Громкость и уровень громкости звука

Уровень интенсивности характеризует звук только с физической стороны.

Уровень ощущения представляет собой уровень интенсивности звука, находящийся над уровнем порога слышимости на той же частоте. Он учитывает зависимость порога слышимости от частоты тем самым, более точно характеризует субъективное восприятие звука на разных частотах, чем уровень интенсивности.

При уровнях гораздо выше уровня порога слышимости этот уровень все же неточно характеризует восприятие звука. Поэтому были введены понятия громкости и уровня громкости, с помощью которых можно получить более точнуюоценку субъективного восприятия звука

Бинауральным эффектом называют эффект двуухового слушания. По аналогии со зрительным ощущением для двух глаз его называют стерео акустическим эффектом. Бинауральный эффект заключается в том, что вследствие двуухового слушания человек может определить направление прихода звуковых волн с большой точностью; человек «ощущает» поперечные размеры источника звука, а также глубину его, т. е. создается акустическая перспектива.

Акустические сигналы.

Различают первичные и вторичные акустические сигналы. К первичным относятся: сигналы, создаваемые музыкальными инструментами, пением, речью; шумовые сигналы, создаваемые для сопровождения различных музыкальных и речевых художественных передач (шум поезда, треск кузнечика и т. п.).

При оценке трактов вещания и связи полагают, что каждый акустический сигнал почти всегда является случайным в вероятностном смысл, и несет в себе информацию, соответствующую его объему. Исключением из этого являются сигналы, подобные завыванию сирены, вою гудка и др. Хотя в музыкальных сигналах очень большие участки могут иметь периодический характер, в среднем для больших интервалов времени их также можно рассматривать как случайные. Поэтому акустические сигналы определяются распределениями по уровню, по частотному диапазону и во времени, а также средними значениями по интенсивности или уровню, динамическим диапазоном, частотным диапазоном и временем корреляции отдельных участков.

Ко вторичным акустическим сигналам относятся сигналы, воспроизводимые электроакустическими устройствами, т. е. первичные сигналы, прошедшие по элек­троакустическим трактам связи и вещания и соответственно видоизмененные по своим параметрам.

Разность между, квазимаксимальным и квазиминимальным уровнями называют Динамическим диапазоном

СРЕДНИЙ УРОВЕНЬ

Средний уровень интенсивности акустического сигнала можно определять или по слуховому ощущению (субъективное среднее), или как средний статистический по интенсивности для длительных интервалов времени (среднее длительное), или как средний, измеряемый прибором, имеющим небольшую постоянную времени (объективное среднее). Для вторичных сигналов достаточно определять только средний уровень по ощуще­нию, для первичных — необходимо знать все средние уровни, так как эти сигналы проходят к человеку через аппаратуру систем связи и вещания.

Частотный диапазон и спектры

Акустический сигнал от каждого из первичных источников звука, используемых в системах вещания и связи, как правило, имеет непрерывно изменяющиеся фор­му и состав спектра. Спектры могут быть высоко или низкочастотными, дискретными и сплошными. У каждого источника звука, даже того же самого типа (например, скрипка в оркестре), спектры имеют индивидуальные особенности, что придает звучанию характерную окраску. Эту окраску называют тембром.

Сплошные спектры характеризуются зависимостью спектральной плотности от частоты (эту зависимость называют энергетическим спектром). Спектральной плотностью называется интенсивность звука в полосе частот шириной, равной единице частоты.

ВРЕМЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АКУСТИЧЕСКОГО СИГНАЛА

К временным характеристикам сигнала относятся уровнеграмма и время корреляции. Уровнеграмма сигнала дает возможность определить резкие переходы интенсивности и, следовательно, с ее помощью можно предъявить требование к постоянным времени трактов передачи сигнала. Такие временные характеристики сигнала, как время корреляции, используют редко, хотя опыты показывают, что этот параметр играет значительную роль при определении качества звучания.

Потеря акустической перспективы. При передаче звукового сигнала по одноканальной системе получается ощущение слушания одним ухом, даже при наличии нескольких микрофонов в помещении, откуда ведется передача, и при разнесенных вторичных источниках звука. Источник звука для слуха будет всегда казаться находящимся в некотором среднем положении по отношению к фактическим вторичным источникам, поскольку временной сдвиг и разность уровней для обоих ушей слушателя не зависят от местонахождения пер­вичного источника звука. Этот дефект может быть до некоторой степени исправлен с помощью стереофонической системы передачи, основанной на многоканальной системе передачи сигнала (подробнее об этом см. в курсе «Радиовещание»).

Смещение уровней. Поскольку по тракту пе­редачи сигналов не передается информация об абсолютных уровнях звучания первичного сигнала, то слушатель (а при массовом слушании — оператор на приемном конце) по своему усмотрению устанавливает уровень вторичного сигнала. При этом не всегда можно восстановить нужный уровень первичного сигнала из-за недостаточной мощности аппаратуры на приемном кон­це, а также из-за условий слушания (например, в квар­тирах с плохой звукоизоляцией).

Смещение уровней приводит к изменению соотношения между громкостями низкочастотных и среднечас-тотных составляющих первичного и вторичного сигна­лов, так как смещение среднего уровня вторичного сиг­нала вверх по отношению к среднему уровню первично­го приводит к субъективному повышению громкости низкочастотных составляющих, смещение вниз — к их ослаблению.

Ограничение динамического диапазона. Поскольку днамический диапазон канала ограничен снизу шумами, а сверху — перегрузкой и нелинейностью отдельных звеньев канала передачи, то во избежание искажений его сжимают в начале тракта (во всяком случае до звена, в котором скорее всего может ограничиться или исказиться сигнал). Этот дефект может быть частично исправлен путем расширения динамического диапазона сигнала на конце тракта, что не всегда возможно, так как на приемном конце может быть неизвестно, насколько был сжат этот диапазон. Кроме того, попытка расширить диапазон (применением экспандеров) усложняет аппаратуру.

Ограничение частотного диапазона. Поскольку тракт передачи акустических сигналов не пропускает весь их частотный диапазон, говорят об ограничении частотного диапазона.

Помехи. При передаче на сигнал накладываются различного рода помехи, в том числе шумы электрического и акустического происхождения. Последние имеются как в месте нахождения первичного источника звука, так и в месте нахождения слушателя.

Искажения. По сути дела все перечисленные несоответствия первичного и вторичного сигналов являются искажениями в широком смысле этого понятия. Но обычно под этим термином понимают более узкий тип искажений. К ним относятся линейные, нелинейные, параметрические и переходные (временные) искажения.