System Sensor PF24V EXIT POINT эксплуатация - Инструкция (Страница 5)

EXIT POINT – ЗВУКОВОЙ УКАЗАТЕЛЬ ЭВАКУАЦИОННОГО ВЫХОДА
5
Раздел 2
Почему направляющий звук действует эффективно
В настоящее время, издано большое количество литературы о работе
слухового аппарата человека с учетом законов акустики. Начиная
примерно с 80-х годов были проведены исследования, посвященные
определению и более полному пониманию психоакустического
механизма, который позволяет человеку обнаруживать или
локализировать источник звука.
4,5,6,7 . В данном разделе приводится
краткая характеристика психоакустической основы процесса
локализации звука, описывается, почему работает направляющий звук
в зданиях с реверберацией, почему направляющий звук совместим с
традиционными системами оповещения.
Психоакустическая теория
Способность определять местоположения источника звука основана на
физике звука и физиологии слухового аппарата человека. Мозг
обрабатывает большое количество нейронных сигналов, часть из
которых определяет местоположение источника звука.
Люди могут слышать звук в
диапазоне от 20 до 20 000 Гц,
с возрастом этот диапазон
сокращается.
Большинство
сигналов пожарной тревоги
являются чистыми тонами
или узкополосным звуком в
диапазоне от 1000 Гц до 3000
Гц, в котором человеческое
ухо особенно чувствительно к
громкости.
К сожалению, чистые тона в
этом
диапазоне частот
предоставляют только
ограниченную информацию
по локализации источника
звука.
Основные сигналы локализации звука предоставляются интерзвуковой
разницей во времени поступления звукового сигнала в оба уха (более
низкие частоты),
интерзвуковой
разницей в громкости
(интенсивности)
звукового сигнала,
поступающего в оба
уха (от средних до
высоких частот), и
функцией обработки
звука
головным
мозгом (самые
высокие частоты). В
замкнутом
пространстве,
имеющем некоторую
степень отражения звука, эффект предшествования дает прямую
информацию. Каждый их этих четырех психоакустических феноменов
кратко рассмотрен ниже:
Разница во времени поступления звукового сигнала в оба уха (ITD -
Interaural Time Difference) и разница в интенсивности звукового
сигнала поступающего в оба уха (IID – Interaural Intensity Difference)
называются бинауральными сигналами, поскольку они зависят от
обоих ушей, разделенных шириной головы.
При низких частотах (более длинная волна) определяется временная
задержка между поступающими звуковыми сигналами. Временная
задержка в восприятии звука наиболее очевидна при частотах ниже
1000 Гц.
На более высоких частотах (более короткая длина волны) заметна
разница в уровне громкости/интенсивности звукового сигнала между
двумя ушами из-за частичного перекрытия более удаленного уха
головой. Разница в громкости звукового сигнала более заметна при
частотах выше 3000 Гц. На рис. 1 изображены бинауральные сигналы
ITD и IID.
Рис. 1 Разница в восприя ия звука по
времени и интенсивности
Рис. 2 Затухание звука по частоте в
зависимости от расположения источника
звука впереди, сзади или над слушателем
Функция обработки звука головным мозгом (HRTF -
Head-Related Transfer Function) зависит от эффекта
восприятия звука внешним ухом. Эта функция
характеризует эффект преобразования звука головным
мозгом и внешним ухом, в момент прохождения звука от
источника до органов слуха. Форма уха определяет
затухание некоторых частот и усиление других, таким
образом, производя фильтрацию звукового поля, как
показано на рис. 2. Эффект фильтрации происходит
главным образом из-за отражения сигнала наружным
ухом и раковиной внешнего уха, тем самым влияя на
звуковое поле. Функция HRTF меняется в зависимости
от расположения источника звука, обеспечивая
дополнительный сигнал локализации. Эта функция
наиболее эффективна в диапазоне частот от 5000 Гц до
10000 Гц. Во время движения головы слушателя данная
функция обеспечивает независимый метод определения
в дополнение к бинауральным сигналам ITD и IID.
В подтверждение сигналов ITD и IID функция HRTF
предоставляет важную информацию по локализации,
когда источник звука находится на равноудаленном
расстоянии от каждого уха, т.е. спереди, сзади или над
головой. В этой ситуации ITD и IID не обеспечивают
четких сигналов локализации, поскольку каждое ухо
находится на одинаковом удалении от источника звука и
не закрыто от него. Локализация источника звука в
такой ситуации становится возможна только благодаря
HRTF.
Эффект предшествия важен для определения прямого
звукового сигнала и отраженного звука, что является
наиболее распространенной ситуацией в зданиях. Ухо
способно
распознать и зафиксировать первый
полученный звук (прямой сигнал) и игнорировать
последующие
сигналы (отраженный звук).
Акустический сигнал, первый дошедший до уха,
подавляет возможность слышать другие сигналы
(включая отраженные), которые приходят примерно
через 40 миллисекунд после первого сигнала.
Все
вышеуказанные сигналы используются
одновременно, если источник выдает широкополосный
звук, содержащий ряд низких и высоких частот.
Комбинация сигналов ITD, IID и HRTF обеспечивает
даже
излишек информации, увеличивающей
возможность локализации источника звука.
Широкополосный звук исключает потенциальную
неопределенность, возникающую у чистых тонов или
источников узкополосного звука.
Для
получения более подробной информации
относительно теоретических аспектов определения
местоположения источника звука смотрите список
литературы в конце данного руководства.
Характеристики звука в здании
Устройство направляющего звука для лучшей
локализации использует импульсный широкополосный
звуковой сигнал вместо традиционного сигнала чистого
тона. Такой сигнал используется в системах оповещения
как дополнительный и обладает направляющим
действием. Параметры, отвечающие за характеристики
звукового указателя в здании следующие:
Полоса частот
Импульсы направляющего звука покрывают достаточно
широкий диапазон частот, включая бинауральные
сигналы локализации и сигнал локализации HRTF.