Тембр звука: определение понятия, физические факторы, определяющие тембр.

Тембр – качественная субъективная характеристика, позволяющая отличить данный звук от других звуков, то есть идентифицировать его, оценить данный звук по качеству звучания(красивый или нет;лиричный, сухой, тяжелый, легкий и так далее)

Физические корреляторы тембра – 2 типа физ.факторов:1.частотно- спектральный фактор – спектр данного звука оценивается по ряду показателей.

2.характеристика звука во времени – это то, как ведет себя звук во времени(появляется, держится, исчезает):время атаки, время стояния, время затухания.

Влияние спектральных факторов:

1.структура начальной части амплитудного спектра и количество спектральных составляющих

2.огибающая спектра в частотном пространстве

3.наличие формантных структур, их количество и характер

Абсолютная Ф. – максимум, который при изменении высоты звука сохраняет свое абсолютное положение, то есть формантную частоту в Гц

Относительная Ф. – сдвигается, но во столько раз во сколько изменяется частота.

Форманта дает тембру определенную окраску, которую ни с чем не перепутаешь.

При групповом звучании влияние на тембр оказывает расплывание каждой частотной составляющей, речь идет об унисоне однотипных инструментов при групповом использовании одной и той же мелодии(в одной тональности).

При групповом звучании тембр приобретает особую мягкость, лиричность, что объясняется образованием группового спектра, в котором за счет незначительного расхождения частот каждого участника та или иная составляющая занимает расширенную полосу.

Влияние временных факторов:

1. огибающая звука во времени обуслов. скоростью появления звука, его «стоянием», исчезновением

2. наличие или отсутствие вибрато(Вибра́то — периодические изменения высоты, громкости или тембра музыкального звука. В струнных инструментах вызывается колебаниями пальца, в духовых инструментах и у вокалистов — пульсацией воздушного давления.)

приемлемые искажения – линейные или частотные, не приводят к появлению в спектре негармонических составляющих, характеризующихся с помощью измерения ЧХ.

Неприемлемые – нелинейные искажения, необратимые искажения тембра, так как под их влиянием появляются составляющие, которых не было в исходном звуке, в том числе и негармонические составляющие.

 

 

9. бинауральный эффект, интегральная локализация.

БЭ- способность слуха определять направление прихода звуковой волны, то есть локализовать положение источника звука. Физической основой эффекта является пространственная несовмещенность 2 ушей и экранирующее влияние головы, приводящее к неидентичности возбуждения правого и левого уха. Разница возбуждения сводится к следующим факторам:

1. Временному – несовпадению моментов воздействия одинаковых фаз звука на левое и правое ухо

2. Амплитудному – неодинаковой величине звуковых давлений из-за дифракции звуковой волны вокруг головы

3. Спектральному – разнице в спектральном составе звуков, воспринимаемых левым и правым ухом, вследствие частотной зависимости экранирующего влияния головы.

Разность времени прихода одинаковых фаз к ушам где с-скорость, -разность хода.

,где α-угол,отсчитываемый в горизонтальной плоскости,d=21 см – максимальная разность хода, получающаяся при расположении источника звука сбоку(под углом 90⁰).

Величина d больше средней базы между ушами b(18 см) и меньше кратчайшего среднего расстояния от одного уха до другого вокруг головы(26 см). Максимальной разности хода соответствует максимальное время задержки 0,63 мс.

При частоте 800 Гц максимальное время запаздывания становится равным половине периода колебания T/2, а при более высоких частотах – превышает половину периода. Предельное значение времени запаздывания, правильно воспринимаемое слухом, не может быть больше, чем T/2. В соответствии с этим наибольшее значение угла, определяемое временным бинауральным эффектом, с повышением частоты уменьшается. Однако в этой области частот уже достаточно сильно сказывается дифракция звука вокруг головы, то есть вступает в силу амплитудный фактор. Наибольшая разница уровней звуковых давлений, действующих на левое и правое ухо, возникает при боковом положении источника, но на низких частотах эта разница невелика и становится заметной лишь при частотах больше 200 Гц, достигая при частоте 10 кГц величины =30 дБ.

Последнее обстоятельство не означает, что чем выше частота звука, тем острее локализация. Напротив, чистые тоны очень высоких частот(свыше 8000 Гц) почти не поддаются локализации. Так же слабо выражена способность человека определять направление на источник синусоидальных звуков низкой частоты (ниже 300 Гц.)

Наибольшая острота локализации достигается при восприятии сложных звуков и звуковых импульсов, когда еще сказывается и спектральный фактор. Например, если звук приходит под углом 90 градусов и содержит как НЧ, так и ВЧ составляющие, то в спектре звука, действующего на левое ухо, ВЧ не будет, так как на этих частотах скажется теневое действие головы.

Наименьший ощутимый угол отклонения источника составляет при восприятии звуковых импульсов около 3 градусов. Эту величину следует считать угловой, или бинауральной, разрешающей способностью слуха. Точность локализации имеет величину 12 градусов.

Определять направление прихода звука в вертикальной плоскости развита у человека значительно слабее, это связывают обычно с ориентацией ушных раковин.

 

Непосредственно с БЭ связана способность слуха к суммарной или интегральной локализации, проявляющаяся в определенных, искусственно создаваемых условиях, к которым слух не мог приспособиться в результате естественной эволюции.

Вследствие идентичности звуков слух не может их расчленить и в результате воспринимает единый кажущийся, или виртуальный, источник звука, находящийся, как кажется слушающему, в средней точке базы.

При виртуальный источник совмещается с действительным.

Иллюзию перемещения источника можно получить и другим способом, а именно создавая запаздывание звука в одном из каналов при одинаковых уровнях в них. В этом случае виртуальный источник перемещается в сторону ГГ, излучающего с опережением, и совмещается с ним при опережении .

При смещении слушателя в боковом направлении виртуальный источник также смещается в сторону ближнего ГГ

 

 

10.классификация преобразователей по типу физических полей, принципу действия, направлению преобразования. Определения понятия КЭМС.

Устройство, осуществляющее преобразование колебательной энергии из одного вида в другой: электрической – в механическую и обратно - это электромеханический преобразователь.

Всякий преобразователь имеет два направления преобразования: электрической в механическую и механической в электрическую. Первый называют – двигателем, второй – преобразователем – генератором.

Электромеханические преобразования осуществляются с помощью либо магнитного, либо электрического полей. Поэтому тип используемого в ЭМП поля также является классификационным фактором, в соответствии с которым различают:

1. Преобразователи с магнитным полем: к ним относят электродинамические, магнитные и магнитострикционные преобразователи

2. Преобразователи с электрическим полем: электростатические(конденсаторные и электретные), и электрострикционные(пьезоэлектрические)

Электрическая сторона характеризуется напряжением подаваемого сигнала(u) и током(i)

Механическая – колебательной силой F и скоростью

ЭМП можно рассматривать как четырехполюсник, у которого в режиме двигателя входными величинами являются напряжение и ток, выходными – сила и скорость, в режиме генератора – наоборот.

Отношение выходной величины к входной – КЭМС

КЭМС=