И электроакустики

часть информации поступает в правое полушарие головного мозга, 
отвечающее за эстетическое восприятие, а из правого уха – в левое 
полушарие головного мозга, отвечающее за смысловую обработку 
информации. 

---

6 
Общепризнанной электрической модели слуха пока нет. Обычно 
наружное ухо уподобляют антенне, среднее ухо – трансформатору то-
ка и напряжения, внутреннее ухо – многоканальному анализатору 
спектра. 
Сложная обработка сигналов в слуховом аппарате позволяет 
решать множество задач – распознавать фонемы, слоги, слова; опре-
делять направление на источник звука (биноуральная локализация, 
звуковая локализация), адаптироваться к шумам и тишине (автомати-
ческая регулировка чувствительности), опознавать (идентифициро-
вать) говорящего; выделять речь на фоне сильных шумов. 
В речи есть непрерывные отрезки речи (в среднем 0,3 с) и паузы 
(в среднем 0,06 – 0,11 с). В общей длительности слитной речи паузы 
занимают около 16 % времени, а при дуплексной связи каждый або-
нент еще половину времени молчит, слушая собеседника. 
Речь и музыка занимают лишь часть области слухового воспри-
ятия. Зоны области весьма индивидуальны и с возрастом уменьшают-
ся, так как чувствительность слуха падает (особенно на высоких час-
тотах). 
Наименьшее звуковое давление чистого тона, воспринимаемое 
ухом, называют порогом слышимости (
β
o
на рис. 2). Порог слышимо-
сти (
5
12
2
0
0
2 10 Па,
10
Вт/м
P
I
−
−
= ⋅
=
) таков, что значение звукового 
давления всего на порядок больше давления, соответствующего теп-
ловому движению молекул воздуха. При более чувствительном слухе 
человек слышал бы шум от движения молекул. Наибольшее звуковое 
давление до появления болевого ощущения называется болевым по-
рогом, или порогом осязания (кривая 
γ на рис. 2). Область между по-
рогом осязания и порогом слышимости (шепот, звук комара) называ-
ют областью слухового восприятия. Превышение болевого порога 
приводит к разрушению органа слуха, может вызвать шок и привести 
человека к смертельному исходу. 
Люди с острым слухом различают звуки до 10 октав по частоте 
(16 – 20000 Гц), отличающиеся по давлению в 10
6 – 
10
7
раз (120 – 
140 дБ). Октава – это частотный интервал с отношением частот, рав-
ным двум. Слуховой аппарат обладает также дифференциальной чув-
ствительностью – способностью различать изменения частоты 
ΔΩ и 
силы звука 
ΔI. 

---

7
Нижняя граница слышимых звуков около 16 Гц, а верхняя около 
20 кГц. Верхняя граница неустойчива и у многих людей старше 50 лет 
слуховое восприятие на частотах выше 12 кГц пропадает. Акустиче-
ские колебания с частотой менее 16 Гц ( инфразвуки) человек не вос-
принимает слухом, но они негативны для его организма, так как на 
низких частотах находятся собственные резонансы некоторых внут-
ренних органов (27 Гц – желудок, 17 и 23 Гц – сердце, 10 Гц – корпус 
человека и т.д.). 
 
Рис. 2. Область слухового восприятия человека 
Слуховой аппарат человека обладает и определенной памятью к 
звукам продолжительностью более 250 мкс, он превращает сплошной 
спектр звуковых частот в дискретный. 
На основании экспериментальных данных установлено, что ухо 
на частоте 1000 Гц может различать 370 градаций по уровню, а в диа-
пазоне частот от 31 до 1000 Гц 1400 градаций чистого тона. Общее 
число градаций различимых ухом тонов превышает 300000. Порог 
различения слуха по частоте составляет 4 %, что близко к дифферен-
циальному порогу различения яркости света (5 %). 
Воздействие на слух посторонних неинформационных звуков 
мешает звуковому восприятию. Это называют маскировкой звука, ко-

---

8 
торая эквивалентна изменению порога слышимости. Сигналы дли-
тельностью менее 250 мкс в слуховом аппарате человека обрабаты-
ваются плохо и становятся незаметными на слух. 
Субъективную меру частоты колебаний звука называют высо-
той звука. На частотах до 1000 Гц высота тона почти пропорциональ-
на его частоте, на высоких частотах эта зависимость близка к лога-
рифмической. Условились частоту тона с частотой 1000 Гц и с уров-
нем ощущения 40 дБ считать равной 1000 мел или 1 сону = 10 барк 
(1 барк = 100 мел). Связь между частотой и высотой тона показана на 
рис. 3. 
 
Рис. 3. Высота тона в зависимости от частоты 
Широко применяется музыкальная шкала высот тона. Октава 
(изменение частоты в два раза) делится на 12 полутонов. Каждый по-
лутон соответствует изменению частоты в 
12
2 1,06
=
раза. Полутона 
делятся на 100 частей, называемых центами. Октавы имеют названия 
от нижних частот: субконтроктава, контроктава, большая, малая, пер-
вая, вторая, третья, четвертая. 
Приближенно масштаб высоты тона полагают логарифмиче-
ским, и за единицу высоты тона принимают октаву и ее доли. Уро-
вень ощущения неточно характеризует субъективное ощущение. Вве-
дено понятие уровня громкости. Условились за уровень громкости 
принимать равногромкий со звуком чистый тон 1000 Гц. За единицу 

---

9
уровня громкости принят фон –уровень интенсивности звука на час-
тоте 1000 Гц 
L
= 10lgI + 120 [фон], для f = 1000 Гц. 
Для определения громкости звука берут сигнал частотой 1000 
Гц и увеличивают его до равной громкости с измеряемым звуком, и 
искомая громкость будет равна уровню эталонного тона. Уровень 
громкости хотя и характеризует восприятие звука по уровню, но мас-
штаб не соответствует субъективным ощущениям. 
Например, увеличение уровня громкости на 10 фон в диапазоне 
выше 40 фон соответствует субъективному ощущению увеличения 
громкости только вдвое. Фон как единица неудобен также тем, что 
нельзя простым сложением громкости разных звуков найти суммар-
ную громкость. Поэтому ввели сложную шкалу новых единиц – сон.
Уровень громкости в 40 фон назвали 1 сон. На рис. 4 приведен 
график пересчета уровня громкости в фонах в громкость в сонах. В 
табл. 1 приведены примеры уровней громкости звука. Так как шум – 
это нечистые тона, то измеряют шум не в фонах, а в децибелах по 
шкале А (шкала для уровней громкости 35 – 40 фон, где измерения и 
субъективные восприятия близки), то есть в единицах дБ/A – едини-
цах шкалы шумомеров. Шумы пересчитывают в октавные уровни, от-
несенные к средней частоте октавы, дБ/А. 
 
Рис. 4. График пересчета громкости звуков 

---

10
Таблица 1 
Шум 
дБ/А 
Реактивный самолет, находящийся рядом 120 
– 
150 
Болевой порог 120 
Сирена воздушной тревоги 110 
Громкая музыка 100 
Шум в метро 90 
Улица с транспортом 70 
– 
80 
Обычный разговор 60 
Тихая улица 40 
Больница 20 
Санитарные нормы 
Для сна 40 
Для лабораторий и конструкторских бюро 45 
Для производственных помещений (цехов) 85