Модели звуков

Модели звуков

Звуковые волны — это продольные механические колебания. Они производятся источником звука — колеблющимся телом — и распространяются в твердых телах, жидкостях и газах в виде колебаний давления. Между колебаниями давления, порождающими звуковую волну в воздухе, и звуковым ощущением существуют определенные связи. При выяснении этих связей и исследовании свойств слуховой системы обычно используются модели звуков, которые слышит человек в реальной жизни.

Волна в виде синусоидального колебания дает чистый музыкальный тон. Амплитуда этой волны определяет громкость звукового ощущения, а частота — высоту.

 

Звуковая волна из нескольких чистых тонов дает созвучие, которое остается периодическим сигналом, но уже не является синусоидальным колебанием.

 

Тон самой низкой частоты определяет общую высоту звука, остальные тона определяют тембр, или окраску, звука.

Смесь множества колебаний, частоты которых заполняют некоторую область частотного спектра, представляет собой шум. Если эта частотная область широка и все спектральные составляющие имеют одинаковый уровень, то получающийся звук является белым шумом. Узкополосный шум можно получить, если белый шум подвергнуть частотной фильтрации с помощью полосового фильтра.

Кратковременное звуковое воздействие в виде всплеска давления представляет собой звуковой импульс, который в зависимости от формы и величины может ощущаться как щелчок или взрыв. Если из чистого тона выделить короткий временной отрезок, то получится тональный импульс. Выделение временного отрезка из шума позволяет получить шумовой импульс.

Слуховая система человека способна ощущать звуковые волны в виде чистых музыкальных тонов, частоты которых лежат в полосе 20…20000 Гц, а эффективное значение находится в диапазоне от примерно 10 мкПа, что соответствует абсолютному порогу слышимости в центральной части воспринимаемого диапазона частот музыкальных тонов, до 100 Па, что соответствует болевому порогу. Для сравнения звуковых волн в таком широком диапазоне амплитуд используется логарифмическая мера — уровень звукового давления в децибелах, или умноженный на 20 десятичный логарифм отношения эффективных значений звуковых давлений двух волн: L=20 lg(p1/p2) дБ.

Децибел — безразмерная величина, но ее можно использовать как единицу измерения уровня звука, если уровень звукового давления всегда рассчитывать по отношению к одному и тому же опорному уровню, в качестве принята величина p0 = 20,4 мкПа: L=20 lg(p/p0) дБ.

При использовании этой единицы уровень громовых раскатов оценивается примерно в 120 дБ, шум самолета или музыка на рок-фестивале отвечает уровню 110 дБ, шум проходящего поезда — 100 дБ, звуки шумной улицы — 80 дБ. Разговор в комнате соответствует уровню звука примерно 50…60 дБ, а шепот — 20…30 дБ.

 

источник: 625-net.ru

 

Добавить комментарий