Zum Zwicker-Ton bei Linienspektren mit spektralen Lücken
When sounds with a spectral gap are switched off, a short faint tone may be heard, which is called after its discoverer a Zwicker-tone. The pitch of the Zwicker-tone corresponds to the frequency region of the spectral gap. For bandstop noise with about 45 dB SPL, more than 80% out of
52 subjects report a Zwicker-tone with a duration of about 2 s. Line spectra produced by DC-pulses, which are bandstop filtered elicit clear Zwicker-tones for 200 Hz line spacing, but no Zwicker-tone for 2 Hz line spacing. With digital signal synthesis, line spectra with spectral gaps can
be produced, which show in contrast to sequences of DC-impulses a smooth temporal envelope, provided that the phases of the components are chosen properly. The loudness of Zwicker-tones produced by bandstop noise, filtered DC-pulses, or synthesized line spectra corresponds to the loudness
of comparison tones at 10 dB SL. To produce Zwickertones, on the average a spectral gap with a bandwidth not less than one critical band is necessary. However, with decreasing line spacing, and increasing frequency region of the gap, the minimum bandwidth decreases when given in critical bands.
The pitch of Zwicker-tones produced by synthesized line spectra with 20 Hz or 200 Hz line spac-ing corresponds on the average to a critical band rate, which lies 1 Bark above the critical band rate of the lower edge of the spectral gap. Hence, as predicted by Zwicker 25 years ago, Zwicker-tones
can be described on the basis of the masking pattern of the sounds by which they are produced. In addition, strong temporal fluctuations of the masking pattern can hamper or even abolish the perception of Zwicker-tones.
Zusammenfassung
Nach dem Abschalten von Schallreizen mit spektralen Lücken kann ein kurzer, leiser Ton hörbar werden, der in der Literatur nach seinem Entdecker als Zwicker-Ton bezeichnet wird. Die Tonhöhe des Zwicker-Tons entspricht einer Frequenz im Frequenzbereich der spektralen Lücke. Bei Schallpegeln um 45 dB erzeugen Bandsperrenrauschen bei über 80% von 52 Versuchspersonen einen Zwicker-Ton von etwa 2 s Dauer. Durch DC-Pulse erzeugte Linienspektren, die mit Bandsperren gefiltert werden, rufen bei 200 Hz Folgefrequenz der DC-Impulse einen deutlich ausgeprägten Zwicker-Ton hervor, während bei 2 Hz Folgefrequenz kein Zwicker-Ton auftritt. Durch digitale Signalsynthese können Linienspektren mit spektralen Lücken generiert werden, die bei geeigneter Wahl der Phasenlagen der Sinuskomponenten im Gegensatz zu DC-Pulsen eine relativ glatte zeitliche Hüllkurve aufweisen. Die Lautheit der von Bandsperrenrauschen, bandsperrengefilterten DC-Pulsen oder synthetisierten Linienspektren erzeugten Zwicker-Töne entspricht derjenigen von Vergleichstönen, die um etwa 10 dB über der jeweiligen Hörschwelle liegen (10 dB SL). Die zur Erzeugung eines Zwicker-Tones notwendige minimale spektrale Lückenbreite beträgt im Mittel eine Frequenzgruppenbreite und nimmt im Tonheitsmaß mit zunehmender Liniendichte und zunehmender Frequenzlage der Lücke ab. Die Tonhöhe des mit synthetisierten Linienspektren mit Linienabständen von 20 Hz bzw. 200 Hz erzeugten Zwicker-Tons entspricht im Mittel einer Tonheit, die um 1 Bark über der Tonheit der unteren Begrenzung der spektralen Lücke liegt. Somit läßt sich der Zwicker-Ton, wie von Zwicker bereits vor 25 Jahren vorausgesagt, anhand der Mithörschwellen-Tonheitsmuster der Schalle, durch die er hervorgerufen wird, beschreiben. Allerdings können darüber hinaus starke zeitliche Schwankungen des Mithörschwellen-Musters die Wahrnehmung des Zwicker-Tones erschweren oder sogar verhindern.
Sommaire
Lorsqu'on interrompt un stimulus sonore possédant des lacunes spectrales, on peut, sous certaines conditions, percevoir un son particulier, bref et peu intense, qu'on désigne dans la littérature spécialisée comme le «son de Zwicker», du nom de celui qui l'a découvert. La hauteur duson de Zwicker se situe dans le domaine fréquentiel de la lacune spectrale du son inducteur. Des bruits à bandes interdites d'un niveau de 45 dB ont induit, chez 80% d'un groupe de 52 sujets, un son de Zwicker d'une durée d'environ deux secondes. A partir d'impulsions continues on a produit des spectres de raies dont on a éliminé par filtrage certaines bandes de fréquences. A une fréquence de répétition de 200 Hz (pour les impulsions), on a obtenu un son de Zwicker nettement conditionné, ce qui ne fut pas le cas pour une fréquence de répétition de 2 Hz. Par synthèse numérique on a crée des signaux de raies avec lacunes spectrales et par un choix judicieux des phases des composants sinusoïdaux, on peut leur donner des enveloppes temporelles relativement lisses.
La sonie des sons de Zwicker induits à partir, soit de bruits à bandes interdites, soit de suites d'impulsions, soit de signaux de synthèse, correspond effectivement à celle de sons de référence situés à environ 10 dB au-dessus du seuil de perception correspondant (10 dB SL). La largeur minimale de la lacune spectrale capable d'induire un son de Zwicker est en moyenne celle d'un groupe de fréquence. Elle diminue en tonie lorsqu'on augmente la densité des raies et la fréquence centrale de la lacune. La hauteur du son de Zwicker induit avec des spectres de synthèse dont les raies étaient distantes de 20 Hz ou de 200 Hz correspond en moyenne à une tonie située à 1 Bark au-dessus de celle de la limite inférieure de la lacune spectrale. Comme l'avait prédit Zwicker il y a 25 ans, la description du son de Zwicker repose sur les propriétés de masquage des sons inducteurs. Mais sa perception peut se trouver entravée par des fluctuationstemporelles par trop importantes.
Zusammenfassung
Nach dem Abschalten von Schallreizen mit spektralen Lücken kann ein kurzer, leiser Ton hörbar werden, der in der Literatur nach seinem Entdecker als Zwicker-Ton bezeichnet wird. Die Tonhöhe des Zwicker-Tons entspricht einer Frequenz im Frequenzbereich der spektralen Lücke. Bei Schallpegeln um 45 dB erzeugen Bandsperrenrauschen bei über 80% von 52 Versuchspersonen einen Zwicker-Ton von etwa 2 s Dauer. Durch DC-Pulse erzeugte Linienspektren, die mit Bandsperren gefiltert werden, rufen bei 200 Hz Folgefrequenz der DC-Impulse einen deutlich ausgeprägten Zwicker-Ton hervor, während bei 2 Hz Folgefrequenz kein Zwicker-Ton auftritt. Durch digitale Signalsynthese können Linienspektren mit spektralen Lücken generiert werden, die bei geeigneter Wahl der Phasenlagen der Sinuskomponenten im Gegensatz zu DC-Pulsen eine relativ glatte zeitliche Hüllkurve aufweisen. Die Lautheit der von Bandsperrenrauschen, bandsperrengefilterten DC-Pulsen oder synthetisierten Linienspektren erzeugten Zwicker-Töne entspricht derjenigen von Vergleichstönen, die um etwa 10 dB über der jeweiligen Hörschwelle liegen (10 dB SL). Die zur Erzeugung eines Zwicker-Tones notwendige minimale spektrale Lückenbreite beträgt im Mittel eine Frequenzgruppenbreite und nimmt im Tonheitsmaß mit zunehmender Liniendichte und zunehmender Frequenzlage der Lücke ab. Die Tonhöhe des mit synthetisierten Linienspektren mit Linienabständen von 20 Hz bzw. 200 Hz erzeugten Zwicker-Tons entspricht im Mittel einer Tonheit, die um 1 Bark über der Tonheit der unteren Begrenzung der spektralen Lücke liegt. Somit läßt sich der Zwicker-Ton, wie von Zwicker bereits vor 25 Jahren vorausgesagt, anhand der Mithörschwellen-Tonheitsmuster der Schalle, durch die er hervorgerufen wird, beschreiben. Allerdings können darüber hinaus starke zeitliche Schwankungen des Mithörschwellen-Musters die Wahrnehmung des Zwicker-Tones erschweren oder sogar verhindern.
Sommaire
Lorsqu'on interrompt un stimulus sonore possédant des lacunes spectrales, on peut, sous certaines conditions, percevoir un son particulier, bref et peu intense, qu'on désigne dans la littérature spécialisée comme le «son de Zwicker», du nom de celui qui l'a découvert. La hauteur duson de Zwicker se situe dans le domaine fréquentiel de la lacune spectrale du son inducteur. Des bruits à bandes interdites d'un niveau de 45 dB ont induit, chez 80% d'un groupe de 52 sujets, un son de Zwicker d'une durée d'environ deux secondes. A partir d'impulsions continues on a produit des spectres de raies dont on a éliminé par filtrage certaines bandes de fréquences. A une fréquence de répétition de 200 Hz (pour les impulsions), on a obtenu un son de Zwicker nettement conditionné, ce qui ne fut pas le cas pour une fréquence de répétition de 2 Hz. Par synthèse numérique on a crée des signaux de raies avec lacunes spectrales et par un choix judicieux des phases des composants sinusoïdaux, on peut leur donner des enveloppes temporelles relativement lisses.
La sonie des sons de Zwicker induits à partir, soit de bruits à bandes interdites, soit de suites d'impulsions, soit de signaux de synthèse, correspond effectivement à celle de sons de référence situés à environ 10 dB au-dessus du seuil de perception correspondant (10 dB SL). La largeur minimale de la lacune spectrale capable d'induire un son de Zwicker est en moyenne celle d'un groupe de fréquence. Elle diminue en tonie lorsqu'on augmente la densité des raies et la fréquence centrale de la lacune. La hauteur du son de Zwicker induit avec des spectres de synthèse dont les raies étaient distantes de 20 Hz ou de 200 Hz correspond en moyenne à une tonie située à 1 Bark au-dessus de celle de la limite inférieure de la lacune spectrale. Comme l'avait prédit Zwicker il y a 25 ans, la description du son de Zwicker repose sur les propriétés de masquage des sons inducteurs. Mais sa perception peut se trouver entravée par des fluctuationstemporelles par trop importantes.
Document Type: Research Article
Publication date: 01 January 1989
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