Říká se tomu harmonická analýza zvuku. Analýza zvuku

Rozklad složitého zvuku na řadu jednoduchých vln. Existují 2 typy analýzy zvuku: frekvenční založená na frekvencích jejích harmonických složek a časová, založená na studiu změn signálu v čase ... Velký encyklopedický slovník

zvuková analýza- garso analizė statusas T sritis automatika atitikmenys: engl. analýza zvuku vok. Schallanalyse, fr rus. rozbor zvuku, m pranc. analyzovat de son, f … Automatikos terminų žodynas

zvuková analýza- garso analizė statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. analýza zvuku vok. Schallanalyse, fr rus. rozbor zvuku, m pranc. analyzovat de son, f … Fizikos terminų žodynas

Rozklad složitého zvuku na řadu jednoduchých vln. Existují 2 typy A. z .: frekvenční podle frekvencí jeho harmonie, složky a časové, hlavní. o studiu změn signálu v průběhu času ... Přírodní věda. encyklopedický slovník

Rozklad komplexního zvuku. zpracovat do řady jednoduchých vibrací. Používají se dva typy zónování: frekvenční a časové. S frekvencí Z. a. zvuk. signál je reprezentován součtem harmonických. součástky charakterizované frekvencí, fází a amplitudou. ... ... Fyzická encyklopedie

Rozklad složitého zvukového procesu na řadu jednoduchých kmitů. Používají se dva typy ozvučení: frekvence a čas. S frekvencí Z. a. zvukový signál je reprezentován součtem harmonických složek (viz Harmonické kmity) ... Velká sovětská encyklopedie

ANALÝZA- 1) Udělejte a. zvuk sluchem znamená rozlišit v samostatném tónu (souzvuku) naší hudby. nástroje v něm obsažené dílčí tóny. Součet vibrací, generujících konsonanci a složený z různých jednotlivých vibrací, naše ucho ... ... Riemannův hudební slovník

rozbor slabičné stavby slova- Tento typ analýzy L.L. Kasatkin doporučuje provést podle následujícího schématu: 1) uveďte fonetický přepis slova s uvedením slabičných souhlásek a neslabičných samohlásek; 2) vybudovat vlnu zvučnosti slova; 3) pod písmeny přepisu v číslech ... ... Slovník lingvistických pojmů T.V. Hříbě

Jev nevratného přechodu energie zvukové vlny na jiné formy energie a zejména na teplo. Koeficient je charakterizován absorpce a, která je definována jako převrácená hodnota vzdálenosti, na krom se amplituda zvukové vlny snižuje v e \u003d 2,718 ... ... Fyzická encyklopedie

knihy

Moderní ruský jazyk. Teorie. Analýza jazykových jednotek. Ve 2 dílech. Část 2. Morfologie. Syntaxe, . Učebnice byla vytvořena v souladu s federálním státním vzdělávacím standardem ve směru přípravy 050100 - Pedagogické vzdělávání (profily "Ruský jazyk" a "literatura", ...
Od zvuku k písmenu. Zvukově-písmenová analýza slov. Pracovní sešit pro děti 5-7 let. Federální státní vzdělávací standard, Durova Irina Viktorovna. Sešit „Od zvuku k písmenu. Zvukovo-písmenový rozbor slov je součástí vzdělávací a metodické sady Výuka předškoláků číst. Určeno pro třídy se staršími a přípravnými dětmi...

NEVIDĚLI SI DISKUZI O TĚCHTO ÚKOLECH! ZEPTEJTE SE ÚSTNĚ!

Úkol 20 č. 44. Elektrický tri-che oblouk je

A. z paprsku světla elektro-da-mi, napojený na zdroj proudu.

B. elektrická tri-che-sky raz-série v plynu.

Správná odpověď

1) pouze A

2) pouze B

4) ani A, ani B

Elektrický oblouk

Electric-tri-che-sky arc je jedním z typů plyn-zo-th-time-series-yes. Můžete jej získat následujícím způsobem. Ve stavu-ti jsou dvě uhlíkové tyče připevněny špičatými konci k sobě a připojeny ke zdroji proudu. Když se uhlíky dostanou do co-adjac-but-ve-nie, a pak se mírně pohnou-a-th, mezi konci uhlíků, jasný plamen a uhlíky samotné jsou dis-ka-la-ut-sya k -be-la. Oblouk hoří plynule, pokud jím prochází sto let starý elektrický proud. V tomto případě je jedna elektroda celou dobu v lo-zhi-tel-nym (anoda) a druhá je z-ri-tsa-tel-nym (katoda). Mezi elektrikou je sloupec rozžhaveného plynu, ho-ro-šo o elektrické síle. Po-lo-zhi-tel-ny uhlí, mající vyšší te-pe-ra-tu-ru, rychleji hoří a prohlubuje se v něm -le-nie - in-lo-zhi-tel-ny kra-ter. Tem-pe-ra-tu-ra kra-te-ra ve vzduchu-du-he při at-mo-sférickém tlaku až 4000 °C.

Oblouk může také hořet mezi metal-li-che-ski-mi elektro-tro-da-mi. Zároveň se elektrody taví a rychle je-pa-rya-ut-sya, na které se rozptýlí spousta energie. Proto je-pe-ra-tu-ra kra-te-ra metal-li-che-sko-go-electro-tro-yes obvykle nižší než coal-no-go (2000—2500 °С). Když oblouk hoří v plynu při vysokém tlaku (asi 2 10 6 Pa), podařilo se temp-pe-ra-tu-ru kra-te-ra dosáhnout až 5 900 °C, tedy až na teplotu na vrchol Slunce. Sloupec plynů nebo par, přes který dochází k výboji, má ještě vyšší teplotu - až 6 000-7 000 ° C. Ve sloupci proto oblouky plavou a přeměňují v páru téměř všechny známé látky.

Pro udržení du-th-in-th-time-series-ano, potřebujete ne-velké-napětí, oblouk hoří, když je napětí na jeho elektrickém dax 40 V. Síla proudu v oblouku je poměrně značná, ale co-op-le-no-no; next-to-va-tel-but, svítící plynový sloup ho-ro-sho vede elektrický proud. Ioni-for-the-tion molekul plynu v prostoru mezi el-tro-da-m you-y-y-yut s vaším pus-ka-e-mye ka-domem oblouku. Velký počet is-pus-ka-e-my-el-tro-news zajišťuje fakt, že katoda je zahřátá na velmi vysokou teplotu -pe-ra-tu-ry. Když se pro za-zh-ga-niya oblouk vna-cha-le přivádí uhlí do co-at-kos-but-ve-nie, pak v místě con-so-ta, ob-la-da- yu -scheme je velmi velké co-op-tiv-le-ni-em, you-de-la-is-obrovské množství tepla-lo-you. Tímto způsobem se konce uhlíků silně zahřívají a to stačí k tomu, aby při jejich oddálení mezi nimi problikával dobře-la oblouk . V budoucnu je katoda oblouku udržována v zahřátém stavu samotným proudem, který prochází obloukem.

Úkol 20 č. 71. Gar-mo-ni-che-skim ana-li-zom zvuku na-zy-va-yut

A. nastavení počtu tónů obsažených ve složení komplexního zvuku.

B. nastavení frekvencí a amplitud tónů, které jsou součástí komplexního zvuku.

Správná odpověď:

1) pouze A

2) pouze B

4) ani A, ani B

Analýza zvuku

Pomocí na-bo-příkopu aku-sti-che-sky re-zo-to-the-ditch můžete zjistit, které tóny jsou obsaženy ve složení daného zvuku a ka-ko-you am-pli-tu-dy. Takové nastavení spektra komplexního zvuku on-zy-va-et-sya s jeho gar-mo-no-che-ana-li-zom.

Dříve byla analýza zvuku naplněna pomocí re-zo-on-to-ditch, představující duté koule různých časů -ra, mající otevřený řez z-ro-drain, vkládání-la-e-my do ucho a díra s pro-ty-in-false sto-ro -us. Pro ana-li-za zvukem je podstatné, že pokaždé, když zvuk ana-li-zi-ru-e-my obsahuje tón, často se sto -to-ro-go rovná často re-zo- to-to-ra, next-to-chi-na-to zní hlasitě tímto tónem.

Takové způsoby ana-li-za, jeden na jednoho, velmi nepřesné a cro-pot-ať už vy. V současné době jsou vy-tes-ne-nás, ale dokonalejší-shen-us-mi, přesní-nás-mi a rychle-ry-mi-elektro-tro-aku-sti-che-ski-mi me-to-da-mi. Jejich podstata se scvrkává na skutečnost, že acu-sti-che-ko-le-ba-sleep-cha-la je pre-ob-ra-zu-et-sya na elektrické tri-che-ko -le-ba -nie se zachováním stejného tvaru a v důsledku toho se stejným spektrem, a pak toto co-le-ba-nie ana-li-zi-ru-et-sya electric-tri-che-ski-mi me-to- da-mi.

Jeden ze základních výsledků gar-mo-no-che-so-ana-li-for ka-sa-et-sya zvuků naší řeči. Podle témbru poznáme hlas muže-lo-ve-ka. Jaký je ale rozdíl mezi zvuky ko-le-ba-niya, když stejná osoba zpívá různé samohlásky na stejnou notu? Jiná slova-va-mi, než jiná-ať-cha-yut-sya v těchto případech, per-ri-o-di-che-ko-le-ba-niya air-du-ha, you-zy-va- e-my go-lo-so-ym app-pa-ra-tom s různými rty a jazykem a ze mě-no-no-yah tvoří podle úst a hltanu? Je zřejmé, že ve spektrech samohlásek musí být nějaký zvláštní druh ben-no-sti, charakteristický pro každý zvuk samohlásky, kromě těch zvláště-ben-no-stey někdo vytváří zabarvení go-lo-sa dan-no- go-lo-ve-ka. Gar-mo-ni-che-ana-lýza samohlásek potvrzuje tuto předponu, totiž: samohlásky zní ha-rak-te-ri- zu-ut-sya on-li-chi-em v jejich spektrech ob-la -stey ober-to-new s velkým am-pli-tu-doy a tyto oblasti leží pro každou samohlásku do vždy na stejných frekvencích ne-pro-vi-si-mo od vás-s-vámi o-ne- ten-hlas-ne-tý zvuk.

Úkol 20 č. 98. V hmotnostním spektru-gra-fe

1) elektrická a magnetická pole slouží k urychlení nabíjení nabité části

2) elektrická a magnetická pole slouží ke změně směru pohybu nabité části tsy

3) elektrické pole slouží k urychlení náboje ženské části a magnetické pole slouží ke změně jejího pohybu napravo-le-niya

4) elektrické pole slouží ke změně pohybu pravé části manželky a magnetické pole slouží k jeho urychlení

graf hmotnostního spektra

Hmotnostní spektrograf je zařízení pro oddělování iontů z hlediska velikosti od jejich řádu po hmotnost. V nejjednodušším mo-di-fi-ka-tion je schéma pri-bo-ra prezentováno-by-le-na na ri-sun-ke.

Is-follow-du-e-my ukázka sp-tsi-al-ny-mi me-to-da-mi (is-pa-re-ni-em, elektronický úder-rum) re-re-in-dit -sya do plyn-o-ob-různé co-sto-i-tion, pak forma-ra-zo-vav-shi-sya plyn ioni-zi-ru-et-sya do zdroje 1. Poté jsou ionty urychleny elektrickým polem a form-mi-ru-ut-sya do úzkého paprsku v urychlovacím zařízení 2, načež jsou přes úzkou vstupní štěrbinu pa-da-yut v komoře 3, v jakémsi ko- budova, ale jedno nativní magnetické pole. Magnetické pole od-me-je-to je tra-ek-to-ryu pohybu částic. Působením síly Lo-ren-ts se ionty na-chi-na-yut pohybují po oblouku kruhu a jdou na obrazovku 4, kde je re-gi-stri-ru-et-xia umístí do -pa-da-niya. Způsoby re-gi-stra-tion mohou být různé: foto-grafické-fi-che-sky, elektronické atd. Ra-di-ustra -ek-to-ri opre-de-la-et-xia podle form-mu-le:

kde U- elektrické napětí urychlujícího elektrického pole; B- indukce magnetického pole; m a q- podle toho hmotnost a náboj částice.

Protože ra-di-us tra-ek-to-ri závisí na hmotnosti a náboji iontu, různé ionty dopadají na obrazovku na různé rasy -sto-i-nii ze zdroje, který také představuje-in-la- et je de-de-lyat a ana-li-zi-ro-vat se stát vzorkem.

V současné době existuje mnoho typů měřidel hmotnostního spektra, principy práce-bo-you-to-pak-ryh od-ať-cha-jut-sya z ras-pohled-ren-no-jít výše. From-go-tav-li-va-yut-sya, například di-na-mi-che-hmotnostní spektrometry, v některých hmotnostech jsou studovány du-e-my ionty jsou určeny dobou letu od zdroje do zařízení re-gi-stri-ru-u-th.

Pokud sešlápnete pedál klavíru a silně na něj zakřičíte, pak je z něj slyšet dozvuk, který se ještě nějakou dobu ozve, s tónem (frekvencí) velmi podobným původnímu zvuku.

Analýza a syntéza zvuku.

Pomocí sad akustických rezonátorů lze zjistit, které tóny jsou v daném zvuku obsaženy as jakými amplitudami jsou v daném zvuku přítomny. Toto stanovení harmonického spektra komplexního zvuku se nazývá jeho harmonická analýza. Dříve se taková analýza skutečně prováděla pomocí sad rezonátorů, zejména Helmholtzových rezonátorů, což jsou duté kuličky různých velikostí, vybavené procesem zasunutým do ucha a s otvorem na opačné straně.

Pro analýzu zvuku je podstatné, že kdykoli analyzovaný zvuk obsahuje tón s frekvencí rezonátoru, rezonátor začne znít hlasitě v tomto tónu.

Takové metody analýzy jsou velmi nepřesné a pracné. V současnosti jsou nahrazeny mnohem vyspělejšími, přesnějšími a rychlejšími elektroakustickými metodami. Jejich podstata se scvrkává na skutečnost, že akustická vibrace se nejprve přemění na elektrickou vibraci při zachování stejného tvaru, a tedy se stejným spektrem; potom je elektrická oscilace analyzována elektrickými metodami.

Lze poukázat na jeden významný výsledek harmonické analýzy týkající se zvuků naší řeči. Podle zabarvení poznáme hlas člověka. Ale jak se liší zvukové vibrace, když stejná osoba zpívá různé samohlásky na stejnou notu: a, i, o, u, e? Jinými slovy, jak se v těchto případech liší periodické kolísání vzduchu způsobené hlasovým aparátem s různým postavením rtů a jazyka a změnami tvaru ústních a krčních dutin? Je zřejmé, že ve spektrech samohlásek musí existovat některé rysy charakteristické pro každý zvuk samohlásky, kromě těch rysů, které vytvářejí zabarvení hlasu dané osoby. Harmonická analýza samohlásek potvrzuje tento předpoklad, a sice, že samohlásky se vyznačují přítomností ve svých spektrech oblastí podtónů s velkou amplitudou a tyto oblasti vždy leží pro každou samohlásku na stejných frekvencích, bez ohledu na výšku zpívané samohlásky. . Tyto oblasti se silným podtextem se nazývají formanty. Každá samohláska má dva charakteristické formanty.

Je zřejmé, že pokud uměle reprodukujeme spektrum určitého zvuku, zejména spektrum samohlásky, pak naše ucho získá dojem tohoto zvuku, i když by chyběl jeho přirozený zdroj. Je obzvláště snadné provést takovou syntézu zvuků (a syntézu samohlásek) pomocí elektroakustických zařízení. Elektrické hudební nástroje velmi usnadňují změnu zvukového spektra, tzn. změnit jeho tón. Jednoduchý přepínač způsobí, že zvuk bude znít jako flétna, housle, lidský hlas nebo zcela zvláštní, na rozdíl od zvuku jakéhokoli z běžných nástrojů.

Dopplerův jev v akustice.

Frekvence zvukových vibrací, které nehybný pozorovatel slyší, když se k němu zdroj zvuku přibližuje nebo od něj vzdaluje, se liší od frekvence zvuku vnímaného pozorovatelem, který se pohybuje s tímto zdrojem zvuku, nebo jak pozorovatel, tak zdroj zvuku stojí. Změna frekvence zvukových vibrací (výška) spojená s relativním pohybem zdroje a pozorovatele se nazývá akustický Dopplerův jev. Když se zdroj a přijímač zvuku přiblíží, výška stoupá, a pokud se vzdálí. pak se výška tónu sníží. Je to způsobeno tím, že když se zdroj zvuku pohybuje vzhledem k prostředí, ve kterém se šíří zvukové vlny, rychlost takového pohybu se vektorově přičítá k rychlosti šíření zvuku.

Pokud se například přiblíží auto se zapnutou sirénou a poté, co projede kolem, se vzdálí, zazní nejprve vysoký zvuk a poté tichý.

zvukové třesky

Rázové vlny vznikají při výstřelu, výbuchu, elektrickém výboji atd. Hlavním znakem rázové vlny je prudký tlakový skok na čele vlny. V okamžiku průchodu rázové vlny nastává maximální tlak v daném bodě téměř okamžitě po dobu asi 10–10 s. V tomto případě se současně náhle změní hustota a teplota média. Poté tlak pomalu klesá. Síla rázové vlny závisí na síle výbuchu. Rychlost šíření rázových vln může být větší než rychlost zvuku v daném prostředí. Pokud například rázová vlna zvýší tlak jedenapůlkrát, pak teplota stoupne o 35 0С a rychlost šíření čela takové vlny je přibližně rovna 400 m/s. Stěny střední tloušťky, které se setkají v dráze takové rázové vlny, budou zničeny.

Silné exploze budou doprovázeny rázovými vlnami, které v maximální fázi čela vlny vytvoří tlak 10x vyšší, než je tlak atmosférický. V tomto případě se hustota média zvýší 4krát, teplota stoupne o 500 0C a rychlost šíření takové vlny se blíží 1 km/s. Tloušťka čela rázové vlny je řádově jako volná dráha molekul (10-7 - 10-8 m), proto v teoretické úvaze můžeme předpokládat, že čelo rázové vlny je při průchodu povrchem výbuchu. kterým se prudce mění parametry plynu.

Rázové vlny se také objevují, když se pevné těleso pohybuje rychleji, než je rychlost zvuku. Před letadlem letícím nadzvukovou rychlostí vzniká rázová vlna, která je hlavním faktorem určujícím odpor proti pohybu letadla. Aby se tento odpor oslabil, nadzvuková letadla dostávají zametený tvar.

Rychlé stlačení vzduchu před objektem pohybujícím se vysokou rychlostí vede ke zvýšení teploty, která se zvyšuje s rostoucí rychlostí objektu. Když rychlost letadla dosáhne rychlosti zvuku, teplota vzduchu dosáhne 60 0C. Při rychlosti pohybu dvojnásobku rychlosti zvuku se teplota zvýší o 240 0C a při rychlosti blížící se trojnásobku rychlosti zvuku je to 800 0C. Rychlosti blízké 10 km/s vedou k tání a přeměně pohybujícího se tělesa do plynného skupenství. Pád meteoritů rychlostí několika desítek kilometrů za sekundu vede k tomu, že již ve výšce 150 - 200 kilometrů se i ve řídké atmosféře tělesa meteoritů znatelně zahřívají a září. Většina z nich se ve výškách 100-60 kilometrů zcela rozpadne.

Hluky.

Superpozice velkého množství kmitů, vzájemně náhodně smíchaných a libovolně měnících intenzitu v čase, vede ke složité formě kmitů. Takové složité vibrace, skládající se z velkého počtu jednoduchých zvuků různé tonality, se nazývají zvuky. Příkladem je šustění listí v lese, hukot vodopádu, hluk v městské ulici. Hluky mohou také zahrnovat zvuky vyjádřené souhláskami. Hluky se mohou lišit v distribuci, pokud jde o sílu zvuku, frekvenci a dobu trvání zvuku v čase. Po dlouhou dobu jsou zvuky vytvářené větrem, padající vodou, mořským příbojem. Relativně krátkodobé hřmění, dunění vln jsou nízkofrekvenční zvuky. Mechanický hluk může být způsoben vibracemi pevných těles. Zvuky vznikající při praskání bublin a dutin v kapalině, které doprovázejí kavitační procesy, vedou ke kavitačnímu hluku.

V praxi je častěji nutné řešit inverzní problém vzhledem k výše uvažovanému problému - rozklad určitého signálu na harmonické kmity, z nichž se skládá. V průběhu matematické analýzy se takový problém tradičně řeší rozšířením dané funkce ve Fourierově řadě, tedy v řadě ve tvaru:

kde i =1,2,3….

Praktické rozšíření Fourierovy řady, tzv harmonická analýza , spočívá ve zjištění množství A 1 ,A 2 ,…,A i , b 1 ,b 2 ,…,b i , nazývané Fourierovy koeficienty. Z hodnoty těchto koeficientů lze usuzovat na podíl ve zkoumané funkci harmonických kmitů odpovídající frekvence, násobek ω . Frekvence ω nazývaná základní nebo nosná frekvence a frekvence 2ω, 3ω,… i ω - respektive 2. harmonická, 3. harmonická, i harmonická. Aplikace metod matematické analýzy umožňuje rozšířit ve Fourierově řadě většinu funkcí, které popisují reálné fyzikální procesy. Použití tohoto výkonného matematického aparátu je možné za předpokladu analytického popisu zkoumané funkce, což je samostatný a často nelehký úkol.

Úkol harmonické analýzy lze formulovat jako hledání skutečnosti přítomnosti konkrétní frekvence v reálném signálu. Například existují metody pro stanovení rychlosti otáčení rotoru turbodmychadla založené na analýze zvuku, který doprovází jeho činnost. Charakteristický hvizd při běhu přeplňovaného motoru je způsoben vibracemi vzduchu v důsledku pohybu lopatek oběžného kola kompresoru. Frekvence tohoto zvuku a rychlost otáčení oběžného kola jsou úměrné. Při použití analogového měřicího zařízení v těchto případech postupují asi takto: současně s reprodukcí zaznamenaného signálu se pomocí generátoru vytvářejí oscilace známé frekvence, které je třídí ve studovaném rozsahu, dokud nedojde k rezonanci. Frekvence oscilátoru odpovídající rezonanci bude rovna frekvenci studovaného signálu.

Zavedení číslicové techniky do měřicí praxe umožňuje řešit takové problémy pomocí výpočetních metod. Před zvážením hlavních myšlenek těchto výpočtů si ukažme charakteristické rysy digitální reprezentace signálu.

Diskrétní metody harmonické analýzy

Rýže. 18. Kvantování v amplitudě a čase

A – původní signál; b je výsledkem kvantizace;

v , G - uložená data

Při použití digitálního zařízení je skutečný spojitý signál (obr. 18, A) je reprezentován množinou bodů, přesněji hodnotami jejich souřadnic. K tomu je původní signál přicházející např. z mikrofonu nebo akcelerometru kvantován v čase a amplitudě (obr. 18, b). Jinými slovy, k měření a ukládání hodnoty signálu dochází diskrétně po určitém časovém intervalu Δt , a hodnota veličiny v době měření se zaokrouhlí na nejbližší možnou hodnotu. Čas Δt volala čas diskretizace , což je nepřímo úměrné vzorkovací frekvenci.

Počet intervalů, do kterých se dělí dvojnásobná amplituda maximálního přípustného signálu, je dán kapacitou zařízení. Je zřejmé, že pro digitální elektroniku, která nakonec pracuje s booleovskými hodnotami („jedna“ nebo „nula“), budou všechny možné hodnoty bitové hloubky definovány jako 2 n. Když řekneme, že zvuková karta našeho počítače je 16bitová, znamená to, že celý přípustný interval hodnoty vstupního napětí (osa y na obr. 11) bude rozdělen na 2 16 = 65536 stejné intervaly.

Jak je vidět z obrázku, při digitální metodě měření a ukládání dat dojde ke ztrátě některých původních informací. Pro zlepšení přesnosti měření je nutné zvýšit bitovou hloubku a vzorkovací frekvenci techniky převodu.

Vraťme se k úkolu - určit přítomnost určité frekvence v libovolném signálu. Pro větší jasnost použitých technik zvažte signál, který je součtem dvou harmonických oscilací: q = hřích 2t +hřích 5t , podáno s diskrétností At = 0,2(obr. 19). Tabulka na obrázku ukazuje hodnoty výsledné funkce, kterou budeme dále považovat za příklad nějakého libovolného signálu.

Rýže. 19. Zkoumaný signál

Abychom ověřili přítomnost frekvence, která nás zajímá ve zkoumaném signálu, vynásobíme původní funkci závislostí změny hodnoty kmitání na kontrolované frekvenci. Poté sečteme (numericky integrujeme) výslednou funkci. Budeme násobit a sčítat signály v určitém intervalu - periodě nosné (základní) frekvence. Při volbě hodnoty hlavní frekvence je třeba mít na paměti, že je možné kontrolovat pouze velkou, ve vztahu k hlavní, v n krát frekvence. Jako hlavní frekvenci volíme ω =1, což odpovídá období.

Začněme ihned kontrolovat se „správnou“ (přítomnou v signálu) frekvencí y n = hřích 2x. Na Obr. 20 jsou výše popsané akce znázorněny graficky a číselně. Je třeba poznamenat, že výsledek násobení prochází převážně nad osou x, a proto je součet znatelně větší než nula (15,704>0). Podobný výsledek by byl získán vynásobením původního signálu q n = hřích5t(ve studovaném signálu je přítomna i pátá harmonická). Navíc bude výsledek výpočtu součtu tím větší, čím větší bude amplituda signálu testovaného v testu.

Rýže. 20. Kontrola přítomnosti složky ve studovaném signálu

q n = hřích2t

Nyní proveďte stejné akce pro frekvenci, která není přítomna ve zkoumaném signálu, například pro třetí harmonickou (obr. 21).

Rýže. 21. Kontrola přítomnosti složky ve zkoumaném signálu

q n =sin3t

V tomto případě křivka výsledku násobení (obr. 21) prochází jak v oblasti kladných, tak záporných amplitud. Numerická integrace této funkce poskytne výsledek blízký nule ( ∑ =-0,006), což indikuje nepřítomnost této frekvence ve studovaném signálu, nebo jinými slovy, amplituda studované harmonické je blízká nule. Teoreticky bychom měli dostat nulu. Chyba je způsobena omezeními diskrétních metod v důsledku konečné velikosti bitové hloubky a vzorkovací frekvence. Opakováním výše popsaných kroků požadovaný počet opakování můžete zjistit přítomnost a úroveň signálu libovolné frekvence, která je násobkem nosné.

Aniž bychom zacházeli do podrobností, můžeme říci, že přibližně takových akcí se provádí v případě tzv diskrétní Fourierova transformace .

V uvažovaném příkladu pro větší jasnost a jednoduchost měly všechny signály stejný (nulový) počáteční fázový posun. Aby se vzaly v úvahu možné různé počáteční fázové úhly, jsou výše uvedené operace prováděny s komplexními čísly.

Existuje mnoho algoritmů pro diskrétní Fourierovu transformaci. Výsledek transformace – spektrum – je často prezentováno nikoli jako čára, ale jako spojitá. Na Obr. 22 ukazuje obě varianty spekter pro signál studovaný v uvažovaném příkladu

Rýže. 22. Možnosti spektra

Pokud bychom totiž ve výše uvažovaném příkladu provedli kontrolu nejen pro frekvence přísně násobky základní, ale také v blízkosti více frekvencí, zjistili bychom, že metoda ukazuje přítomnost těchto harmonických kmitů s amplitudou větší než nula. . Použití spojitého spektra při studiu signálů je odůvodněno i tím, že výběr základní frekvence ve studiích je do značné míry náhodný.

Harmonická analýza zvuku se nazývá

A. stanovení počtu tónů, které tvoří komplexní zvuk.

B. stanovení frekvencí a amplitud tónů, které tvoří komplexní zvuk.

Správná odpověď:

1) pouze A

2) pouze B

4) ani A, ani B

Analýza zvuku

Pomocí sad akustických rezonátorů můžete určit, které tóny jsou obsaženy v daném zvuku a jaké jsou jejich amplitudy. Takové ustavení spektra komplexního zvuku se nazývá jeho harmonická analýza.

Dříve se analýza zvuku prováděla pomocí rezonátorů, což jsou duté kuličky různých velikostí s otevřeným výběžkem zasunutým do ucha a otvorem na opačné straně. Pro analýzu zvuku je podstatné, že kdykoli analyzovaný zvuk obsahuje tón, jehož frekvence je rovna frekvenci rezonátoru, začne rezonátor v tomto tónu znít hlasitě.

Takové metody analýzy jsou však velmi nepřesné a pracné. V současnosti jsou nahrazeny mnohem vyspělejšími, přesnějšími a rychlejšími elektroakustickými metodami. Jejich podstata spočívá v tom, že akustická vibrace se nejprve převede na elektrickou vibraci stejného tvaru, a tedy i stejného spektra, a poté je tato vibrace analyzována elektrickými metodami.

Jeden ze základních výsledků harmonické analýzy se týká zvuků naší řeči. Podle zabarvení poznáme hlas člověka. Jak se ale zvukové vibrace liší, když stejná osoba zpívá různé samohlásky na stejnou notu? Jinými slovy, jaký je v těchto případech rozdíl mezi periodickými vibracemi vzduchu způsobenými hlasovým aparátem v různých polohách rtů a jazyka a změnami tvaru dutiny ústní a hltanu? Je zřejmé, že ve spektrech samohlásek musí existovat některé rysy charakteristické pro každý zvuk samohlásky, kromě těch rysů, které vytvářejí zabarvení hlasu dané osoby. Harmonická analýza samohlásek potvrzuje tento předpoklad, konkrétně: zvuky samohlásek se vyznačují přítomností v jejich spektrech oblastí podtónů s velkou amplitudou a tyto oblasti leží vždy pro každou samohlásku na stejných frekvencích, bez ohledu na výšku zpívané samohlásky. .

Jaký fyzikální jev je základem elektroakustické metody analýzy zvuku?

1) přeměna elektrických vibrací na zvuk

2) rozklad zvukových vibrací do spektra

3) rezonance

4) přeměna zvukových vibrací na elektrické

Rozhodnutí.

Myšlenka elektroakustické metody analýzy zvuku spočívá v tom, že studované zvukové vibrace působí na membránu mikrofonu a způsobují její periodický pohyb. Membrána je připojena k zátěži, jejíž odpor se mění v souladu se zákonem o pohybu membrány. Protože se odpor mění s konstantní intenzitou proudu, mění se i napětí. Říkají, že dochází k modulaci elektrického signálu – dochází k elektrickým oscilacím. Základem elektroakustické metody analýzy zvuku je tedy převod zvukových vibrací na elektrické.

Správná odpověď je číslo 4.