12、听觉系统内部机制深入解析

听觉系统内部机制深入解析

1. 基底膜振动特性

基底膜的振动特性与声音强度密切相关。在低强度声音作用下，基底膜的振动主要是外毛细胞对压力波进行主动放大的结果；而在高强度声音时，基底膜的被动反应则更为显著。

对于包含多个谐波的和声，所有较低的谐波都能被分辨出来。在低强度和中等强度下，每个较低的谐波都会刺激基底膜的一个相对较窄的区域。在这些位置，基底膜的反应就好像只受到一个单一正弦波的刺激，并且各谐波之间的相位关系在很大程度上是无关紧要的。然而，谐波的阶数越高，各个谐波对基底膜的刺激开始重叠的程度就越大，同时相位关系也开始发挥作用。

此外，在掩蔽向上传播的过程中，高强度的低频成分也能被动地刺激基底膜的高频部分，从而降低对这些高频成分的敏感度。

2. 听觉系统中的失真产物

2.1 失真产物概述

到目前为止，听觉滤波器通常被描述为线性带通滤波器和非线性放大器的连续组合。然而，系统中还存在其他一些非线性因素，这些因素会产生失真产物。一般来说，这些失真产物在听觉上并不重要，因此这里仅简要讨论两种最显著的失真产物：二次失真产物和三次失真产物。

2.2 二次失真产物

当两个成分的频率分别为 (f_1) 和 (f_2)（(f_1 < f_2)）时，其中一个二次失真产物是频率为 (f_2 - f_1) 的差音。在三角学中，如果 (s(t)) 是两个正弦波的和，即 (s(t) = \sin(2\pi f_1t) + \sin(2\pi f_2t))，那么它的平方 (s^2(t)) 可以写成：
[
s^2(t) = [\sin(2\pi f_1t) + \sin(2\