Заметность нелинейных искажений

Субъективная оценка нелинейных искажений часто не совпада-
ет с объективной. Оказывается, что их заметность на слух зависит
не только от величины коэффициента гармоник, но и от особенностей
слуха, спектрального состава передаваемого сигнала и вида самих
гармоник.

Исследование заметности нелинейных искажений, обусловленных
появлением второй и третьей гармоник (квадратичных-и кубичных
искажений), привели к результатам, выраженным графически соот-
ветственно на рис. 5.19 и 5.20. На каждом из них кривые /, 2 и 3
последовательно отвечают случаям прослушивания симфонического,
духового и эстрадного оркестров, а кривые 4 и 5 — прослушиванию
мужского голоса в режиме пения и информационного сообщения^

Рассматривая первый рисунок, можно установить, что увеличе-
ние квадратичных искажений приводит к заметному снижению ка-

4—189 8l

честна звучания. Уже при коэффициенте гармоник,' равном 5—10%,
они хорошо обнаруживаются на слух. Наиболее заметны они при
передаче инструментальной музыки и менее заметны — для вокаль-
ного исполнения и особенно для дикторской речи. В случае куби-
ческих искажений (см. рис. 5.20) кривые располагаются почти в
той же последовательности, но ниже и спад их круче. Это означа-

Рис. 5.20. Кривые заметности кубичных ис- кажений

Рис. 5.19. Кривые заметности квадратичных
искажений при звучании оркестров (1, 2,3)
и голоса (4, 5)

Искажения типа «центральная отсечка», могущие возникнуть в
процессе радиопередач, представляются в виде выпадения централь-
ной части кривей звукового колебания. Результаты экспертного
прослушивания оркестровых (симфонического и эстрадного) и ре-
чевого сигналов при внесении искажений этого типа показывают,
что в этом случае происходит еще
большее снижение качества зву-
чания и оценка быстро падает,
становясь «недопустимо замет-
ной» уже при объективной вели- _/
чине искажений порядка 4-к6%.
В отличие от предыдущих видов
при искажениях вида «централь-
ная отсечка» наиболее критичным
оказался речевой сигнал.

Ряс. 5.21. Заметность искажений: квадратичных (2, 5), кубичных (!', 5') и типа «центральная отсечка» (1", 5") для музыкальных (1, 1', 1") и речевых (5, 5', 5") звучаний

Если свести вместе, как это
сделано на рис. 5.21, наиболее от-
личающиеся по заметности кри-
вые для искажений различного
типа (1 и 5, 1' и 5', 1" и 5"), то по
ним можно обнаружить, что при
коэффициенте гармоник порядка
5% квадратичные искажения на-
ходятся на границе «заметно», кубичные искажения—«уверенно за-
метно», а искажения вида «центральная отсечка» (Z", 5") прибли-
жаются к недопустимо большой заметности.

Ряс. 5.22. Заметность нелинейных
искажений типа «центральная от-
сечка», для звучания симфониче-
ского (J"), эстрадного (8") орке-
стров и речи (5") при передаче
их звучаний с помощью тракта
с f_a = 10000 Гц и для первого из
них при f„ = 14000 Гц и 4000 Гц
{кривые 2 и 2')

ет, что наибольшая заметность и в случае кубических искажений
сохраняется при восприятии звучаний сложных музыкальных источ-
ников. Вместе с тем большая крутизна делает кубические искаже-
ния более опасными. Их заметность возрастает в 1,5-г-2 раза. Такое
увеличение заметности нелинейных искажений может быть объяс-
нено тем, что в случае квадратичных^искажений возникающие гар-
моники смещены по отношению к основному тону на целое число
октав, в случае же кубичных искажений эти смещения относительно
друг друга будут равны не октаве, а дуадециме. В последнем случае
консонанс будет менее совершенным и искажения более заметными
на слух.

Искажения последнего типа, являясь симметричными, приносят
» спектр основного сигнала только нечетные гармоники, а они, как
ив случае кубичных искажений, для слуха более заметны. При
этом заметность «центральной отсечки» возрастает вместе с увели-
чением числа гармоник, что хорошо подтверждается кривыми 2 и
2', приведенными на рис. 5.22. Они показывают заметность по от-
носительному числу экспертов в процентах (шкала дана справа от
графика) при искажениях вида «центральная отсечка» для случаев,
когда искаженный сигнал воспроизводился с помощью систем,
имеющих широкий (до 14 000 Гц) и узкий (до 4000 Гц) частотный

4**

диапазон. Как видно из этих кривых, сокращение частотного диа-
пазона передачи приводит к уходу за его пределы все большей час-
ти продуктов нелинейности и к повышению оценок. То же, правда,
в несколько меньшей мере, наблюдается и при восприятии нелиней-
ных искажений других видов.

Следует отметить, что искажения типа «центральная отсечка»
в отличие от других обнаруживаются на слух не по изменению
тембра сигнала, а по все усиливающимся хрипам и треску.

Ниже приведены выводы, основанные на анализе заметности не-
линейных искажений, которые могут возникнуть в трактах звуко-
передачи. •

1* Субъективная оценка нелинейных искажений не совпадает с
объективной, определяемой по коэффициенту гармоник.

2. Заметность этих искажений на слух зависит от их вида. Слух
чувствителен меньше к четным гармоникам (квадратичные иска-
жения) и больше к нечетным гармоникам (кубичные искажения).

3. Чувствительность слуха к нелинейным искажениям возрас-
тает по мере увеличения числа гармоник, появляющихся в сигнале,
что подтверждается на примере искажений типа «центральная от-
сечка».

4. Если квадратичные искажения считать допустимыми при
значении коэффициента гармоник равном 5-т-6%, то для кубичных
искажений эта вел_ичина должна быть снижена до 2 4-3%, а для ис-
кажений вида «центральная отсечка» — до l-r-2%.

5. Характер передаваемого сигналу влияет на- заметность на-
званных искажений. Наименьшая заметность квадратичных и кубич-
ных искажений характерна для голоса (речь, пение),-наибольшая
заметность — для оркестровых программ. Цри искажениях типа
«центральная отсечка» наибольшая заметность установлена для ре-
чевых передач.

6. Заметность нелинейных искажений всех типов увеличивается
вместе с расширением частотного диапазона звукопередачи.

Глава 6.