Loundness: egenskaber

absolut tærskel for hørelse
Den absolutte tærskel for hørelse er det laveste niveau af lydtryk, der kræves for at producere en auditiv fornemmelse i et stille miljø. Denne tærskel varierer fra person til person og for hver lydfrekvens.

Ubehagsniveau
ubehagsniveauet svarer til det laveste lydtrykniveau, der kræves for at give en følelse af ubehag. Det varierer fra person til person og for hver lydfrekvens.

normale tærskler
normale absolutte og ubehagstærskler bestemmes af de gennemsnitlige tærskler, der er registreret fra et stort antal normale hørende mennesker.

auditivt felt

Ved hørbare frekvenser bestemmer området mellem den absolutte tærskel for hørelse og ubehagstærsklen en persons auditive felt. Det dynamiske område af dette felt er afstanden mellem de to tærskler.

det menneskelige auditive felt spænder fra et lydtryk på 0,02 mPa (0 dB SPL) til 20 Pa (120 dB SPL). Dette gælder for frekvenser mellem 0, 5 og 8 KHS, som øret er mest følsomt over for. Lavere og højere frekvenser kræver et meget større lydtrykniveau for at nå høretærsklen, og frekvenser tættere på kanten af det auditive felt har mindre dynamisk rækkevidde.

Bemærk: alle frekvenser under 20 hs er kvalificeret som ‘infrasounds’, selvom nogle dyr (såsom mol) kan opfatte ‘lyde’ så lave som nogle få Herts: deres auditive rækkevidde strækker sig en oktav eller to lavere end hos mennesker. På samme måde kaldes lyde, der er over 20 KHS, ‘ultralyd’, selvom hunde kan høre lyde op til 40 KHS, og flagermus en imponerende 160 KHS, hvilket svarer til to eller tre oktaver højere end hos mennesker.

lige loudness konturer

en lige loudness kontur viser alle rene toner, der producerer den samme loudness sensation i funktion af frekvens (som defineret i den internationale standard ISO 226:2003) .

denne graf repræsenterer de gennemsnitlige lige-loudness konturer af 50 normal-hørelse unge, optaget i et lyddødt kammer med bilateral Frifelt lyd præsentation. Måleenheden for disse konturer er phon, hvilket svarer til lydniveauet (i dB SPL) ved 1 KHS. For eksempel vil en 1 KHS ren tone præsenteret ved 20 dB SPL være lig med 20 phons, ligesom en 100 HS ren tone præsenteret ved 43 dB SPL.

Bemærk: phon er kun lig med dB SPL for en 1 KHS lyd.

Sones

phon er en enhed med lige sensation og ikke af sensation i sig selv. Derfor anvendes en anden enhed også: sonen

for niveauer over 40 phons, og for mellemfrekvenser er sonen knyttet til phon ved ligningen:

Sone=2(phon-40)/10. Derfor er en lyd på 40 phons ved 1 KHS værd 2 (40-40) / 10=1 sone.

Loudness udvikler sig forskelligt afhængigt af frekvens. Lydstyrken på en 0,1 KHS lyd øges meget hurtigere end lyde på 1 og 8 KHS. Dette oversætter ideen om, at det dynamiske område ved denne frekvens er mindre end det for en 1 KHS eller 8 KHS lyd (Se ovenfor ‘auditivt felt’).

differenstærsklen eller bare mærkbar forskel (jnd)

jnd er den mindste fysiske intensitetsvariation, der forårsager en ændring i lydstyrken. Det er afhængig af både intensiteten og frekvensen af lyden. Ved højere intensiteter er øret i stand til at skelne mellem intensitetsforskel på 0,4 dB. Det anslås, at der er omkring 150 niveauer af lydstyrke.

lydstyrke og kritiske bånd

Hvis en kompleks lyd sammensat af to rene toner med forskellige, men tætte frekvenser præsenteres mono, forbliver lydstyrken den samme, så længe afstanden mellem disse frekvenser er mindre end bredden af det kritiske bånd. Så snart frekvensgabet overstiger bredden af det kritiske bånd, øges lydstyrken.

kritiske bånd kan assimileres med et batteri af båndpasfiltre, der har afskæringsfrekvenser, der er variable langs cochlea, men faste sammenlignet med lydens frekvenssammensætning.

maskering

opfattelsen af forskellige komponenter i en kompleks lyd sker ikke uafhængigt. Faktisk forhindrer opfattelsen af visse frekvenser af fysiologiske årsager opfattelsen af en anden komponent: dette er kendt som maskering.

denne figur viser høretærskler opnået uden maskering i grønt og med en bredbåndsstøjmasker (fra 1100 til 1300 HS) på tværs af forskellige intensitetsniveauer.

det røde spor viser ændringen af høretærskler opnået med et støjniveau på 60 dB SPL. For eksempel vil en ren tone på 1000 HS kun blive hørt fra 45 dB SPL, i stedet for 3 dB i mangel af en støjmasker.

denne graf viser også, at støjens maskeringseffekt stiger med intensitet, og den har større effekt for højere frekvenser. Med andre ord maskerer lave frekvenser højere frekvenser lettere end omvendt.

Der findes også en anden form for maskering. Kendt som’ informativ maskering ‘ er dette ændringen af opfattelsen af en lyds intensitet på et centralt niveau. For eksempel, når en ren tone præsenteres for det ene øre og en støjmasker til det andet, ændrer den centrale effekt af støjmaskeren lydstyrken i den rene tone. På denne måde opstår maskering, selv når masken præsenteres for det andet øre.

andre faktorer, der påvirker lydstyrken

varighed
lydstyrken øges til en kritisk værdi mellem 50 og 400 ms, før den falder lidt.

forudsigelighed
når en lytter forventer en høj lyd, er dens lydstyrke lavere, end hvis lyden ikke forventes.

Stapedial refleks
denne refleks forekommer hovedsageligt for korte lyde af midtfrekvens præsenteret over 80 dB. Det virker ved at stivne den ossikulære kæde, hvilket resulterer i en dæmpning af lydvibrationen og dermed et fald i lydstyrken. Denne refleks kan dog lide træthed.

træthed
når øret er udsat for en lyd, der er for intens, kan der forekomme en stigning i høretærsklen på grund af nervefiber træthed. Dette er tydeligt, når du forlader en natklub eller efter langvarig brug af personlige MP3-afspillere.