Teza doctorat (pdf) - Universitatea Tehnică

Figura 2.9. Cohlea şi ilustrarea principiului poziţiei [Ste97]
11
Cap. 2. Modalitatea producerii vorbirii
O altă schemă de codare a informaţiei este folosită în auzul uman, schemă numită
principiul reacţiunii. Celulele nervoase transmit informaţia prin generarea unor pulsuri electrice
scurte numite potenţiale de acţiune. O celulă nervoasă a membranei basiliare poate coda
informaţia audio prin producerea unui potenţial de acţiune ca răspuns la fiecare ciclu al vibraţiei.
De exemplu, un sunet de 200 Hz poate fi reprezentat de un neuron ce produce 200 de impulsuri pe
secundă. Totuşi, acest proces funcţionează doar pentru frecvenţe sub 500 Hz, rata maximă de
producere a impulsurilor nervoase de către neuroni. Urechea umană permite în schimb
funcţionarea corelată a unui grup de celule nervoase. De exemplu un ton de 3000 Hz poate fi
reprezentat de zece celule nervoase şi care acţionează alternativ de 300 de ori pe secundă. Ceea ce
extinde principiul reacţiunii până la aproximativ 4 kHz, valoare deasupra căreia este folosit doar
principiul poziţiei.
Tabelul 2.1 evidenţiază relaţia dintre amplitudinea sunetului şi intensitatea percepută a
sunetului (loudness). Este uzuală exprimarea intensităţii sunetului pe o scară logaritmică numită
SPL (Sound Power Level -nivelul puterii sonore). Pe această scală, 0 dB SPL este un sunet cu o
putere de 10 -16 watt/cm 2 , aproximativ cel mai slab sunet detectabil de urechea umană. Vorbirea
normală este la aproximativ 60 dB SPL, în timp ce urechea este lezată la aproximativ 140 dB
SPL.
Tabelul 2.1. Relaţia dintre sunetele percepute şi nivelul în decibeli [Ste97]
Watt/cm 2 Decibeli
SPL
10 -2
10 -3
10 -4
10 -5
10 -6
10 -7
10 -8
10 -9
10 -10
10 -11
10 -12
10 -13
10 -14
10 -15
10 -16
10 -17
10 -18
140 dB
130 dB
120 dB
110 dB
100 dB
90 dB
80 dB
70 dB
60 dB
50 dB
40 dB
30 dB
20 dB
10 dB
0 dB
-10 dB
-20 dB
Frecvenţe înalte Frecvenţe joase
Intensitatea sonoră
Durere
Disconfort
Concerte rock
Zgomot industrial
Conversaţie normală
Cel mai slab audibil la 100 herţi
Cel mai slab audibil la 10 kHz
Cel mai slab audibil la 3 kHz