Понятие импеданса

Аналогичная проблема передачи существует в системе воздух - барабанная перепонка. Когда звуковая волна ударяется о барабанную перепонку, определенный процент энергии звука отражается, а остальная часть поглощается. Измерения импеданса барабанной перепонки основывались на измерении энергии отражения, поскольку ее легче измерить. Трёгеру (Troger, 1930) удалось измерить механический импеданс уха человека введением звука через твердую трубку, которая плотно прилегала к наружному слуховому проходу. Если бы барабанная перепонка была такой же твердой, как каменная стена, почти вся энергия звука была бы отражена; если бы она была такой же мягкой, как воздух, вся энергия звука вошла бы в ухо так же, как если бы там не было границы. В действительности оказалось, что импеданс барабанной перепонки изменяется с частотой. При частоте примерно 800 гц почти нет отражения; ухо воспринимает энергию звука без всякой потери передачи. Трёгер также измерил фазовую связь между подаваемой и отраженной волной.

Если при определенной частоте отраженная волна опережает по фазе подаваемую волну, мы знаем, что жесткость является решающим фактором в поведении системы. Если, однако, отраженная волна запаздывает по фазе по отношению к подаваемой волне, мы знаем, что система контролируется массой. Если отраженная волна находится в фазе с подаваемой волной, мы предполагаем, что сопротивление жесткости и сопротивление массы аннулируют друг друга.

Рис. 5. Импеданс для низких тонов уменьшается с повышением частоты до 800 гц; импеданс барабанной перепонки человека равен импедансу воздуха. Импеданс для более высоких звуков неравномерен, как показывает кривая (по Трёгеру).

В большинстве акустических систем, которые испытываются в области частот, аналогичных частотам уха, проявляются все три условия. При низкой частоте решающим является фактор жесткости; при высокой частоте масса контролирует поведение системы; в области резонанса единственным ограничением является трение.

Никто не изучал более интенсивно импеданса уха человека у такого большого числа людей с нормальным и пораженным средним ухом, как Метц (Metz, 1946). Поражение внутри среднего уха, обусловленное воспалением и его осложнениями, уменьшает величину энергии, которая будет поглощена барабанной перепонкой. Метц показал, что разница в давлении между полостью среднего уха и атмосферным давлением вызывает значительные изменения импеданса. Сначала жесткость увеличивается безразлично от того, имеет ли место увеличенное или уменьшенное давление. Когда разница давлений увеличивается, на импеданс меньше влияет компонент сопротивления, чем чистая реактивность перепонки. Бекеши (Bekesy) указал, что увеличение импенданса и соответствующая потеря слуха одинаковы по величине. Метод импеданса является объективным методом для определения вибрационной способности звукопроводящей системы и как таковой является самым надежным и плодотворным методом, который может быть изучен и использован очень широко.



1 2 3 4 5 6

[к оглавлению]