Основная часть занятия - 80 минут

Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева

Военная кафедра

 

 

«УТВЕРЖДАЮ»

Начальник 3-го цикла

п/п-к

А. Балмасов.

 

«___» ________ 200 г.

 

 

ПЛАН ПРОВЕДЕНИЯ ЗАНЯТИЙ СО СТУДЕНТАМИ

ПО ВОЕННО-СПЕЦИАЛЬНОЙ ПОДГОТОВКЕ

(ВУС-521300)

 

Тема № 1. «Оконечная аппаратура связи».
Занятие № 1. Основы передачи речи по каналам связи. Телефонный аппарат ТА-57.
Время 90 минут.
Вид занятия Лекция.
Цели занятия Ознакомить студентов с общими сведениями из акустики. Изучить назначение и классификацию электроакустических преобразователей и телефонных аппаратов. Изучить боевое применение и основные ТТХ телефонного аппарата ТА-57

 

Вводная часть занятия - 5 минут

 

- Принять рапорт дежурного по взводу.

- Проверить присутствующих по списку.

- Провести контрольный опрос.

- Объявить тему, цель и учебные вопросы занятия.

Основная часть занятия - 80 минут

Учебные вопросы, время и содержание занятия Методические приемы и указания
1 Вопрос. Речевой сигнал и его восприятие – 20 минут Звуком называются колебания частиц упругой среды, частоты которых лежат в области восприятия человеческим слухом. Эта область приблизительно ограничена пределами от 20 до 20000 Гц. Колебания, частоты которых меньше 20 Гц, называются инфразвуками, а колебания с частотами более 20000 Гц – ультразвуками. Образование звука связано с наличием некоторого колеблющегося тела или системы, нарушающей статическое состояние среды и являющейся, таким образом, излучателем звука. В результате работы излучателя в среде возникают звуковые волны, обусловленные конечной скоростью распространения звука. Звуковыми волнами называются чередующиеся сжатия и разрежения частиц среды, распространяющиеся от излучателя в пространстве. Пространство, в котором распространяются звуковые волны, называют звуковым полем. Совокупность точек звуковой волны, находящихся в одинаковой фазе колебания, называется фронтом звуковой волны. Фронт звуковой волны может представлять собой сферу, плоскость или поверхность неправильной формы, что зависит как от размеров и формы излучателя, так и от размеров, формы и отражающих или поглощающих свойств поверхностей, ограничивающих звуковое поле. Звуковые волны, образующиеся при разговоре человека, с достаточной для практики точностью можно считать сферическими, по крайней мере, на расстояниях до 10 см ото рта. Энергетическая характеристика звука может быть дана с помощью двух взаимосвязанных параметров звукового поля – звукового давления и интенсивности звука. Звуковым давлением (р) называется избыточное по сравнению с атмосферным давление в данной точке звукового поля, созданное источником звука. Возникновение такого избыточного давления поясняется графиком на рис. 1.1.1, где представлена временная зависимость давления р в произвольной точке пространства. Постоянной составляющей этого давления рА является атмосферное давление. Переменная составляющая, равная p(t), и есть звуковое давление. Рис. 1.1.1. Возникновение избыточного давления   Закон, по которому изменяется звуковое давление во времени, может быть любым, он определяется характером колебаний излучателя. В частном случае гармонических колебаний, показанном на рис. 1.1.1, этот закон описывается выражением: где p(t) — мгновенное значение звукового давления, рт — его амплитуда. В акустических расчетах пользуются обычно эффективными значениями звукового давления (р), по своему смыслу эквивалентными понятию о действующем значении переменного напряжения. Для рассматриваемого случая гармонического звука . Интенсивностью звука (I) называется количество звуковой энергии, проходящей в одну секунду через единицу площади, перпендикулярной к направлению распространения звуковой волны, и измеряется в [Вт/м2]. В системе CGS интенсивность звука измеряется в [эрг/с-см2]. В сферической волне звуковое давление по мере удаления от излучателя убывает обратно пропорционально расстоянию, а интенсивность звука – обратно пропорционально квадрату расстояния. Уровни интенсивности звука и звукового давления (В) определяются по формулам: дБ; дБ, где I и р – интенсивность и звуковое давление данного звука, I0 и p0 – интенсивность и звуковое давление, условно принятые за звук нулевого уровня: I0 = 10-12 Вт/м2; p0 = 2∙10-5 Н/м2. Численно уровень интенсивности равен уровню звукового давления. Поэтому величину В называют просто уровнем звука. Уровни интенсивности и звукового давления мо- Iff) гут быть выражены в не-перах: Нп. Для сложного периодического звука суммарная интенсивность равна простой арифметической сумме интенсивностей его составляющих. При определении спектральных характеристик звуков со сложным спектром по звуковым давлениям следует иметь в виду, что в этом случае суммируются не звуковые давления, а их квадраты в соответствии с формулой . Иногда возникает необходимость определения уровня результирующего звука по заданным уровням его составляющих, создаваемых различными источниками. Если заданы спектральные уровни звука от каждого из источников – B1, В2, В3, ... , Вn, то в символической форме суммирование этих уровней может быть записано формулой . Суммирование здесь символическое потому, что величина В не является арифметической суммой уровней Bi÷Bn. Она определяется путем перехода от уровней к соответствующим интенсивностям Ii÷In, их суммированием и затем вычислением 10 логарифмов от полученной суммы. Эта операция носит название логарифмического сложения, а знак (+) является символом логарифмического сложения. Образование звуков речи происходит в результате работы голосового аппарата человека, схематическое изображение которого представлено на рис. 1.1.2. В речеобразовании принимают участие легкие, сообщающиеся с гортанью 1 через бронхи 2 и трахею 3, голосовые связки 4, полость рта 5 и связанные с нею язык 6, зубы 7 и губы 5, а также носовая полость 5, которая с помощью небной занавески 10 может включаться в речевой тракт. Звуки речи формируются в такой последовательности, В процессе произношения легкие через бронхи и трахею создают поток воздуха, поступающий через вибрирующие голосовые связки к полостям рта и носоглотки. Голосовые связки, то открывая, то сжимая голосовую щель, обеспечивают последовательность импульсов которых приблизительно постоянна. Получающийся при этом частотный спектр импульса содержит большое число гармонических составляющих, амплитуды которых уменьшаются с ростом частоты. Далее воздушный поток встречает на своем пути систему резонаторов, которые образуются объемами полостей рта и носоглотки и видоизменяются в процессе произнесения различных звуков положением языка, зубов и губ. Проходя через эту систему резонаторов, одни частотные составляющие получают усиление, другие подавляются. Частота основного тона определяет тип голоса говорящего (бас, баритон, тенор, альт, контральто, сопрано). Основные тона лежат в области от 70 до 350 Гц. Речь с отфильтрованным основным тоном сохраняет разборчивость, но теряет энергию и отчасти естественность. Рис. 1.1.2. Схематическое изображение образования звуков речи. Значительно усиленные частотные области называются формантами. Поскольку форманты намного мощнее других составляющих. Они главным образом и определяют слуховое восприятие того или иного звука. Следовательно, по своему спектральному составу звуки речи различаются друг от друга числом формант и их расположением в частотном спектре. Различные звуки речи могут иметь в своем составе от одной до трех формант. Формантные составляющие расположены в области от 200 до 10000 Гц. Встречаемость их в этой полосе неравномерна, т. е. около 90% формант находится в диапазоне частот 300– 3400 Гц. Менее усиленные частотные области (неформантные составляющие) связаны с индивидуальными особенностями голосового аппарата. Они определяют тембр речи и вместе с основным тоном позволяют узнавать говорящих по голосу. Длительность отдельных звуков речи в нормальном речевом потоке составляет от 20 до 350 мс. Наибольшую длительность имеет звук «а»; согласные звуки менее длительны, наиболее короткий из них – звук «п». Отдельные звуки речи в словах произносятся несколько различно: так, например, гласный звук может быть ударным и неударным, любой звук может встречаться в различных сочетаниях с другими звуками, которые в той или иной степени влияют на его звучание. Изменяются при этом и физические характеристики звука: длительность, интенсивность, а отчасти и спектральное распределение. Получается, что число фактических реализаций, в которых звуки встречаются в речи, значительно больше, чем число звукотипов, соответствующих номинальным наименованиям звуков. Эти звукотипы, объединяющие по нескольку возможных форм существования звуков в речи, называются фонемами. Между фонемой и реальными звуками, в виде которых она может существовать, имеется такое же соответствие, как между буквой, напечатанной стандартным шрифтом, и той же буквой, написанной различными почерками. В русском языке насчитывается 41 фонема. Понятие о фонемах, как своего рода идеализированных звуках, оказывается полезным для ряда технических приложений, например для автоматического (машинного) анализа и распознавания речи. При рассмотрении голосового аппарата говорящего как биогенератора речевого сигнала возникает задача изучения не только свойств отдельных звуков речи, но и обобщающих статистических характеристик речевого процесса в целом. Такие характеристики называются интегральными характеристиками речи. Они оказываются необходимыми, например, для расчета качества передачи речи по различным каналам связи. Основными интегральными характеристиками речи являются: спектр речи, формантный спектр, динамический и частотный диапазоны и формантное распределение. Спектром речи называется зависимость среднего арифметического в течение длительного времени спектрального уровня речи Bp от частоты f. Эта зависимость для русской речи при суммарном звуковом давлении 1,5 Н/м2 (97,5 дБ) приведена на рис. 1.1.3. Из изложенного выше следует, что разборчивость принимаемой речи зависит не от всех составляющих ее частотного спектра, а лишь от формантных составляющих. Поэтому представляет практический интерес выделить из общего спектра речи спектральное распределение именно этих частотных составляющих. Формантным спектром называют зависимость среднего в течение длительного времени спектрального уровня формант Вр' от частоты f, причем под средним формантным уровнем понимается такой уровень, который в течение длительного времени превышается в 50% случаев, а в других 50% случаев формантные составляющие имеют уровни меньше. данного. Рис. 1.1.3. Формантный спектр русской речи   Естественно, что никакими фильтрами формантные составляющие из реальной речи выделены быть не могут, однако их уровни возможно вычислить аналитически, что и было проделано. Формантный спектр русской речи при ее суммарном уровне 97,5 дБ приведен на том же рис. 1.1.3. Динамический диапазон речи D определяется как разность между ее максимальным и минимальным уровнями: . Практически он почти не зависит от частоты и приблизительно равен 50 дБ. Однако речь может приниматься и в условиях более ограниченного динамического диапазона. Считают, что при D = 50 дБ обеспечивается отличное качество звучания речи, при D = 40 дБ – хорошее и при D = 30 дБ – удовлетворительное. Это значит, что для передачи речи могут применяться тракты с довольно большим амплитудным ограничением. Разность между максимальным уровнем речи Вртах и средним уровнем речи Вр называется ее пикфактором PF: . Пикфактор речи составляет 12 дБ и почти не изменяется в различных участках частотного спектра. На рис. 1.1.4 понятия о динамическом диапазоне и пикфакторе поясняются с помощью частотных зависимостей максимального, среднего и минимального спектральных уровней речи. Частотный диапазон речи определяется областью, в которой расположены все ее составляющие. В соответствии с ранее приведенными сведениями о расположении формант и основных тонов можно считать, что частотный диапазон речи заключен в пределах от 100 до 10000 Гц. Поскольку, однако, основная часть формантных составляющих, вполне достаточная для высокой разборчивости принимаемой речи, лежит в значительно более узкой полосе 300–3400 Гц, то эта полоса и регламентирована МККТТ1 как полоса частот нормального телефонного канала. Естественно, что для художественного воспроизведения речи такая ширина полосы передаваемых частот недостаточна.
Рис. 1.1.4. Частотных зависимостей максимального, среднего и минимального спектральных уровней речи Рис. 1.1.5. Формантное распределение в виде частотной зависимости.

Для суждения об относительном количестве формантных составляющих, которые будут переданы при различных частотных ограничениях, служит характеристика, называемая формантным распределением.

Формантное распределение представляет собой частотную зависимость , где – относительное содержание формант в полосках шириной 100 Гц, a f – средняя частота полоски. Эта зависимость представлена на рис. 1.1.5.

С помощью формантного распределения можно показать, как следует расположить в частотном спектре заданную ограниченную полосу пропускания, чтобы при прочих равных условиях сохранить максимальную долю информации, содержащейся в речевом сигнале. Установлено, что средняя относительная длительность пауз в непрерывной речи равна приблизительно 16%. Эту величину можно трактовать как скважность речевого сигнала. Средняя скорость произнесения речи составляет около 100 слов в минуту, что соответствует 12–15 звукам в секунду.

От национальных особенностей говорящих в наибольшей степени зависят такие характеристики, которые связаны с фонетической структурой данного языка, как, например, формантный спектр и формантное распределение. Менее различаются спектры речи в целом; суммарный частотный и динамический диапазоны, а также пикфактор речи можно считать практически одинаковыми для всех языков.

Механизм слухового восприятия. Принцип формирования определенных слуховых образов при воздействии на вход слухового аппарата звуков с теми или иными физическими характеристиками представляет собой сложный процесс и до последнего времени служит объектом биопсихологических исследований. Можно считать установленным, что слуховой аппарат является комплексным анализирующим устройством и работает как частотный, временной и пространственный анализатор звуков. Знание принципов работы этого устройства необходимо для анализа характеристик слуха, имеющих значение в технике речевой связи. Слуховой анализатор человека может быть разделен на периферическую и центральную части. Периферическая часть, состоящая из наружного, среднего и внутреннего уха, выполняет в основном роль первичного приемника и амплитудно-частотного анализатора звука. Центральная часть, в которую входят слуховые нервы и слуховые центры головного мозга, выполняет временной и пространственный анализ и синтез результирующего слухового образа.

 

 

Рис. 1.1.6. Упрощенная модель периферической части слухового аппарата

 

Упрощенная модель периферической части слухового аппарата представлена на рис. 1.1.6. В состав наружного уха входят слуховая раковина 1 и слуховой канал 2, который выполняет роль резонатора, обеспечивающего небольшое усиление принимаемого звука. Слуховой канал заканчивается барабанной перепонкой 3, отделяющей наружное ухо от среднего. В воздушной полости, ограничивающей среднее ухо, находится система косточек: молоточек 4, наковальня 5 и стремя 6. Эта система, действующая по принципу рычага первого рода, обеспечивает трансформацию усилия, пере даваемого от колеблющейся барабанной перепонки на вход внутреннего уха таким образом, что его амплитуда уменьшается, а давление возрастает приблизительно в 15 раз. Среднее ухо сообщается с наружным пространством через евстахиеву трубу 7 и полость носа, что необходимо для выравнивания атмосферного давления на барабанную перепонку. Внутреннее ухо представляет собой костную трубку, свернутую в спираль из 21/2 витков и названную поэтому улиткой 8. На рис. 1.9 улитка условно показана в распрямленном состоянии, с большим относительным увеличением поперечного размера. Внутри улитка по всей своей длине разделена на две части перегородкой, основу которой составляет базилярная мембрана 9. Базилярная мембрана может быть упрощенно представлена в виде направляющих, идущих по всей длине улитки и поперечных упругих волокон; собственная резонансная частота этих волокон убывает от основания, у которого мембрана тоньше и жестче, к ее концу, где она более массивна и податлива. Перегородка делит улитку на два канала, заполненных вязкой жидкостью, называемой перилимфой. Верхний канал 10 с входным овальным окном 11, затянутым упругой перепонкой, называется вестибулярным ходом, а нижний канал 12, ограниченный круглым окном 13, также имеющим упругую перепонку, – барабанным ходом. Оба канала сообщаются друг с другом через отверстие, называемое геликотремой 14. На базилярной мембране расположен Кортиев орган, который сопрягает периферическую и центральную части слухового анализатора. В его состав входит около 30000 чувствительных волосковых клеток 15; к ним подходят окончания волокон слухового нерва 16 и текториальная мембрана 17. Функционирование внутреннего уха происходит следующим образом. Звуковые колебания, преобразованные в среднем ухе в механические колебания повышенной силы, через стремя воздействуют на упругую перепонку овального окна. Столб жидкости в сообщающихся вестибулярном и барабанном каналах также приходит в колебательное движение и воздействует на волокна базилярной мембраны. Наибольшую амплитуду колебаний Y(t) получают волокна на расстоянии х от ее основания; при этом собственная резонансная частота колебаний совпадает с частотой внешнего колебания. При определенной величине амплитуды волосковые клетки кортиева органа, находящиеся над участком с координатой х, вступают в соприкосновение с текториальной мембраной. В результате в них возникает нервный импульс, который через соответствующее волокно слухового нерва, связанное с данной клеткой, поступает в мозг. Если звук имеет сложный спектр, то одновременно через другие нервные окончания передаются сигналы и от других нервных клеток, находящихся над резонирующими участками базилярной мембраны. Природа нервных импульсов имеет электрический характер. Комбинация возбуждений, поступивших к определенным участкам в слуховых центрах коры головного мозга, формирует в сознании тот или иной звуковой образ. Каждый из слуховых нервов, идущих от левого и правого уха, состоит приблизительно из 30000 нервных волокон, называемых нейронами. От каждого уха имеются нервные проводящие пути как к правому, так и к. левому слуховому центру мозга.

Основные свойства и характеристики слуха. Порогом слышимости называют уровень минимальной интенсивности (звукового давления), воспринимаемый ухом как звук:

дБ.

Усредненная частотная зависимость порога слышимости для нормального слуха представлена на рис. 1.1.7 (кривая 1).

Рис. 1.1.7

Поскольку пороги слышимости даже у людей, слух которых считается нормальным, различаются очень сильно (величина разброса достигает 12 дБ), то в расчетах обычно учитывается так называемый 50%-ный порог, т. е. кривая , выше которой лежат пороговые кривые для 50% обследованных лиц. Если увеличивать интенсивность звука после превышения порогового уровня, то вначале слуховое ощущение будет улучшаться, затем появляется раздражающее действие, а по достижении некоторого максимального уровня слуховой аппарат начинает воспринимать звук, как болевое ощущение. Этот максимальный уровень называется порогом осязания или порогом болевого ощущения. Превышение порога осязания может вызвать травматические повреждения слухового аппарата. Частотная зависимость порога осязания представлена на том же рис.1.1.7 (кривая 2). Как видно из рисунка, величина порога осязания мало зависит от частоты. Для большинства людей порог осязания находится на уровне около 130 дБ. Область, ограниченная порогом слышимости и порогом осязания, называется областью слухового восприятия. Превышение уровня интенсивности звука определенной частоты над уровнем порога слышимости на той же частоте называется уровнем ощущения Е этого звука , где В – уровень интенсивности, а – пороговый уровень тона данной частоты. Если выразить В и через абсолютные значения интенсивностей и , то .

Понятие об уровнях ощущения чистых тонов иллюстрируется рис. 1.1.8. Здесь на частоте действует звук с уровнем . Его уровень превышает порог слышимости на величину E1 – уровень ощущения. Очевидно, если величина E отрицательная, то такой звук будет неслышим. Уровни звуков со сплошным спектром вычисляются с учетом интегрирующей способности слуха. Критической полосой слуха называется такая полоса частот, в пределах которой слуховой аппарат интегрирует возбуждения от составляющих сплошного спектра. Для количественной оценки этого свойства слуха рассмотрим рис. 1.1.9.

 

Рис. 1.1.9

Здесь представлена зависимость интенсивности возбуждения нейрона (в условных единицах), связанного через соответствующую нервную клетку с точкой базилярной мембраны, имеющей собственную резонансную частоту f1, от частоты возбуждающих колебаний. Фактически, если в спектре колебаний присутствуют составляющие всех частот, то результирующее слуховое ощущение определяется суммой возбуждений от всех составляющих, величина которых будет убывать по мере удаления от частоты f1.

Для достаточно равномерного спектра можно считать, что результирующее возбуждение будет таким же, какое было бы получено от суммирования одинаковых возбуждений в пределах некоторой полосы шириной для которой площадь ABCD равна подынтегральной площади резонансной кривой. Эта полоса частот и является критической полосой слуха. Она количественно характеризует интегрирующую способность слуха по частоте, а также и его избирательную способность (чем выше интегрирующая способность, тем ниже избирательность). На основании изложенного определим уровень ощущения с учетом интегрирующей способности слуха. Если средняя спектральная интенсивность звука в пределах критической полосы слуха I1, то его общая интенсивность в этой полосе будет равна . Уровень ощущения при этом будет равен

,

где – уровень интенсивности в полосе ; = B1 – спектральный уровень интенсивности; = k – логарифмическая ширина критической полосы слуха, которая служит количественной характеристикой его интегрирующей способности. Эта величина частотно зависима. С учетом принятых обозначений получаем формулу для расчета эффективного уровня ощущения звука сплошного спектра Е для данной частоты .

 

Эффективным уровнем ощущения звука сплошного спектра на иной частоте называется уровень ощущения его составляющих пределах критической полосы слуха, средняя частота которых совпадает с данной.

В формуле, указанной выше сумма определяет общую величину энергии, создающей результирующий слуховой эффект на данной частоте f1, которой соответствует спектральный уровень B1 и логарифмическая ширина критической полосы слуха k.

Громкость звука – это субъективное ощущение интенсивности воздействия звука на слух данного индивидуума. Но и для каждого индивидуума, ввиду частотной зависимости порога слышимости, звуки различных частот, имеющие одинаковую интенсивность, по громкости будут различны. Для относительной оценки их вводят понятие об уровне громкости.

Уровнем громкости L называется уровень интенсивности 1000-периодного тона, равногромкого с данным звуком. Уровень громкости измеряется в фонах [фон], при равенстве громкостей данного звука с интенсивностью I и 1000-периодного тона с интенсивностью I1000. Численно 1 фон = 1 дБ. Уровень громкости L, в отличие от громкости, является объективной величиной и не зависит от слуховых данных лица, которое ведет измерение путем уравнивания громкости восприятия 1000-периодного тона с громкостью данного звука, так как изменение остроты слуха в одинаковой мере будет сказываться на восприятии того и другого звука, оставляя их отношение практически постоянным.

Адаптацией слуха называется способность слухового аппарата человека изменять свою чувствительность, приспосабливаясь к громкости воспринимаемых звуков. При приеме тихих звуков порог слышимости снижается, слух становится более чувствительным, происходит «адаптация к тишине». При приеме очень громких звуков повышается порог слышимости, чувствительность слуха падает, происходит «адаптация к звуку». «Адаптация к звуку» играет отрицательную роль при передаче речи по телефону. Например, если схема телефонного аппарата построена так, что свой разговор прослушивается в своем телефоне, то на трактах с большим затуханием после перехода говорящего лица на прием его ухо, адаптированное к громкому звуку, медленно перестраивается на прием значительно более слабого входящего сигнала. Это приводит к тому, что первые слова могут быть не поняты, возникают переспросы.

Явление Полного пропадания или ослабления слышимости полезного сигнала на фоне мешающего звука носит название маскировки. Полезный звук при этом называется маскируемым, а мешающий – маскирующим. Механизм маскировки связан с рассмотренным выше свойством адаптации слуха. При наличии маскирующего звука в области его действия происходит повышение порога слышимости, в результате те составляющие полезного сигнала, которые раньше имели уровень выше порогового, теперь оказываются либо вообще ниже порога слышимости и не воспринимаются, либо воспринимаются с пониженным уровнем ощущения.

Рис. 1.1.10. Пример маскировки Рис. 1.1.11. Функция от эффективного уровня ощущения шума.

 

Процесс маскировки наглядно иллюстрируется рис. 1.1.10. Здесь сильный маскирующий тон частоты fM с уровнем Вм вызывает подъем порога слышимости в окрестности частоты fM и ее гармоники 2 fM. Порог слышимости принимает новое положение . В результате оказывается, что составляющая полезного сигнала с частотой f1 вообще не будет восприниматься, т. е. полностью замаскируется, а составляющая с частотой f2 будет прослушиваться со значительно пониженным уровнем ощущения – произойдет ее частичная маскировка.

Из изложенного следует, что количественно маскировка может быть определена как разность между уровнем порога слышимости при воздействии маскирующего тона и уровнем порога слышимости в тишине . В рассмотренном выше примере (рис. 1.1.10) маскировка на частоте f1 будет равна M1, a на частоте f2 равна М2 дБ. Очевидно, что эффект маскировки высоких частот низкими всегда больше за счет действия гармоник маскирующего тона. При маскировке шумом со сплошным спектром сдвиг порога слышимости на каждой частоте f будет осуществляться всеми составляющими маскирующего спектра, заключенными в пределах критической полосы слуха . Величина маскировки М от шума сплошного спектра на каждой частоте f является функцией от эффективного уровня ощущения шума Z на той же частоте. Эта функция представлена на рис. 1.1.11. Из графика следует, что при значениях Z>10 дБ эта зависимость является прямой линией, проведенной под углом 45°, т. е. M=Z. Эффективный уровень ощущения шума на определенной частоте находится по формуле , где Вт – спектральный уровень шума, а затем по графику M = f (Z) определяют искомую маскировку М. Тогда с учетом маскировки эффективный уровень ощущения звука на требуемой частоте находится по формуле .

Бинаурольным эффектом называется способность слухового аппарата определять пространственное расположение источника звука. Пространственный анализ осуществляется центральной частью слухового анализатора на основе сравнения сигналов, поступающих от правого и левого уха, по их временному сдвигу и интенсивности.