人耳听觉系统.doc

声压、声压级:其中p为声波的声压,而p0为标准声压=20μPa。L为声压级。除了声压和声压级外,还有声强I,L和I之间的关系为:其中I0=10-12W/m2。扬声器、耳机的声学表示在心理声学试验中,一般利用扬声器和耳机将电振动转换为声波信号。这两种转换器的频率响应和非线性畸变都非常重要。图示为某三种扬声器综合体的频率响应:其中中、低频为电动扬声器,高频为压电式扬声器。这三种扬声器的组合体在消声室中测量其频率响应时,其频响为平坦的(L1),35Hz~16kHz间的波动为±2dB。L2/L3分别为2次畸变和3次畸变信号的频谱响应(并且L2、L3曲线向上平移了20dB,即实际曲线的纵坐标要-20dB)。对于心理声学应用而言,%才能保证听音效果,即畸变信号相对于平坦信号之间的幅度差为60dB。,因此L2、L3应该不能超过25dB(向上平移后应<45dB)。%的要求的。当频率>150Hz时,%(比L1小50dB,即85-50+20==55dB左右)。如果声信号不是在消声室环境下通过扬声器进行传播,则房间的频率特性也要加载到扬声器频率特性上。,实线为相同扬声器在普通房间的频响。可见房间明显改变了扬声器的频响。如果声音是通过耳机进行重放的,则上述问题可差不多被克服。心理声学表明在感兴趣的频谱范围内,耳机的非线性畸变很小(小于1%-60dB)。由于心理声学实验中测量的耳机频响呈现一种带通特性,因此需要均衡器。耳机和均衡器的频响近似于自由声场的频响,比较平台(±2dB)。值得注意的是,如果使用的耳机没有加入均衡器,则耳机类似于一带通滤波器,改变了声信号的频谱,即影响了声信号的音调和响度。2HearingAreas3Informationprocessingintheauditorysystem听觉系统的信息处理分为两部分:外周系统(Peripheralsystem)的预处理,神经系统(Neuralsystem)的信息处理外围系统的预处理是非线性的,并且处理后的声振动传给感知细胞,感知细胞中的神经终端将机械/电激励信号转换为感知电压信号,这里,听觉系统的第二部分利用神经处理过程从将声信号激励引起听觉感知。这里我们假设外围系统的结束为第一个神经键。头和外耳声场一般认为是自由、渐变、平坦的。任何大的物体,如听者的头,都会造成声场的畸变。而听者的头部、整个身体对声场的影响作用可以通过测量得到。自由声场中,在任意位置通过麦克分测量得到的声压级,与听者位于同一位置,在听者的耳道测量的声压级是不同的。因此,听者的身体,特别是肩部、头、外耳以及耳道,都会影响到达听者耳鼓膜的声压级造成影响。而基于掩蔽和反射作用,肩部、头部一般影响1500Hz以下的声信号。耳部结构及其功能耳通常由外耳、中耳、内耳组成。外耳:外耳的作用是收集声信号能量,并通过外耳耳道将声信号能量传送到耳鼓膜。外耳道有两个作用:保护耳鼓膜和中耳以免受到伤害;第二,使得内耳非常接近大脑,减少了神经的长度,从而减少了神经中活动电压的传输时间。外耳耳道对听觉组织的频率响应有着非常大的影响。外耳耳道类似于一段开放的长度为2cm的管道,这个长度相当于4kHz附近声频率的1/4波长,