Частотные интервалы в теории передачи сигналов
В теории передачи сигналов на расстояние существует свое понятие высоты звука. Здесь используются графики с линейной шкалой в герцах, и нет ни деления на НЧСЧВЧ, ни октав, ни логарифмов частоты. В качестве единиц измерения используются некие стандартные частотные полосы. Так, в телефонии за единицу принимается полоса частот шириной 3,кГц — от 300 до 3400 Гц. В линиях передачи с частотным уплотнением каналов полоса 3,кГц имеет равный вес и на НЧ, и в килогерцовом, и в мегагерцовом диапазонах.
Слухом земля полнится.
Психоакустическая версия русской поговорки
Смысл этого, казалось бы, банального эпиграфа заключается в принципиальной замене привычной последовательности: источник звука — причина, его восприятие — следствие. В основу психоакустики заложено обратное утверждение: гармоничный (или иной) характер звучания определяется не источником звука, но нашим впечатлением о нем. Таким образом, не столько «звуки наполняют и обогащают жизнь», сколько «слух».
Логично предположить, что высота воспринимаемого звука напрямую зависит от его частотных характеристик. Многочисленные эксперименты показали, что это допущение справедливо лишь отчасти. Так, в соответствии с теорией Флетчера в диапазоне ниже 500 Гц высота слышимого тона пропорциональна частоте, а выше указанного порога линейный характер зависимости нарушается и начинает действовать логарифмический закон (рис. 4.1).
Снижение линейности восприятия высоты тона на частотах выше 2 кГц связано с частотным ограничением нервных волокон, по которым осуществляется передача преобразованного акустического сигнала в кору головного мозга. Амплитудно-частотная характеристика слухового нерва близка к АЧХ низкочастотного фильтра второго порядка с частотой среза 2 кГц. Поэтому субъективное разрешение по частоте падает на частотах выше 2 кГц с наклоном 12 дБ на октаву.
Если ввести единицу ощущения высоты тона, назвать ее «мел» и положить, что в полосе до 500 Гц она приблизительно соответствует частоте (в частности, частоте 440 Гц адекватно значение 440 мел), то окажется, что, к примеру, частоте 16 000 Гц соответствует не 16 000, а всего лишь 2400 мел.