03 听觉特性

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1、听觉特性北京联合大学 张福贵一、听觉机构的接收者。计中，人耳是声波最终在噪声控制和厅堂音质设人耳结构图人耳的结构：外耳、中耳、内耳、骨传导、脑听觉神经系统声源外耳Ò外耳——包括耳廓和外耳道。Ò耳廓：耳朵的外部轮廓。Ò外耳道：稍微弯曲的道，起自外耳， 止于鼓膜，全长约 24毫米。外耳道听音的三个作用1.将声波聚焦传导至中耳。2.耳廓对声源进行定位。3.耳道对声波信号共鸣放大外耳Ò耳壳:使听道和声音之间 阻抗匹配，从而让更多 的声能进入耳道，这种 匹配作用在800Hz左右最 佳Ò听道:共振频率约为 3000Hz。Ò耳鼓:在声波激发下传播振动中耳中耳——包括鼓膜、 鼓室及听小骨、咽鼓 管（耳咽

2、管）等。鼓膜：位于外耳道 底部呈扁锥形，直径 约9毫米，鼓膜的血 管及神经丰富，痛觉 灵敏。中耳的构造鼓室：位于鼓膜与内 耳外壁之间，是一含 气的空腔，内有听小 骨。听小骨：包括锤骨、 镫骨、砧骨。三者相 连成听骨链。咽骨管：从鼓室前壁向前、内、下方通向鼻侧壁。该 管的咽口一般呈闭合状态，吞咽时关口顿开使空气进入 鼓室，以保持鼓膜内外气压平衡。中耳的作用Ò中耳的作用就是通过听骨的运动把外耳的空气振 动和内耳中的液体运动有效地耦合起来。Ò听骨一方面起了传递、放大声能的作用，另一方 面又能限制传至卵形窗过大的运动，起一定的保 护作用。内耳内耳——由前庭、半规管、耳蜗和连接耳蜗与大脑的 神经束

3、四部分组成。耳蜗：因形似蜗牛壳而得名，为旋转两圈半的螺旋状 骨管。在电子显微镜检 查中发现耳蜗的基底膜 上每一毛细胞下面有两 种神经末梢。分别与两 种神经束衔接，一种称 “传入神经束”，即把 耳蜗中产生的声音信号 传入脑干耳蜗核；另一 种称“传出神经束”， 其主要作用可能是对耳 蜗功能起抑制性的影响。听能分析音高、音强、音色内耳的作用1.对声音信号进初级分析。2.将声音信号转换成生物电信号传导至大脑。对耳蜗分析功能的研究直到19世纪才开始，最早的研究是探讨耳蜗对音高的识 别，主持此项工作的是德国生物学家兼物理学家——亥姆霍兹。4．骨传导Ò声音除了从外耳和中耳这一途径传到内耳外， 还可以通

4、过颅骨的振动使内耳液体运动，这 一传导途径叫骨传导。Ò听自己讲话时声音的传播渠道有两个，即：É音源→人体颅骨→大脑É音源→空间→人耳→大脑Ò听自己讲话录音的传播渠道只有一个，即：É音源→空间→人耳→大脑Ò听自己讲话的声音有两个传播渠道，所以频带 很宽，自己感觉音色比较好;Ò听自己的录音时，只有一个传播渠道，频带不 是很宽，声音也就不那么好听了。Ò所以有些人总是觉得自己的声音比别人的声音 好听得多，这种感觉正是由于颅骨效应的原因。头盔话筒Ò欧洲人在歌剧演出中使用了一种新型话筒— —头盔式话筒。它把话筒极头置于头盔或头饰 上，话筒的极头是一个片状的拾音头，贴在人 的脑门上，导线通过头发、耳后

5、、连接无线话 筒发射机（一个装在口带里的小盒子），人的 声音从声带振动通过人体组织和颅骨传入拾音 头中。这也是利用了颅骨传导作用。返回5.脑听觉神经组织脑听觉神经组织——听觉神经产生听觉感觉的地方。 大脑的不同位置和相关功能大致可分为：额叶、顶 叶、颞叶、枕叶。二、声源的指向性Ò声源发声时，在声源四周各方向上，声能 的分布并不一定均匀。声源的声音强度在 各个方向上分布的不均匀性就称作声源的 指向性特性。Ò声源的指向性与声源的种类、尺寸及辐射声波的波长等有关。声源的指向性Ð声源发出的声音在各个方向上分布不均匀，具有指向 性。Ð声源尺寸比波长小得多时，可看作点声源，无指向性。Ð声源尺寸比波长

6、差不多或更大时，声源不再是点声源， 出现指向性。人们使用喇叭，目的是为了增加指向性。三、人的主观听觉特性声环境设计的目的是满足人们对声音 的主观要求，即想听的声音能听清并且音质优 美，而不需要的声音则应降低到最低的干扰程 度。Ò声波是在弹性媒质中传播的一种机械波，然而并 非所有声波都能被人耳所感知（听觉）时，即使 人耳能感知到声音，其感觉也各有不同，因为人 的听感是一个非常复杂的物理——生理——心理 过程。Ò这说明，声音虽然由振动产生而客观存在，但是 它给予人的主观感受却与客观实际上有一定差距， 甚至还可能会产生“错觉”，这就是本节所要讨 论的人的听觉特性。音质Ò人对声音的感知有响度、音

7、调和音色三个主观 听感要素,三者共同决定了声音的音质。Ò人的主观听感要素与声波的客观物理量：声压、 频率和频谱成分之间既有着密不可分的联系， 又有一定的区别，体现了人类听感是个复杂的 生理与心理的运动过程。四、听觉范围与听觉特性1最小与最大的可听极限听觉范围：n最高最低频率可听极限青少年20~20KHz 中年30~15KHz老年100~10KHz。n最小最大可听极限人耳有一定的适应性， 常人上限为120dB,经常 噪声暴露的人有可能