского университета (США) заставляют такую модель слуховой адаптации пересмотреть.
Исследователи экспериментировали с чувствительными клетками крыс, раздражая их сверхбыстрым механическим стимулом и наблюдая за клеточным ответом. К своему удивлению, заблокировав вышеупомянутые кальциевые каналы, они не заметили никаких изменений в адаптируемости клеток к разным стимулам. Способность клеток приспосабливаться к сигналам разной интенсивности вообще не зависела от того, как много кальция входит в клетку и сколько его в ней содержится.
По словам авторов, из их результатов следует, что по крайней мере один общепризнанный механизм адаптации уха у млекопитающих просто отсутствует (прежние данные были получены в экспериментах на лягушках и черепахах). Кто же мог подумать, что такое, казалось бы, базовое свойство, как адаптируемость слуховых рецепторов, будет различаться у разных классов позвоночных! Теперь, видимо, придётся с нуля объяснять, почему мы (а заодно и все млекопитающие) одинаково хорошо и безболезненно слышим и громкие, и тихие звуки.
Это, впрочем, не единственная особенность, отличающая одних позвоночных от других: известно, что птицы могут довольно быстро восстановить повреждённые волосковые клетки, а млекопитающие — нет.
|
|
|
|
DAZZER
Ветеран
![*](images/starwhf.gif) ![*](images/starwhf.gif) ![*](images/starwhf.gif) ![*](images/starwhf.gif) ![*](images/starwhf.gif)
Откуда: Оттуда
Сообщений: 1 254
Репутация: 162
|
|
|
|
Выразили согласие: | |
|
ПАН_П
Ветеран
![*](images/starwhf.gif) ![*](images/starwhf.gif) ![*](images/starwhf.gif) ![*](images/starwhf.gif) ![*](images/starwhf.gif)
Откуда: Полтава
Сообщений: 233
Репутация: 59
|
RE: АЧХ слуха - как составляющая качества аудиотракта / 03-02-2014 22:59
Подкину дровишек...
Немного анатомии (устройство уха - очень коротко)
Снаружи у каждого человека так называемое внешнее ухо ("лопухи" и их форма очень индивидуальны). Затем идет канал - примерно 0,5 см в диаметре и около 3 см в длину. Далее - барабанная перепонка, к которой присоединены косточки - среднее ухо. Эти косточки передают вибрацию барабанной перепонки далее - на другую перепонку, во внутреннее ухо - трубку с жидкостью, около 0,2 мм диаметром и 3-4 см длинной, закрученную в форме улитки. Смысл наличия среднего уха в том, что колебания воздуха слишком слабы, чтобы напрямую колебать жидкость, и среднее ухо вместе с барабанной перепонкой и перепонкой внутреннего уха составляют гидравлический усилитель - площадь барабанной перепонки во много раз больше перепонки внутреннего уха, поэтому давление (которое равно F/S) усиливается в десятки раз.
Во внутреннем ухе по всей его длине натянута некая штука, напоминающая струну - еще одна вытянутая мембрана, жесткая к началу уха и мягкая к концу. Определенные участки этой мембраны колеблются в своём диапазоне частот: низкие частоты - в мягком участке ближе к концу, самые высокие - в самом начале. Вдоль этой мембраны расположены нервы, которые воспринимают колебания и передают их в мозг, используя два принципа:
1. Ударный принцип. Поскольку нервы еще способны передавать колебания (бинарные импульсы) с частотой до 400-450 Гц, именно этот принцип непосредственно используется в области низкочастотного слуха. По другому было бы сложно, т.к.колебания мембраны слишком сильны и затрагивают очень много нервов. Ударный принцип немного расширяется до 4 кГц с помощью сложения: несколько (до десяти) нервов реагируют на удары (раздражения) в разных фазах, складывая свои отклики. Этот способ хорош тем, что мозг воспринимает информацию более полно - с одной стороны, имеется легкое частотное разделение, а с другой - анализируются сами колебания, их форма и особенности, а не просто частотный спектр. Этот принцип продлен на самую важную для нас часть - спектр человеческого голоса.
2. Местоположение возбуждаемого нерва (применяется для звуков частотой выше 4 кГц). Здесь воспринимается только факт наличия звука (ни фаза, ни скважность не анализируются, только спектр).
Таким образом, в области высоких частот мы имеем чисто спектральный слух не очень высокого разрешения, а для частот близких к человеческому голосу - более полный, основанный не только на разделении спектра, а еще и на дополнительном анализе информации самим мозгом, давая более полную стерео - картину (корректная передача этого частотного отрезка - первое условие естественности звучания).
О чувствительности (по мощности и частотной)
Кратко о децибелах - это аддитивная относительная логарифмическая мера громкости (мощности) звука, наиболее хорошо отражающая человеческое восприятие громкости, и в то же время достаточно просто вычисляемая. В акустике принято измерять громкость в дБ SPL (Sound Power Level). Ноль этой шкалы находится примерно на минимальном звуке, который слышит человек. Соответственно отсчет ведется в положительную сторону. Человек может осмысленно слышать звуки громкостью примерно до 120 дБ SPL. При 140 дБ ощущается сильная боль, при 150 дБ наступает повреждение органа слуха. Чувствительность уха к разным частотам очень сильно различается. Максимальна чувствительность в районе 1-4 кГц. Звук частотой 3 кГц - это и есть тот звук, который слышен при 0 дБ. Чувствительность сильно падает в обе стороны. Например, для звука в 100 Гц нам нужно уже целых 40 дБ (в 100 раз большая амплитуда колебаний), для 10 кГц - 20 дБ. Обычно мы можем сказать, что два звука отличаются по громкости, при разнице примерно в 1 дБ. Весь динамический диапазон - 120 дБ - воистину огромен, по амплитуде это миллионы раз!
Аналогична по свойствам и спектральная чувствительность. Мы можем сказать, что два звука (простых тона) отличаются по частоте, если разница между ними составляет около 0,3% в районе 3 кГц, а в районе 100 Гц требуется различие уже на 4%! В общем, в районе 1-4 кГц чувствительность уха по всем параметрам максимальна.
О фазовой чувствительности
Если говорить об органе слуха в целом - природа создала его максимально целесообразным. Фаза частот нам не важна, так как совершенно не несет полезной информации. Фазовое соотношение отдельных частот кардинально меняется от перемещений головы, окружающей обстановки, эха, резонансов и т.п. Эта информация никак не используется мозгом, и поэтому мы не восприимчивы к фазам частот. Надо, однако, отличать изменения фазы в малых пределах (до нескольких сот градусов) от серьезных фазовых искажений, которые могут изменить временнЫе параметры сигналов, когда речь уже идет не о изменениях фаз, а, скорее, о частотных задержках - когда фазы отдельных компонент настолько варьируются, что сигнал распадается во времени, изменяет свою длительность.
В общем, к незначительным вариациям фаз (до противофазы) наше ухо абсолютно не чувствительно. Но всё это касается лишь одинаковых фазовых изменений в обоих каналах! Несимметричные фазовые сдвиги очень важны, об этом - ниже.
Об объемном восприятии
Человек может воспринимать пространственное положение источника звука. Есть два принципа стереовосприятия, которые соответствуют двум принципам передачи звуковой информации из уха в мозг (об этом см. выше).
Первый принцип - для частот ниже 1 кГц, которых слабо волнуют препятствия в виде человеческой головы - они просто огибают её. Эти частоты воспринимаются ударным способом, передавая в мозг информацию об отдельных звуковых импульсах. ВременнОе разрешение передачи нервных импульсов позволяет использовать эту информацию для определения направления звука - если звук в одно ухо приходит раньше другого (разница порядка десятков микросекунд), мы можем засечь его расположение в пространстве - ведь запаздывание происходит из-за того, что звуку пришлось пройти еще дополнительно расстояние до второго уха, затратив на это какое-то время. Этот фазовый сдвиг звука одного уха относительно другого и воспринимается как информация, позиционирующая звуки.
И второй принцип - используется, в основном, для частот выше 2 кГц, которые отлично затеняются головой и ушной раковиной. В этом случае просто определяется разница по громкости между звуком в каждом ухе.
Еще один важный момент, который позволяет нам гораздо более точно определять местоположение звука - возможность повернуть голову и оценить изменение параметров звучания. Достаточно буквально нескольких градусов свободы, и мы можем определить положение источника звука почти точно. Принято считать, что направление с легкостью определяется с точностью до одного градуса.
Таким образом, для стереовосприятия на всех частотах важна громкость правого и левого канала, а в диапазоне до 1-2 кГц, дополнительно оцениваются и относительные фазовые сдвиги. Дополнительная информация - подсознательный поворот головы и мгновенная оценка результатов.
В дипазоне 1-4 кГц Фазовая информация имеет приоритет над разницей в громкости, хотя определенная разница уровней перекрывает фазовую разницу, и наоборот. Не совсем соответствующие или прямо противоречивые данные (например - правый канал громче левого, однако запаздывает) дополняет наше восприятие окружения - ведь эти несоответствия рождаются из окружающих нас отражающих/поглощающих поверхностей. Таким образом, в очень ограниченном объеме воспринимается характер помещения, в котором находится человек. Этому также помогают общие для обоих ушей фазовые вариации большого уровня - временнЫе задержки (эхо и реверберация).
|
|
|
|
Выразили согласие: | |
|
Выразили согласие: | |
|
Выразили согласие: | |
|
SHREK-2
Участник
![*](images/starwhf.gif) ![*](images/starwhf.gif)
Откуда: БЕРДСК
Сообщений: 6
Репутация: 5
|
RE: АЧХ слуха - как составляющая качества аудиотракта / 15-03-2014 16:09
Я имею медицинское образование и полностью согласен с предыдущими ораторами. ![Улыбка Улыбка](/images/Smileys/smiley.gif)
Но не следует забывать о том что есть АЧХ системы АС- КОМНАТА.
Просто следует это учитывать прежде чем менять сетевые провода на монокристаллические серебряные.
Возьмем простой пример: звук акустической гитары в комнате и на лестничной клетке... Гитара одна, ![Fool Fool](/images/Smileys/fool.gif) а звучание разное...
(Отредактировал 15-03-2014 в 16:29 SHREK-2.)
|
|
|
|
-ILYA
Постоялец
![*](images/starwhf.gif) ![*](images/starwhf.gif) ![*](images/starwhf.gif)
Откуда: Россия
Сообщений: 129
Репутация: 11
|
RE: АЧХ слуха - как составляющая качества аудиотракта / 25-03-2014 20:05
А вот кто нибудь может объяснить такое.
Как известно, верхняя слышимая частота немного снижается с возрастом, причем с 20000 герц она уходит весьма быстро (кстати обидно, совершенно неправильно сделано - как раз к среднему возрасту и начинаешь нормально понимать и воспринимать музыку, а слух самый лучший уже остается в прошлом ![Wink Wink](/images/Smileys/wink.gif) ). Короче я проверял одной програмкой "генератором" и 20000 я как бы не слышу, и 19000 вроде бы тоже, где то до 18000 есть ощущение явного наличия звука и может еще чуть дальше есть ощущение что "что-то, какая-то субстанция таки есть". Что вполне коррелируется с моим возрастом (41). Однако. Сейчас у меня на руках усилок Technics SU-A700MK3. По спецификациям в инструкции регуляторы тембров у него на полосах 50Hz для НЧ и 20000Hz (!) для ВЧ, отсюда следует что я вроде как не должен ощущать глубокой регулировки верхов. Как бы не так! Более того, ощущение что тембр исправно регулируется был и на записях где нету характерного звука тарелок (напр. проверял на диске Граппелли/Менухин, там вообще записи совсем не первой свежести), и там ощущение изменения верхов были именно на звуке скрипок хорошо заметны. Так как это понимать - что я таки слышу 20000Hz в общем спектре но не слышу их же чистыми с генератора? Разве так может быть?
|
|
|
|
Выразили согласие: | |
|
Выразили согласие: | |
|
VeschiiOleg
Ветеран
![*](images/starwhf.gif) ![*](images/starwhf.gif) ![*](images/starwhf.gif) ![*](images/starwhf.gif) ![*](images/starwhf.gif)
Откуда: Москва
Сообщений: 7 325
Репутация: 237
|
RE: АЧХ слуха - как составляющая качества аудиотракта / 26-03-2014 09:47
(25-03-2014 20:05)-ILYA писал(а): Короче я проверял одной програмкой "генератором" и 20000 я как бы не слышу, и 19000 вроде бы тоже, где то до 18000 есть ощущение явного наличия звука и может еще чуть дальше есть ощущение что "что-то, какая-то субстанция таки есть". Если уровень на всех частотах не был одинаков то Вы сняли КРГ своего слуха для данной громкости. Чтобы иметь ровную характеристику надо было откорректировать уровень согласно этой кривой, т.е поднять края эквалайзером или тембрами (создав тонкомпенсацию).
(25-03-2014 20:05)-ILYA писал(а): Как бы не так! Более того, ощущение что тембр исправно регулируется был и на записях где нету характерного звука тарелок (напр. проверял на диске Граппелли/Менухин, там вообще записи совсем не первой свежести), и там ощущение изменения верхов были именно на звуке скрипок хорошо заметны. Так как это понимать - что я таки слышу 20000Hz в общем спектре но не слышу их же чистыми с генератора? Разве так может быть? Есть такое понятие как интермодуляция - появление биений между частотами если их звучит несколько и они воздействуют на нелинейный тракт (усилитель, магнитофрн, проигрыватель). Биения имеют разностные и суммарные частоты. Суммарные уходят далеко в ультразвук и мы их не слышим, а вот разностные попадают в слышимую область. Например если в тракте есть два близких по частоте сигнала например 10кГц и 13кГц, то разностная частота 3кГц попадает в область максимальной чувствительности слуха и её очень хорошо слышно.
Ну и кроме того как правильно написали у регуляторов тембров хвосты доворьно широкие и регулировка начинается довольно рано.
В паспорте указаны именно центральные частоты. Т.е 50Гц и 20кГц это максимум подъема АЧХ.
|
|
|
|
Пользователи просматривают эту тему: 6 Гость(ей)
|
![Orion](/_partners/orion.png)
|