Элементы теории биологических анализаторов - Позин Н.В.
Скачать (прямая ссылка):
Подставляя б/ и бp, определенные формулами (7.5) и (7.6), в (7.4), получим
1 - ап - Ъ. (7.7)
Следовательно, коэффициенты а и Ъ разложения (7.4) не являются независимыми. Используя выражение (7.7), разложение (7.4) можно записать в виде
8р =-Ц-^б/-Ьб?. (7.8)
Если Ъ = 0, то высотный сдвиг, обусловленный изменением частоты модуляции g, отсутствует, и выражение (7.8) совпадает
с (7.1). Если Ъ 0, то, во-первых, высотпый сдвиг, обусловленный
изменением несущей частоты /, несколько превышает оценку (7.1),
а во-вторых, с увеличением частоты модуляции g (при б#^>0) высота р убывает (бр < 0). При / = 1800 Гц, g — 200 Гц экспериментально получено значение Ъ ~ 0,35—0,40 [204].
Итак, 2-й эффект сдвига высоты состоит из двух различных экспериментальных феноменов, между которыми имеется взаимосвязь:
1. Наблюдаемый высотный сдвиг немного, но устойчиво превышает сдвиг, даваемый оценкой (7.1).
2. При постоянной несущей частоте /0 высота слегка падает с ростом частоты модуляции g.
gj 6. Область существовапия тонального резидуума. В каких пределах могут изменяться параметры сигнала, для того чтобы испытуемый мог воспринимать высоту, соответствующую его
Рис. 177 Область сущсстгсва^ия&тсгс; u-cro j (чгдзума для ajW-kckhicpccb, т — побила модуляции [20Г)]. ¦?
периоду?-,Отвег на этот вопрос был дан для частного случая 3-ком-попентных (амплитудпо-модулированяых) комплексов в работе Ритсмы [205]. На рис. 77 приведены результаты его исследований — области существования тонального (обладающего высотой) резидуума в координатах «центральная (несущая) частота / — частота модуляции g» нри разных значениях глубины модуляции т. На этом же рисунке изображены прямые, соответствующие различным значениям гармонического числа п = fig, и зависимость критической полосы слуха от часто™ /.
Область, соответствующая т <С 100%, и называется, собственно, областью существовапия тонального резидуума; сигналы, параметры /и g которых принадлежат этой области, могут восприниматься как имеющие определенную высоту. Отметим, что линия, отражающая ширину критической полосы слуха [122] и соответ-
ствующая приблизительно fig = 0, лежит внутри этой области. Это означает, что частотная разрешающая способность слуха, мерой которой и служит критическая полоса, не связана непосредственно с областью существования резидуума. Итгьши словами, восприятие тонального резидуума возможно как в случае расположения компонент сигнала внутри критической иолосы, так и вне ее. Данное замечание весьма существенно, поскольку теории восприятия высоты, основанные на временном аиализе, требуют суммирования компонент сигнала внутри полосы пропускания фильтров, составляющих частотный анализатор слуха. (В противном случае выходы фильтров будут представлять собой чисто синусоидальные колебания, из которых можно извлечь лишь информацию о периоде (частоте) этих колебаний, а сведений о периоде сигнала в целом в них не содержится.)
7. Доминирующая частотная область при восприятии широкополосных сигналов. AM-комплексы, эксперименты с которыми описаны выше, принадлежат к числу узкополосных сигналов. Они содержат всего три частотные компоненты, попадающие чаще всего в одну критическую полосу слуха, т. е. вызывающие реакцию в одном фильтре (или нескольких близлежащих фильтрах) слухового частотного анализатора. Акустический сигнал, имеющийся на входе наружного уха человека, подвергается, разумеется, некоторым частотным преобразованиям (фильтрации) по мере своего прохождения к фильтрам внутреннего уха. Однако вследствие сравнительно широкой полосы пропускания наружного и среднего уха, а также упомянутой узкополосности этого сигнала можно считать, что форма волны самого акустического сигнала и колебания на выходе фильтра улитки (в полосу пропускания которого попадают частотные компоненты сигнала) почти идептичны. Именно поэтому, рассматривая работу временного механизма анализа высоты, в этом случае можно исследовать особенности тонкой временной структуры самого акустического сигнала.
Совершенно иная ситуация возникает в более естественном и широко распространенном в природе случае широкополосных сигналов (гласные звуки речи, тональные фрагмепты музыкального сигнала и т. п.). Широкая полоса частот, занимаемая спектром таких сигналов, обусловливает наличие реакции на выходах многих фильтров анализатора; форма волпы сигналов, отфильтрованных достаточно удаленными по частоте фильтрами, может значительно разниться между собой и отличаться от акустической входной волны (см. рис. 73). Результаты измерения периодичности на выходе этих фильтров также будут отличаться друг от друга (например, для негармонических сигпалов).
Естественно возникает вопрос: какие спектральные области формируют ощущение высоты широкополосных сигналов? Ответ на этот вопрос был дан в экспериментах Ритсмы [204]. Из перио-
дических^импульсных последовательностей путем фильтрации фильтрами нижних и верхних частот извлекались низкочастотные (НЧ) и высокочастотные (ВЧ) компоненты. Частота среза /с обоих фильтров была одинакова. Частоты повторения импульсных последовательностей были различными: у одной она составляла /„, а у другой — /0 6/ (б///о = 3—6%). Формировались два сигна-
