听力学基础

1△机械振动：是指物体沿直线或曲线经过其平衡位置附近来回重复的运动形式，如钟摆，音叉等的运动。△简谐振动：简谐振动是最简单的振动形式，任何复杂的振动都可分解为若干项次的简谐振动之和。简谐振动的一个经典例子就是弹簧振子的振动。△自由振动：只要不受摩擦和其他任何阻力，能量始终保持守恒，弹簧将保持一定的振幅永远振动下去，这种理想的振动叫做无阻尼振动。△阻尼振动：由于摩擦和其他阻力无法避免，振动物体因摩擦和其他阻力做功，能量或振幅要逐渐减小，振动表现为阻尼振动，如单摆和弹簧振子。△共振现象：当策动力的频率等于物体的固有频率时，受迫物体的振幅才可能达到最大值，这就发生了共振现象，共振是受迫振动的一种特殊形式。（以秋千为例，要使秋千越荡越高，秋千上的人须掌握加力的节奏，否则即使花很大的力气也不能成功。）△横波：媒质分子的振动方向和波传播方向相垂直的波称为横波，如绳波。横波只能在固体中产生。△纵波：媒质分子的振动方向和波传播的方向一致的波，称为纵波，如声波。纵波可在固体，液体，气体三种物体形态中发生。△波在空气，水和钢铁中的速度比是1:4:12△λ=cT=c/fλ－波长，m；C—声波，m/s；T—周期，s；f—频率，Hz。波的周长和波的频率互为倒数。声音辐射△反平方定律：与声源的距离每增加一倍时，声强变为原来的1/4(换算成声强表述，则为衰减6dB)这就是所谓的反平方定律。距离每增加1m，声音衰减6dB。△为了描述声波在媒质中各点振动的强弱，常用声压和声强两个物理量。声压：实际压强与大气静压强之差，称为声压，记为P。声强：声强就是单位时间内通过垂直于声波传播方向的单位面积的声波能量，记为I。△驻波：两列具有相同频率与振幅的波，相向传播时会产生驻波。△混响时间：声音自空间内的一点发出后，声能衰减60dB所需的时间。（混响：回声）△声压级dBSPL（声级计）分贝反映的是两声压之间的相对差值。只有规定了作为基准的声压数值（取人耳在2000Hz所能听到的最小声压20uPa作为基准声压），才能表达声压的绝对值，称为声压级（SPL），记为Lp。数值以分贝（dB）表示，并加后缀SPL表示声压的绝对值（声波在空气中的传播表现为疏密波的形式，媒介分子时而稀疏，压强暂时小于静态大气压；时而稠密，压强暂时高于静态大气压）。△声强级dB声场中某点的声强级，是指将该点的声强与基准声强的比值，取以10为底的对数再乘以10的值。尽管声压级和声强级在物理概念上是不同的，但在数值上却是一致的。在许多不太严格的情况下，对声音强度进行描述时，两者是通用的。2△听力级（声音强度的单位叫做听力级，简称HL受试者听力或正常人听力与刻度盘上的0级相比较）听阈测试是测定听觉损伤程度最基本的测试，可以反映听力损伤的情况（轻度26—40dBHL，中度41—60dBHL，重度61—80dBHL，极重度≥81dBHL）。听力零级是作为测听标准的数据，也是听力计上表示听力的一个参数。常用的听力计的设计以一组正常青年的平均听阈为标准的听阈零级的平均声压级。△感觉级（受试者所能听到的音量，简称SL，只有知道了患者的听阈，才能算出听力级和感受级的值）如果患者的纯音听阈是20dBHL，当你给40dBHL时，患者的感受级就是20dBSL（40-20=20）。况下，对声音强度进行描述时，两者是通用的。△声级计是测量声音强度的电子仪器，但它不同于一般的客观电子仪器。（单位dBSPL）△声级计由传声器，衰减器，计权网络，放大器，检波网络和指示器等部件组成。△计权网络横坐标为频率（Hz），纵坐标为声压（dBSPL）△等响曲线客观反映人耳的主观响度的感受。响度是人耳的判别声音由弱到强等级概念，它不仅取决于声音的强度，还与频率及波形有关。常见的计权网络近似地模拟了40方，70方，100方三条等响曲线，称为A、B、C计权。A计权声级是模拟人耳对55SPL以下低强度噪声的响度感觉，B计权声级是模拟人耳对55—85dBSPL中等强度噪声的响度感受，C计权声级是模拟人耳对85dBSPL以上高强度噪声的响度感受。△纯音：纯音信号的时域函数可表达为单一频率的正弦函数，主观听感上具有“单纯”的音调感觉，故而称为纯音。△短纯音：时程小于200ms的正弦信号。△噪音①白噪音（就如同光学中包含了各种颜色的光是白色一样，白噪声的名称就已经说明了它的性质。它是指较宽的频率范围内，各等宽的频率所携带的声音能量均相等的噪声。）②带宽噪声（具有连续谱和恒定功率谱密度的白噪声，经过带通滤波器滤波后，就成为带通噪声，可分为宽带噪声和窄带噪声（掩蔽声））③脉冲噪声：（脉冲噪声是指持续时间短促的噪声。抢炮等武器发射、爆炸和工业中的气锤、冲床等发生的声音都属于脉冲声。持续时间较长的脉冲信号称为冲击波或压力波。）④言语噪声：（言语噪声是为了临床言语测试等目的，人为对白噪声进行特殊的滤波处理而获得的噪声信号，其在250-1000Hz间为等能量，而在1000-6000Hz间每倍频程递减12dB）△听阈：刚能引起人耳听觉反应的最小声音刺激音，称为听阈。△人耳的听觉：20-20000Hz△言语声音/人最敏感的声音频率：500-2KHz△响度：响度是人耳对声音幅度产生的心理上感觉的量，即声强感知或心理印象，是人耳听觉对声音强弱属性的判断。（响度的单位宋）△影响响度的因素响度受声信号强弱，频率，时值等因素的影响。一.频率对响度的影响人耳对不同频率的纯音有不同的敏感度。1KHz的纯音在7.0dBSPL时就可被察觉；而125Hz的纯音在45.5dBSPL时才可被察觉。这种对不同频率的声音有不同的敏感度也表现在听阈以上的情况。所以当不同频率的声音有同样响度的时候，它们的强度不一定是一样的。这样就产生了等响曲线即把不同频率和不同强度的纯音和1KHz的纯音做等响度的对比。二.时值对响度的影响3（1）.时值得整合在时值小于200ms时，纯音的响度将随着给声时间的减少而降低。（纯音测听的时候，给声的时间不得小于500ms）（2）.响度和听觉疲劳1）响度适应响度适应是听觉系统对响度感觉的改变。在保持响度不变的情况下，一个信号的持续刺激往往伴随着响度感觉的下降，即在刚开始刺激几分钟内响度在下降。2）听觉疲劳听觉疲劳：听觉疲劳指当强度超过了可以保持生理性反应的强度时所发生的敏感度的改变，即听阈的改变。三.背景噪声对响度的影响当背景噪声与信号频率重叠部分的功率超过信号时，信号将听不到，这就是掩蔽。如果噪声的功率没超过信号，那么人耳仍然能够听到信号，但是其响度将下降。这就是部分掩蔽。与部分掩蔽有关的一个有趣的问题是信号与噪声的相对强度对部分掩蔽效应的影响。当信号强度刚刚高于掩蔽噪声时，也就是说刚刚高于掩蔽阈值时，对响度的影响最大。但是随着信号强度的增高，响度表现出异乎寻常的快速增长。部分掩蔽下的响度增长与响度重振有很多相似之处。四.异常响度现象（1）.病理性的适应：阈上连续给声时，患者的主观响度很快下降，发生在耳蜗后的病变。其原因可能是由于神经的病变而不能维持所需要的冲动。（2）响度重振：临床上与响度感觉有关的一个现象是重振，重振常见于耳蜗病变导致的听力障碍，有别于蜗性的（即病变在耳蜗之后的听觉通路上）听力障碍，后者多无重振。有重振的病人，其听阈尽管升高，但在阈上的响度感觉随声音的增高而迅速增强，在高声强时，患者的响度感觉与正常的响度感觉相等或是超过正常耳的响度感觉。五.频率带宽对响度的影响如果把一个窄带噪声的波宽逐渐加大而保持总的声压级恒定，可以发现在到达一个“临界带宽”以前响度不变，而在到达临界带宽以后响度逐渐增加。临界带宽对很多心理声学实验都很重要的。△音调又称音高，是频率的主观属性（音调单位称为美）△影响音调的因素音调不但受到频率的影响，还受到声音强度的影响。对低频的声音来说，强度越大则音调越低；对高频音来说，强度越大则音调越高△音色是与声音频谱总体特性有关的主观感受，也是声音的属性。△双耳听觉一.双耳声源定位和降噪1.声源定位声源定位是听觉系统对发声物体位置的判断过程，它包括水平声源定位和垂直声源定位以及与听者的距离识别。（人类拥有声源定位能力的机制是声音传入双耳的时间、相位和强度的差异。每个人的声源定位能力是不一样的，双耳听觉平衡的好坏是这一能力的决定性因素之一。就如同单眼观察一个物体时无法判断物体的远近一样，单耳听觉同样没有办法确切判断声源的位置）2.抑制噪声听觉系统是一个很好的降噪系统。如果双耳接受信号的信噪比有大小，中枢会偏向分析信噪比高的耳朵，这样可以减小噪声对言语理解的影响，同时听觉系统整合癞子两侧耳蜗的波形4后，会产生一个内在的信号，该信号的信噪比的信噪比高于单侧耳。（双耳比单耳更有效地减少噪声。）二．双耳的交互作用1.整合效应传入双耳的声音信号会经过两侧听神经传至听觉中枢，双侧大脑皮层将信号整合后作出相应反应。研究表明，双耳听觉比单耳听觉可多获得3dB的增益。由于双耳佩戴能提高整合效果，特别是对低频声音的能量整合减小，同时可以降低助听器整体输出增益，所以助听器的外壳或耳膜可以在条件许可的情况下做短做松，通气孔加大，给耳道内部留有尽量大的空间，以减轻堵耳效应带来的烦恼。对于双耳中毒，极重度听力障碍患者来说，这种整合，累加效应则更加重要。2.听觉融合自然界中成千上万个声源萦绕在人们的周围，各种声音拥有不同的频率和强度，这些混乱的声响从不同方向传至双耳，每只耳朵听到的声音频率、强度都不相同，通过听觉融合效应，能有效地综合传入双耳的不同声响，使之融合成为一个声音，提高声音的立体感和音质。三．头影效应和听觉剥夺1.头影效应双耳因为声源位置的不同而听到的声音强度不同，当声音从左侧发出时，则左耳听到的声音要明显比右耳大，这一现象即为头影效应，它是由于头部的屏障作用而产生的。2.听觉剥夺听觉剥夺是指双侧对程性听力下降患者长期获得一侧耳朵的补偿听力，则未补偿耳的言语识别率会随着时间的推移出现进行性下降。