听觉畸变现象

6.6　听觉畸变现象

人耳可能听到刺激声中并不存在的频率的声音，这种反应称作听觉畸变现象（audible distortions），是由耳蜗中的畸变产物所引起的。所谓畸变产物（distortion products）是指一些在系统输入端（如声音传入耳朵）并未出现，而在系统的输出端（如听到的声音）呈现的信号。这其实是耳蜗的一种非线性反应。

听觉畸变产物主要有以下几种。

1.听觉谐波：最简单的畸变产物是当声音达到高强度水平时，受试者可以听到的听觉谐波（aural harmonics）。例如，一个高强度的500Hz声音会让受试者感觉到1000Hz、1500Hz的声音，一个高强度的800Hz声音会让受试者感觉到有1600Hz的声音。

2.调制音：如果两个初始声音在频率上非常接近（例如f₁＝110Hz，f₂＝104Hz），并同时呈现，那么它们的振动波将在耳蜗内出现周期性同相（in－phase）和异相（out－of－phase），结果出现一个周期性增强和削弱的振动波，即产生一个周期性增强和减弱的声音（或称调制音）。如图6－11所示，图A是f1、f2两个声波同时呈现的情况，图B是两个声波结合后呈现的情况，结合后声波的周期性增强、减弱的频率为两个声音的频率差（110－104＝6Hz）。因此，假如受试者同时听到1000Hz和1005Hz的两个初始声，则他感受到的将是一个被调制的1000Hz声音或者称为每秒5次的1000Hz拍音（beats）。

图6－11　两音调制现象示意图

［图A是f₁、f₂两个频率声音所代表的正弦波重叠在一起的图形；图B是两音实际结合产生的调制音（拍音）的图形］

3.合音和差音：两个初始声（f₁和f₂，其中f₂＞f₁）在频率上相差较远，它们可能会因为人耳的非线性机制产生听觉结合声（combination tones）。当初始声为较高强度时，可以产生两个声音的畸变产物，即合音（sum tone）和差音（difference tone），它们的频率通常为mf₁±nf₂，如图6－12所示。例如初始声800Hz（f₁）和1000Hz（f₂）的差音是f₂－f₁＝200Hz，合音为f₁＋f₂＝1800Hz，但最容易发生的是立方差音（cubic difference），其频率是2f₁－f₂。初始音为800Hz和1000Hz时，立方差音为2×（800）－1000＝600Hz。

图6－12　两个初始音f₁和f₂产生的畸变产物示意图