Pomocou zvukových signálov človek prijíma až 10% informácií.
Charakteristické vlastnosti sluchového analyzátora sú nasledujúce schopnosti:
- - byť pripravený kedykoľvek prijímať informácie;
- - vnímať zvuky v širokom rozsahu frekvencií a zvýrazniť potrebné;
- - so značnou presnosťou určiť polohu zdroja zvuku.
V tomto ohľade sa sluchová reprezentácia informácií vykonáva v prípadoch, keď je možné použiť uvedené vlastnosti sluchového analyzátora. Najčastejšie sa sluchové signály využívajú na zameranie pozornosti ľudského operátora (varovné signály a signály nebezpečia), na prenos informácií k ľudskému operátorovi, ktorý sa nachádza v polohe, ktorá mu neposkytuje dostatočnú viditeľnosť pre objekt ovládania, prístrojovú dosku, atď. atď., ako aj na odľahčenie zrakového systému.
Pre efektívne využitie sluchovej formy prezentácie informácií je potrebné poznať vlastnosti sluchového analyzátora. Vlastnosti sluchového analyzátora operátora sa prejavujú pri vnímaní zvukových signálov. Z fyzikálneho hľadiska sa zvuky šíria mechanickými oscilačnými pohybmi v počuteľnom frekvenčnom rozsahu.
Mechanické vibrácie sú charakterizované amplitúdou a frekvenciou. Amplitúda - najväčšia hodnota merania tlaku počas kondenzácie a riedenia. Frekvencia / - počet úplných kmitov za jednu sekundu. Jeho mernou jednotkou je hertz (Hz) - jedna oscilácia za sekundu. Amplitúda kmitania určuje veľkosť akustického tlaku a intenzitu zvuku (alebo silu zvuku). Akustický tlak sa zvyčajne meria v pascaloch (Pa).
hlavné parametre (charakteristiky) zvukové signály (oscilácie):
- - intenzita (amplitúda);
- - frekvencia a tvar, ktoré sa odrážajú v takých zvukových vnemoch, ako je hlasitosť, výška a zafarbenie.
Účinok zvukových signálov na analyzátor zvuku je určený hladinou akustického tlaku (Pa). Intenzita (sila) zvuku (W/m) je určená hustotou toku zvukovej energie (hustota výkonu).
Na charakterizáciu veličín, ktoré určujú vnímanie zvuku, nie sú dôležité ani tak absolútne hodnoty intenzity zvuku a akustického tlaku, ale ich vzťah k prahovým hodnotám (U0 \u003d 10-12 W / m2 resp Р0 = = 2 o 10 ~ ° Pa). Decibely (dB) sa používajú ako také relatívne jednotky merania:
kde b - úroveň intenzity zvuku a akustického tlaku; ] A R - intenzita zvuku a akustický tlak /o a P0 - ich prahové hodnoty.
Intenzita zvuku klesá nepriamo úmerne so štvorcom vzdialenosti; pri zdvojnásobení vzdialenosti sa zníži o 6 dB. Absolútny prah počuteľnosti zvuku je (akceptovaný) 2 o 10~5 Pa (10-12 W/m2) a zodpovedá úrovni 0 dB.
Použitie decibelovej stupnice je pohodlné, pretože takmer celý rozsah počuteľných zvukov sa zmestí do 140 dB (obr. 2.11).
Objem - charakteristika sluchového vnemu, ktorá najviac súvisí s intenzitou zvuku. Úroveň hlasitosti je vyjadrená v fónoch. Pozadie sa číselne rovná úrovni
Ryža. 2.11.
akustický tlak v dB pre čistý tón s frekvenciou 1000 Hz. Diferenciálna citlivosť na zmeny hlasitosti K= (L///) sa pozoruje vo frekvenčnom rozsahu 500-1000 Hz. Charakteristika dráždivého účinku zvuku úzko súvisí s charakteristikou hlasitosti. Pocit nepríjemnosti zvukov sa zvyšuje s ich hlasitosťou a frekvenciou.
Minimálna požadovaná úroveň určitého zvuku pre Vyvolanie sluchového vnemu v neprítomnosti hluku sa nazýva absolútny prah sluchu. Jeho hodnota závisí od vrcholu zvuku (frekvencia, trvanie, tvar signálu), spôsobu jeho implementácie a subjektívnych vlastností sluchového analyzátora operátora. Absolútny prah sluchu má tendenciu klesať s vekom (obr. 2.12).
Výška zvuku, ako aj jeho hlasitosť, charakterizujú zvukový vnem operátora. Frekvenčné spektrum sluchových vnemov siaha od 16-20 do 20 000 ^ 22 000 Hz. V reálnych podmienkach človek vníma zvukové signály na určitom akustickom pozadí. V tomto prípade môže pozadie maskovať užitočný signál. Maskovací efekt je dvojaký. V niektorých prípadoch môže pozadie maskovať užitočný (požadovaný) signál a v niektorých prípadoch môže zlepšiť akustiku.
Ryža. 2.12.
statické prostredie. Je teda známe, že existuje tendencia maskovať vysokofrekvenčný tón nízkofrekvenčným, čo je pre človeka menej škodlivé.
Sluchový analyzátor je schopný zaznamenať aj nepatrné zmeny frekvencie vstupného zvukového signálu, t.j. má selektivitu, ktorá závisí od úrovne akustického tlaku, frekvencie a trvania zvukového signálu. Minimálne badateľné rozdiely sú 2-3 Hz a vyskytujú sa pri frekvenciách pod 10 Hz, pri frekvenciách nad 10 Hz sú minimálne badateľné rozdiely cca 0,3 % frekvencie audio signálu. Selektivita sa zvyšuje pri úrovni hlasitosti 30 dB alebo viac a trvaní zvuku presahujúcom 0,1 s. Minimálne badateľné rozdiely vo frekvencii zvukového signálu sú výrazne znížené jeho periodickým opakovaním. Za optimálne sa považujú signály, ktoré sa opakujú s frekvenciou 2-3 Hz. Počuteľnosť a následne aj detekovateľnosť zvukového signálu závisí od trvania jeho zvuku. Takže pre detekciu musí zvukový signál trvať aspoň 0,1 s.
Spolu s uvažovanými zvukovými signálmi sa pri riadení používajú rečové signály na prenos informácií alebo riadiacich príkazov od operátora k operátorovi. Dôležitou podmienkou vnímania reči je rozlišovanie dĺžky trvania a intenzity jednotlivých zvukov a ich kombinácií. Priemerná dĺžka trvania výslovnosti samohlásky je približne 0,36 s, podľa 0,02-0,03 s. Vnímanie a porozumenie rečových správ výrazne závisí od rýchlosti ich prenosu, prítomnosti intervalov medzi slovami a frázami. Optimálna rýchlosť je 120 slov za minútu, intenzita rečových signálov by mala prekročiť intenzitu hluku o 6,5 dB. Pri súčasnom zvýšení úrovne rečových signálov a šumu sa pri konštantnom pomere zachováva a dokonca mierne zvyšuje zrozumiteľnosť reči. Pri výraznom zvýšení úrovne reči a hluku na 120 a 115 dB sa zrozumiteľnosť reči zhoršuje o 20 %. Rozpoznanie rečových signálov závisí od dĺžky slova. Jednoslabičné slová sa teda rozpoznávajú v 13% prípadov, šesťslabičné slová - v 41%. Je to spôsobené prítomnosťou veľkého počtu identifikačných znakov v zložených slovách. Dochádza k zvýšeniu presnosti rozpoznávania slov začínajúcich na samohlásku až o 10 %. Pri prechode na frázy operátor nevníma jednotlivé slová alebo ich kombinácie, ale sémantické gramatické konštrukcie, na dĺžke ktorých (do úrovne 11 slov) až tak nezáleží.
Je užitočné vedieť, že použité stereotypné frázy a frazeologické jednotky sa rozpoznávajú oveľa horšie, ako by sa dalo očakávať. Zvýšenie počtu alternatívnych slov, možných fráz, fráz zvyšuje správnosť rozpoznávania. Zaradenie fráz, ktoré umožňujú nejednoznačnosť pri interpretácii ich sémantického obsahu, však vedie k spomaleniu procesu vnímania.
Otázka organizácie zvukovej a rečovej interakcie „operátor – operátor“, „technické prostriedky – operátor“ teda nie je triviálna a jej optimálne riešenie má významný vplyv na bezpečnosť výrobných procesov.
V sluchovom zmysle rozlišujú výšku, hlasitosť a zafarbenie zvuku . Tieto charakteristiky sluchového vnemu sú spojené s frekvenciou, intenzitou a harmonickým spektrom – objektívnou charakteristikou zvukovej vlny. Úlohou systému meraní zvuku je nadviazať tento vzťah a umožniť tak pri štúdiu sluchu u rôznych ľudí jednotne porovnávať subjektívne hodnotenie sluchového vnemu s údajmi objektívnych meraní.
Smola - subjektívna charakteristika určená frekvenciou jeho základného tónu: čím vyššia frekvencia, tým vyšší zvuk.
V oveľa menšej miere závisí výška od intenzity vlny: pri rovnakej frekvencii je silnejší zvuk vnímaný nižším.
Zafarbenie zvuku je takmer výlučne určené jeho spektrálnym zložením. Napríklad ucho rozlišuje rovnakú notu hranú na rôznych hudobných nástrojoch. Zvuky reči, ktoré sú u rôznych ľudí rovnaké v základných frekvenciách, sa líšia aj farbou. Zafarbenie je teda kvalitatívnou charakteristikou sluchového vnemu, najmä vďaka harmonickému spektru zvuku.
Hlasitosť zvuku E je úroveň sluchového vnemu nad jeho prahom. Záleží predovšetkým na intenzita zvuk. Hoci je hlasitosť subjektívna, dá sa kvantifikovať porovnaním sluchového vnemu z dvoch zdrojov.
Úrovne intenzity a úrovne hlasitosti zvuku. Jednotky. Weberov-Fechnerov zákon.
Zvuková vlna vytvára pocit zvuku, keď sila zvuku prekročí určitú minimálnu hodnotu, ktorá sa nazýva prah počutia. Zvuk, ktorého sila je pod hranicou počuteľnosti, ucho nevníma: je na to príliš slabé. Prah počutia je pre rôzne frekvencie rôzny (obr. 3). Ľudské ucho je najcitlivejšie na vibrácie s frekvenciami v oblasti 1000 - 3000 Hz; pre túto oblasť dosahuje prah sluchu hodnotu rádu ja 0\u003d 10 -12 W/m 2. Ucho je oveľa menej citlivé na nižšie a vyššie frekvencie.
Vibrácie s veľmi vysokou silou, rádovo niekoľko desiatok W/m 2 , už nie sú vnímané ako zvuk: spôsobujú hmatový pocit tlaku v uchu, ktorý sa ďalej mení na bolesť. Maximálna hodnota intenzity zvuku, nad ktorou vzniká pocit bolesti, sa nazýva prah dotyku resp prah bolesti (obr. 3). Pri frekvencii 1 kHz sa rovná I m \u003d 10 W / m2.
Prah bolesti je pre rôzne frekvencie odlišný. Medzi prahom počuteľnosti a prahom bolesti leží oblasť počuteľnosti znázornená na obrázku 3.
Ryža. 3. Schéma počuteľnosti.
Pomer intenzít zvuku pre tieto prahové hodnoty je 10 13 . Je vhodné použiť logaritmickú stupnicu a porovnávať nie samotné veličiny, ale ich logaritmy. Dostali sme škálu úrovní intenzity zvuku. Význam ja 0 berte ako počiatočnú úroveň stupnice akúkoľvek inú intenzitu ja vyjadrené ako desatinný logaritmus jeho pomeru k ja 0 :
Logaritmus pomeru dvoch intenzít sa meria v biela (B).
Bel (B)- jednotka stupnice hladín intenzity zvuku, zodpovedajúca 10-násobnej zmene úrovne intenzity. Spolu s bielymi sú široko používané decibely (dB), v tomto prípade by mal byť vzorec (6) napísaný takto:
|
|||
Ryža. 4. Intenzita niektorých zvukov.
Vytvorenie stupnice hlasitosti vychádza z dôležitého psychofyzikálneho zákona Webera-Fechnera. Ak sa podľa tohto zákona podráždenie zväčšuje exponenciálne (teda rovnakým počtom ráz), potom sa pocit tohto podráždenia zvýši v aritmetickej progresii (to znamená o rovnakú hodnotu).
elementárny prírastok dE hlasitosť zvuku je priamo úmerná pomeru prírastku dl intenzitu až po samotnú intenzitu ja zvuk:
kde k je faktor úmernosti v závislosti od frekvencie a intenzity.
Potom úroveň hlasitosti E daného zvuku sa určí integrovaním výrazu 8 v rozsahu od nejakej nulovej úrovne ja 0 až po danú úroveň ja intenzita.
Touto cestou, Weberov-Fechnerov zákon je formulovaný nasledovne:
Úroveň hlasitosti daného zvuku (pri určitej frekvencii zvukových vibrácií) je priamo úmerná logaritmu pomeru jeho intenzity I ohodnotiť ja 0 zodpovedajúce prahu sluchu:
Na charakterizáciu hladín akustického tlaku sa používa aj porovnávacia stupnica, ako aj jednotka bel a decibel.
Jednotky na meranie úrovne hlasitosti majú rovnaké názvy: bels a decibels, ale na odlíšenie od stupnice úrovní intenzity zvuku v stupnici úrovne hlasitosti sú decibely tzv. pozadia (F).
Bel - zmena úrovne hlasitosti tónu s frekvenciou 1000 Hz, keď sa úroveň intenzity zvuku zmení 10-krát. Pre tón 1000 Hz sú číselné hodnoty úrovne hlasitosti a úrovne intenzity v pásmech rovnaké.
Ak vytvoríte krivky pre rôzne úrovne hlasitosti, napríklad v krokoch po 10 fónoch, získate systém grafov (obr. 1.5), ktorý umožňuje nájsť závislosť úrovne intenzity zvuku od frekvencie pri akejkoľvek úrovni hlasitosti. .
Vo všeobecnosti systém kriviek rovnakej hlasitosti odráža vzťah medzi frekvenciou, úrovňou intenzity a úrovňou hlasitosti zvuku a umožňuje nájsť tretiu neznámu z dvoch známych z týchto hodnôt.
Štúdium ostrosti sluchu, teda citlivosti sluchového orgánu na zvuky rôznych výšok, sa nazýva audiometria. Zvyčajne sa počas štúdie body krivky prahu počuteľnosti nachádzajú na frekvenciách, ktoré sú na hranici medzi oktávami. Oktáva je interval výšok, v ktorom je pomer extrémnych frekvencií dva. Existujú tri hlavné metódy audiometrie: štúdium sluchu rečou, ladičkami a audiometrom.
Graf prahu sluchu verzus zvuková frekvencia je tzv audiogram. Strata sluchu sa určuje porovnaním audiogramu pacienta s normálnou krivkou. V tomto prípade použitý prístroj - audiometer - je generátor zvuku s nezávislým a jemným nastavením frekvencie a úrovne intenzity zvuku. Prístroj je vybavený telefónmi na vedenie vzduchu a kostí a signálnym tlačidlom, ktorým subjekt zaznamenáva prítomnosť sluchového vnemu.
Ak koeficient k bol teda konštantný L B A E z toho by vyplývalo, že logaritmická stupnica intenzity zvuku zodpovedá stupnici hlasitosti. V tomto prípade by sa hlasitosť zvuku, ako aj intenzita, merala v beloch alebo decibeloch. Avšak silná závislosť k o frekvencii a intenzite zvuku neumožňuje zredukovať meranie hlasitosti na jednoduché použitie vzorca 16.
Podmienečne sa má za to, že pri frekvencii 1 kHz sa stupnice hlasitosti a intenzity zvuku úplne zhodujú, t.j. k = 1 A
Hlasitosť pri iných frekvenciách možno merať porovnaním testovaného zvuku so zvukom s frekvenciou 1 kHz. Ak to chcete urobiť, pomocou generátora zvuku vytvorte zvuk s frekvenciou 1 kHz. Intenzita tohto zvuku sa mení, až kým nevznikne sluchový vnem, podobný pocitu hlasitosti študovaného zvuku. Intenzita zvuku s frekvenciou 1 kHz v decibeloch, meraná zariadením, sa bude rovnať hlasitosti tohto zvuku v fónoch.
Spodná krivka zodpovedá intenzitám najslabších počuteľných zvukov – prahu počuteľnosti; pre všetky frekvencie Ef = 0 f, pre intenzitu zvuku 1 kHz I0 = 10 - 12W/m2(Obr..5.). Z týchto kriviek je vidieť, že priemerné ľudské ucho je najcitlivejšie na frekvencie 2500 - 3000 Hz. Horná krivka zodpovedá prahu bolesti; pre všetky frekvencie E f » 130 F, pre 1 kHz ja = 10 W/m2 .
Každá stredná krivka zodpovedá rovnakej hlasitosti, ale inej intenzite zvuku pre rôzne frekvencie. Ako bolo uvedené, iba pri frekvencii 1 kHz sa hlasitosť zvuku v pozadí rovná intenzite zvuku v decibeloch.
Z krivky rovnakej hlasitosti možno nájsť intenzity, ktoré pri určitých frekvenciách vyvolávajú pocit tejto hlasitosti.
Nech je napríklad intenzita zvuku s frekvenciou 200 Hz 80 dB.
Aká je hlasitosť tohto zvuku? Na obrázku nájdeme bod so súradnicami: 200 Hz, 80 dB. Leží na krivke zodpovedajúcej úrovni hlasitosti 60 F, čo je odpoveď.
Energie zodpovedajúce bežným zvukom sú veľmi malé.
Na ilustráciu je možné uviesť nasledujúci zaujímavý príklad.
Ak by 2000 ľudí hovorilo nepretržite 1,5 hodiny, potom by energia ich hlasu stačila na uvarenie jedného pohára vody.
Ryža. 5. Úrovne hlasitosti zvuku pre zvuky rôznej intenzity.
Vlastnosti ľudského sluchového vnímania v podstate „určujú požiadavky na širokú triedu elektroakustických zariadení: na telefóny, mikrofóny, reproduktory, snímače a mechanické záznamníky, na optické a magnetické zariadenia na záznam zvuku. Prirodzene, na základe podrobného štúdia vlastností ľudského sluchu je navrhnutá aj elektronická výbava zosilňovačov zvuku, rozhlasového vysielania a zvukového sprievodu televíznych programov. Štúdium týchto vlastností spolu so štúdiom anatomickej stavby sluchového orgánu má významnú históriu (viac ako 100 rokov) a spolu so štúdiom vlastností iných ľudských zmyslov (predovšetkým zraku) tvorí predmet vedy. , často nazývaná „experimentálna psychológia“ alebo „psychofyziológia vnímania“ (sluchové, vizuálne atď.).
Účelom týchto štúdií je v podstate kvantifikovať ľudské reakcie na zvuk, svetlo a iné podnety. Len na základe kvantitatívnych charakteristík sluchu je možné formulovať také technické požiadavky, akými sú frekvenčný rozsah reproduktorov potrebný na prenos hudby a reči, rozsah intenzity zvuku, ktorý by zodpovedal zvuku prírodných zdrojov (hlasov, hlasov, hlasov). , hudobné nástroje), prípustné úrovne intenzity rušivých zvukov pri počúvaní koncertných programov, prednášok, telefonických správ.
Znalosť množstva jemných vlastností sluchu je tiež potrebná na pochopenie toho, ktoré zložky zvukov reči sú informatívne, aké skreslenia signálu prenášaného elektroakustickými dráhami sú sluchom badateľné a ako to súvisí so zrozumiteľnosťou alebo umením prenosu. Nakoniec sluchový aparát človeka ako celok s mechanizmom prenosu akustických vibrácií do nervových zakončení sluchového nervu, funkčný diagram sluchového nervu a sluchové centrá mozgu
predstavuje nejaký veľmi dokonalý biologický rozpoznávací systém. Prvky tohto systému sa môžu ukázať ako užitočný prototyp pri vytváraní umelých akustických a elektrónovo-akustických rozpoznávacích systémov.
Sluchový orgán človeka (schematicky znázornený na obr. 1.1) - prijímač zvukových podnetov - pozostáva z troch častí: vonkajšieho ucha, stredného ucha a vnútorného ucha. Vonkajšie ucho zahŕňa ušnicu a zvukovod, ktorý končí pri bubienku. Stredné ucho je kanál
Ryža. 1.1. (pozri sken) Ľudský sluchový orgán. 1 - ušnica, 2 - zvukovod, 3 - kladivo; 4 - kovadlina; 5 - strmeň; 6 - jeden z polkruhových kanálov orgánu rovnováhy; 7 - tympanická membrána, 8 - oválne okno; 9 - okrúhle okienko, 10 - Reisnerova membrána; 11 - Eustachova trubica; 12 - vestibulárny priebeh; 13 - hlavná (bazilárna) membrána, 14 - stredná časť špirálového priebehu; 15 - vlasové bunky; 16 - tektoriálna membrána; 17 - Cortiho orgán; 18 - zdvih bubna; 19 - sluchový nerv
nachádza sa v spánkovej kosti, v ktorej sú tri malé kosti navzájom spojené: kladivo, nákovka a strmeň. Na bubienku zvnútra nadväzuje kladívko a strmeň na oválne okienko, ktoré začína špirálovitý (kochleárny) priebeh v spánkovej kosti a prilieha k ďalším trom polkruhovým kanálikom súvisiacim s orgánom rovnováhy. V špirálovom priebehu je umiestnený mechanický analyzátor a citlivé nervové zakončenia sluchového orgánu. Špirálový priebeh je po celej dĺžke rozdelený dvoma priečkami: Reisnerovou membránou a bazilárnou (hlavnou) membránou. Bazilárna membrána je pripevnená jedným okrajom ku kostnému výbežku, ktorý prebieha pozdĺž špirálového priebehu. Nachádza sa na ňom Cortiho orgán - zhrubnutie pozdĺž tejto membrány, z ktorej vyčnievajú tenké chĺpky - citlivé prvky vlasových buniek. Tieto prvky ukončujú nervové vlákna sluchového nervu. Vláskové bunky sú usporiadané v piatich radoch pozdĺž kochleárneho kanálika (štyri vonkajšie rady a jeden vnútorný rad).
Citlivé chĺpky končia tektorálnou membránou pokrývajúcou Cortiho orgán zhora. Cortiho orgán s tektoriálnou membránou sa nachádza v strednej časti špirálového priebehu medzi Reisnerovou a bazilárnou membránou. Bazilárna membrána, ktorá má priečnu vláknitú štruktúru, sa pri vzďaľovaní od oválneho okienka rozširuje (jej vlákna sa predlžujú). V apikálnej časti, v najširšom mieste membrány, sa časť špirálového priechodu, oddelená Reisnerovou membránou, takzvaný vestibulárny priechod, cez otvor nazývaný helikoterma pripája k časti umiestnenej pod bazilárnou membránou ( s bubienkovým priechodom). Dráha bubna na opačnej strane (v blízkosti oválneho okienka) končí okrúhlym okienkom pokrytým elastickou membránou. K okrúhlemu okienku sa približuje Eustachova trubica, kanál, ktorý spája dutinu stredného ucha s nosohltanom. Stredná časť špirálového priechodu je naplnená tekutinou - endolymfou a tympanické a vestibulárne priechody - perilymfou.
GOU VPO "Štátna univerzita Kursk"
Klinika medicíny a logopédie
Abstrakt o anatómii, fyziológii a patológii orgánov, sluchu, reči
Na tému: "Anatomické a fyziologické vlastnosti orgánov sluchu a gravitácie"
dokončené:
Študent Deffak
3/3,5 loga s / o (rozpočet)
Bekirová Linara
Skontrolované:
Profesor Ivanov V.A.
Kursk - 2007
Plán
ja. sluchový analyzátor
1. Štrukturálne a funkčné charakteristiky sluchového analyzátora
1.1 Stavba orgánu sluchu
1.2 Receptory
1.3 Dráhy sluchového analyzátora
2 Vekové vlastnosti sluchového analyzátora
3 Hygiena sluchového analyzátora
II. Gravitačné zariadenie
Literatúra
II. sluchový analyzátor
1. Štrukturálne a funkčné charakteristiky sluchového analyzátora
Sluchový analyzátor je druhým najdôležitejším analyzátorom pri poskytovaní adaptívnych reakcií a kognitívnej aktivity človeka. Jeho osobitná úloha u ľudí je spojená s artikulovanou rečou. Sluchové vnímanie je základom artikulovanej reči. Dieťa, ktoré v ranom detstve stratilo sluch, stráca aj schopnosť rozprávať, hoci celý jeho artikulačný aparát zostáva nedotknutý.
Zvuky sú adekvátnym stimulom pre sluchový analyzátor.
Receptorová (periférna) časť sluchového analyzátora, ktorá premieňa energiu zvukových vĺn na energiu nervového vzruchu, predstavujú receptorové vláskové bunky Cortiho orgánu (Cortiho orgán) umiestnené v slimáku.
Sluchové receptory (fonoreceptory) sú mechanoreceptory, sú sekundárne a predstavujú ich vnútorné a vonkajšie vláskové bunky. Ľudia majú približne 3 500 vnútorných a 20 000 vonkajších vláskových buniek, ktoré sa nachádzajú na hlavnej membráne vo vnútri stredného kanálika vnútorného ucha.
1.1 Stavba orgánu sluchu
Vnútorné ucho (ústroj prijímajúci zvuk), stredné ucho (ústroj na prenos zvuku) a vonkajšie ucho (ústroj na zachytávanie zvuku) sa spájajú do pojmu orgán sluchu (obr. 1).
Obr.1 Štruktúra orgánu sluchu:
1 - ušnica, 2 - vonkajší zvukovod, 3 - bubienka, 4 - kladivko, 5 - nákova, 6 - strmeň, 7 - slimák, 8 - otolitový aparát, 9 - polkruhové kanáliky, 10 - Eustachova trubica, 11 - sluchový nerv
Vonkajšie ucho pozostáva z ušnice a vonkajšieho zvukovodu. Zabezpečuje zachytenie zvukov, ich koncentráciu v smere vonkajšieho zvukovodu a zosilnenie intenzity zvukov. Štruktúry vonkajšieho ucha navyše plnia ochrannú funkciu, chránia bubienok pred mechanickými a tepelnými vplyvmi vonkajšieho prostredia.
Na hranici medzi vonkajším a stredným uchom je bubienka - tenká platnička spojivového tkaniva, hrubá asi 0,1 mm, zvonka pokrytá epitelom a zvnútra sliznicou.
Bubienok je naklonený a začne kmitať, keď naň dopadajú zvukové vibrácie zo strany vonkajšieho zvukovodu. Bubienok nemá svoju periódu kmitania, pri každom zvuku kolíše podľa svojej vlnovej dĺžky.
Stredné ucho je reprezentované bubienkovou dutinou. Obsahuje reťaz sluchových kostičiek: kladivo, nákovu a strmeň.
Rukoväť malleusu sa spája s bubienkom a jeho hlavica tvorí kĺb s inkusom, ktorý je tiež spojený kĺbom s hlavicou strmeňa.
Na strednej stene bubienkovej dutiny sú otvory: okno vestibulu (oválne) a okno kochley (okrúhle). Základňa strmeňa uzatvára okienko predsiene vedúce do dutiny vnútorného ucha a okienko slimáka uzatvára sekundárna bubienka. Bubenná dutina je spojená s nosohltanom cez sluchové,
Alebo Eustachove trubice. Cez ňu sa do stredoušnej dutiny z nosohltana dostáva vzduch, vďaka čomu sa vyrovnáva tlak na bubienkovú membránu z vonkajšieho zvukovodu a bubienkovej dutiny.
^ Vnútorné ucho- dutý kostný útvar v spánkovej kosti, rozdelený na kostné kanáliky a dutiny obsahujúce receptorový aparát sluchového a staokinetického (vestibulárneho) analyzátora.
Vnútorné ucho sa nachádza v hrúbke kamennej časti spánkovej kosti a pozostáva zo systému vzájomne komunikujúcich kostných kanálikov - kostného labyrintu, v ktorom sa nachádza blanitý labyrint. Obrysy kostného labyrintu takmer úplne opakujú obrysy membrány. Priestor medzi kosteným a blanitým labyrintom, nazývaný perilymfatický, je vyplnený tekutinou – perilymfou, ktorá je zložením podobná mozgovomiechovému moku. Membranózny labyrint je ponorený do perilymfy, je pripevnený k stenám kostného puzdra vláknami spojivového tkaniva a je naplnený kvapalinou - endolymfou, ktorá sa svojím zložením trochu líši od perilymfy. Perilymfatický priestor je spojený so subarachnoidálnym úzkym kostným kanálom - kochleárnym akvaduktom. Endolymfatický priestor je uzavretý, má slepý výbežok, ktorý presahuje vnútorné ucho a spánkovú kosť - akvadukt vestibulu. Ten končí endolymfatickým vakom uloženým v hrúbke dura mater na zadnom povrchu pyramídy spánkovej kosti.
Kostný labyrint (obr. 2) pozostáva z troch častí: vestibulu, polkruhových kanálikov a slimáka. Predsieň tvorí centrálnu časť labyrintu. Zozadu prechádza do polkruhových kanálov a dopredu do kochley. Vnútorná stena predsieňovej dutiny smeruje k zadnej lebečnej jamke a tvorí dno vnútorného sluchového otvoru. Jeho povrch je rozdelený malým kosteným hrebeňom na dve časti, z ktorých jedna sa nazýva sférické vybranie a druhé je eliptické vybranie. V sférickom vybraní je umiestnený membránový sférický vak, ktorý je spojený s kochleárnym kanálikom; v eliptickom - elipsovom vaku, do ktorého ústia konce membránových polkruhových kanálikov. V strednej stene oboch vybraní sú skupiny malých otvorov určených pre vetvy vestibulárnej časti vestibulocochleárneho nervu. Vonkajšia stena predsiene má dve okná - okno predsiene a okno slimáka, obrátené do bubienkovej dutiny. Polkruhové kanály sú umiestnené v troch rovinách takmer kolmých na seba. Podľa ich umiestnenia v kosti sa rozlišujú: horné (čelné), alebo predné, zadné (sagitálne) a bočné (horizontálne) kanály.
Ryža. 2. Všeobecná schéma kostného a membránového labyrintu, ktorý sa v ňom nachádza:
/ -kosť; 2 - dutina stredného ucha; 3 - strmeň;
4 - okno predsiene; 5- okno slimáka; 6 - slimák; 7 a 8 - otolitový aparát (7 - sacculus alebo okrúhly vak; 8 - utriculus alebo oválny vačok); 9, 10 a 11 - polkruhové kanály 12 - priestor medzi kosteným a blanitým labyrintom, vyplnený perilymfou.
Kostná kochlea je stočený kanál siahajúci z vestibulu; špirálovito obieha okolo svojej vodorovnej osi (kostná tyč) 2,5-krát a smerom k vrcholu sa postupne zužuje. Okolo kostnej tyčinky sa špirálovito vinie úzka kostná platnička, ku ktorej je pevne pripojená na ňu nadväzujúca spojovacia membrána - bazálna membrána, ktorá tvorí spodnú stenu membránového kanálika (kochleárneho kanálika). Navyše tenká membrána spojivového tkaniva vyčnieva z kostnej špirálovej platničky v ostrom uhle laterálne nahor - vestibulárna (vestibulárna) membrána, nazývaná tiež Reissnerova membrána; tvorí hornú stenu kochleárneho kanálika. Priestor vytvorený medzi bazálnou a vestibulárnou membránou je zvonku obmedzený väzivovou doskou priliehajúcou ku kostnej stene slimáka. Tento priestor sa nazýva kochleárny kanál (ductus); je vyplnená endolymfou. Nad a pod ňou sú perilymfatické priestory. Spodná sa nazýva scala tympani, horná sa nazýva predsieňový rebrík. Schody na vrchole volúty sú navzájom spojené volútovým otvorom. Kochleárny hriadeľ je prepichnutý pozdĺžnymi krúžkami, cez ktoré prechádzajú nervové vlákna. Po obvode tyčinky sa špirálovito ovíja kanál, v ktorom sú umiestnené nervové bunky, ktoré tvoria špirálovitý uzol slimáka). Z lebky vedie vnútorný zvukovod do kosteného labyrintu, v ktorom prechádzajú vestibulokochleárny a tvárový nerv.
Membranózny labyrint pozostáva z dvoch vakov predsiene, troch polkruhových vývodov, kochleárneho vývodu, akvaduktov vestibulu a slimáka. Všetky tieto oddelenia membránového labyrintu sú systémom útvarov, ktoré spolu komunikujú.
1.2 Receptory
V membranóznom labyrinte sa vlákna vestibulocochleárneho nervu končia v neuroepiteliálnych vláskových bunkách (receptoroch) umiestnených na určitých miestach. Päť receptorov patrí k vestibulárnemu analyzátoru, z ktorých tri sú umiestnené v ampulkách polkruhových kanálikov a nazývajú sa ampulárne hrebenatky a dva sú vo vakoch a nazývajú sa škvrny. Jeden receptor je sluchový, nachádza sa na hlavnej membráne slimáka a nazýva sa Cortiho (spiralový) orgán (obr. 3). Vnútorné ucho obsahuje receptory pre sluchové a statokinetické analyzátory. Receptorový (zvuk vnímajúci) aparát sluchového analyzátora sa nachádza v slimáku a je reprezentovaný vláskovými bunkami špirálového (Cortiho) orgánu. Slimák a v ňom uzavretý receptorový aparát sluchového analyzátora sa nazývajú kochleárny aparát. Zvukové vibrácie vznikajúce vo vzduchu sa prenášajú cez vonkajší zvukovod, blanu bubienka a reťaz sluchových kostičiek do vestibulárneho okienka labyrintu, čo spôsobuje vlnité pohyby perilymfy, ktoré sa šíria do špirálovitého orgánu. Receptorový aparát statokinetického analyzátora, ktorý sa nachádza v polkruhových kanáloch a vakoch vestibulu, sa nazýva vestibulárny aparát.
Ryža. 3 Schéma štruktúry Cortiho orgánu:
1 - hlavná doska; 2- kostná špirálová doska; 3- špirálový kanál;
4 - nervové vlákna; Bunky S-stĺpika tvoriace tunel (6); 7 - sluchové alebo vlasové bunky; 8 - podporné bunky; 9 - krycia doska.
1.1.3 Dráhy sluchového analyzátora
Vodivé cesty z receptora do mozgovej kôry tvoria vodivú časť sluchového analyzátora.
Kondukčnú časť sluchového analyzátora predstavuje periférny bipolárny neurón umiestnený v špirálovom gangliu kochley (prvý neurón). Vlákna sluchového alebo (kochleárneho) nervu, tvorené axónmi neurónov špirálového ganglia, končia na bunkách jadier kochleárneho komplexu medulla oblongata (druhý neurón). Potom, po čiastočnom priesečníku, vlákna smerujú do mediálneho genikulárneho tela metatalamu, kde opäť nastáva prepnutie (tretí neurón), odtiaľ vzruch vstupuje do kôry (štvrtého) neurónu. V stredných (vnútorných) genikulárnych telách, ako aj v dolných tuberkulách kvadrigeminy, existujú centrá reflexných motorických reakcií, ktoré sa vyskytujú pri pôsobení zvuku.
^ Ryža. 4Schéma vodivých dráh sluchového analyzátora:
1 - receptory Cortiho orgánu; 2 - telá bipolárnych neurónov; 3 - kochleárny nerv; 4 - jadrá medulla oblongata, kde sa nachádzajú telá druhého neurónu dráh, 5 - vnútorné genikulárne telo, kde začína tretí neurón hlavných dráh; 6 - horná plocha spánkového laloku mozgovej kôry (spodná stena priečnej štrbiny), kde končí tretí neurón; 7 - nervové vlákna spájajúce obe vnútorné genikulárne telá; 8 - zadné tuberkulózy kvadrigeminy; 9 - začiatok eferentných dráh vychádzajúcich z kvadrigeminy.
1.4 Kortikálna (centrálna) časť sluchového analyzátora
Kortikálna alebo centrálna časť sluchového analyzátora sa nachádza v hornej časti temporálneho laloku veľkého mozgového (superior temporal) gyrusu, polia 41 a 42 podľa Broadmonta). Pre funkciu sluchového analyzátora sú dôležité priečne temporálne, ktoré zabezpečujú reguláciu činnosti všetkých úrovní Geschlovho gyru (gyrusu). Pozorovania ukázali, že pri bilaterálnej deštrukcii týchto polí dochádza k úplnej hluchote. Avšak v prípadoch, keď je lézia obmedzená na jednu hemisféru, môže dôjsť k miernej a často len dočasnej strate sluchu. Je to spôsobené tým, že vodivé cesty sluchového analyzátora sa úplne neprekrížia. Okrem toho sú obe vnútorné genikulárne telá prepojené medziľahlými neurónmi, cez ktoré môžu impulzy prechádzať z pravej strany na ľavú a naopak. Výsledkom je, že kortikálne bunky každej hemisféry dostávajú impulzy z oboch Cortiho orgánov.
Sluchový senzorický systém je doplnený o spätnoväzbové mechanizmy, ktoré zabezpečujú reguláciu činnosti všetkých úrovní sluchového analyzátora za účasti zostupných dráh. Takéto dráhy začínajú z buniek sluchovej kôry, postupne sa prepínajú v mediálnych genikulárnych telách metatalamu, zadných (dolných) tuberkulách kvadrigeminy a v jadrách kochleárneho komplexu. Ako súčasť sluchového nervu sa odstredivé vlákna dostanú k vláskovým bunkám Cortiho orgánu a naladia ich na vnímanie určitých zvukových signálov.
^ 2. Vekové vlastnosti sluchového analyzátora
Ucho novorodenca je vo všeobecnosti morfologicky vyvinuté, existujú však niektoré znaky:
Vonkajší zvukovod je krátky;
Bubienok má takmer rovnakú veľkosť ako dospelý, ale je umiestnený horizontálnejšie;
Sluchová trubica je krátka a široká;-
Stredné ucho pred narodením je bez vzduchu, je naplnené hlienovou tekutinou;
Po narodení sa bubienková dutina cez sluchovú trubicu postupne (do mesiaca) naplní vzduchom, čo je uľahčené dýchacími a prehĺtacími pohybmi.
Citlivosť na zvuk
Reakcia na silné zvuky je zaznamenaná aj u plodu. V posledných mesiacoch vnútromaternicového vývoja môžu zvukové podráždenia spôsobiť pohyby plodu.
Reakcia na zvuk vo forme štartu je zaznamenaná nielen u donosených, ale aj u predčasne narodených novorodencov. Niekedy je sprevádzaná zmenami v dýchaní, zatváraním očí, otvorením úst, výskytom pulzácie fontanelu.
Na štúdium sluchu novorodencov sa používa registrácia pohybov očných viečok v reakcii na zvuk. Určujú aj intenzitu zvukov, ktoré spôsobujú elektroencefalografickú prebúdzaciu reakciu u spiaceho dieťaťa alebo objavenie sa takzvaného vrcholového potenciálu na EEG.
Novorodenci otáčajú hlavu a oči smerom k zdroju zvuku, t.j. majú prvky priestorového sluchu. Podmienený ochranný (žmurkací) reflex na zvukovú stimuláciu sa vytvára koncom 1. mesiaca po pôrode.
Rozlišovanie rôznych zvukov, napríklad pípnutie a zvuk zvončeka, je možné v 3. mesiaci.
Od prvých dní po narodení sú najnižšie prahy zvukovej citlivosti v oblasti stredných zvukových frekvencií (1000 Hz). Prahové hodnoty pre nízke frekvencie sú nižšie ako pre vysoké. V procese ontogenézy dochádza k postupnému znižovaniu prahových hodnôt, čo naznačuje zvýšenie citlivosti na zvuk.
Najmenšia prahová hodnota pre vnímanie zvukov sa dosahuje vo veku 14-19 rokov. V porovnaní s týmto vekom je citlivosť sluchu nižšia ako u mladších detí, tak aj u ľudí nad 20 rokov.
Pri rozvoji reči a hudobného sluchu má veľký význam komunikácia s dospelými. Takéto vzdelávanie prispieva k rozvoju sluchu a obohateniu slovnej zásoby detí. Veľký význam má aj hudobné vzdelanie.
^ 3. Hygiena sluchového analyzátora
Hygiena sluchu je systém opatrení zameraných na ochranu sluchu, vytváranie optimálnych podmienok pre činnosť sluchového analyzátora, prispievajúcich k jeho normálnemu vývoju a fungovaniu.
Existujú špecifické a nešpecifické účinky hluku na ľudský organizmus.
Špecifický efekt sa prejavuje v rôznom stupni poruchy sluchu, nešpecifickej - v rôznych druhoch odchýlok od centrálneho nervového systému, autonómnej reaktivity, endokrinných porúch, funkčného stavu kardiovaskulárneho systému a tráviaceho traktu.
Oslabenie alebo strata sluchu môže súvisieť s porušením prenosu zvukových vibrácií do vnútorného ucha, s poškodením receptorov vnútorného ucha, s narušením prenosu nervových vzruchov pozdĺž sluchového nervu do sluchovej zóny mozgová kôra. Strata sluchu môže byť spôsobená nahromadením ušného mazu vo vonkajšom zvukovode. Ušný maz sa hromadí vo vonkajšom zvukovom kanáli a vytvára zátku, ktorá môže blokovať zvuk. Preto by sa mal vonkajší zvukovod pravidelne čistiť. Pri zápaloch mandlí, chrípke a iných ochoreniach sa mikroorganizmy, ktoré spôsobujú tieto ochorenia, môžu dostať z nosohltanu do nosovej trubice do stredného ucha a spôsobiť zápal. V tomto prípade sa stráca pohyblivosť sluchových kostičiek a je narušený prenos zvukových vibrácií do vnútorného ucha. Ak sa zápalový proces rozšíri do vnútorného ucha, potom sa môžu poškodiť sluchové receptory a dôjde k úplnej hluchote. V prípade bolesti v uchu by ste sa mali okamžite poradiť s lekárom. Strata sluchu môže byť spôsobená hlasnými zvukmi. Veľkú škodu na sluchu spôsobujú silné zvuky pôsobiace na ucho deň čo deň, bubienok vo veľkom rozsahu kolíše, tým stráca pružnosť a človek tupí sluch. Ak máte poruchu sluchu, mali by ste nosiť načúvací prístroj.
Zníženie hladiny hluku a nepriaznivých vplyvov na deti sa dosahuje množstvom zložitých opatrení: stavebných, architektonických, technických a organizačných.
Areál predškolských zariadení, všeobecnovzdelávacích škôl, internátov je po celom obvode oplotený živým plotom s výškou minimálne 1,2 m. Šírka zelenej zóny zo strany ulice je minimálne 6m. Pozdĺž tohto pásu je vhodné vo vzdialenosti minimálne 10 m od objektu vysadiť stromy, ktorých koruny oddialia šírenie hluku. Hustota, s akou sú dvere zatvorené, má veľký vplyv na množstvo zvukovej izolácie.
Veľký význam pri znižovaní hluku má hygienicky správne umiestnenie miestností v budovách škôl a škôlok.
Identifikácia stavu sluchu detí a dospievajúcich sa vykonáva počas vyšetrenia u otorinolaryngológa.
Tichá, jasná, pomalá reč učiteľa a vychovávateľa, citovo zafarbená, prispieva k jej najlepšiemu sluchovému vnímaniu deťmi a osvojeniu si látky. Slová by sa mali vyslovovať jasne. Reč učiteľa a vychovávateľa by mala byť živá, bohatá na rôzne intonácie, obrazná a čo najčastejšie adresovaná zrakovej predstavivosti detí.
II. Gravitačné zariadenie
Vestibulárny analyzátor poskytuje orientáciu v priestore: vnímanie účinku gravitačnej sily na telo, polohu tela v priestore, charakter pohybu tela (zrýchlenie, spomalenie, rotácia). Pri akejkoľvek zmene polohy tela alebo hlavy v priestore sa podráždia receptory rovnovážneho orgánu, výsledný nervový impulz je vedený pozdĺž vestibulárny nerv ako súčasť vestibulocochleárneho nervu do mozgu: medzimozog, mozoček, talamus a napokon do kôry parietálneho laloku.
Orgán rovnováhy je súčasťou vnútorného ucha a spolu s slimákom je uzavretý v kostnom labyrinte spánkovej kosti. Prezentuje sa:
vestibul vnútorného ucha s dvoma nadstavcami oválne a okrúhle tašky
tri polkruhové kanály. Zaoblené a oválne vaky a polkruhové kanáliky sú naplnené tekutinou - endolymfa .
^ Polkruhové kanály umiestnené v troch na seba kolmých rovinách. Úseky polkruhových kanálov smerujúce do predsiene majú rozšírenia - ampulky . Na vnútornom povrchu ampuliek sú tiež receptorové bunky s citlivými chĺpkami a tie sú tiež ponorené v tenkej vrstve želatínovej tekutiny ležiacej na vnútornom povrchu ampuliek. Receptorové bunky ampúl jemne reagujú na najmenšie pohyby endolymfy a želatínovej tekutiny polkruhových kanálikov. Pohyby tekutín sú výsledkom pohybu tela alebo hlavy: zrýchlenia, spomalenia a rotačné pohyby. Keďže polkruhové kanáliky sú orientované v troch vzájomne kolmých rovinách, akékoľvek otočenie hlavy alebo tela je vnímané vestibulárnymi receptormi.
Práca vestibulárneho analyzátora vám teda umožňuje neustále vyhodnocovať polohu a pohyb tela v priestore a v súlade s tým reflexne meniť tonus kostrových svalov, meniť polohu hlavy a tela v potrebnom smere. .
Ak je poškodený vestibulárny aparát, dochádza k závratom, poruche rovnováhy, objavujú sa príznaky kinetózy.
U človeka je zmysel pre rovnováhu a posúdenie polohy tela v priestore spojené nielen s orgánom rovnováhy, ale aj s prítomnosťou veľkého počtu receptorov ( baroreceptory ) vo svaloch a koži, ktoré na ne vnímajú mechanický tlak.
Literatúra.
N.N. Leontiev, K.V. Marinova Anatómia a fyziológia tela dieťaťa Moskva "Prosveshchenie" 1986 (str. 224-228)
A.G. Khrípková, M.V. Antropová, D.A. Fyziológia Farber Age a školská hygiena. Moskva "Osvietenie" 1990 (s. 87-96,222-234)
Ľudská anatómia v dvoch zväzkoch. Zväzok 2 Editoval akademik Ruskej akadémie lekárskych vied PROF. Pán. Sapina, Moskva "Medicína" 1997 (s. 90-117)
Anatómia a fyziológia človeka. Fedyukovič N.I. Rostov na Done "Phoenix" 2004 (s. 239-245,387-396)
12188 0
Pokrok vo vývoji SA technológie je determinovaný predovšetkým zdokonaľovaním ich komponentov, čo sa prejavuje zlepšením akustických a elektrických charakteristík, ako aj miniaturizáciou a zvýšením spoľahlivosti komponentov.
Napájacie zdroje
Vo všeobecnosti platí, že čím väčší je zisk a výstupná saturácia SPL SA, tým väčšia je kapacita batérie a tým väčšia je jej veľkosť. Najčastejšie sú to vzduchovo-zinkové batérie (až 63 %), pričom ortuťové batérie nepresahujú 36 %, aj keď je tendencia ich nahrádzať.Použitie iných typov batérií - oxid strieborný alebo nikel-kadmium - je veľmi obmedzené. Hlavným charakteristickým znakom batérií načúvacích prístrojov je ich relatívne plochá charakteristika vybíjania. To znamená, že počas životnosti batérie nedochádza k jej prudkému vybitiu. Kapacita batérie sa meria v mAh.
Pri známom vybíjacom prúde je životnosť batérie určená vzorcom: kapacita delená prúdovým vybitím. Tento vzorec platí pre zosilňovače typu A, pretože prúdový výboj je konštantný a nezávisí od nastavenia hlasitosti alebo vstupnej úrovne. V zosilňovačoch typu B je ťažké určiť životnosť batérie.
V tejto triede zosilňovačov je prúdový výboj premenlivou hodnotou. Okrem toho je výboj veľký pri vysokých vstupných úrovniach, vysokých úrovniach zisku, vysokých úrovniach okolitého hluku a rozsahoch s nízkym posunom zisku. Pre zosilňovače triedy B (push-pull, vysoký zisk a výstupná úroveň) sú bežné hodnoty vybíjania 3-15 mA.
Konvertory
Medzi CA prevodníky patria mikrofóny a telefóny. Sú aktivované jedným typom energie, transformujúc ju do inej formy.Mikrofóny. Premieňajú akustický tlak na malé analógové elektrické signály. Rôzne princípy boli aplikované na mikrofóny používané po desaťročia v načúvacích prístrojoch, najmä uhlíkové a piezoelektrické mikrofóny (1930). Nízkoimpedančný elektromagnetický mikrofón bol prvýkrát použitý v roku 1946 vo vreckovom CA a začiatkom 50. rokov inšpiroval vývoj tranzistorového zosilňovača. Obmedzeniami tejto triedy mikrofónov sú slabá nízkofrekvenčná odozva a relatívne vysoká citlivosť na mechanické poškodenie a vibrácie.
Od roku 1971 sa v CA používajú elektretové mikrofóny kvôli ich vysokej citlivosti, vynikajúcej širokopásmovej frekvenčnej odozve a kvalite zvuku, malým rozmerom, spoľahlivosti, nízkemu vnútornému hluku a nízkej citlivosti na mechanické vibrácie.
Kategórie: Mikrofóny používané v SA možno charakterizovať ako tlakovým (všesmerovým), tak aj tlakovým gradientom (smerovým).
Ďalším vstupom používaným v CA je telefónna cievka. Používa sa ako pri telefonovaní, tak aj v miestnostiach s indukčnou slučkou.
Väčšina moderných PA má navyše audio vstup, ktorý umožňuje pripojiť PA k externým zdrojom zvuku.
Telefóny (alebo prijímače) sú určené na konverziu zosilneného elektrického signálu na akustický alebo vibračný signál na výstupe. V súlade s tým sa telefóny na vedenie vzduchu a kostí líšia.
Zosilňovače
Zosilňovač je určený na zosilnenie slabého elektrického signálu na výstupe mikrofónu. Často je proces amplifikácie rozdelený do niekoľkých etáp. V moderných CA je zosilnenie zabezpečené použitím tranzistorov, ktoré si možno predstaviť ako polovodičové odpory, ktoré regulujú prúd alebo fungujú ako prevodník. Takže v CA prevádza prúd prichádzajúci z batérie na prúd požadovaný na výstupe. V tomto prípade je celkový zisk riadený vstupným prúdom mikrofónu.Zosilňovače používané v CA sú spravidla monolitické integrované obvody alebo hybridné integrované obvody, ako aj kombinácie oboch.
Obvody používané v SA majú tri alebo viac stupňov zosilnenia. Koncový výstupný stupeň zosilňovača možno rozdeliť do tried A, B a D.
Trieda A sa zvyčajne používa v SA s nízkym ziskom s výstupným SPL, kde špičkový zisk nepresahuje 50 dB. Majú konštantný prúdový výboj bez ohľadu na úroveň vstupného signálu.
Keď je potrebný väčší zisk, push-pull CA používajú zosilňovače triedy B. Majú dve samostatné zariadenia na zosilnenie negatívnych a pozitívnych cyklov vstupnej vlny. Ak na vstupe nie je signál, nedochádza k vybíjaniu prúdu. Inými slovami, sú ekonomickejšie. Stupeň výstupného zosilnenia tejto triedy zosilňovačov môže teoreticky poskytnúť 4-násobok amplitúdy výstupného signálu v telefóne v porovnaní s triedou A. Zosilňovače triedy B navyše poskytujú vyššiu výstupnú úroveň pri vysokých frekvenciách.
Zosilňovače triedy D – na rozdiel od predchádzajúcich sú zabudované priamo v telefóne. To umožňuje telefónu pracovať pri relatívne nízkej úrovni striedavého prúdu. Výhody integrovaných obvodov tejto triedy zahŕňajú: 1) menej prvkov a rozmerov; 2) menej prúdu; 3) vyššia úroveň saturácie; 4) zvýšená spoľahlivosť SA v dôsledku menšieho počtu externých odkazov. Avšak vzhľadom na skutočnosť, že moderné zosilňovače triedy B využívajú aj minimálny počet externých pripojení, uvedené výhody platia predovšetkým pre triedu A.
Nakoniec sú zosilňovače rozdelené na jedno- a viacpásmové. Jednopásmové zosilňovače používané do roku 1987 poskytovali len nastavenie vysokých a nízkych frekvencií.
Viacpásmové zosilňovače sú podobné grafickým ekvalizérom. Poskytujú samostatné ovládanie zosilnenia pre samostatné frekvenčné pásma.
Úpravy
Úpravy zohrávajú osobitnú úlohu pri zmene charakteristík SA. Najčastejšie sa používa ovládanie zosilnenia používané pacientom a je to premenlivý odpor.Nechýba ani ovládanie zosilnenia, čo je ovládanie zosilnenia používané technikom.
Elektronické ovládanie tónu - mení frekvenčnú charakteristiku CA a obsahuje sadu filtrov (kondenzátory, odpory). Zmeny frekvenčnej odozvy sú nastaviteľné diskrétnym nastavením pomocou spínača alebo plynulým nastavením pomocou skrutkovača. Banka filtrov siaha od jednoduchého pasívneho filtra prvého rádu až po aktívne filtre vyššej úrovne, ktoré poskytujú väčšie potlačenie nízkych a vysokých frekvencií, ako aj jednopásmové filtrovanie vo viacpásmových SA.
Ovládanie úrovne výstupného akustického tlaku (SSPL90) sa používa na zabezpečenie maximálnej výstupnej úrovne, ktorá však nedosahuje prahové hodnoty nepohodlia pacienta. Rozsah je 15-25 dB.
Ďalšími úpravami sú automatické riadenie zosilnenia, obvody na potlačenie spätnej väzby (väčšinou potlačenie zosilnenia vysokých frekvencií, ale niekedy aj filtre).
Obmedzujúce systémy
Účelom každého SA je zosilniť slabé zvuky na dostatočne hlasnú úroveň, avšak bez ich nadmerného zosilnenia na nepohodlnú úroveň. Každý načúvací prístroj má maximálnu dosiahnuteľnú SPL (saturáciu, preťaženie) určenú telefónom, napätím batérie a zosilňovačom. V praxi však limity určuje prevažne zosilňovač. Tieto úrovne je možné upraviť a nastaviť pod úroveň sýtosti.
Koncept lineárneho zosilnenia
Zosilnenie lineárneho aparátu je znázornené krivkami vstupu/výstupu.Lineárny zisk znamená, že výstupný signál je vždy úmerný vstupnému signálu. Keď sa vstupné SPL zvýši, výstupný SPL sa zvýši o rovnakú hodnotu, kým sa nedosiahne saturácia, po ktorej ďalšie zvýšenie vstupného SPL nie je sprevádzané zmenou výstupného SPL. Väčšina lineárnych HA dosahuje saturáciu na vstupnej úrovni 90 dB SPL.
Prenosová funkcia (vstupné/výstupné charakteristiky) je vždy vynesená pod uhlom 45° k úsečke, ak úsečka aj ordináta majú rovnakú mierku. Lineárny zisk možno opísať ako pomer 1:1 v prevádzkovom rozsahu so sklonom 45° alebo konštantným ziskom. V takýchto systémoch dochádza k orezaniu vrcholu, keď sa dosiahne úroveň nasýtenia.
Obmedzenie výkonu jeho priamou reguláciou.
Orezávanie špičiek je najjednoduchší spôsob, ako obmedziť výstupnú úroveň SA a je definované ako elektronické odstránenie špičiek signálu jednej alebo oboch polarít.Výhody pevného klipovania zahŕňajú jednoduchosť dizajnu a malé rozmery a zároveň poskytujú efektívne obmedzenie výstupu.
Medzi nevýhody tvrdého orezávania patrí predovšetkým výskyt harmonických a intermodulačných skreslení nad úrovňou orezávania.
Tento druh orezávania je typom nelineárneho zosilnenia, ktoré sa vyznačuje pomalým nárastom výstupnej úrovne so zvyšujúcou sa vstupnou úrovňou.
Obmedzenie výstupu získaním kontroly nad časom: spätnoväzbové obvody, konverzie, adaptívne načúvacie prístroje.
Automatické ovládanie zisku
Tieto systémy majú vstavaný obvod, ktorý automaticky znižuje elektronický zisk CA ako funkciu množstva signálu, ktorý sa má zosilniť. Zisk je znížený, ale táto metóda sa líši od orezávania. Dva hlavné ciele tohto systému sú: 1) zníženie zosilnenia SA pri zvyšovaní vstupného SPL tak, aby sa nedosiahla hranica výkonu a znížilo sa skreslenie, a 2) zníženie dynamického rozsahu výstupného signálu a jeho uvedenie do dynamiky. rozsah poškodeného ucha.Úroveň zisku je riadená automaticky. Tento proces je tiež opísaný ako kompresia dostupného dynamického rozsahu do menšieho rozsahu. Inými slovami, kompresia minimalizuje skreslenie pri vysokých vstupných úrovniach, prerozdeľuje dynamický rozsah reči, vykonáva funkcie automatického ovládania hlasitosti a poskytuje sluchový komfort v hlučnom prostredí.
Vstupnú/výstupnú krivku AGA možno rozdeliť na 3 časti: lineárny segment pri nízkych vstupoch SPL, keď zisky na vstupe SPL spôsobujú rovnaké zisky na výstupe SPL; segment zodpovedajúci kompresii, keď zisky vo vstupnom SPL spôsobujú menšie zisky vo výstupnom SPL; obmedzený segment, kde zvýšenie vstupného SPL významne neovplyvňuje výstupný SPL.
Kompresia je charakterizovaná nasledujúcimi konceptmi:
Limit Level – Úroveň, ktorou je limitovaná úroveň výstupnej saturácie CA.
Kompresné koleno - prah kompresie alebo prah automatickej kontroly zisku. Prah kompresie je minimálna vstupná úroveň potrebná na to, aby kompresia fungovala. Kompresné koleno možno charakterizovať ako bod, v ktorom je vstupná/výstupná krivka 2 dB mimo výstupnú os SPL od predĺženia lineárneho úseku vstupnej/výstupnej krivky (pri nelineárnej kompresii). Úroveň, na ktorej sa toto koleno objavuje, rozlišuje medzi strojmi s vysokou a nízkou kompresiou.
Kompresný pomer - stupeň kompresie je výsledkom pomeru veľkosti zmeny (nárastu) vstupného SPL k veľkosti zmeny (nárastu) výstupného SPL v oblasti kompresie.
Kompresný pomer možno definovať aj ako pomer prahu nepohodlia k dynamickému rozsahu.
Časová konštanta. V procese stabilizácie na nových hodnotách zosilnenia dochádza v dôsledku spätnoväzbových obvodov k časovým oneskoreniam.
Čas útoku (čas vypnutia) sa vzťahuje na čas, ktorý potrebuje spätnoväzbový obvod na nastavenie novej hodnoty zosilnenia pri vstupe signálov s vysokou intenzitou. Doba útoku je spravidla 1 - 5 ms.
Čas zotavenia sa vzťahuje na čas potrebný na to, aby spätnoväzbový obvod vrátil znížené hodnoty zisku na predchádzajúce hodnoty, keď sa odstráni vstup signálov s vysokou intenzitou. Cooldown je vždy dlhší ako čas útoku. Čas obnovy sa môže pohybovať od 40 ms do niekoľkých sekúnd.
Kompresiu môžeme rozdeliť na nízkoprahovú a vysokoprahovú.
nelineárna kompresia. Pri nelineárnej kompresii sa kompresný pomer mení v závislosti od vstupnej úrovne.
Vzhľadom na celý rozsah kompresie je možné vypočítať priemerný efektívny kompresný pomer.
Väčšinu kompresných technológií možno rozdeliť do nasledujúcich kategórií: kompresia riadená vstupom (AGC-I) a kompresia riadená výstupom (AGC-0).
Vstupná nastaviteľná kompresia. Pri kompresii signálu pred jeho zosilnením je možné použiť hodnoty nízkeho prahu a kompresného pomeru. Môžete tiež použiť AGC-I na obmedzenie kompresie pri vysokých prahových a kompresných pomeroch. Treba mať na pamäti, že poloha ovládača hlasitosti ovplyvňuje maximálnu výstupnú úroveň signálu.
Niektoré CA používajú predný AGC-I (vysoký prah na obmedzenie kompresie) a sekundárny AGC-I na kompresiu normálnych signálov pod vysoký prah vstupnej kompresie. Používa sa aj primárne nelineárne spracovanie signálu, ktoré zahŕňa použitie nízkeho prahu kompresie na obnovenie normálneho pocitu hlasitosti.
V tomto prípade pri kompresii signálu po jeho zosilnení je potrebné použiť vysoké hodnoty prahu a kompresného pomeru. Poloha ovládača hlasitosti má minimálny vplyv na maximálnu úroveň výstupného signálu. Primárne lineárne spracovanie nie je určené na obnovenie normálneho pocitu hlasitosti, ale používa sa predovšetkým na zníženie skreslenia (porovnaj orezávanie) pri vysokých úrovniach vstupu.
Limit kompresie
Obmedzenie kompresie možno použiť buď s kompresiou riadenou vstupom alebo s kompresiou riadenou výstupom. Nie je potrebný špeciálny elektronický obvod. Obmedzenie kompresie sa používa na zabránenie skreslenia, nepohodlia a bolesti pri hlasitých zvukoch. Zvyčajne sa používajú vysoké prahové a kompresné pomery. Táto funkcia sa dá prirovnať k „dupnutiu na brzdu“.Ďalším typom kompresie je kompresia so širokým dynamickým rozsahom. V tomto prípade sa používa nízky prah kompresie - nie vyšší ako 55 dB. Niekedy sa označuje ako kompresia s plným dynamickým rozsahom.
Slabičná kompresia. Kompresia s nízkymi prahmi a koeficientmi sa vyznačuje krátkou dobou odozvy a uvoľnenia - 50 - 150 ms.
Orezanie zisku teda môže nastať pri kompresii riadenej vstupom aj kompresii riadenej výstupom, avšak kompresia riadená vstupom nemusí nutne obmedzovať zisk, zatiaľ čo kompresia riadená výstupom vždy obmedzuje zisk.
WDR kompresia je vždy vstupom riadená kompresia. Zároveň kompresia upravená vstupom nie je nevyhnutne kompresia so širokým dynamickým rozsahom.
Slabičná kompresia je vždy kompresia so širokým dynamickým rozsahom, ale nie vždy slabičná.
Automatické spracovanie signálu (ASP)
Je prezentovaná schéma, ktorá zahŕňa rôzne princípy spracovania signálu. Doteraz takéto schémy zabezpečovali zníženie zosilnenia na vysokých úrovniach a/alebo zvýšenie zosilnenia na nízkych úrovniach bez zmeny frekvenčnej odozvy (fixná frekvenčná odozva - FFR). Dátový obvod umožňuje použitie konvenčných obvodov automatického spracovania signálu (obvody automatického riadenia zisku alebo kompresné obvody).
Moderné obvody tiež umožňujú zmenu frekvenčnej odozvy v závislosti od vstupného signálu (frekvenčná odozva závislá od úrovne - LDFR).
Typ 1 (BILL)- Zosilnenie nízkych frekvencií na nízkych úrovniach a ich zníženie na vysokých úrovniach.
Typ 2 (DO)- zvýšenie vysokých frekvencií na nízkych úrovniach a ich zníženie na vysokých úrovniach.
Typ 3 (PILLA)- programovateľné zosilnenie (úprava frekvenčnej odozvy) na nízkych úrovniach, v závislosti od úrovne, vo viacerých frekvenčných pásmach.
Schéma K-amr
Najbežnejšie obvody automatického spracovania signálu sú obvody, ktoré zosilňujú nízke frekvencie pri nízkych úrovniach a znižujú ich pri vysokých úrovniach. Naproti tomu v K-ampr sú vysoké frekvencie zosilnené na nízkych úrovniach a zoslabené na vysokých úrovniach. Spravidla sa tento typ používa u pacientov s vysokofrekvenčnou stratou sluchu.Elektroakustické skreslenie ovplyvňujúce výkon načúvacieho prístroja.
skreslenie
Harmonické skreslenie nastáva, keď signál prechádza cez nelineárny zosilňovač. Zosilňovač skresľuje signál tým, že využíva časť energie vstupného signálu a prenáša ho ako nový signál alebo produkty skreslenia umiestnené na frekvenciách, ktoré sú násobkami frekvencie vstupného signálu. Napríklad, ak vstupný signál so základnou frekvenciou rovnajúcou sa 500 Hz prechádza cez nelineárny zosilňovač, výsledkom bude vytvorenie nových signálov s frekvenciami, ktoré sú násobkami základnej frekvencie, konkrétne 1000, 1500 a 2000, 2500 Hz atď.Oddelením harmonických so základnou frekvenciou vo výstupnom signáli a meraním pomeru celkovej harmonickej hodnoty a základnej frekvencie sa určí faktor harmonického skreslenia. Čím väčšia je nelinearita zosilňovača, tým väčšie je harmonické skreslenie a tým horšia kvalita zosilnených zvukov.
Intermodulačné skreslenie je pomer výkonu výstupného signálu pri iných frekvenciách, ako sú tie, ktoré prijíma načúvací prístroj, a výkonu vstupného signálu. Intermodulačné skreslenie možno demonštrovať uvažovaním dvoch vstupných frekvencií (napr. 500 a 700 Hz) s rovnakou amplitúdou, ale bez harmonického vzťahu. V dôsledku ich prechodu cez nelineárny systém máme na výstupe zložitú odozvu, ktorá sa skladá z oboch týchto frekvencií a ich harmonických (500, 1000, 15000 a 2000; 700, 1400, 2100 Hz).
Okrem toho odozva obsahuje frekvencie zodpovedajúce súčtu a rozdielu dvoch uvedených frekvencií: 1200 a 200 Hz. Pri komplexnom vstupnom signáli, ako je reč, a pri vysokej úrovni okolitého hluku sa pridáva podstatne viac frekvencií.
Existujú aj frekvenčné (amplitúdové alebo lineárne) a fázové skreslenia.
Prechodné skreslenie je výsledkom mechanickej a elektrickej rezonancie. Aby sa eliminovalo prechodné skreslenie, zisk musí byť o 9 dB menší, než je optimálna odozva.
Tu sú hlavné charakteristiky SA:
- Vstup SPL;
- Výstupný SPL;
- saturácia ultrazvukom;
- akustické zosilnenie;
- Frekvenčná odozva;
- Frekvenčný rozsah;
- Harmonické skreslenie;
- Ekvivalentná vstupná hladina hluku;
- prúd batérie;
- Vstupné/výstupné charakteristiky (pre SA s AGC);
- Dynamické charakteristiky AGC.
Hluk načúvacieho prístroja
K vstupnému signálu je možné pridať šum CA zosilňovača, čím sa zmení jeho charakteristika. Tento šum nesúvisí s nelinearitou vstupného signálu a zvyčajne sa meria ako pomer signálu k šumu. Hlavným zdrojom hluku je mikrofón. Dodatočný šum sa môže vyskytnúť, ak batéria a obvody zosilňovača nie sú primerane odpojené.Spätná väzba
Akustické. Vyskytuje sa, keď je výstupný signál zachytený CA mikrofónom a zosilnený. Môže to byť spôsobené aj nevhodnou koncovkou alebo trubicou, ako aj zlou akustickou izoláciou meničov (najmä pri nastavení vysokého zosilnenia) a prítomnosťou ostrých rezonančných špičiek vo frekvenčnej odozve CA.Mechanický. Prejavuje sa mechanickým chvením telefónu, prenášaným na blízky mikrofón. Na jeho vylúčenie sa používajú gumené tlmiče-izolátory, ako aj vhodné umiestnenie mikrofónu a telefónu.
Magnetický. Vyskytuje sa, keď indukčná cievka interaguje s inými magnetickými poľami, ako je napríklad telefón.
Ya.A. Altman, G. A. Tavartkiladze