Страница:Радиолюбитель 1930 г. №05.djvu/11

Материал из РадиоВики - энциклопедии радио и электроники
Перейти к: навигация, поиск
Выкупить рекламный блок
Эта страница не была вычитана


В связи со все увеличивающимися требованиями чистоты и отсутствия искажений в усилителях, громкоговорителях, микрофонах и др. электроакустических приборах вновь поднимается вопрос о том, какие самые низкие и самые высокие звуки улавливает человеческое ухо. В связи с разрешением этого вопроса решается, очевидно, и вопрос о том диапазоне частот, в пределах которого наши усилители и электроакустические приборы должны работать без искажений- По нашим старым представлениям человече ское ухо начинает чувствовать низкие звуки от 16 периодов и выше, при чем чувствительность уха к более высоким тонам значительно больше, чем к низким, например, звук в 2300 периодов ухо чувствует в миллион раз лучше, чем звук в 50 периодов.

Причиной такой нечувствительности к низким тонам является устройство того органа в системе нашего уха, который

вообще дает нам возможность различать высоту звука.

Этот орган, называемый улиткой, имеет внутри особую перегородку, называемую основной мембраной и состоящую из целого ряда волокон — как бы слабонатянутых струн, настроенных на разные тона и находящихся в соприкосновении с целым рядом нервных окончаний.

Звук определенной высоты, попадая в улитку внутреннего уха, вызывает вследствие ревонанса колебания в соответственно настроенных волокнах — струнах, которые, в свою очередь, раздражают определенные окончания нервов.

Но среди волокон основной мембраны уха нет таких, которые резонировали бы на звуки ниже 100 периодов.

На рис. 1 схематически изображен разрез основной мембраны с указаниями высоты тона, воспринимаемого различными ее волокнами.

Для об'яснения кажущейся слышимости звуков ниже 100 периодов было придумано много теорий, которые в настоящее время взяты под сомнение.

Звуки разной высоты воспринимаются ухом не с одинаковой чувствительностью, >(наче говоря, одинаковые по силе, по равной высоты звуки производят различные впечатления на наше ухо.

На рис. 2 дана кривая чувствительности уха при разных высотах тона. Такого рода кривые были получены порознь различными учеиыми и наблюдателями, и в районе между точками А и Б кривые

почти всех наблюдателей (Флетчера, Це- геля, Кранца и Свана) сходятся весьма близко. Вызывают сомнения лишь участки до точки Л и за точкой Б, особенно до точки А, то-есть для звуков самых низких, ниже 100 периодов (эти участки па рис. 2 нанесены пунктиром).

По характеру кривой рис. 2 можно во всяком случае заключить, что чем ниже звук, тем труднее он воспринимается решим ухом, тем больше звуковой энергии надо затратить, чтобы получить впечатление звука большой силы.

Эти обстоятельства и заставляют подозрительно относиться к возможности прослушивания весьма низких тонов, приблизительно начиная с 50—60 периодов.

Но мы все же, как будто, слышим весьма низкие басовые ноты; чем об'ясняется этот факт? Оказывается, что мы слышим только такие низкие звуки, которые не являются идеально-математически чистыми, простыми тонами, а кроме основного тона состоят из целого ряда обертонов с более или менее значительной амплитудой.

Форма кривой такого звука, следовательно, не является математически точной синусоидой, а лишь более или менее близко подходит к синусоидальной кривой.

А в этом случае, как известно из теории, можно всегда такую не точно синусоидальную, но периодическую кривую заменить рядом чистых синусоид, но с более высокими частотами.

Наше ухо, будучи гораздо чувствительнее к высоким звукам, воспринимает с достаточной силой эти более или менее высокие обертоны и, так сказать, мысленно, суб'ективно дополняет их впечатлением низкого, басового звука.

Справедливость этого положения доказывается опытами, производившимися в Америке, в лаборатории „Вестерн-Электрик К°“, где помощью особых фильтров отсеивали из состава основного топа человеческого голоса нижние составляющие его звуки, при чем никакого изменения тембра не обнаруживалось.

Таким образом, практически, повиди- мому, нет особой надобности в нашей аппаратуре заботиться о передаче звуков ниже 50—60 периодов. Красота и естественность тембра при этом совершенно не страдают.

Другое дело—высшие обертоны звука. Уничтожая в человеческой речи помощью особых фильтров высокие обертоны, начиная с 1000 периодов и выше, мы, как показали американские опыты, — сильно, до неузнаваемости искажаем тембровую окраску, и в конце-концов такое исключение высоких обертонов может повлечь за собой даже полную потерю разборчивости речи.

Но и в области высших частот также существует предел, дальше которого нет надобпости сохранять эти высшие обертоны.

Начиная с 6000 периодов (приблизительно точка Б па кривой рис. 2) нише ухо воспринимает звуки все слабее и

слабее и, наконец, около 10.000 периодов это восприятие для большинства суб‘ек- тов становится весьма слабым. Разные люди, в разном возрасте, с раэноразвитым ухом воспринимают звуки от 6 до 15.000 периодов. В среднем можно считать, что за 10.000 периодов мы уже почти ничего не слышим !.

Поэтому верхним пределом звуковых частот для нашей аппаратуры вполне возможно считать 10.000. По постановлению Международной комиссии, занимавшейся, между прочим, вопросами неискаженного воспроизведения звука, приняты следующие нормы диапазона неискаженных частот:

1) Для вполне совершенной, идеальной чистоты передачи тембра — от 50 до 10;00* > периодов.

2) Для художественного воспроизведения — от 100 до 6.000 периодов.

3) Для коммерческой (и среднелюбительской) передачи от 200 до 3.000 периодов.

Американская телефонная сеть, по сообщению „The Bell System Technical Jour- nal“# январь 1930 г., при междугородной телефонии передает частоты только до 2.500 периодов. При радиотрансляциях по телефонным проводам повышенные требования к художественности передачи привели к необходимости передавать частоты от 100 до 5.000.

1 Некоторые животные, например, собаки, слышат далеко за верхним пределом человеческого слуха, чем пользуются, например, для подачи сигналов в полицейском службе^собак.

РАДИОЛЮБИТЕЛЬ М 5

169