Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11111-7:2015 (ISO 389-7:2005) về Âm học - Mức chuẩn zero để hiệu chuẩn thiết bị đo thính lực - Phần 7: Ngưỡng nghe chuẩn trong các điều kiện nghe trường âm tự do và trường âm khuếch tán

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 11111-7:2015

ISO 389-7:2005

ÂM HỌC - MỨC CHUẨN ZERO ĐỂ HIỆU CHUẨN THIẾT BỊ ĐO THÍNH LỰC - PHẦN 7: NGƯỠNG NGHE CHUẨN TRONG CÁC ĐIỀU KIỆN NGHE TRƯỜNG ÂM TỰ DO VÀ TRƯỜNG ÂM KHUẾCH TÁN

Acoustics - Reference zero for the calibration of audiometric equipment - Part 7: Reference threshold of hearing under free-field and diffuse-field listening conditions

Lời nói đầu

TCVN 11111-7:2015 hoàn toàn tương đương với ISO 389-7:2005 đã được rà soát và phê duyệt lại vào năm 2013 với bố cục và nội dung không thay đổi.

TCVN 11111-7:2015 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 43 Âm học biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Bộ tiêu chuẩn TCVN 11111 (ISO 389), Âm học - Mức chuẩn zero để hiệu chuẩn thiết bị đo thính lực gồm các tiêu chuẩn sau:

- TCVN 11111-1:2015 (ISO 389-1:1998), Phần 1: Mức áp suất âm ngưỡng tương đương chuẩn đối với âm đơn và tai nghe ốp tai.

- TCVN 11111-2:2015 (ISO 389-2:1994), Phần 2: Mức áp suất âm ngưỡng tương đương chuẩn đối với âm đơn và tai nghe nút tai.

- TCVN 11111-3:2015 (ISO 389-3:1994), Phần 3: Mức lực ngưỡng tương đương chuẩn đối với âm đơn và máy rung xương.

- TCVN 11111-4:2015 (ISO 389-4:1994), Phần 4: Mức chuẩn đối với tiếng ồn che phủ dải hẹp.

- TCVN 11111-5:2015 (ISO 389-5:2006), Phần 5: Mức áp suất âm ngưỡng tương đương chuẩn đối với âm đơn trong dải tần số từ 8 kHz đến 16 kHz.

- TCVN 11111-6:2015 (ISO 389-6:2007), Phần 6: Ngưỡng nghe chuẩn đối với tín hiệu thử khoảng thời gian ngắn.

- TCVN 11111-7:2015 (ISO 389-7:2005), Phần 7: Ngưỡng nghe chuẩn trong các điều kiện nghe trường âm tự do và trường âm khuếch tán.

- TCVN 11111-8:2015 (ISO 389-8:2004), Phần 8: Mức áp suất ngưỡng tương đương chuẩn đối với âm đơn và tai nghe chụp kín tai.

- TCVN 11111-9:2015 (ISO 389-9:2009), Phần 9: Các điều kiện thử ưu tiên để xác định mức ngưỡng nghe chuẩn.

Lời giới thiệu

Trong một số các ứng dụng về thính học các tín hiệu thử được truyền đi qua các loa, trong trường âm tự do hoặc trong trường âm khuếch tán. Tiêu chuẩn này quy định mức chuẩn zero dùng để hiệu chuẩn thiết bị đo thính lực sử dụng trong phép đo thính lực tại trường âm. Các phương pháp thử thính lực tương ứng được quy định trong các tiêu chuẩn ISO 8253-1 và ISO 8253-2.

Cũng giống như các hiện tượng khách quan khác, ngưỡng nghe của người này khác ngưỡng nghe của người kia, nhưng, đối với một nhóm người có thính lực bình thường trong phạm vi có độ tuổi hạn định, các giá trị xu hướng chung có thể xác định được để định rõ đặc điểm nhóm người này. Tiêu chuẩn này và các tiêu chuẩn khác của bộ TCVN 11111 (ISO 389) quy định các số liệu về ngưỡng áp dụng cho nhóm người có thính lực bình thường trong độ tuổi từ 18 tuổi đến 25 tuổi.

Các số liệu quy định trong tiêu chuẩn này liên quan đến

a) Các âm đơn nghe được dưới các điều kiện nghe bằng hai tai trong các sóng phẳng lan truyền tự do với điều kiện đối tượng thử hướng mặt về nguồn âm (âm tới phía trước), và với áp suất âm đo được trong môi trường sóng truyền tự do tại vị trí trung tâm của đầu người nghe khi không có người nghe;

b) Các dải một phần ba octa của tiếng ồn (trắng hoặc hồng) nghe được dưới các điều kiện nghe bằng hai tai trong trường âm khuếch tán với áp suất âm đo được trong trường âm tại vị trí trung tâm của đầu người nghe khi không có người nghe.

Đối với các tần số đến 8 kHz, mỗi tập hợp số liệu đều có thể áp dụng như nhau cho bất kỳ các dải tần số khác của tiếng ồn (trắng hoặc hồng) mà độ rộng dải nhỏ hơn độ rộng dải tới hạn.

Các số liệu dựa trên kết quả đánh giá các thông tin kỹ thuật do các phòng thử nghiệm từ các quốc gia khác nhau cung cấp, các kết quả này đại diện cho hầu hết các số liệu tin cậy tại thời điểm đó. Để tham khảo, thông tin về nguồn gốc các giá trị chuẩn và nguồn gốc các số liệu được nêu tại Phụ lục A.

ÂM HỌC - MỨC CHUẨN ZERO ĐỂ HIỆU CHUẨN THIẾT BỊ ĐO THÍNH LỰC - PHẦN 7: NGƯỠNG NGHE CHUẨN TRONG CÁC ĐIỀU KIỆN NGHE TRƯỜNG ÂM TỰ DO VÀ TRƯỜNG ÂM KHUẾCH TÁN

Acoustics - Reference zero for the calibration of audiometric equipment - Part 7: Reference threshold of hearing under free-field and diffuse-field listening conditions

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định ngưỡng nghe chuẩn để hiệu chuẩn thiết bị đo thính lực sử dụng trong các điều kiện sau đây:

a) Trường âm khi không có mặt người nghe bao gồm sóng phẳng lan truyền tự do (trường âm tự do) hoặc trường âm khuếch tán, như quy định tại ISO 8253-2. Trong trường hợp trường âm tự do, nguồn âm là trực tiếp trước mặt người nghe (âm tới phía trước).

b) Các tín hiệu âm là âm đơn (hình sin) trong trường hợp các điều kiện trường âm tự do và các dải một phần ba octa của tiếng ồn (trắng hoặc hồng) trong trường hợp các điều kiện của trường âm khuếch tán.

c) Mức áp suất âm được đo trong điều kiện không có người nghe ngồi tại vị trí mà chỗ đó có thể là giữa đầu người nghe.

d) Nghe bằng hai tai.

CHÚ THÍCH 1: Các giá trị hiệu chính đối với ngưỡng nghe được dưới các điều kiện nghe trong trường âm tự do và các góc của hướng âm tới đã được lựa chọn (45° và 90°) lệch so với âm tới phía trước được quy định trong ISO 8253-2 để tham khảo.

CHÚ THÍCH 2: Các điều kiện khác được nêu trong Tài liệu tham khảo [1].

Các số liệu được nêu dưới dạng số đối với các tần số ưu tiên trong các dải một phần ba octa từ 20 Hz đến 16000 Hz phù hợp TCVN 6965 (ISO 266), và, ngoài ra, đối với một số tần số thính lực trung gian lên đến 18000 Hz.

Cần nhấn mạnh là các số liệu về ngưỡng khác với chuẩn zero được quy định trong TCVN 11111-1 (ISO 389-1), TCVN 11111-2 (ISO 389-2). TCVN 11111-5 (ISO 389-5) và TCVN 11111-8 (ISO 389-8), mà tiêu chuẩn (TCVN 11111-8 (ISO 389-8)) đề cập đến quá trình nghe một tai qua các tai nghe có áp suất âmliên quan với các bộ tổ hợp âm và các tai mô phỏng quy định. Do vậy sự so sánh trực tiếp về các số liệu nêu trong các phần của bộ TCVN 11111 (ISO 389) nêu trên và tiêu chuẩn này là không phù hợp.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau là cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi (nếu có).

ISO 8253-2, Acounstics - Audiometric test methods - Part 2: Sound field audiometry with pure tone air narrow-band test signals (Âm học - Phương pháp thử thính lực - Phần 2: Trường âm với các tín hiệu thử dải hẹp âm đơn).

3  Thuật ngữ và định nghĩa

Trong tiêu chuẩn này, áp dụng các thuật ngữ, định nghĩa sau:

3.1

Ngưỡng nghe (threshold of hearing)

Mức âm mà tại đó, trong các điều kiện xác định, một người đưa ra 50% các trả lời phát hiện đúng trên các phép thử lặp lại.

CHÚ THÍCH: Các kết quả của phép xác định ngưỡng phụ thuộc vào mức độ cụ thể đối với quy trình thử sử dụng. Tất cả các số liệu được đưa ra trong bộTCVN 11111 (ISO 389) là dựa trên việc sử dụng các quy trình thử xác định ngưỡng quy định trong ISO 8253-1. Khi sử dụng một quy trình thử với các đặc điểm khác, sự chênh lệch đến vài dexiben trên giá trị trung bình là có thể xảy ra.

3.2

Người có thính lực bình thường (otologically normal person)

Người có tình trạng sức khỏe bình thường, không có các dấu hiệu hoặc các triệu chứng có bệnh về tai, không có ráy trong ống tai, và là người không có tiền sử tiếp xúc quá mức với tiếng ồn, không có tiền sử sử dụng các loại thuốc có khả năng ảnh hưởng thính lực, hoặc mất thính lực do di truyền.

3.3

Ngưỡng nghe chuẩn (reference threshold of hearing)

Tại tần số xác định, mức áp suất âm của một âm đơn hoặc dải một phần ba octa của tiếng ồn tương ứng với giá trị trung bình của các ngưỡng nghe hai tai của người có thính lực bình thường trong độ tuổi từ 18 tuổi đến 25 tuổi.

3.4

Trường âm tự do (free sound field)

Trường âm trong đó ranh giới của phòng không gây ra một tác động đáng kể lên sóng âm.

3.5

Trường âm khuếch tán (deffuse sound field)

Trường âm bao gồm các sóng âm đến một vị trí nhất định đồng thời ít nhiều từ tất cả các hướng với cùng một xác suất và mức bằng nhau.

4  Yêu cầu kỹ thuật

Các mức ngưỡng nghe chuẩn đối với các điều kiện nghe quy định tại Điều 1 được nêu trong Bảng 1. Bảng này cũng đưa ra các chênh lệch giữa các mức áp suất âm của tiếng ồn dải một phần ba octa trong trường âm khuếch tán và các mức áp suất âm của các âm đơn trong sóng lan truyền tự do phía trước đối với các ngưỡng nghe bằng nhau. Sự minh họa bằng hình vẽ về các ngưỡng nghe chuẩn được thể hiện trên Hình 1.

CHÚDẪN

Hình 1 - Các ngưỡng nghe chuẩn đối với các âm đơn trong các điều kiện nghe hai tai trong trường âm tự do (âm tới phía trước) và đốivới tiếng ồn dải một phần ba octa trong các điều kiện nghe hai tai trong trường âm khuếch tán

CHÚ THÍCH: Ngược lại với các tiêu chuẩn khác của bộ TCVN 11111 (ISO 389), các ngưỡng nghe chuẩn trong Bảng 1 được đưa ra với độ chính xác bằng 0,1 dB. Lý do là, ngưỡng nghe chuẩn đối với sự nghe trong trường âm tự do được lấy cùng độ chính xác từ ISO 226 nhằm tránh có hai tiêu chuẩn lại có các ngưỡng nghe trong trường âm tự do với các độ chính xác khác nhau.

Bảng 1 - Các ngưỡng nghe chuẩn đối với các điều kiện nghe được quy định tại Điều 1 và chênh lệch giữa các mức áp suất âm trong hai loại trường âm

Phụ lục A

(tham khảo)

Các lưu ý về nguồn gốc các ngưỡng nghe chuẩn

A.1 Điều kiện nghe trường âm tự do

Từ 20 Hz đến 12500 Hz, các ngưỡng nghe chuẩn dưới các điều kiện nghe tại trường âm tự do quy định trong tiêu chuẩn này được lấy từ ISO 226. Các giá trị đối với chín tần số âm bổ sung giữa 750 Hz và 18000 Hz đã được xác định sử dụng cùng quy trình khớp như đối với các số liệu ngưỡng khác quy định tại ISO 226, sử dụng 15 tài liệu viện dẫn trong Tiêu chuẩn Quốc tế đó (xem Hình A.1 dưới đây).

CHÚDẪN

X tần số, Hz

Y mức áp suất âm, dB

Hình A.1 - Các số liệu thực nghiệm được sử dụng cho nguồn gốc các ngưỡng nghe chuẩn trong các điều kiện nghe trường âm tự do và đường cong tính toán đưa ra khớp nhất đối vớicác số liệu này

Sử dụng quy trình làm khớp sau đây.

Ngoài hai chương trình nghiên cứu (Tài liệu tham khảo [20] và [22] nêu trong tiêu chuẩn này), trong đó các giá trị trung bình được trình bày và sử dụng trong quy trình làm khớp này, các ngưỡng nghe từ 20 Hz đến 18000 Hz được trình bày bằng cách lấy trung bình theo các kết quả trung vị của từng chương trình nghiên cứu đối với từng tần số, sau đó làm trơn và nội suy theo hàm B-spline bậc ba. Các giá trị kết quả được thể hiện trên Hình A.1 và T_f trong Bảng 1. Khi tính toán hàm B-spline, không cần tính đến số lượng các đối tượng tham gia.

Đối với hầu hết các nghiên cứu này, tức là các nghiên cứu mà đưa ra các số liệu về ngưỡng và độ ồn bằng nhau, khái quát về các thông số sử dụng được nêu trong ISO 226. Đối với năm nghiên cứu còn lại, tức là các nghiên cứu mà đưa ra các số liệu về ngưỡng, khái quát về các số liệu được nêu trong Bảng A.1.

Bảng A.1 - Các nghiên cứu về ngưỡng nghe trong các điều kiện nghe trường âm tự do ngoài các ngưỡng nêu tại Bảng C.1 của ISO 226

A.2 Điều kiện nghe trường âm khuếch tán

Chênh lệch giữa các số liệu ngưỡng chuẩn dưới điều kiện nghe trong trường âm tự do và trường âm khuếch tán nhận đượctừ 9 chương trình điều tra nghiên cứu thực nghiệm độc lập, một phần lấy từ tài liệu tham khảo và một phần được thông tin trực tiếp đến Ban Kỹ thuật ISO/TC 43 (xem Tài liệu tham khảo từ [12] đến [19]).

Các thông tin cụ thể ngắn gọn về các phép thử như sau:

a) So sánh độ to của âm trên 5 đối tượng thử, trong điều kiện trường âm khuếch tán nhân tạo so với trường âm tự do;

b) Các phép đo ống thăm dò cho cả hai loại trường âm, 6 đối tượng, trường âm khuếch tán trong phòng âm vang^[13];

c) Các phép đo khách quan và chủ quan

1) Các phép đo khách quan: các phản ứng trường âm tự do và trường âm khuếch tán trong các tai người, 20 đối tượng, các micro thăm dò, trường âm khuếch tán được tạo ra trong phòng âm vang^[14];

2) Các phép đo chủ quan: so sánh độ to của âm trên 26 đối tượng, trong điều kiện trường âm khuếch tán nhân tạo so với trường âm tự do^[14];

d) Xác định các chênh lệch giữa các đường đồng mức to bằng 20 phon và 40 phon trong các trường âm tự do và khuếch tán, 12 đối tượng^[15];

e) Các phép đo phản ứng trong trường âm tự do và trường âm khuếch tán của 7 bản sao loa tai mô hình hình học của tai^[16];

f) Các phép đo ống thăm dò của trường âm khuếch tán đến bộ chuyển đổi màng nhĩ, 16 đối tượng, trường âm khuếch tán: các số liệu này đã được sử dụng cùng với trường âm tự do đến các số liệu chuyển đổi màng nhĩ từ Tài liệu tham khảo [16] để tính các giá trị ∆L^[17];

g) Các phép đo đáp ứng xung lực của tai người bằng chuỗi tín hiệu có chiều dài cực đại (MLS) trong trường âm tự do, 37 hướng của âm tới, các micro thăm dò, 12 đối tượng, các đặc tính của trường âm khuếch tán được tính từ các đặc tính về hướng^[18];

h) Các phép đo đáp ứng xung lực của tai người bằng chuỗi tín hiệu có chiều dài cực đại (MLS) trong trường âm tự do, 97 hướng của âm tới, các micro thăm dò, 40 đối tượng, các đặc tính của trường âm khuếch tán được tính từ các đặc tính về hướng^[19];

Mối tương quan đa thức bậc 11 đã được xác định đưa ra khớp nhất về các số liệu thực nghiệm. Từ mối tương quan này, các giá trị ∆L đã được tính tại các tần số ưu tiên một phần ba octa và tại các tần số âm trung bình.

Hình A.2 thể hiện các số liệu từ các chương trình điều tra nghiên cứu của các Tài liệu tham khảo từ[12] đến [19] và đường cong làm khớp.

Các số liệu về ngưỡng chuẩn trong các điều nghe tại trường âm khuếch tán (T'_ƒ trong Bảng 1) được tính từ các số liệu của trường âm tự do trừ đi các giá trị của ∆L.

CHÚDẪN

X tần số, Hz

Y ∆L, dB

từ Tài liệu tham khảo [12]

từ Tài liệu tham khảo [13]

 từ Tài liệu tham khảo [14], các phép đo khách quan

từ Tài liệu tham khảo [14], các phép đo chủ quan

từ Tài liệu tham khảo [15]

từ Tài liệu tham khảo [16]

từ Tài liệu tham khảo [17]

 từ Tài liệu tham khảo [18]

từ Tài liệu tham khảo [19]

Hình A.2 - Các số liệu thực nghiệm sử dụng cho nguồn gốc các giá trị ∆L quy định trong Bảng 1 và đường cong tính toán đưa ra khớp nhất đối với các số liệu này

THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Threshold of hearing: Freferred test conditions for determining hearing thresholds for standardization. Scand. Audiol.25, 1996, pp. 45-52

[2] ISO 226, Acoustics - Normal equal-loudness-level contours

[3] TCVN 6965 (ISO 266), Âm học - Tần số ưu tiên

[4] TCVN 11111-1 (ISO 389-1), Âm học - Mức chuẩn zero để hiệu chuẩn thiết bị đo thính lực - Phần1: Mức áp suất âm ngưỡng tương đương chuẩn đối với âm đơn và tai nghe ốp tai.

[5] TCVN 11111-2 (ISO 389-2), Âm học - Mức chuẩn zero để hiệu chuẩn thiết bị đo thính lực - Phần2: Mức áp suất âm ngưỡng tương đương chuẩn đối với âm đơn và tai nghe nút tai.

[6] TCVN 11111-5 (ISO 389-5), Âm học - Mức chuẩn zero để hiệu chuẩn thiết bị đo thính lực - Phần5: Mức áp suất âm ngưỡng tương đương chuẩn đối với âm đơn trong dải tần số 8 kHz đến 16 kHz.

[7] TCVN 11111-8 (ISO 389-8), Âm học - Mức chuẩn zero để hiệu chuẩn thiết bị đo thính lực - Phần8: Mức áp suất ngưỡng tương đương chuẩn đối với âm đơn và tai nghe chụp kín tai.

[8] ISO 8253-1, Acounstics - Audiometric test methods - Part 1: Basic pure tone air and bone conduction threshold audiometry.

[9] IEC 60645-1, Electroacoustics - Audiological equyment - Part 1: Pure-tone audiometers.

[10] IEC 60645-4, Electroacoustics - Part 4: Equipment for extended high-frequency audiometry.

[11] KUHL,W., WESTPHAL, W. Unterschiede der Lautstarken in der ebenen Welle und im diffusen Schallfeld. Acoustica,9, 1959, pp. 407-408

[12] JAHN, G. Uber đến Unterschied zwischen Kurven gleicher Lautstarke in der ebenen Welle und im diffusen Schailfeld. Hochfrequenztechnik und Elektroakustik, 69, 1960, pp. 75-81

[13] ROBINSON, D.W.WHITTLE, L.S. BOWSHER, J.M., The loudness of diffuse sound fields. Acoustica,11,1961, pp. 397-404

[14] ZWICKER, E. Lautstarke und Lautheit. Proceedings of 3^rd International Congress on Acoustics 1959, Elsevier, Amsterdam, 1961, pp. 63-78

[15] SHAW, E.A.G. The acoustics of the external ear. In: Acoustical factors affecting hearing aid performance. (Studebaker, G.A. và Hochberg, I. eds). University Park Press, Baltimore, 1980, pp. 109-124

[16] KILLION, M.G., BERGER, E.H., NUSS, R.A. Diffuse field response of the ear. J. Acoust. Soc. Am.81, 1987, Suppl. 1, S 75.1

[17] SCHMITZ, A. VORLANDER, M. Messung von Auβenohr-Stoβantworten mit Maximalfolgen- Hadamard-Transformation und deren Anwendung bei inversionsversuchen. Acoustica,71, 1990, pp. 257-268

[18] MØLLER, H. SØRENSEN, M.F., HAMMERSSHØI, D. và JENSEN, C. B. Head-related transfer Function of Human Subjects. J. Audio Eng. Soc.43(5), 1995, pp. 300-321

[19] BRINKMANN, K., VORLANDER, M., FEDTKE, T. Re-determination of the threshold of hearing under free-field and diffuse-field listening conditions. Acoustica,80,1995, pp. 453-462.

[20] ROBINSON, D.W. DADSON, M.A. A re-determination of the equal-loaudness relations for pure tones. BritishJ. Appl. Phy.,7,1956, pp. 166-181

[21] TERANISHI, R. Study about measurement of loudness on the problems of minimum audible sound. Researches ofthe Electrotechnical Laboratory, No. 658, Tokyo, Japan, 1965

[22] BRINKMANN, K. Audiometer-Bezugswelle und Freifeld-Horschwelle. Acoustica,28, 1973, pp. 47-154

[23] VORLANDER, M. Freifeld-Horschwelle von 8 kHz-16 kHz. Fortschrite der Akustik - DAGA'91, Bad Honnef, DPG-GmbH. 1991, pp. 533-536

[24] POULSEN, T. HAN, L.A. The binaural free field hearing threshold for pure tone from 125 Hz to 16 kHz. Acoustica,86,2000, pp. 333-337