6、正弦信号组合与幅度调制的听觉感知解析

正弦信号组合与幅度调制的听觉感知解析

在声学研究中，正弦信号的组合以及幅度调制是重要的研究内容，它们涉及到复杂声音的感知机制。下面将详细探讨两个正弦信号之和以及正弦幅度调制（SAM）信号的听觉感知特点。

1. 两个正弦信号之和的听觉感知

当两个正弦信号组合时，其听觉感知强烈依赖于人类听觉系统的频率和时间分辨率。根据频率差异，可将感知分为四个范围：
- 稳态音感知范围 ：当两个正弦信号的频率相差较大时，声音被感知为音调声音。部分听众能分辨出对应音高的单独音调。此时存在两种情况：
- 非谐波情况 ：两个音调在音高范围内没有共同的基频（F0）。
- 谐波情况 ：两个音调有共同的 F0，部分听众可能会听到以该 F0 为频率的音高，当没有对应频率的分音时，这种音高被称为虚拟音高。对于许多听众来说，尤其是当两个谐波的阶数较高时，虚拟音高较弱。
- 粗糙度感知范围 ：当两个音调的频率差异变小时，分音开始在感知上相互干扰，产生粗糙度的听觉属性。此时能听到快速的波动，但无法单独分辨或计数。频率分辨率不够精细，难以分辨出两个单独频率分量的音高，而时间分辨率可以分辨出单独的波动。
- 节奏感知范围 ：随着频率差异进一步减小，大约在 10 - 15Hz 以下，会听到两个音调的平均频率（CF）作为音高，音调之间的干扰被感知为波动，形成有规律的节奏。可以分辨出所有单独的波动，并与之同步移动或计数。当波动相对较快时，会以双数、三数或四数的形式计数。在低于 1Hz 之前，调制器的频率定义了声音的