A legtöbbet emlegetett, bár a valóságban nem is létező zaj a fehérzaj. Szerencsére, a hallórendszer átviteli sávja is korlátozott, ezért nem kell valódi fehérzajjal játszani, elegendő egy nagyon széles sávúval.

A széles sávú zaj a sávszélesség és a középfrekvencia mentén módosítható. A frekvenciatartományt szűréssel csökkenthetjük. Az ilyen zaj másféle hangérzetet kelt, és mivel csökkent az energiatartalma, így a hangosság érzete is csökken.

A középfrekvencia a zaj középpontjára, pontosabban a zaj frekvencia eloszlásának középpontjára vonatkozik. Ilyenkor is változik a hangérzet, a hangosság érzete pedig attól függ, hogy a zaj a hallástartomány mely részén helyezkedik el – és persze feltételezzük, hogy a sávszélesség állandó.

Akkor most hallgass meg néhány példát! Rögtön hozzáteszem, hogy legalább közepes minőségű, jó mélyhang visszaadású hangrendszer kell hozzá, mert a parányi hangsugárzók úgy szűrnek bele a hangképbe, hogy a kísérletezés lehetetlenné válik.

Elsőként egy szélessávú zajt fogsz hallani.

Másodikként egy enyhén sávszűrt zaj következik.

A különbséget csak igen jó hangrendszeren hallhattad.

Erősen sávhatároljuk a zajt:

Visszatérünk az eredeti, szélessávú zajhoz.

A sávszélességet ugyanakkorára – kb 300 Hz-nyire - választjuk, csak a sávközép frekvenciát változtatjuk. Az első esetben a mély tartományt hagyjuk meg.

Aztán a magasat

Mivel a skála logaritmikus, alig látszik a 300 Hz-nyi hasznos tartomány.

„lineáris skálán” persze ugyanakkora.

Végül a középtartományt hagyjuk meg.

Hogy ne vesszünk el a zajok rengetegében, hallgass meg egy 1 kHz-es hangot!

Most pedig egy olyan teszthangot, aminek a hangereje kis lépcsőkben nő. Állítsad olyan hangosra, hogy még a legelsőt is meghalljad, de az utolsó se verje szét az agyadat!

Az érdemi kísérletsorozat most kezdődne, de hogy kicsit kilépj a tesztjelek világából, lazíts Barry White-tal!

Először egy keskeny sávú zajt keverünk a hangosodó teszthangra. Számold meg, hányszor hallod a teszthangot!

Most egy alig sávhatárolt hang keverék szól, a feladat ugyanaz.

Az első sorozatot egy elvileg nem sávhatárolt zajjal kevert, erősödő hang zárja.

Ha jó volt a hangrendszered, akkor az első esetben több lépcsőt hallottál, mint a másik kettőben.

Az ehhez hasonló kísérletek eredményei azt mutatták, hogy minél szélesebb tartományú volt a zaj, vagyis minél több frekvencián tartalmazott hangenergiát, annál hatásosabban fedte el a jelet, tehát annál hangosabbnak kellett lennie a jelnek, hogy észrevehető legyen.

Ha jobban megnézed az ábrát, rögvest kiderül, hogy az előbbi mondat nem teljesen igaz – az érzékelési szint 75 dBSPL-nél feljebb nem ment. És ilyenkor áll meg az ember, hogy mi a repedt répa van már megint?

Nos, ami van, az a pszichoakusztika legkevésbé érthető, cserébe nehezen megmagyarázható jelensége. Mielőtt tehát további fejtegetésekre kerülne sor, kísérletezz még egy jóízűt!

Először a mély hangfekvésű zajt keverjük össze az erősödő hanggal, és most is számolnod kell a hallható lépcsőket.

Valószínűleg az összes lépcsőt hallottad, és ez nem véletlen. Noha a zaj jelentős része a mély tartományban van, sőt, még az amplitúdója is nagyobb, mint a jelé, mégsem fedi el a jelet.

Vizsgáljuk meg, mi történik, ha a magas hangfekvésű zajt keverjük össze az egyre erősödő szinuszjellel!

Nagyjából ugyanazt tapasztalhattad, mint az előbb: ha talán nem is olyan könnyen, de minden lépcső hallható volt.

Természetesen azt is megfüleljük, mi történik a közepes hangfekvésű zaj és az egyre erősödő jel esetében.

Nagy eséllyel egyetlen lépcsőt se hallottál, a zaj teljesen elfedte a jelet. Pedig ott volt az, bizonyítékként visszavesszük a zaj szintjét, méghozzá nagyon, kb. a tizedrészére, 20 dB-vel.

Még így is csak a végén emelkedett ki a jel a zajból.

Az első két esetben a zaj spektruma nagyon messze volt a hasznos jel frekvenciájától, ezért külön hallottuk a jelet és a zajt. Ilyenkor a csigán belőli szőrsejtecskék egyik része a zajt, a másik része a jelet érzékeli, így az agyunk szét tudja választani a különböző tartományokat.

A harmadik esetben a jelet érzékelő szőrsejtecskék egyszersmind a zajt is érzékelik, de a zaj más szőrsejteket is ingerel, vagyis a zaj nagyobb energiatartalma megzavarja a jelet – elfedi azt, és az agyunk nem tud ezzel mit kezdeni.

A hangtechnika szempontjából ennek különös jelentősége van, hiszen ennek alapján az elfedett jelet nem kell átvinni, rögzíteni.

Az utóbbi három kísérlet természetesen nagyon egyszerű; a legritkább eset az, amikor a jelkeverék csupán sávhatárolt zajokból és tiszta szinuszos hangból áll. De mert az összetett hangok is felbonthatók szinuszokra, ezért a helyzet nem teljesen reménytelen. 

De térjünk csak vissza ahhoz a problémához, amit a békesség kedvéért lazán átugrottam. Tehát az a kérdés, hogy a zajsávszélesség bizonyos határ fölötti növelése esetén miért nem nő tovább a hasznos jel észlelési küszöbszintje?

Képzeld el, hogy a hallórendszer a teljes hallható tartományt kis részekre osztja úgy, hogy egy-egy rész különböző frekvenciatartományokat jelent. Nem egy-egy frekvenciát, hanem egy-egy tartományt. Az egyes tartományok nem különülnek el teljesen egymástól, van egy kis átfedés.

A tartományokat harangszerű karakterisztikájú szűrők választják el egymástól.

Azt is mondhatjuk, hogy minden szűrő egy-egy meghatározott tartomány kódolásáért felelős. Egy-egy szűrő csak a rá jellemző frekvenciasávot engedi át, a spektrum többi részét pedig levágja. Ezzel a viszonylag egyszerű elvvel érhető el az, hogy a teljes frekvenciatartományt összetevőire bontsuk fel, és attól függően, hogy hány és milyen sávszélességű szűrők vannak a hallórendszerben, meghatározható a hallórendszer felbontásának, frekvenciaelemző képességének a pontossága. Ezeket a sávszűrőket hallási szűrőknek nevezzük, a modellt pedig a hallórendszer hallásiszűrő-modelljének.

Érdekes, hogy az egymás melletti szűrőknek van ugyan közös tartománya – ezt átlapolódásnak hívják –, mégsincs dupla érzékelés. Sőt, ez a pongyolaság megerősíti az agyat abban, hogy ha ugyanaz az információ érkezik két helyről is, akkor az biztosan helyes, és ezzel egyenlíti ki a szűröknek azt a hibáját, hogy a sávszéleken kicsi a jel erőssége.

Persze, minden modell annyit ér, amennyit a kísérletek igazolnak belőle. A hallásiszűrő-modellt a pszichoakusztikai vizsgálatok egyértelműen igazolták, s oly sok bizonyíték van rá, hogy még teszünk néhány kört e modell elemzése körül.