Частотная, динамическая и спектральная коррекция цифровых аудио сигналов и фонограмм. Вологдин Э.И. - 56 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

56
Изучен этот эффект явно недостаточно, но известно, что гармонические искажения
при тоне звука 1 кГц заметны уже при давлении 20 дБ SPL, что соответствует уровню
шепота. При этом обнаруживается до 5 гармоник, но величина их мала. Увеличение
интенсивности искажений с ростом звукового давления подчиняется логарифмическому
закону, и они начинают резко возрастать при звуковом давлении свыше 60 дБ SPL
(рис.3.4.). При давления до 100 дБ SPL (максимальный уровень громкости звучания
оркестра) вторая гармоника достигает 40%, а третья 10% . Это существенно больше
возможных искажений акустической системы и выходного лампового усилителя. По
логике, гармонические искажения электрического тракта должны маскироваться
субъективными гармониками. Тем не менее, этого не происходит, так как уверенно
замечаем их на слух. Возможно, это связано с разной зависимостью уровня гармоник от
уровня звукового давления. Еще одно важное обстоятельство - в диапазоне частот
16…100 Гц отдельные субъективные гармоники могут значительно превышать
интенсивность основного тона.
При высокой громкости звука субъективные гармоники 2, 3, 4 и 5 порядков не
искажают звук, они только меняют тембр звучания, и никогда нас не раздражают.
Благодаря им, звучание часто становится мягче, иногда ярче, но всегда приятнее. С
понижением звукового давления субъективные гармоники уменьшаются, музыка
становится тусклой, неинтересной так она и звучит, когда нет субъективных
искажений. Именно поэтому нормальные люди, особенно молодежь, предпочитают
громкую музыку. Старшему поколению восприятию тихой музыки помогает
музыкальная память.
Возможно, нелинейные искажения, присущие аналоговой технике, в какой то мере
гармонируют с субъективными искажениями и делают более естественным звучание на
более низких уровнях, когда субъективные гармоники затухают. В цифровом звуке
полностью отсутствуют все виды нелинейных искажений, и поэтому он на слух
воспринимается иначе, чем аналоговый. Он не хуже, просто не совсем естественен, так
как не соответствует природе слуха человека с принципиально присущей ей
нелинейностью, поэтому он не гармонирует с ней.
Из психоакустики известно, что обертона звуковых колебаний создают консонансное
звучание (приятное-музыкальное), когда они попадают в разные критические полосы
слуха. Если же они попадают в одну критическую полосу, то может возникнуть
диссонансное звучание, неприятное на слух, оно воспринимается как очень резкая
шероховатость звука или как биения. Такое происходит только с гармониками высокого
порядка, так как с повышением частоты ширина критических полос сильно возрастает
(табл.3.1), и тогда в одну критическую полосу могут попасть несколько гармоник.
Звучание особо неприятно,
Табл.3.1. Нижние границы критических полос и номера полос в барках
Барк
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
20
100
200
300
400
510
630
770
920
1080
1270
1480
1720
Барк
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
2000
2320
2700
3150
3700
4400
5300
6400
7700
9500
12000
15500
20000
когда интервал между гармониками меньше четверти ширины критической полосы. Так,
например, 19 и 20 гармоники звука с основной частотой 750 Гц, попадающие в
критическую полосу от 12 до 15,5 кГц (24 барк) шириной 3500 Гц создают резко
диссонансное звучание, так как частотный интервал между ними всего 750 Гц.
Природа человека об этих проблемах знала, поэтому порядок субъективных гармоник
не выше 9 даже при звуковом давлении до 140 дБ SPL. Примером наиболее яркого
диссонансного звучания гармоник является транзисторный звук. Он обусловлен тем, что
гармоники его сигнала, ниже уровня минус 60 дБ, затухают крайне медленно.