विभिन्न आवृत्तियों और आयामों की ध्वनि तरंगों की धारणा। मानव कान कितने डेसिबल को समझ सकता है

साइकोएकॉस्टिक्स - भौतिकी और मनोविज्ञान के बीच की सीमा पर विज्ञान का एक क्षेत्र, किसी व्यक्ति की श्रवण संवेदना पर डेटा का अध्ययन करता है जब एक शारीरिक उत्तेजना - ध्वनि - कान पर कार्य करती है। श्रवण उत्तेजनाओं के लिए मानव प्रतिक्रियाओं पर बड़ी मात्रा में डेटा जमा किया गया है। इस डेटा के बिना, ऑडियो फ्रीक्वेंसी सिग्नलिंग सिस्टम के संचालन की सही समझ हासिल करना मुश्किल है। ध्वनि की मानवीय धारणा की सबसे महत्वपूर्ण विशेषताओं पर विचार करें।
एक व्यक्ति 20-20,000 हर्ट्ज की आवृत्ति पर होने वाले ध्वनि दबाव में परिवर्तन महसूस करता है। 40 हर्ट्ज से नीचे की ध्वनि संगीत में अपेक्षाकृत दुर्लभ है और बोली जाने वाली भाषा में मौजूद नहीं है। बहुत उच्च आवृत्तियों पर, संगीत की धारणा गायब हो जाती है और एक निश्चित अनिश्चित ध्वनि संवेदना उत्पन्न होती है, जो श्रोता की व्यक्तित्व, उसकी उम्र पर निर्भर करती है। उम्र के साथ, मनुष्यों में सुनने की संवेदनशीलता कम हो जाती है, खासकर ध्वनि रेंज की ऊपरी आवृत्तियों में।
लेकिन इस आधार पर यह निष्कर्ष निकालना गलत होगा कि ध्वनि प्रजनन संस्थापन द्वारा व्यापक आवृत्ति बैंड का संचरण वृद्ध लोगों के लिए महत्वहीन है। प्रयोगों से पता चला है कि लोग, यहां तक ​​​​कि मुश्किल से 12 किलोहर्ट्ज़ से ऊपर के संकेतों को भी देखते हैं, संगीत के प्रसारण में उच्च आवृत्तियों की कमी को बहुत आसानी से पहचान लेते हैं।

श्रवण संवेदनाओं की आवृत्ति विशेषताएं

20-20000 हर्ट्ज की सीमा में किसी व्यक्ति द्वारा श्रव्य ध्वनियों का क्षेत्र थ्रेसहोल्ड द्वारा तीव्रता में सीमित है: नीचे से - श्रव्यता और ऊपर से - दर्द संवेदनाएं।
सुनवाई की दहलीज का अनुमान न्यूनतम दबाव से, अधिक सटीक रूप से, सीमा के सापेक्ष दबाव में न्यूनतम वृद्धि से लगाया जाता है; यह 1000-5000 हर्ट्ज की आवृत्तियों के प्रति संवेदनशील है - यहां सुनवाई की दहलीज सबसे कम है (ध्वनि दबाव लगभग 2 है -10 पा)। कम और उच्च ध्वनि आवृत्तियों की दिशा में, सुनने की संवेदनशीलता तेजी से गिरती है।
दर्द दहलीज ध्वनि ऊर्जा की धारणा की ऊपरी सीमा निर्धारित करती है और लगभग 10 डब्ल्यू / एम या 130 डीबी (1000 हर्ट्ज की आवृत्ति के साथ एक संदर्भ संकेत के लिए) की ध्वनि तीव्रता से मेल खाती है।
ध्वनि दबाव में वृद्धि के साथ, ध्वनि की तीव्रता भी बढ़ जाती है, और कूद में श्रवण संवेदना बढ़ जाती है, जिसे तीव्रता भेदभाव दहलीज कहा जाता है। मध्यम आवृत्तियों पर इन छलांगों की संख्या लगभग 250 है, निम्न और उच्च आवृत्तियों पर यह घट जाती है और औसतन, आवृत्ति सीमा से अधिक लगभग 150 होती है।

चूंकि तीव्रता भिन्नता की सीमा 130 डीबी है, इसलिए आयाम सीमा पर औसतन संवेदनाओं की प्राथमिक छलांग 0.8 डीबी है, जो ध्वनि की तीव्रता में 1.2 गुना परिवर्तन से मेल खाती है। सुनवाई के निम्न स्तर पर, ये छलांग 2-3 डीबी तक पहुंच जाती है, उच्च स्तर पर वे 0.5 डीबी (1.1 गुना) तक घट जाती हैं। प्रवर्धक पथ की शक्ति में 1.44 गुना से कम की वृद्धि व्यावहारिक रूप से मानव कान द्वारा तय नहीं की जाती है। लाउडस्पीकर द्वारा विकसित कम ध्वनि दबाव के साथ, आउटपुट चरण की शक्ति में दो गुना वृद्धि भी एक ठोस परिणाम नहीं दे सकती है।

ध्वनि की व्यक्तिपरक विशेषताएं

ध्वनि संचरण की गुणवत्ता का मूल्यांकन श्रवण धारणा के आधार पर किया जाता है। इसलिए, ध्वनि संचरण पथ या उसके व्यक्तिगत लिंक के लिए तकनीकी आवश्यकताओं को सही ढंग से निर्धारित करना संभव है, केवल उन पैटर्नों का अध्ययन करके जो ध्वनि की विषयगत रूप से कथित सनसनी को जोड़ते हैं और ध्वनि की उद्देश्य विशेषताओं पिच, जोर और समय हैं।
पिच की अवधारणा का तात्पर्य आवृत्ति रेंज में ध्वनि की धारणा के व्यक्तिपरक मूल्यांकन से है। ध्वनि आमतौर पर आवृत्ति द्वारा नहीं, बल्कि पिच द्वारा विशेषता होती है।
स्वर एक निश्चित ऊंचाई का संकेत है, जिसमें एक असतत स्पेक्ट्रम (संगीत की आवाज़, भाषण के स्वर) होते हैं। एक संकेत जिसमें एक व्यापक निरंतर स्पेक्ट्रम होता है, जिसमें सभी आवृत्ति घटकों की औसत शक्ति समान होती है, सफेद शोर कहलाता है।

ध्वनि कंपन की आवृत्ति में 20 से 20,000 हर्ट्ज की क्रमिक वृद्धि को निम्नतम (बास) से उच्चतम तक स्वर में क्रमिक परिवर्तन के रूप में माना जाता है।
सटीकता की डिग्री जिसके साथ एक व्यक्ति कान से पिच का निर्धारण करता है, उसके कान के तेज, संगीत और प्रशिक्षण पर निर्भर करता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि पिच कुछ हद तक ध्वनि की तीव्रता पर निर्भर करता है (उच्च स्तर पर, अधिक तीव्रता की ध्वनियां कमजोर लोगों की तुलना में कम लगती हैं..
मानव कान दो स्वरों को भेद करने में अच्छा है जो पिच के करीब हैं। उदाहरण के लिए, लगभग 2000 हर्ट्ज की आवृत्ति रेंज में, एक व्यक्ति दो टन के बीच अंतर कर सकता है जो आवृत्ति में एक दूसरे से 3-6 हर्ट्ज तक भिन्न होते हैं।
आवृत्ति के संदर्भ में ध्वनि धारणा का व्यक्तिपरक पैमाना लॉगरिदमिक कानून के करीब है। इसलिए, दोलन आवृत्ति (प्रारंभिक आवृत्ति की परवाह किए बिना) के दोहरीकरण को हमेशा पिच में समान परिवर्तन के रूप में माना जाता है। 2 बार के आवृत्ति परिवर्तन के अनुरूप पिच अंतराल को सप्तक कहा जाता है। एक व्यक्ति द्वारा अनुभव की जाने वाली आवृत्ति रेंज 20-20,000 हर्ट्ज है, इसमें लगभग दस सप्तक शामिल हैं।
एक सप्तक एक काफी बड़ा पिच परिवर्तन अंतराल है; एक व्यक्ति बहुत छोटे अंतराल को अलग करता है। तो, कान द्वारा माने जाने वाले दस सप्तक में, पिच के एक हजार से अधिक ग्रेडेशन को अलग किया जा सकता है। संगीत सेमिटोन नामक छोटे अंतराल का उपयोग करता है, जो लगभग 1.054 बार आवृत्ति परिवर्तन के अनुरूप होता है।
एक सप्तक को आधा सप्तक और एक तिहाई सप्तक में बांटा गया है। बाद के लिए, आवृत्तियों की निम्नलिखित श्रेणी को मानकीकृत किया गया है: 1; 1.25; 1.6; 2; 2.5; 3; 3.15; चार; 5; 6.3:8; 10, जो एक तिहाई सप्तक की सीमाएँ हैं। यदि इन आवृत्तियों को आवृत्ति अक्ष के साथ समान दूरी पर रखा जाता है, तो एक लघुगणकीय पैमाना प्राप्त होगा। इसके आधार पर, ध्वनि संचरण उपकरणों की सभी आवृत्ति विशेषताओं को एक लघुगणकीय पैमाने पर बनाया गया है।
संचरण जोर न केवल ध्वनि की तीव्रता पर निर्भर करता है, बल्कि वर्णक्रमीय संरचना, धारणा की स्थिति और जोखिम की अवधि पर भी निर्भर करता है। तो, मध्यम और निम्न आवृत्ति के दो ध्वनि स्वर, समान तीव्रता (या समान ध्वनि दबाव) वाले, एक व्यक्ति द्वारा समान रूप से जोर से नहीं माना जाता है। इसलिए, पृष्ठभूमि में जोर के स्तर की अवधारणा को एक ही जोर की आवाज़ को दर्शाने के लिए पेश किया गया था। 1000 हर्ट्ज की आवृत्ति के साथ शुद्ध स्वर की समान मात्रा के डेसिबल में ध्वनि दबाव का स्तर फोन में ध्वनि मात्रा स्तर के रूप में लिया जाता है, अर्थात 1000 हर्ट्ज की आवृत्ति के लिए, फोन और डेसिबल में वॉल्यूम स्तर समान होते हैं। अन्य आवृत्तियों पर, समान ध्वनि दबाव के लिए, ध्वनियाँ अधिक तेज़ या शांत दिखाई दे सकती हैं।
संगीत कार्यों को रिकॉर्ड करने और संपादित करने में ध्वनि इंजीनियरों के अनुभव से पता चलता है कि काम के दौरान होने वाली ध्वनि दोषों का बेहतर पता लगाने के लिए, नियंत्रण सुनने के दौरान वॉल्यूम स्तर को उच्च रखा जाना चाहिए, लगभग हॉल में वॉल्यूम स्तर के अनुरूप।
तीव्र ध्वनि के लंबे समय तक संपर्क के साथ, सुनने की संवेदनशीलता धीरे-धीरे कम हो जाती है, और जितना अधिक होता है, ध्वनि की मात्रा उतनी ही अधिक होती है। संवेदनशीलता में पता लगाने योग्य कमी अधिभार के लिए सुनवाई प्रतिक्रिया से संबंधित है, अर्थात। अपने प्राकृतिक अनुकूलन के साथ, सुनने में विराम के बाद, श्रवण संवेदनशीलता बहाल हो जाती है। इसमें यह जोड़ा जाना चाहिए कि उच्च-स्तरीय संकेतों को समझने पर श्रवण यंत्र, अपने स्वयं के, तथाकथित व्यक्तिपरक, विकृतियों का परिचय देता है (जो सुनने की गैर-रैखिकता को इंगित करता है)। इस प्रकार, 100 डीबी के सिग्नल स्तर पर, पहला और दूसरा व्यक्तिपरक हार्मोनिक्स 85 और 70 डीबी के स्तर तक पहुंच जाता है।
एक महत्वपूर्ण मात्रा स्तर और इसके जोखिम की अवधि श्रवण अंग में अपरिवर्तनीय घटना का कारण बनती है। यह ध्यान दिया जाता है कि हाल के वर्षों में, युवा लोगों में सुनने की दहलीज में तेजी से वृद्धि हुई है। इसका कारण उच्च ध्वनि स्तरों की विशेषता वाले पॉप संगीत का जुनून था।
वॉल्यूम स्तर को इलेक्ट्रो-ध्वनिक उपकरण - एक ध्वनि स्तर मीटर का उपयोग करके मापा जाता है। मापी गई ध्वनि को पहले माइक्रोफ़ोन द्वारा विद्युत कंपन में परिवर्तित किया जाता है। एक विशेष वोल्टेज एम्पलीफायर द्वारा प्रवर्धन के बाद, इन दोलनों को डेसिबल में समायोजित एक पॉइंटर डिवाइस से मापा जाता है। यह सुनिश्चित करने के लिए कि डिवाइस की रीडिंग जोर की व्यक्तिपरक धारणा के यथासंभव निकटता से मेल खाती है, डिवाइस विशेष फिल्टर से लैस है जो श्रवण संवेदनशीलता की विशेषता के अनुसार विभिन्न आवृत्तियों की ध्वनि की धारणा के प्रति अपनी संवेदनशीलता को बदलते हैं।
ध्वनि की एक महत्वपूर्ण विशेषता समय है। इसे भेद करने के लिए सुनने की क्षमता आपको विभिन्न प्रकार के रंगों के साथ संकेतों को समझने की अनुमति देती है। प्रत्येक वाद्ययंत्र और आवाज की आवाज, उनके विशिष्ट रंगों के कारण, बहुरंगी और अच्छी तरह से पहचानने योग्य हो जाती है।
टिम्ब्रे, कथित ध्वनि की जटिलता का एक व्यक्तिपरक प्रतिबिंब होने के नाते, एक मात्रात्मक मूल्यांकन नहीं है और एक गुणात्मक क्रम (सुंदर, नरम, रसदार, आदि) की शर्तों की विशेषता है। जब एक विद्युत-ध्वनिक पथ के माध्यम से एक संकेत प्रेषित होता है, तो परिणामी विकृतियां मुख्य रूप से पुनरुत्पादित ध्वनि के समय को प्रभावित करती हैं। संगीत ध्वनियों के समय के सही संचरण के लिए शर्त सिग्नल स्पेक्ट्रम का अबाधित संचरण है। सिग्नल स्पेक्ट्रम एक जटिल ध्वनि के साइनसोइडल घटकों का एक सेट है।
तथाकथित शुद्ध स्वर में सबसे सरल स्पेक्ट्रम होता है, इसमें केवल एक आवृत्ति होती है। एक संगीत वाद्ययंत्र की आवाज अधिक दिलचस्प हो जाती है: इसके स्पेक्ट्रम में मौलिक आवृत्ति और कई "अशुद्धता" आवृत्तियों होते हैं, जिन्हें ओवरटोन (उच्च स्वर) कहा जाता है। ओवरटोन मौलिक आवृत्ति के गुणक होते हैं और आमतौर पर आयाम में छोटे होते हैं।
ध्वनि का समय स्वरों पर तीव्रता के वितरण पर निर्भर करता है। विभिन्न संगीत वाद्ययंत्रों की आवाज़ समय में भिन्न होती है।
अधिक जटिल संगीत ध्वनियों के संयोजन का स्पेक्ट्रम है, जिसे कॉर्ड कहा जाता है। ऐसे स्पेक्ट्रम में, संबंधित ओवरटोन के साथ-साथ कई मौलिक आवृत्तियां होती हैं।
टाइमब्रे में अंतर मुख्य रूप से सिग्नल के निम्न-मध्य आवृत्ति घटकों द्वारा साझा किया जाता है, इसलिए, फ़्रीक्वेंसी रेंज के निचले हिस्से में पड़े संकेतों के साथ बड़ी संख्या में टिम्बर्स जुड़े होते हैं। इसके ऊपरी भाग से संबंधित संकेत, जैसे-जैसे वे बढ़ते हैं, अपने समय के रंग को अधिक से अधिक खो देते हैं, जो श्रव्य आवृत्तियों की सीमा से परे उनके हार्मोनिक घटकों के क्रमिक प्रस्थान के कारण होता है। इसे इस तथ्य से समझाया जा सकता है कि 20 या अधिक हार्मोनिक्स कम ध्वनियों के समय के निर्माण में सक्रिय रूप से शामिल होते हैं, मध्यम 8 - 10, उच्च 2 - 3, क्योंकि बाकी या तो कमजोर होते हैं या इस क्षेत्र से बाहर हो जाते हैं श्रव्य आवृत्तियों। इसलिए, उच्च ध्वनियाँ, एक नियम के रूप में, समय में खराब हैं।
संगीत ध्वनियों के स्रोतों सहित लगभग सभी प्राकृतिक ध्वनि स्रोतों की मात्रा के स्तर पर समय की एक विशिष्ट निर्भरता होती है। श्रवण भी इस निर्भरता के अनुकूल है - ध्वनि के रंग से स्रोत की तीव्रता का निर्धारण करना उसके लिए स्वाभाविक है। तेज आवाज आमतौर पर अधिक कठोर होती है।

संगीत ध्वनि स्रोत

ध्वनि के प्राथमिक स्रोतों की विशेषता वाले कई कारकों का इलेक्ट्रोकॉस्टिक सिस्टम की ध्वनि गुणवत्ता पर बहुत प्रभाव पड़ता है।
संगीत स्रोतों के ध्वनिक पैरामीटर कलाकारों (ऑर्केस्ट्रा, कलाकारों की टुकड़ी, समूह, एकल कलाकार और संगीत के प्रकार: सिम्फोनिक, लोक, पॉप, आदि) की संरचना पर निर्भर करते हैं।

प्रत्येक संगीत वाद्ययंत्र पर ध्वनि की उत्पत्ति और गठन की अपनी विशिष्टताएँ होती हैं जो किसी विशेष संगीत वाद्ययंत्र में ध्वनि निर्माण की ध्वनिक विशेषताओं से जुड़ी होती हैं।
संगीतमय ध्वनि का एक महत्वपूर्ण तत्व आक्रमण है। यह एक विशिष्ट क्षणिक प्रक्रिया है जिसके दौरान स्थिर ध्वनि विशेषताओं को स्थापित किया जाता है: जोर, समय, पिच। कोई भी संगीत ध्वनि तीन चरणों से गुजरती है - शुरुआत, मध्य और अंत, और प्रारंभिक और अंतिम दोनों चरणों की एक निश्चित अवधि होती है। प्रारंभिक चरण को हमला कहा जाता है। यह अलग तरह से रहता है: प्लक्ड, पर्क्यूशन और कुछ पवन उपकरणों के लिए 0-20 ms, बेससून के लिए 20-60 ms। एक हमला केवल ध्वनि की मात्रा में शून्य से कुछ स्थिर मूल्य में वृद्धि नहीं है, यह पिच और समय में समान परिवर्तन के साथ हो सकता है। इसके अलावा, वाद्ययंत्र के हमले की विशेषताएं अलग-अलग वादन शैलियों के साथ इसकी सीमा के विभिन्न हिस्सों में समान नहीं हैं: हमले के संभावित अभिव्यंजक तरीकों की समृद्धि के मामले में वायलिन सबसे सही साधन है।
किसी भी संगीत वाद्ययंत्र की विशेषताओं में से एक ध्वनि की आवृत्ति रेंज है। मौलिक आवृत्तियों के अलावा, प्रत्येक उपकरण को अतिरिक्त उच्च-गुणवत्ता वाले घटकों की विशेषता होती है - ओवरटोन (या, जैसा कि इलेक्ट्रोकॉस्टिक्स, उच्च हार्मोनिक्स में प्रथागत है), जो इसके विशिष्ट समय को निर्धारित करते हैं।
यह ज्ञात है कि स्रोत द्वारा उत्सर्जित ध्वनि आवृत्तियों के पूरे स्पेक्ट्रम में ध्वनि ऊर्जा असमान रूप से वितरित की जाती है।
अधिकांश उपकरणों को मौलिक आवृत्तियों के प्रवर्धन के साथ-साथ कुछ (एक या अधिक) अपेक्षाकृत संकीर्ण आवृत्ति बैंड (फॉर्मेंट) में अलग-अलग ओवरटोन की विशेषता होती है, जो प्रत्येक उपकरण के लिए अलग होते हैं। फ़ॉर्मेंट क्षेत्र की गुंजयमान आवृत्तियाँ (हर्ट्ज में) हैं: तुरही के लिए 100-200, हॉर्न 200-400, ट्रॉम्बोन 300-900, तुरही 800-1750, सैक्सोफोन 350-900, ओबो 800-1500, बेसून 300-900, शहनाई 250-600।
संगीत वाद्ययंत्रों की एक अन्य विशेषता संपत्ति उनकी ध्वनि की ताकत है, जो उनके ध्वनि शरीर या वायु स्तंभ के बड़े या छोटे आयाम (अवधि) से निर्धारित होती है (एक बड़ा आयाम एक मजबूत ध्वनि से मेल खाता है और इसके विपरीत)। शिखर ध्वनिक शक्तियों का मान (वाट में) है: बड़े ऑर्केस्ट्रा के लिए 70, बास ड्रम 25, टिमपनी 20, स्नेयर ड्रम 12, ट्रंबोन 6, पियानो 0.4, तुरही और सैक्सोफोन 0.3, तुरही 0.2, डबल बास 0. (6, पिकोलो) 0.08, शहनाई, सींग और त्रिभुज 0.05।
"पियानिसिमो" करते समय ध्वनि शक्ति के लिए "फोर्टिसिमो" का प्रदर्शन करते समय उपकरण से निकाली गई ध्वनि शक्ति के अनुपात को आमतौर पर संगीत वाद्ययंत्रों की ध्वनि की गतिशील सीमा कहा जाता है।
एक संगीत ध्वनि स्रोत की गतिशील रेंज प्रदर्शन करने वाले समूह के प्रकार और प्रदर्शन की प्रकृति पर निर्भर करती है।
व्यक्तिगत ध्वनि स्रोतों की गतिशील सीमा पर विचार करें। व्यक्तिगत संगीत वाद्ययंत्रों और पहनावा (विभिन्न रचनाओं के ऑर्केस्ट्रा और गायन) की गतिशील रेंज के तहत, साथ ही आवाज, हम किसी दिए गए स्रोत द्वारा बनाए गए अधिकतम ध्वनि दबाव के अनुपात को न्यूनतम, डेसिबल में व्यक्त करते हैं।
व्यवहार में, ध्वनि स्रोत की गतिशील सीमा का निर्धारण करते समय, कोई आमतौर पर केवल ध्वनि दबाव स्तरों के साथ काम करता है, उनके संबंधित अंतर की गणना या माप करता है। उदाहरण के लिए, यदि किसी ऑर्केस्ट्रा का अधिकतम ध्वनि स्तर 90 है और न्यूनतम 50 डीबी है, तो गतिशील रेंज को 90 - 50 = = 40 डीबी कहा जाता है। इस मामले में, शून्य ध्वनिक स्तर के सापेक्ष 90 और 50 डीबी ध्वनि दबाव स्तर हैं।
किसी दिए गए ध्वनि स्रोत के लिए गतिशील रेंज स्थिर नहीं है। यह प्रदर्शन किए गए कार्य की प्रकृति और उस कमरे की ध्वनिक स्थितियों पर निर्भर करता है जिसमें प्रदर्शन होता है। Reverb डायनेमिक रेंज का विस्तार करता है, जो आमतौर पर बड़ी मात्रा और न्यूनतम ध्वनि अवशोषण वाले कमरों में अपने अधिकतम मूल्य तक पहुँच जाता है। लगभग सभी उपकरणों और मानव आवाजों में एक गतिशील रेंज होती है जो ध्वनि रजिस्टरों में असमान होती है। उदाहरण के लिए, गायक के "फोर्ट" पर सबसे कम ध्वनि का वॉल्यूम स्तर "पियानो" पर उच्चतम ध्वनि के स्तर के बराबर है।

एक संगीत कार्यक्रम की गतिशील रेंज उसी तरह व्यक्त की जाती है जैसे व्यक्तिगत ध्वनि स्रोतों के लिए, लेकिन अधिकतम ध्वनि दबाव एक गतिशील ff (फोर्टिसिमो) शेड के साथ और न्यूनतम पीपी (पियानिसिमो) के साथ नोट किया जाता है।

नोट्स एफएफएफ (फोर्ट, फोर्टिसिमो) में इंगित उच्चतम मात्रा, लगभग 110 डीबी के ध्वनिक ध्वनि दबाव स्तर से मेल खाती है, और सबसे कम मात्रा, नोट्स पीआरआर (पियानो-पियानिसिमो) में इंगित की जाती है, लगभग 40 डीबी।
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि संगीत में प्रदर्शन के गतिशील रंग सापेक्ष हैं और संबंधित ध्वनि दबाव स्तरों के साथ उनका संबंध कुछ हद तक सशर्त है। किसी विशेष संगीत कार्यक्रम की गतिशील सीमा रचना की प्रकृति पर निर्भर करती है। इस प्रकार, हेडन, मोजार्ट, विवाल्डी द्वारा शास्त्रीय कार्यों की गतिशील रेंज शायद ही कभी 30-35 डीबी से अधिक हो। विविध संगीत की गतिशील रेंज आमतौर पर 40 डीबी से अधिक नहीं होती है, जबकि नृत्य और जैज़ - केवल लगभग 20 डीबी। रूसी लोक वाद्ययंत्र ऑर्केस्ट्रा के अधिकांश कार्यों में एक छोटी गतिशील सीमा (25-30 डीबी) भी होती है। यह ब्रास बैंड के लिए भी सच है। हालांकि, एक कमरे में पीतल के बैंड का अधिकतम ध्वनि स्तर काफी उच्च स्तर (110 डीबी तक) तक पहुंच सकता है।

मास्किंग प्रभाव

जोर का व्यक्तिपरक मूल्यांकन उन स्थितियों पर निर्भर करता है जिनमें श्रोता द्वारा ध्वनि को माना जाता है। वास्तविक परिस्थितियों में, ध्वनिक संकेत पूर्ण मौन में मौजूद नहीं होता है। उसी समय, बाहरी शोर सुनवाई को प्रभावित करता है, जिससे ध्वनि को समझना मुश्किल हो जाता है, मुख्य सिग्नल को एक निश्चित सीमा तक मास्क कर देता है। बाहरी शोर द्वारा शुद्ध साइनसॉइडल टोन को मास्क करने के प्रभाव का अनुमान एक मूल्य संकेत द्वारा लगाया जाता है। कितने डेसिबल से नकाबपोश संकेत की श्रव्यता की दहलीज मौन में अपनी धारणा की दहलीज से ऊपर उठती है।
एक ध्वनि संकेत के दूसरे द्वारा मास्किंग की डिग्री निर्धारित करने के प्रयोगों से पता चलता है कि किसी भी आवृत्ति के स्वर को उच्च स्वरों की तुलना में कम स्वरों द्वारा अधिक प्रभावी ढंग से मुखौटा किया जाता है। उदाहरण के लिए, यदि दो ट्यूनिंग कांटे (1200 और 440 हर्ट्ज) एक ही तीव्रता के साथ ध्वनि उत्सर्जित करते हैं, तो हम पहले स्वर को सुनना बंद कर देते हैं, यह दूसरे द्वारा मुखौटा होता है (दूसरे ट्यूनिंग फोर्क के कंपन को बुझाने के बाद, हम सुनेंगे पहले एक फिर से)।
यदि एक साथ दो जटिल ऑडियो सिग्नल हों, जिनमें ऑडियो आवृत्तियों के कुछ स्पेक्ट्रा शामिल हों, तो पारस्परिक मास्किंग का प्रभाव होता है। इसके अलावा, यदि दोनों संकेतों की मुख्य ऊर्जा ऑडियो फ़्रीक्वेंसी रेंज के एक ही क्षेत्र में निहित है, तो मास्किंग प्रभाव सबसे मजबूत होगा। इस प्रकार, एक आर्केस्ट्रा के काम को प्रसारित करते समय, संगत द्वारा मास्किंग के कारण, एकल कलाकार का हिस्सा खराब हो सकता है सुपाठ्य, अस्पष्ट।
स्पष्टता प्राप्त करना या, जैसा कि वे कहते हैं, ऑर्केस्ट्रा या पॉप पहनावा के ध्वनि संचरण में ध्वनि की "पारदर्शिता" बहुत मुश्किल हो जाती है यदि ऑर्केस्ट्रा के वाद्ययंत्र या व्यक्तिगत समूह एक ही समय में एक ही या करीबी रजिस्टरों में बजते हैं।
ऑर्केस्ट्रा रिकॉर्ड करते समय, निर्देशक को भेस की ख़ासियत को ध्यान में रखना चाहिए। रिहर्सल में, एक कंडक्टर की मदद से, वह एक समूह के उपकरणों की ध्वनि शक्ति के साथ-साथ पूरे ऑर्केस्ट्रा के समूहों के बीच संतुलन स्थापित करता है। इन मामलों में मुख्य मधुर पंक्तियों और अलग-अलग संगीत भागों की स्पष्टता कलाकारों के लिए माइक्रोफोन के निकट स्थान द्वारा प्राप्त की जाती है, किसी दिए गए स्थान पर सबसे महत्वपूर्ण उपकरणों के साउंड इंजीनियर द्वारा जानबूझकर चयन और अन्य विशेष ध्वनि इंजीनियरिंग तकनीकों द्वारा प्राप्त किया जाता है। .
मास्किंग की घटना का विरोध श्रवण अंगों की साइकोफिजियोलॉजिकल क्षमता द्वारा सामान्य द्रव्यमान से एक या अधिक ध्वनियों को बाहर करने के लिए किया जाता है जो सबसे महत्वपूर्ण जानकारी ले जाते हैं। उदाहरण के लिए, जब ऑर्केस्ट्रा बज रहा होता है, तो कंडक्टर किसी भी वाद्य यंत्र पर भाग के प्रदर्शन में थोड़ी सी भी अशुद्धि को नोटिस करता है।
मास्किंग सिग्नल ट्रांसमिशन की गुणवत्ता को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित कर सकता है। प्राप्त ध्वनि की एक स्पष्ट धारणा संभव है यदि इसकी तीव्रता हस्तक्षेप घटकों के स्तर से अधिक हो जो प्राप्त ध्वनि के समान बैंड में हैं। एकसमान हस्तक्षेप के साथ, सिग्नल की अधिकता 10-15 डीबी होनी चाहिए। श्रवण धारणा की यह विशेषता व्यावहारिक अनुप्रयोग पाती है, उदाहरण के लिए, वाहकों की विद्युत-ध्वनिक विशेषताओं का आकलन करने में। इसलिए, यदि एनालॉग रिकॉर्ड का सिग्नल-टू-शोर अनुपात 60 डीबी है, तो रिकॉर्ड किए गए प्रोग्राम की गतिशील रेंज 45-48 डीबी से अधिक नहीं हो सकती है।

श्रवण धारणा की अस्थायी विशेषताएं

हियरिंग एड, किसी भी अन्य ऑसिलेटरी सिस्टम की तरह जड़त्वीय है। जब ध्वनि गायब हो जाती है, तो श्रवण संवेदना तुरंत गायब नहीं होती है, लेकिन धीरे-धीरे शून्य हो जाती है। वह समय जिसके दौरान ध्वनि की तीव्रता के संदर्भ में संवेदना 8-10 फ़ोन कम हो जाती है, श्रवण समय स्थिर कहलाता है। यह स्थिरांक कई परिस्थितियों के साथ-साथ कथित ध्वनि के मापदंडों पर निर्भर करता है। यदि दो लघु ध्वनि स्पंदें समान आवृत्ति रचना और स्तर के साथ श्रोता तक पहुँचती हैं, लेकिन उनमें से एक में देरी हो रही है, तो उन्हें 50 ms से अधिक की देरी के साथ एक साथ माना जाएगा। बड़े विलंब अंतराल के लिए, दोनों दालों को अलग-अलग माना जाता है, एक प्रतिध्वनि होती है।
कुछ सिग्नल प्रोसेसिंग उपकरणों को डिजाइन करते समय सुनवाई की इस विशेषता को ध्यान में रखा जाता है, उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रॉनिक विलंब रेखाएं, रीवरब इत्यादि।
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि श्रवण की विशेष संपत्ति के कारण, अल्पकालिक ध्वनि आवेग की मात्रा की धारणा न केवल इसके स्तर पर निर्भर करती है, बल्कि कान पर आवेग के प्रभाव की अवधि पर भी निर्भर करती है। तो, एक अल्पकालिक ध्वनि, जो केवल 10-12 एमएस तक चलती है, कान द्वारा समान स्तर की ध्वनि की तुलना में शांत माना जाता है, लेकिन कान को प्रभावित करता है, उदाहरण के लिए, 150-400 एमएस। इसलिए, जब एक प्रसारण को सुनते हैं, तो जोर एक निश्चित अंतराल पर ध्वनि तरंग की औसत ऊर्जा का परिणाम होता है। इसके अलावा, मानव श्रवण में जड़ता होती है, विशेष रूप से, गैर-रैखिक विकृतियों को देखते हुए, उसे ऐसा नहीं लगता है यदि ध्वनि नाड़ी की अवधि 10-20 एमएस से कम है। यही कारण है कि ध्वनि-रिकॉर्डिंग घरेलू रेडियो-इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के स्तर संकेतकों में, श्रवण अंगों की अस्थायी विशेषताओं के अनुसार चयनित अवधि में तात्कालिक संकेत मूल्यों का औसत होता है।

ध्वनि का स्थानिक प्रतिनिधित्व

महत्वपूर्ण मानवीय क्षमताओं में से एक ध्वनि स्रोत की दिशा निर्धारित करने की क्षमता है। इस क्षमता को द्विअक्षीय प्रभाव कहा जाता है और इस तथ्य से समझाया जाता है कि एक व्यक्ति के दो कान होते हैं। प्रायोगिक डेटा से पता चलता है कि ध्वनि कहाँ से आती है: एक उच्च-आवृत्ति वाले स्वरों के लिए, दूसरा निम्न-आवृत्ति वाले स्वरों के लिए।

ध्वनि दूसरे कान की तुलना में स्रोत के सामने वाले कान तक एक छोटे रास्ते की यात्रा करती है। नतीजतन, कान नहरों में ध्वनि तरंगों का दबाव चरण और आयाम में भिन्न होता है। आयाम अंतर केवल उच्च आवृत्तियों पर महत्वपूर्ण होते हैं, जब ध्वनि तरंग की लंबाई सिर के आकार के बराबर हो जाती है। जब आयाम अंतर 1 डीबी थ्रेशोल्ड से अधिक हो जाता है, तो ध्वनि स्रोत उस तरफ प्रतीत होता है जहां आयाम अधिक होता है। केंद्र रेखा (समरूपता की रेखा) से ध्वनि स्रोत के विचलन का कोण आयाम अनुपात के लघुगणक के लगभग समानुपाती होता है।
1500-2000 हर्ट्ज से कम आवृत्तियों वाले ध्वनि स्रोत की दिशा निर्धारित करने के लिए, चरण अंतर महत्वपूर्ण हैं। एक व्यक्ति को लगता है कि ध्वनि उस तरफ से आती है जहां से तरंग, जो चरण में आगे है, कान तक पहुंचती है। मध्य रेखा से ध्वनि के विचलन का कोण दोनों कानों में ध्वनि तरंगों के आने के समय के अंतर के समानुपाती होता है। एक प्रशिक्षित व्यक्ति 100 एमएस के समय के अंतर के साथ एक चरण अंतर देख सकता है।
ऊर्ध्वाधर तल में ध्वनि की दिशा निर्धारित करने की क्षमता बहुत कम विकसित होती है (लगभग 10 गुना)। शरीर विज्ञान की यह विशेषता क्षैतिज तल में श्रवण अंगों के उन्मुखीकरण से जुड़ी है।
किसी व्यक्ति द्वारा ध्वनि की स्थानिक धारणा की एक विशिष्ट विशेषता इस तथ्य में प्रकट होती है कि श्रवण अंग प्रभाव के कृत्रिम साधनों की मदद से बनाए गए कुल, अभिन्न स्थानीयकरण को महसूस करने में सक्षम हैं। उदाहरण के लिए, सामने वाले कमरे में एक दूसरे से 2-3 मीटर की दूरी पर दो स्पीकर लगाए गए हैं। कनेक्टिंग सिस्टम की धुरी से समान दूरी पर, श्रोता सख्ती से केंद्र में स्थित होता है। कमरे में, एक ही चरण की दो ध्वनियाँ, आवृत्ति और तीव्रता वक्ताओं के माध्यम से उत्सर्जित होती हैं। श्रवण के अंग में गुजरने वाली ध्वनियों की पहचान के परिणामस्वरूप, एक व्यक्ति उन्हें अलग नहीं कर सकता है, उसकी संवेदनाएं एक एकल, स्पष्ट (आभासी) ध्वनि स्रोत का विचार देती हैं, जो धुरी पर केंद्र में सख्ती से स्थित है। समरूपता का।
यदि हम अब एक स्पीकर का वॉल्यूम कम कर दें, तो स्पष्ट स्रोत लाउड स्पीकर की ओर बढ़ जाएगा। ध्वनि स्रोत की गति का भ्रम न केवल सिग्नल स्तर को बदलकर प्राप्त किया जा सकता है, बल्कि एक ध्वनि को दूसरे के सापेक्ष कृत्रिम रूप से विलंबित करके भी प्राप्त किया जा सकता है; इस मामले में, स्पष्ट स्रोत स्पीकर की ओर शिफ्ट हो जाएगा, जो समय से पहले एक संकेत का उत्सर्जन करता है।
आइए हम अभिन्न स्थानीयकरण को चित्रित करने के लिए एक उदाहरण दें। वक्ताओं के बीच की दूरी 2 मी है, सामने की पंक्ति से श्रोता की दूरी 2 मी है; स्रोत को स्थानांतरित करने के लिए जैसे कि 40 सेमी बाईं या दाईं ओर, 5 डीबी की तीव्रता के स्तर में अंतर या 0.3 एमएस की देरी के साथ दो संकेतों को लागू करना आवश्यक है। 10 डीबी के स्तर के अंतर या 0.6 एमएस के समय की देरी के साथ, स्रोत केंद्र से 70 सेमी "स्थानांतरित" होगा।
इस प्रकार, यदि आप वक्ताओं द्वारा उत्पन्न ध्वनि दबाव को बदलते हैं, तो ध्वनि स्रोत को स्थानांतरित करने का भ्रम पैदा होता है। इस घटना को कुल स्थानीयकरण कहा जाता है। कुल स्थानीयकरण बनाने के लिए, दो-चैनल स्टीरियोफोनिक ध्वनि संचरण प्रणाली का उपयोग किया जाता है।
प्राथमिक कक्ष में दो माइक्रोफोन लगाए गए हैं, जिनमें से प्रत्येक अपने चैनल पर काम करता है। माध्यमिक में - दो लाउडस्पीकर। माइक्रोफोन ध्वनि उत्सर्जक के स्थान के समानांतर एक रेखा के साथ एक दूसरे से एक निश्चित दूरी पर स्थित होते हैं। जब ध्वनि उत्सर्जक को स्थानांतरित किया जाता है, तो विभिन्न ध्वनि दबाव माइक्रोफोन पर कार्य करेंगे और ध्वनि तरंग के आगमन का समय ध्वनि उत्सर्जक और माइक्रोफोन के बीच असमान दूरी के कारण भिन्न होगा। यह अंतर माध्यमिक कमरे में कुल स्थानीयकरण का प्रभाव पैदा करता है, जिसके परिणामस्वरूप स्पष्ट स्रोत दो लाउडस्पीकरों के बीच स्थित स्थान में एक निश्चित बिंदु पर स्थानीयकृत होता है।
यह बिनौरल साउंड ट्रांसमिशन सिस्टम के बारे में कहा जाना चाहिए। इस प्रणाली के साथ, जिसे "कृत्रिम सिर" प्रणाली कहा जाता है, प्राथमिक कमरे में दो अलग-अलग माइक्रोफोन रखे जाते हैं, जो एक दूसरे से एक व्यक्ति के कानों के बीच की दूरी के बराबर दूरी पर स्थित होते हैं। प्रत्येक माइक्रोफ़ोन में एक स्वतंत्र ध्वनि संचरण चैनल होता है, जिसके आउटपुट पर द्वितीयक कक्ष में बाएँ और दाएँ कानों के लिए टेलीफोन स्विच किए जाते हैं। समान ध्वनि संचरण चैनलों के साथ, ऐसी प्रणाली प्राथमिक कमरे में "कृत्रिम सिर" के कानों के पास बनाए गए द्विअक्षीय प्रभाव को सटीक रूप से पुन: पेश करती है। हेडफ़ोन की उपस्थिति और उन्हें लंबे समय तक उपयोग करने की आवश्यकता एक नुकसान है।
श्रवण अंग कई अप्रत्यक्ष संकेतों और कुछ त्रुटियों के साथ ध्वनि स्रोत से दूरी निर्धारित करता है। इस पर निर्भर करता है कि सिग्नल स्रोत की दूरी छोटी है या बड़ी, इसका व्यक्तिपरक मूल्यांकन विभिन्न कारकों के प्रभाव में बदलता है। यह पाया गया कि यदि निर्धारित दूरी छोटी (3 मीटर तक) है, तो उनका व्यक्तिपरक मूल्यांकन लगभग रैखिक रूप से गहराई के साथ चलने वाले ध्वनि स्रोत की मात्रा में परिवर्तन से संबंधित है। एक जटिल संकेत के लिए एक अतिरिक्त कारक इसका समय है, जो अधिक से अधिक "भारी" हो जाता है क्योंकि स्रोत श्रोता के पास पहुंचता है। यह उच्च रजिस्टर के ओवरटोन की तुलना में कम रजिस्टर के ओवरटोन में बढ़ती वृद्धि के कारण होता है। मात्रा स्तर में परिणामी वृद्धि से।
3-10 मीटर की औसत दूरी के लिए, श्रोता से स्रोत को हटाने के साथ मात्रा में आनुपातिक कमी होगी, और यह परिवर्तन मौलिक आवृत्ति और हार्मोनिक घटकों पर समान रूप से लागू होगा। नतीजतन, स्पेक्ट्रम के उच्च-आवृत्ति वाले हिस्से का एक सापेक्ष प्रवर्धन होता है और समय तेज हो जाता है।
जैसे-जैसे दूरी बढ़ती है, हवा में ऊर्जा की हानि आवृत्ति के वर्ग के अनुपात में बढ़ेगी। उच्च रजिस्टर ओवरटोन के बढ़ते नुकसान के परिणामस्वरूप समय की चमक में कमी आएगी। इस प्रकार, दूरियों का व्यक्तिपरक मूल्यांकन इसकी मात्रा और समय में बदलाव के साथ जुड़ा हुआ है।
एक संलग्न स्थान की स्थितियों के तहत, पहले प्रतिबिंबों के संकेत, जो प्रत्यक्ष के सापेक्ष 20–40 एमएस की देरी से होते हैं, कान द्वारा अलग-अलग दिशाओं से आने वाले के रूप में माना जाता है। साथ ही, उनकी बढ़ती देरी उन बिंदुओं से एक महत्वपूर्ण दूरी की छाप पैदा करती है जहां से ये प्रतिबिंब उत्पन्न होते हैं। इस प्रकार, देरी के समय के अनुसार, कोई माध्यमिक स्रोतों की सापेक्ष दूरदर्शिता का न्याय कर सकता है या, जो समान है, कमरे का आकार।

स्टीरियो प्रसारण की व्यक्तिपरक धारणा की कुछ विशेषताएं।

एक पारंपरिक मोनोफोनिक की तुलना में एक स्टीरियोफोनिक ध्वनि संचरण प्रणाली में कई महत्वपूर्ण विशेषताएं हैं।
वह गुण जो स्टीरियोफोनिक ध्वनि को अलग करता है, चारों ओर, अर्थात। कुछ अतिरिक्त संकेतकों का उपयोग करके प्राकृतिक ध्वनिक परिप्रेक्ष्य का मूल्यांकन किया जा सकता है जो एक मोनोफोनिक ध्वनि संचरण तकनीक के साथ समझ में नहीं आता है। इन अतिरिक्त संकेतकों में शामिल हैं: सुनने का कोण, यानी। वह कोण जिस पर श्रोता ध्वनि स्टीरियो छवि को मानता है; स्टीरियो रिज़ॉल्यूशन, यानी। श्रव्यता के कोण के भीतर अंतरिक्ष में कुछ बिंदुओं पर ध्वनि छवि के व्यक्तिगत तत्वों का विषयगत रूप से निर्धारित स्थानीयकरण; ध्वनिक वातावरण, अर्थात्। श्रोता को प्राथमिक कमरे में उपस्थित महसूस कराने का प्रभाव जहां संचरित ध्वनि घटना होती है।

कक्ष ध्वनिकी की भूमिका के बारे में

ध्वनि की चमक न केवल ध्वनि प्रजनन उपकरण की मदद से प्राप्त की जाती है। यहां तक ​​​​कि पर्याप्त अच्छे उपकरण के साथ, ध्वनि की गुणवत्ता खराब हो सकती है यदि सुनने के कमरे में कुछ गुण नहीं हैं। यह ज्ञात है कि एक बंद कमरे में अति-ध्वनि की घटना होती है, जिसे प्रतिध्वनि कहा जाता है। श्रवण अंगों को प्रभावित करके, प्रतिध्वनि (इसकी अवधि के आधार पर) ध्वनि की गुणवत्ता में सुधार या गिरावट कर सकती है।

एक कमरे में एक व्यक्ति न केवल सीधे ध्वनि स्रोत द्वारा बनाई गई प्रत्यक्ष ध्वनि तरंगों को मानता है, बल्कि कमरे की छत और दीवारों से परावर्तित तरंगों को भी देखता है। ध्वनि स्रोत की समाप्ति के बाद भी कुछ समय के लिए परावर्तित तरंगें सुनाई देती हैं।
कभी-कभी यह माना जाता है कि परावर्तित संकेत केवल एक नकारात्मक भूमिका निभाते हैं, मुख्य संकेत की धारणा में हस्तक्षेप करते हैं। हालाँकि, यह दृष्टिकोण गलत है। प्रारंभिक परावर्तित प्रतिध्वनि संकेतों की ऊर्जा का एक निश्चित भाग, कम देरी से किसी व्यक्ति के कानों तक पहुँचता है, मुख्य संकेत को बढ़ाता है और उसकी ध्वनि को समृद्ध करता है। इसके विपरीत, बाद में प्रतिध्वनित परिलक्षित हुआ। विलंब का समय एक निश्चित महत्वपूर्ण मूल्य से अधिक हो जाता है, एक ध्वनि पृष्ठभूमि बनाता है जिससे मुख्य संकेत को समझना मुश्किल हो जाता है।
श्रवण कक्ष में अधिक समय तक गूंजने का समय नहीं होना चाहिए। लिविंग रूम में अपने सीमित आकार और ध्वनि-अवशोषित सतहों, असबाबवाला फर्नीचर, कालीन, पर्दे आदि की उपस्थिति के कारण कम गूंज होती है।
विभिन्न प्रकृति और गुणों के अवरोधों को ध्वनि अवशोषण गुणांक की विशेषता होती है, जो अवशोषित ऊर्जा का आपतित ध्वनि तरंग की कुल ऊर्जा से अनुपात है।

कालीन के ध्वनि-अवशोषित गुणों को बढ़ाने के लिए (और लिविंग रूम में शोर को कम करने के लिए), कालीन को दीवार के करीब नहीं, बल्कि 30-50 मिमी के अंतराल के साथ लटकाने की सलाह दी जाती है।

मनुष्य वास्तव में ग्रह पर रहने वाले जानवरों में सबसे बुद्धिमान है। हालाँकि, हमारा मन अक्सर गंध, श्रवण और अन्य संवेदी संवेदनाओं के माध्यम से पर्यावरण की धारणा जैसी क्षमताओं में श्रेष्ठता को लूट लेता है।

इस प्रकार, श्रवण सीमा की बात करें तो अधिकांश जानवर हमसे बहुत आगे हैं। मानव श्रवण सीमा आवृत्तियों की सीमा है जिसे मानव कान अनुभव कर सकता है। आइए यह समझने की कोशिश करें कि ध्वनि की धारणा के संबंध में मानव कान कैसे काम करता है।

सामान्य परिस्थितियों में मानव श्रवण सीमा

औसत मानव कान 20 हर्ट्ज से 20 किलोहर्ट्ज़ (20,000 हर्ट्ज) की सीमा में ध्वनि तरंगों को उठा और भेद कर सकता है। हालाँकि, जैसे-जैसे व्यक्ति की उम्र बढ़ती है, किसी व्यक्ति की श्रवण सीमा कम होती जाती है, विशेष रूप से, इसकी ऊपरी सीमा घटती जाती है। वृद्ध लोगों में, यह आमतौर पर युवा लोगों की तुलना में बहुत कम होता है, जबकि शिशुओं और बच्चों में सुनने की क्षमता सबसे अधिक होती है। उच्च आवृत्तियों की श्रवण धारणा आठ साल की उम्र से बिगड़ने लगती है।

आदर्श परिस्थितियों में मानव श्रवण

प्रयोगशाला में, एक ऑडियोमीटर का उपयोग करके एक व्यक्ति की श्रवण सीमा निर्धारित की जाती है जो विभिन्न आवृत्तियों की ध्वनि तरंगों का उत्सर्जन करती है और हेडफ़ोन को तदनुसार समायोजित किया जाता है। इन आदर्श परिस्थितियों में, मानव कान 12 हर्ट्ज से 20 किलोहर्ट्ज़ की सीमा में आवृत्तियों को पहचान सकता है।

पुरुषों और महिलाओं के लिए श्रवण सीमा

पुरुषों और महिलाओं की सुनने की क्षमता के बीच एक महत्वपूर्ण अंतर है। पुरुषों की तुलना में महिलाएं उच्च आवृत्तियों के प्रति अधिक संवेदनशील पाई गईं। कम आवृत्तियों की धारणा पुरुषों और महिलाओं में कमोबेश एक जैसी होती है।

श्रवण सीमा को इंगित करने के लिए विभिन्न पैमाने

यद्यपि आवृत्ति पैमाना मानव श्रवण सीमा को मापने के लिए सबसे सामान्य पैमाना है, इसे अक्सर पास्कल (Pa) और डेसीबल (dB) में भी मापा जाता है। हालांकि, पास्कल में माप को असुविधाजनक माना जाता है, क्योंकि इस इकाई में बहुत बड़ी संख्या के साथ काम करना शामिल है। एक µPa कंपन के दौरान ध्वनि तरंग द्वारा तय की गई दूरी है, जो हाइड्रोजन परमाणु के व्यास के दसवें हिस्से के बराबर होती है। मानव कान में ध्वनि तरंगें बहुत अधिक दूरी तय करती हैं, जिससे पास्कल में मानव श्रवण की सीमा देना मुश्किल हो जाता है।

सबसे नरम ध्वनि जिसे मानव कान द्वारा पहचाना जा सकता है वह लगभग 20 µPa है। डेसिबल स्केल का उपयोग करना आसान है क्योंकि यह एक लॉगरिदमिक स्केल है जो सीधे पा स्केल को संदर्भित करता है। यह अपने संदर्भ बिंदु के रूप में 0 dB (20 μPa) लेता है और इस दबाव पैमाने को संपीड़ित करना जारी रखता है। इस प्रकार, 20 मिलियन μPa केवल 120 डीबी के बराबर होता है। तो यह पता चला है कि मानव कान की सीमा 0-120 डीबी है।

सुनने की सीमा एक व्यक्ति से दूसरे व्यक्ति में काफी भिन्न होती है। इसलिए, श्रवण हानि का पता लगाने के लिए, एक संदर्भ पैमाने के संबंध में श्रव्य ध्वनियों की सीमा को मापना सबसे अच्छा है, न कि सामान्य मानकीकृत पैमाने के संबंध में। परिष्कृत श्रवण निदान उपकरणों का उपयोग करके परीक्षण किए जा सकते हैं जो सटीक रूप से सीमा निर्धारित कर सकते हैं और सुनवाई हानि के कारणों का निदान कर सकते हैं।

यह एक जटिल विशेष अंग है, जिसमें तीन खंड होते हैं: बाहरी, मध्य और भीतरी कान।

बाहरी कान एक ध्वनि पिक उपकरण है। ध्वनि कंपन को एरिकल्स द्वारा उठाया जाता है और बाहरी श्रवण नहर के माध्यम से टाइम्पेनिक झिल्ली में प्रेषित किया जाता है, जो बाहरी कान को मध्य कान से अलग करता है। ध्वनि की दिशा निर्धारित करने के लिए ध्वनि को उठाना और दो कानों से सुनने की पूरी प्रक्रिया, तथाकथित द्विअर्थी श्रवण, महत्वपूर्ण है। बगल से आने वाले ध्वनि कंपन दूसरे की तुलना में एक सेकंड (0.0006 सेकंड) के कुछ दशमलव अंशों के निकटतम कान तक पहुँचते हैं। दोनों कानों में ध्वनि के आगमन के समय में यह अत्यंत छोटा अंतर इसकी दिशा निर्धारित करने के लिए पर्याप्त है।

मध्य कान एक वायु गुहा है जो यूस्टेशियन ट्यूब के माध्यम से नासोफरीनक्स से जुड़ती है। मध्य कान के माध्यम से टाइम्पेनिक झिल्ली से कंपन एक दूसरे से जुड़े 3 श्रवण अस्थि-पंजर द्वारा प्रेषित होते हैं - हथौड़ा, निहाई और रकाब, और बाद में अंडाकार खिड़की की झिल्ली के माध्यम से आंतरिक कान में तरल पदार्थ के इन कंपनों को प्रसारित करता है - पेरिल्मफ . श्रवण अस्थि-पंजर के लिए धन्यवाद, दोलनों का आयाम कम हो जाता है, और उनकी ताकत बढ़ जाती है, जिससे आंतरिक कान में द्रव के एक स्तंभ को गति में सेट करना संभव हो जाता है। मध्य कान में ध्वनि की तीव्रता में परिवर्तन के अनुकूल होने के लिए एक विशेष तंत्र होता है। मजबूत ध्वनियों के साथ, विशेष मांसपेशियां ईयरड्रम के तनाव को बढ़ाती हैं और रकाब की गतिशीलता को कम करती हैं। यह कंपन के आयाम को कम करता है, और आंतरिक कान क्षति से सुरक्षित रहता है।

कोक्लीअ के साथ आंतरिक कान टेम्पोरल बोन के पिरामिड में स्थित होता है। मानव कोक्लीअ में 2.5 कुण्डलियाँ होती हैं। कर्णावर्त नहर को दो विभाजनों (मुख्य झिल्ली और वेस्टिबुलर झिल्ली) द्वारा 3 संकीर्ण मार्गों में विभाजित किया जाता है: ऊपरी एक (स्कैला वेस्टिबुलरिस), मध्य एक (झिल्लीदार नहर) और निचला एक (स्कैला टाइम्पानी)। कोक्लीअ के शीर्ष पर ऊपरी और निचले चैनलों को एक में जोड़ने वाला एक छेद होता है, जो अंडाकार खिड़की से कोक्लीअ के शीर्ष तक और आगे गोल खिड़की तक जाता है। उनकी गुहा एक तरल से भरी हुई है - पेरिल्मफ, और मध्य झिल्लीदार नहर की गुहा एक अलग रचना के तरल से भर जाती है - एंडोलिम्फ। मध्य चैनल में एक ध्वनि-प्राप्त करने वाला उपकरण होता है - कोर्टी का अंग, जिसमें ध्वनि कंपन के लिए रिसेप्टर्स होते हैं - बाल कोशिकाएं।

ध्वनि धारणा तंत्र। ध्वनि धारणा का शारीरिक तंत्र कोक्लीअ में होने वाली दो प्रक्रियाओं पर आधारित है: 1) कोक्लीअ की मुख्य झिल्ली पर उनके सबसे बड़े प्रभाव के स्थान पर विभिन्न आवृत्तियों की ध्वनियों का पृथक्करण और 2) यांत्रिक कंपन का तंत्रिका उत्तेजना में परिवर्तन रिसेप्टर कोशिकाओं द्वारा। अंडाकार खिड़की के माध्यम से आंतरिक कान में प्रवेश करने वाले ध्वनि कंपन पेरिल्मफ को प्रेषित होते हैं, और इस द्रव के कंपन से मुख्य झिल्ली का विस्थापन होता है। कंपन तरल स्तंभ की ऊंचाई और, तदनुसार, मुख्य झिल्ली के सबसे बड़े विस्थापन का स्थान ध्वनि की ऊंचाई पर निर्भर करता है। इस प्रकार, विभिन्न स्वरों पर, विभिन्न बाल कोशिकाएं और विभिन्न तंत्रिका तंतु उत्तेजित होते हैं। ध्वनि की तीव्रता में वृद्धि से उत्तेजित बालों की कोशिकाओं और तंत्रिका तंतुओं की संख्या में वृद्धि होती है, जिससे ध्वनि कंपन की तीव्रता को भेद करना संभव हो जाता है।
उत्तेजना की प्रक्रिया में कंपन का परिवर्तन विशेष रिसेप्टर्स - बालों की कोशिकाओं द्वारा किया जाता है। इन कोशिकाओं के बाल पूर्णांक झिल्ली में डूबे रहते हैं। ध्वनि की क्रिया के तहत यांत्रिक कंपन से रिसेप्टर कोशिकाओं के सापेक्ष पूर्णांक झिल्ली का विस्थापन और बालों का झुकना होता है। ग्राही कोशिकाओं में, बालों का यांत्रिक विस्थापन उत्तेजना की प्रक्रिया का कारण बनता है।

ध्वनि चालन। वायु और अस्थि चालन में अंतर स्पष्ट कीजिए। सामान्य परिस्थितियों में, वायु चालन एक व्यक्ति में प्रबल होता है: ध्वनि तरंगें बाहरी कान द्वारा पकड़ी जाती हैं, और वायु कंपन बाहरी श्रवण नहर के माध्यम से मध्य और आंतरिक कान में प्रेषित होती हैं। अस्थि चालन के मामले में, ध्वनि कंपन खोपड़ी की हड्डियों के माध्यम से सीधे कोक्लीअ में संचारित होते हैं। जब कोई व्यक्ति पानी के नीचे गोता लगाता है तो ध्वनि कंपन के संचरण का यह तंत्र महत्वपूर्ण होता है।
एक व्यक्ति आमतौर पर 15 से 20,000 हर्ट्ज (10-11 सप्तक की सीमा में) की आवृत्ति के साथ ध्वनियों को मानता है। बच्चों में, ऊपरी सीमा 22,000 हर्ट्ज तक पहुंच जाती है, उम्र के साथ यह घट जाती है। सबसे अधिक संवेदनशीलता 1000 से 3000 हर्ट्ज की आवृत्ति रेंज में पाई गई। यह क्षेत्र मानव भाषण और संगीत में सबसे अधिक बार होने वाली आवृत्तियों से मेल खाता है।

ध्वनि, एक संकेत की तरह, अनंत संख्या में कंपन होती है और समान अनंत मात्रा में जानकारी ले जा सकती है। मनोवैज्ञानिक कारकों को छोड़कर, इस मामले में कान की शारीरिक क्षमताओं के आधार पर इसकी धारणा की डिग्री भिन्न होगी। शोर के प्रकार, उसकी आवृत्ति और दबाव के आधार पर, एक व्यक्ति अपने आप पर इसका प्रभाव महसूस करता है।

डेसीबल में मानव कान की संवेदनशीलता की दहलीज

एक व्यक्ति ध्वनि की आवृत्ति 16 से 20,000 हर्ट्ज तक मानता है। ईयरड्रम्स ध्वनि कंपन के दबाव के प्रति संवेदनशील होते हैं, जिसका स्तर डेसिबल (dB) में मापा जाता है। इष्टतम स्तर 35 से 60 डीबी तक है, 60-70 डीबी का शोर मानसिक कार्य में सुधार करता है, 80 डीबी से अधिक, इसके विपरीत, ध्यान कमजोर करता है और सोचने की प्रक्रिया को कम करता है, और 80 डीबी से ऊपर ध्वनि की दीर्घकालिक धारणा सुनवाई का कारण बन सकती है। हानि।

10-15 हर्ट्ज़ तक की आवृत्ति इन्फ्रासाउंड होती है, जिसे कान द्वारा नहीं देखा जाता है, जो गुंजयमान कंपन का कारण बनता है। ध्वनि उत्पन्न करने वाले कंपनों को नियंत्रित करने की क्षमता सामूहिक विनाश का सबसे शक्तिशाली हथियार है। कान के लिए अश्रव्य, इन्फ्रासाउंड लंबी दूरी की यात्रा करने में सक्षम है, उन आदेशों को प्रसारित करना जो लोगों को एक निश्चित परिदृश्य के अनुसार कार्य करते हैं, घबराहट और आतंक का कारण बनते हैं, उन्हें उन सभी चीजों के बारे में भूल जाते हैं जिनका छिपाने की इच्छा से कोई लेना-देना नहीं है, इससे बचने के लिए डर। और आवृत्ति और ध्वनि दबाव के एक निश्चित अनुपात के साथ, ऐसा उपकरण न केवल इच्छा को दबाने में सक्षम है, बल्कि मानव ऊतकों को मारने, घायल करने में भी सक्षम है।

डेसीबल में मानव कान की पूर्ण संवेदनशीलता की दहलीज

7 से 13 हर्ट्ज की सीमा प्राकृतिक आपदाओं का उत्सर्जन करती है: ज्वालामुखी, भूकंप, आंधी और आतंक और आतंक की भावना पैदा करते हैं। चूंकि मानव शरीर में दोलन की आवृत्ति भी होती है, जो 8 से 15 हर्ट्ज तक होती है, इस तरह के इन्फ्रासाउंड की मदद से किसी व्यक्ति को आत्महत्या करने या आंतरिक अंगों को नुकसान पहुंचाने के लिए प्रतिध्वनि पैदा करने और आयाम को दस गुना बढ़ाने के लिए कुछ भी खर्च नहीं होता है।

कम आवृत्तियों और उच्च दबाव पर, मतली और पेट दर्द दिखाई देता है, जो जल्दी से जठरांत्र संबंधी मार्ग के गंभीर विकारों में बदल जाता है, और दबाव में 150 डीबी तक वृद्धि से शारीरिक क्षति होती है। कम आवृत्तियों पर आंतरिक अंगों की प्रतिध्वनि रक्तस्राव और ऐंठन का कारण बनती है, मध्यम आवृत्तियों पर - तंत्रिका उत्तेजना और आंतरिक अंगों को चोट, उच्च आवृत्तियों पर - 30 हर्ट्ज तक - ऊतक जलता है।

आधुनिक दुनिया में, ध्वनि हथियारों का विकास सक्रिय रूप से चल रहा है, और जाहिर है, यह व्यर्थ नहीं था कि जर्मन माइक्रोबायोलॉजिस्ट रॉबर्ट कोच ने भविष्यवाणी की थी कि प्लेग या हैजा जैसे शोर से "टीकाकरण" की तलाश करना आवश्यक होगा।

हम अक्सर ध्वनि की गुणवत्ता का मूल्यांकन करते हैं। माइक्रोफ़ोन, ऑडियो प्रोसेसिंग प्रोग्राम या ऑडियो फ़ाइल रिकॉर्डिंग प्रारूप चुनते समय, सबसे महत्वपूर्ण प्रश्नों में से एक यह है कि यह कितना अच्छा लगेगा। लेकिन ध्वनि की विशेषताओं के बीच अंतर हैं जिन्हें मापा जा सकता है और जिन्हें सुना जा सकता है।

स्वर, समय, सप्तक।

मस्तिष्क कुछ आवृत्तियों की ध्वनियों को मानता है। यह आंतरिक कान के तंत्र की ख़ासियत के कारण है। आंतरिक कान की मुख्य झिल्ली पर स्थित रिसेप्टर्स ध्वनि कंपन को विद्युत क्षमता में परिवर्तित करते हैं जो श्रवण तंत्रिका के तंतुओं को उत्तेजित करते हैं। श्रवण तंत्रिका के तंतुओं में मुख्य झिल्ली के विभिन्न स्थानों में स्थित कोर्टी अंग की कोशिकाओं के उत्तेजना के कारण आवृत्ति चयनात्मकता होती है: अंडाकार खिड़की के पास उच्च आवृत्तियों को माना जाता है, कम आवृत्तियों को सर्पिल के शीर्ष पर माना जाता है।

ध्वनि, आवृत्ति की भौतिक विशेषता से निकटता से संबंधित है, वह पिच है जिसे हम महसूस करते हैं। आवृत्ति को एक सेकंड (हर्ट्ज, हर्ट्ज) में साइन लहर के पूर्ण चक्रों की संख्या के रूप में मापा जाता है। आवृत्ति की यह परिभाषा इस तथ्य पर आधारित है कि साइन तरंग में बिल्कुल समान तरंग होती है। वास्तविक जीवन में, बहुत कम ध्वनियों में यह गुण होता है। हालांकि, किसी भी ध्वनि को साइनसॉइडल दोलनों के एक सेट द्वारा दर्शाया जा सकता है। हम आमतौर पर ऐसे सेट को टोन कहते हैं। यही है, एक स्वर एक निश्चित ऊंचाई का संकेत है, जिसमें एक असतत स्पेक्ट्रम (संगीत ध्वनियां, भाषण की स्वर ध्वनियां) होती हैं, जिसमें एक साइनसॉइडल तरंग की आवृत्ति को प्रतिष्ठित किया जाता है, जिसमें इस सेट में अधिकतम आयाम होता है। एक संकेत जिसमें एक व्यापक निरंतर स्पेक्ट्रम होता है, जिसमें सभी आवृत्ति घटकों की औसत तीव्रता समान होती है, सफेद शोर कहलाता है।

ध्वनि कंपन की आवृत्ति में क्रमिक वृद्धि को निम्नतम (बास) से उच्चतम तक स्वर में क्रमिक परिवर्तन के रूप में माना जाता है।

सटीकता की डिग्री जिसके साथ कोई व्यक्ति कान से ध्वनि की पिच निर्धारित करता है, उसके कान के तीखेपन और प्रशिक्षण पर निर्भर करता है। मानव कान दो स्वरों को भेद करने में अच्छा है जो पिच के करीब हैं। उदाहरण के लिए, लगभग 2000 हर्ट्ज के आवृत्ति क्षेत्र में, एक व्यक्ति दो स्वरों के बीच अंतर कर सकता है जो आवृत्ति में एक दूसरे से 3-6 हर्ट्ज या उससे भी कम भिन्न होते हैं।

एक संगीत वाद्ययंत्र या आवाज के आवृत्ति स्पेक्ट्रम में समान रूप से दूरी वाली चोटियों का एक क्रम होता है - हार्मोनिक्स। वे आवृत्तियों के अनुरूप होते हैं जो कुछ आधार आवृत्ति के गुणक होते हैं, जो ध्वनि बनाने वाली साइन तरंगों में सबसे तीव्र होती हैं।

एक संगीत वाद्ययंत्र (आवाज) की विशेष ध्वनि (टिम्ब्रे) विभिन्न हार्मोनिक्स के सापेक्ष आयाम से जुड़ी होती है, और किसी व्यक्ति द्वारा माना जाने वाला पिच सबसे सटीक रूप से आधार आवृत्ति को बताता है। टिम्ब्रे, कथित ध्वनि का एक व्यक्तिपरक प्रतिबिंब होने के कारण, मात्रात्मक मूल्यांकन नहीं होता है और केवल गुणात्मक रूप से विशेषता होती है।

"शुद्ध" स्वर में, केवल एक आवृत्ति होती है। आमतौर पर, कथित ध्वनि में मौलिक स्वर की आवृत्ति और कई "अशुद्धता" आवृत्तियों होते हैं, जिन्हें ओवरटोन कहा जाता है। ओवरटोन मौलिक स्वर की आवृत्ति का एक गुणक और इसके आयाम से कम होता है। ध्वनि का समय तीव्रता पर निर्भर करता है ओवरटोन पर वितरण। संगीत ध्वनियों के संयोजन का स्पेक्ट्रम, जिसे कॉर्ड कहा जाता है, अधिक जटिल हो जाता है। ऐसे स्पेक्ट्रम में, ओवरटोन के साथ-साथ कई मौलिक आवृत्तियां होती हैं।

यदि एक ध्वनि की आवृत्ति दूसरे की आवृत्ति से ठीक दोगुनी है, तो ध्वनि तरंग एक से दूसरे में "फिट" होती है। ऐसी ध्वनियों के बीच की आवृत्ति दूरी को सप्तक कहते हैं। एक व्यक्ति द्वारा अनुभव की जाने वाली आवृत्ति रेंज, 16-20,000 हर्ट्ज, लगभग दस से ग्यारह सप्तक को कवर करती है।

ध्वनि कंपन और जोर का आयाम।

ध्वनियों की श्रेणी का श्रव्य भाग कम-आवृत्ति ध्वनियों में विभाजित है - 500 हर्ट्ज तक, मध्य-आवृत्ति ध्वनियाँ - 500-10,000 हर्ट्ज और उच्च-आवृत्ति ध्वनियाँ - 10,000 हर्ट्ज से अधिक। कान 1000 से 4000 हर्ट्ज तक की मध्य-आवृत्ति ध्वनियों की अपेक्षाकृत संकीर्ण सीमा के प्रति सबसे अधिक संवेदनशील होता है। यही है, मध्य-आवृत्ति रेंज में समान शक्ति की आवाज़ को ज़ोर से माना जा सकता है, और कम-आवृत्ति या उच्च-आवृत्ति रेंज में - शांत या बिल्कुल भी नहीं सुना जा सकता है। ध्वनि धारणा की यह विशेषता इस तथ्य के कारण है कि किसी व्यक्ति के अस्तित्व के लिए आवश्यक ध्वनि सूचना - भाषण या प्रकृति की ध्वनियाँ - मुख्य रूप से मध्य-आवृत्ति सीमा में प्रसारित होती हैं। इस प्रकार, जोर एक भौतिक पैरामीटर नहीं है, बल्कि एक श्रवण संवेदना की तीव्रता है, जो ध्वनि की एक व्यक्तिपरक विशेषता है जो हमारी धारणा की ख़ासियत से जुड़ी है।

श्रवण विश्लेषक आंतरिक कान की मुख्य झिल्ली के कंपन के आयाम में वृद्धि और उच्च आवृत्ति पर विद्युत आवेगों के संचरण के साथ बाल कोशिकाओं की बढ़ती संख्या की उत्तेजना के कारण ध्वनि तरंग के आयाम में वृद्धि को मानता है और तंत्रिका तंतुओं की अधिक संख्या के साथ।

हमारा कान कम से कम फुसफुसाहट से लेकर सबसे तेज शोर तक ध्वनि की तीव्रता को अलग कर सकता है, जो मुख्य झिल्ली गति के आयाम में लगभग 1 मिलियन गुना वृद्धि से मेल खाती है। हालांकि, कान ध्वनि आयाम में इस विशाल अंतर को लगभग 10,000 गुना परिवर्तन के रूप में व्याख्या करता है। यही है, श्रवण विश्लेषक की ध्वनि धारणा के तंत्र द्वारा तीव्रता का पैमाना दृढ़ता से "संपीड़ित" होता है। यह एक व्यक्ति को एक अत्यंत विस्तृत श्रृंखला में ध्वनि की तीव्रता में अंतर की व्याख्या करने की अनुमति देता है।

ध्वनि की तीव्रता डेसीबल (dB) में मापी जाती है (1 बेल आयाम के दस गुना के बराबर है)। आयतन में परिवर्तन को निर्धारित करने के लिए उसी प्रणाली का उपयोग किया जाता है।

तुलना के लिए, हम विभिन्न ध्वनियों की तीव्रता का अनुमानित स्तर दे सकते हैं: एक बमुश्किल श्रव्य ध्वनि (श्रवण दहलीज) 0 डीबी; कान के पास फुसफुसाहट 25-30 डीबी; औसत मात्रा 60-70 डीबी का भाषण; बहुत तेज भाषण (चिल्लाना) 90 डीबी; हॉल 105-110 डीबी के केंद्र में रॉक और पॉप संगीत के संगीत समारोहों में; 120 dB की उड़ान भरने वाले एयरलाइनर के बगल में।

कथित ध्वनि की मात्रा में वृद्धि के परिमाण में एक भेदभाव सीमा होती है। मध्यम आवृत्तियों पर अलग-अलग होने वाले लाउडनेस ग्रेडेशन की संख्या 250 से अधिक नहीं होती है, कम और उच्च आवृत्तियों पर यह तेजी से घटती है और औसतन लगभग 150 होती है।