Se numește analiza armonică a sunetului. Analiza sunetului

Descompunerea unui sunet complex într-o serie de unde simple. Există 2 tipuri de analiză a sunetului: frecvența bazată pe frecvențele componentelor sale armonice și temporală, bazată pe studiul modificărilor semnalului în timp... Dicţionar enciclopedic mare

analiza sunetului- garso analizė statusas T sritis automatika atitikmenys: engl. analiza sunetului vok. Schallanalyse, f rus. analiza sunetului, m pranc. analizează de son, f … Automatikos terminų žodynas

analiza sunetului- garso analizė statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. analiza sunetului vok. Schallanalyse, f rus. analiza sunetului, m pranc. analizează de son, f … Fizikos terminų žodynas

Descompunerea unui sunet complex într-o serie de unde simple. Există 2 tipuri de A. z .: frecvență în funcție de frecvențele armoniei sale, componente și temporale, principale. privind studiul modificărilor semnalului în timp... Științele naturii. Dicţionar enciclopedic

Descompunerea unui sunet complex. proces într-o serie de vibrații simple. Sunt utilizate două tipuri de zonare: frecvență și temporală. Cu frecventa Z. a. sunet. semnalul este reprezentat de suma armonicilor. componente caracterizate prin frecvență, fază și amplitudine. Enciclopedia fizică

Descompunerea unui proces complex de sunet într-o serie de vibrații simple. Se folosesc două tipuri de sondare: frecvență și timp. Cu frecventa Z. a. semnalul sonor este reprezentat de suma componentelor armonice (vezi Oscilații armonice) ... Marea Enciclopedie Sovietică

ANALIZĂ- 1) Faceți o. sunetul prin auz înseamnă a distinge într-un ton (consonanță) separat al muzicii noastre. instrumentele conținute în el tonuri parțiale. Suma vibrațiilor, generând consonanță și compusă din diverse vibrații unice, urechea noastră ...... Dicționarul muzical al lui Riemann

analiza structurii silabice a unui cuvânt- Acest tip de analiză L.L. Kasatkin recomandă efectuarea după următoarea schemă: 1) dați o transcriere fonetică a cuvântului, indicând consoanele silabice și vocalele non-silabe; 2) construi un val de sonoritate a cuvântului; 3) sub literele de transcriere în cifre ... ... Dicţionar de termeni lingvistici T.V. Mânz

Fenomenul tranziției ireversibile a energiei unei unde sonore în alte forme de energie și, în special, în căldură. Se caracterizează coeficientul absorbția a, care este definită ca inversul distanței, pe care amplitudinea undei sonore scade în e = 2,718 ... ... Enciclopedia fizică

Cărți

Limba rusă modernă. Teorie. Analiza unităților de limbaj. În 2 părți. Partea 2. Morfologie. Sintaxă , . Manualul a fost creat în conformitate cu standardul educațional de stat federal în direcția pregătirii 050100 - Educație pedagogică (profiluri „limba rusă” și „literatură”, ...
De la sunet la literă. Analiza sunet-litere a cuvintelor. Caiet de lucru pentru copii 5-7 ani. Standardul educațional de stat federal, Durova Irina Viktorovna. Caiet de lucru`De la sunet la literă. Analiza sunet-litere a cuvintelor este inclusă în trusa educațională și metodologică Învățarea preșcolarilor să citească. Conceput pentru cursuri cu copii mai mari și pregătitori...

NU A VEZUT O DISCUȚIE A ACESTE SARCINI! INTREBAȚI ORAL!

Sarcina 20 nr. 44. Arcul electric tri-che este

A. din fasciculul de lumină prin electro-da-mi, conectat la o sursă de curent.

B. electric tri-che-sky raz-serie in gaz.

Răspuns corect

1) doar A

2) doar B

4) nici A, nici B

Arc electric

Arcul electric-tri-che-sky este unul dintre tipurile de gaz-zo-a-a-seria de timp-da. Îl puteți obține în felul următor. În starea actuală, două tije de carbon sunt fixate cu capete ascuțite una de alta și conectate la o sursă de curent. Când cărbunii intră în co-adjac-but-ve-nie, și apoi se mișcă ușor-a-th, între capetele cărbunilor, o flacără strălucitoare, iar cărbunii înșiși sunt dis-ka-la-ut-sya la -be-la. Arcul arde constant dacă trece prin el un curent electric vechi de o sută de ani. În acest caz, un electrod este tot timpul în lo-zhi-tel-nym (anod), iar celălalt este de la-ri-tsa-tel-nym (catod). Între electrice, există o coloană de gaz încins, ho-ro-sho despre puterea electrică. Cărbunele Po-lo-zhi-tel-ny, având un te-pe-ra-tu-ru mai mare, arde mai repede și se adâncește în el -le-nie - in-lo-zhi-tel-ny kra-ter. Tem-pe-ra-tu-ra kra-te-ra în aer-du-he la presiune at-mo-sferică până la 4000 ° C.

Arcul poate arde si intre metal-li-che-ski-mi electro-tro-da-mi. În același timp, electrozii se topesc și rapid is-pa-rya-ut-sya, pe care se disipează multă energie. Prin urmare, the-pe-ra-tu-ra kra-te-ra metal-li-che-sko-go-electro-tro-yes este de obicei mai mic decât cărbunele-no-go (2.000— 2500 °С). Când arcul arde în gaz la presiune mare (aproximativ 2 10 6 Pa), temp-pe-ra-tu-ru kra-te-ra a reușit să ajungă până la 5.900 ° C, adică până la temperatura de pe vârful Soarelui. O coloană de gaze sau vapori, prin care există o descărcare, are o temperatură și mai mare - până la 6.000-7.000 ° C. Prin urmare, în coloană, arcurile plutesc și se transformă în abur aproape toate substanțele cunoscute.

Pentru a menține du-th-in-th-time-series-da, nu aveți nevoie de tensiune mare, arcul arde atunci când tensiunea este pe dax electrică 40 V. Puterea curentului în arc este destul de semnificativă, dar co-op-le-no-no; lângă-va-tel-dar, stâlp de gaz luminos ho-ro-sho conduce curentul electric. Ioni pentru moleculele de gaz în spațiul dintre el-tro-da-m tu-y-y-yut cu pus-ka-e-mye ka-casa arcului. Un număr mare de is-pus-ka-e-my-el-tro-news este asigurat de faptul că catodul este încălzit la o temperatură foarte ridicată -pe-ra-tu-ry. Când, pentru za-zh-ga-niya arc vna-cha-le, cărbunii sunt aduși în co-at-kos-but-ve-nie, apoi în locul con-so-ta, ob-la-da- yu -scheme este o foarte mare co-op-tiv-le-ni-em, you-de-la-is-o uriașă cantitate de căldură-lo-you. În acest fel, capetele cărbunilor se încălzesc puternic, iar acest lucru este suficient pentru a se asigura că atunci când se depărtează, un arc de puț sclipește între ele. În viitor, catodul arcului este menținut în stare încălzită de curentul însuși, trecând prin arc.

Sarcina 20 nr. 71. Gar-mo-ni-che-skim ana-li-zom de sunet na-zy-va-yut

A. stabilirea numărului de tonuri incluse în compunerea unui sunet complex.

B. stabilirea frecvenţelor şi amplitudinilor tonurilor care fac parte din sunetul complex.

Răspuns corect:

1) doar A

2) doar B

4) nici A, nici B

Analiza sunetului

Cu ajutorul na-bo-ditch-ului aku-sti-che-sky re-zo-to-the-ditch, puteți afla ce tonuri sunt incluse în compoziția sunetului dat și ka-ko-you am-pli-tu-dy. O astfel de configurație a spectrului unui sunet complex on-zy-va-et-sya cu gar-mo-no-che-ana-li-zom.

Anterior, analiza sunetului a fost completată cu ajutorul re-zo-on-to-ditch, reprezentând bile goale de diferite timpuri -ra, având o tăietură deschisă din-ro-dren, inserând-la-e-my în urechea, si o gaura cu un pro-ty-in-fals suta-ro -us. Pentru ana-li-în spatele sunetului, este esențial ca de fiecare dată când sunetul ana-li-zi-ru-e-my conține un ton, adesea o sută -to-ro-go este egal cu adesea re-zo- to-to-ra, next-to-chi-na-to sună tare pe acest ton.

Astfel de moduri de ana-li-za, unu-la-unu, foarte inexacte și cro-pot-fie că tu. În prezent, ei sunt tu-tes-nu-noi, dar mai perfect-shen-us-mi, accurate-us-mi și fast-ry-mi-electro-tro- aku-sti-che-ski-mi eu-la-da-mi. Esența lor se rezumă la faptul că acu-sti-che-ko-le-ba-sleep-cha-la este pre-ob-ra-zu-et-sya într-un tri-che-ko-le-ba electric -nie cu păstrarea aceleiași forme, și în consecință, având același spectru, și apoi acest co-le-ba-nie ana-li-zi-ru-et-sya electric-tri-che-ski-mi me-to- da-mi.

Unul dintre rezultatele esențiale ale sunetelor gar-mo-no-che-so-ana-li-for ka-sa-et-sya ale vorbirii noastre. După timbru, putem recunoaște vocea unui om-lo-ve-ka. Dar care este diferența dintre sunetele lui ko-le-ba-niya când aceeași persoană cântă vocale diferite pe aceeași notă? Alte cuvinte-va-mi, decât diferit-dacă-cha-yut-sya în aceste cazuri, 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 cu buze și limbă diferite și de la mine-no-no-yah forme conform gurii și faringelui? Evident, în spectrele vocalelor trebuie să existe un fel de ben-no-sti special, caracteristic fiecărui sunet vocalic, dincolo de cele mai ales-ben-no-stey, cineva creează timbrul de go-lo-sa dan-no- go-lo-ve-ka. Gar-mo-ni-che-analiza vocalelor confirmă această prepoziție și anume: sunete vocalice ha-rak-te-ri- zu-ut-sya on-li-chi-em în spectrele lor de ob-la -stey ober-to-new cu un am-pli-tu-doy mare, iar aceste zone se află pentru fiecare vocală do întotdeauna pe aceleași frecvențe nu-pentru-vi-si-mo de la you-with-you about-ne- acel-voce-nu-al-al-lea sunet.

Misiunea 20 nr 98. In masa spec-tro-gra-fe

1) câmpurile electrice și magnetice servesc la accelerarea încărcării părții încărcate

2) câmpurile electrice și magnetice servesc la schimbarea direcției de mișcare a părții încărcate tsy

3) câmpul electric servește la accelerarea încărcării părții feminine, iar câmpul magnetic servește la schimbarea în dreapta-le-niya a mișcării ei

4) câmpul electric servește la modificarea mișcării părții din dreapta soției, iar câmpul magnetic servește la accelerarea acesteia

graficul spectrului de masă

Un spectrograf de masă este un dispozitiv pentru separarea ionilor în termeni de mărime de la ordinea lor la masă. În cea mai simplă mo-di-fi-ka-țiune, schema pri-bo-ra este prezentată-de-le-na pe ri-sun-ke.

Is-follow-du-e-my sample of sp-tsi-al-ny-mi me-to-da-mi (is-pa-re-ni-em, electronic strike-rum) re-re-in-dit -sya într-un gaz-o-ob-co-sto-i-tion diferit, apoi formează-ra-zo-vav-shi-sya gaz ioni-zi-ru-et-sya în sursa 1. Apoi ionii sunt accelerați printr-un câmp electric și formează-mi-ru-ut-sya într-un fascicul îngust într-un dispozitiv de accelerare 2, după care, printr-o fantă de intrare îngustă, sunt pa-da-yut în camera 3, într-un fel de co- clădire, dar un câmp magnetic nativ. Câmpul magnetic din-me-is-it este un tra-ek-to-ryu al mișcării particulelor. Sub acțiunea forței lui Lo-ren-ts, ionii on-chi-na-yut se deplasează de-a lungul arcului de cerc și merg la ecranul 4, unde re-gi-stri -ru-et-xia îi plasează în -pa-da-niya. Metodele de re-gi-strare pot fi diferite: foto-grafic-fi-che-sky, electronice etc. Ra-di-ustra -ek-to-ri opre-de-la-et-xia conform form-mu-le:

Unde U- tensiunea electrică a câmpului electric accelerator; B- inducerea unui câmp magnetic; mși q- în consecință, masa și sarcina particulei.

Deoarece ra-di-us tra-ek-to-ri depinde de masa și sarcina ionului, diferiți ioni cad pe ecran pe diferite rase -sto-i-nii de la sursă, care de asemenea pozează-in-la- et lor de-de-lyat si ana-li-zi-ro-vat cu-devenirea unui esantion.

În prezent, există multe tipuri de contoare de spectru de masă, principiile de lucru-bo-you-to-thin-ryh de la-dacă-cha-yut-sya din cursele-look-ren-no-go de mai sus. De la-go-tav-li-va-yut-sya, de exemplu, di-na-mi-che-spectrometre de masă, în unele mase sunt studiate ionii du-e-my sunt determinați de timpul de zbor de la sursă la dispozitivul re-gi-stri-ru-u-th.

Dacă apeși pedala pianului și strigi la ea puternic, atunci poți auzi o reverberație din ea, care se va auzi ceva timp, cu un ton (frecvență) foarte asemănător cu sunetul original.

Analiza si sinteza sunetului.

Cu ajutorul unor seturi de rezonatoare acustice, se poate stabili ce tonuri sunt incluse într-un anumit sunet și cu ce amplitudini sunt prezente într-un anumit sunet. Această stabilire a spectrului armonic al unui sunet complex se numește analiza sa armonică. Anterior, o astfel de analiză a fost de fapt efectuată folosind seturi de rezonatoare, în special rezonatoare Helmholtz, care sunt bile goale de diferite dimensiuni, echipate cu un proces introdus în ureche și având o gaură pe partea opusă.

Este esențial pentru analiza sunetului ca ori de câte ori sunetul analizat conține un ton cu frecvența rezonatorului, rezonatorul începe să sune puternic în acest ton.

Astfel de metode de analiză sunt foarte inexacte și minuțioase. În prezent, acestea au fost înlocuite de metode electroacustice mult mai avansate, precise și rapide. Esența lor se rezumă la faptul că vibrația acustică este mai întâi transformată într-o vibrație electrică menținând în același timp aceeași formă și, prin urmare, având același spectru; apoi se analizează oscilația electrică prin metode electrice.

Un rezultat semnificativ al analizei armonice cu privire la sunetele vorbirii noastre poate fi subliniat. După timbru, putem recunoaște vocea unei persoane. Dar cum diferă vibrațiile sonore când aceeași persoană cântă vocale diferite pe aceeași notă: a, i, o, u, e? Cu alte cuvinte, cum diferă vibrațiile periodice ale aerului cauzate de aparatul vocal în aceste cazuri cu poziții diferite ale buzelor și limbii și modificări ale formei cavităților gurii și gâtului? Evident, în spectrele vocalelor trebuie să existe câteva trăsături caracteristice fiecărui sunet vocal, pe lângă acele trăsături care creează timbrul vocii unei anumite persoane. Analiza armonică a vocalelor confirmă această ipoteză, și anume, sunetele vocale se caracterizează prin prezența în spectrele lor a unor regiuni harmonice cu amplitudine mare, iar aceste regiuni se află întotdeauna pentru fiecare vocală la aceleași frecvențe, indiferent de înălțimea sunetului vocalic cântat. . Aceste zone cu tonuri puternice se numesc formanti. Fiecare vocală are doi formanți caracteristici.

Evident, dacă reproducem artificial spectrul unui anumit sunet, în special spectrul unei vocale, atunci urechea noastră va primi impresia acestui sunet, deși sursa lui naturală ar fi absentă. Este deosebit de ușor să efectuați o astfel de sinteză a sunetelor (și sinteza vocalelor) cu ajutorul dispozitivelor electroacustice. Instrumentele muzicale electrice facilitează schimbarea spectrului de sunet, de exemplu. schimba-i tonul. Un simplu comutator face ca sunetul să sune ca un flaut, o vioară, o voce umană sau destul de ciudat, spre deosebire de sunetul oricăruia dintre instrumentele obișnuite.

Efectul Doppler în acustică.

Frecvența vibrațiilor sonore pe care un observator staționar le aude atunci când sursa de sunet se apropie sau se îndepărtează de ea este diferită de frecvența sunetului perceput de un observator care se mișcă cu această sursă de sunet, sau atât observatorul, cât și sursa de sunet stau nemișcați. Modificarea frecvenței vibrațiilor sonore (înălțimea) asociată cu mișcarea relativă a sursei și a observatorului se numește efect Doppler acustic. Când sursa și receptorul sunetului se apropie, înălțimea crește și dacă se îndepărtează. apoi pasul este coborât. Acest lucru se datorează faptului că, atunci când o sursă de sunet se mișcă în raport cu mediul în care se propagă undele sonore, viteza unei astfel de mișcări se adaugă vectorial la viteza de propagare a sunetului.

De exemplu, dacă o mașină cu sirena aprinsă se apropie și apoi, după ce a trecut, se îndepărtează, atunci se aude mai întâi un sunet înalt, apoi unul scăzut.

bubuituri sonice

Undele de șoc apar în timpul unei împușcături, explozii, descărcări electrice etc. Caracteristica principală a undei de șoc este un salt brusc de presiune pe frontul de undă. În momentul trecerii undei de șoc, presiunea maximă într-un punct dat apare aproape instantaneu într-un timp de aproximativ 10–10 s. În acest caz, densitatea și temperatura mediului se modifică brusc în același timp. Apoi presiunea scade încet. Puterea undei de șoc depinde de puterea exploziei. Viteza de propagare a undelor de șoc poate fi mai mare decât viteza sunetului într-un mediu dat. Dacă, de exemplu, o undă de șoc crește presiunea de o dată și jumătate, atunci temperatura crește cu 35 0С și viteza de propagare a frontului unei astfel de unde este aproximativ egală cu 400 m/s. Pereții de grosime medie care se întâlnesc în calea unei astfel de unde de șoc vor fi distruși.

Exploziile puternice vor fi însoțite de unde de șoc care creează o presiune de 10 ori mai mare decât presiunea atmosferică în faza maximă a frontului de undă. În acest caz, densitatea mediului crește de 4 ori, temperatura crește cu 500 0C, iar viteza de propagare a unui astfel de val este aproape de 1 km/s. Grosimea frontului undei de șoc este de ordinul drumului liber al moleculelor (10-7 - 10-8 m), prin urmare, din punct de vedere teoretic, putem presupune că frontul undei de șoc este o suprafață de explozie, la trecerea prin pe care parametrii gazului se modifică brusc.

Undele de șoc apar și atunci când un corp solid se mișcă mai repede decât viteza sunetului. În fața unei aeronave care zboară cu viteze supersonice se formează o undă de șoc, care este principalul factor care determină rezistența la mișcare a aeronavei. Pentru a slăbi această rezistență, aeronavelor supersonice li se oferă o formă curățată.

Comprimarea rapidă a aerului în fața unui obiect care se mișcă cu viteză mare duce la o creștere a temperaturii, care crește odată cu creșterea vitezei obiectului. Când viteza aeronavei atinge viteza sunetului, temperatura aerului ajunge la 60 0C. La o viteză de mișcare de două ori mai mare decât viteza sunetului, temperatura crește cu 240 0C, iar la o viteză apropiată de triplul vitezei sunetului, devine 800 0C. Vitezele apropiate de 10 km/s duc la topirea și transformarea corpului în mișcare în stare gazoasă. Căderea meteoriților cu o viteză de câteva zeci de kilometri pe secundă duce la faptul că deja la o altitudine de 150 - 200 de kilometri, chiar și într-o atmosferă rarefiată, corpurile de meteoriți se încălzesc și strălucesc vizibil. Cele mai multe dintre ele se dezintegrează complet la altitudini de 100-60 de kilometri.

Zgomote.

Suprapunerea unui număr mare de vibrații, amestecate aleatoriu unele față de altele și schimbând în mod arbitrar intensitatea în timp, duce la o formă complexă de vibrații. Astfel de vibrații complexe, constând dintr-un număr mare de sunete simple de diferite tonuri, se numesc zgomote. Exemple sunt foșnetul frunzelor în pădure, vuietul unei cascade, zgomotul de pe o stradă a orașului. Zgomotele pot include și sunete exprimate prin consoane. Zgomotele pot diferi în distribuție în ceea ce privește puterea sunetului, frecvența și durata în timp a sunetului. De multă vreme se aud zgomote create de vânt, căderea apei, surful mării. Tunete relativ scurte, bubuitul valurilor sunt zgomote de joasă frecvență. Zgomotul mecanic poate fi cauzat de vibrația corpurilor solide. Sunetele care apar în timpul izbucnirii bulelor și cavităților din lichid, care însoțesc procesele de cavitație, duc la zgomot de cavitație.

În practică, este mai des necesar să se rezolve problema inversă față de problema considerată mai sus - descompunerea unui anumit semnal în oscilațiile sale armonice constitutive. În cursul analizei matematice, o astfel de problemă este rezolvată în mod tradițional prin extinderea unei anumite funcții într-o serie Fourier, adică într-o serie de forma:

Unde i =1,2,3….

O expansiune practică a seriei Fourier, numită analiza armonică , constă în aflarea cantităţilor A 1 ,A 2 ,…,A i , b 1 ,b 2 ,…,b i , numite coeficienți Fourier. După valoarea acestor coeficienți, se poate aprecia proporția în funcția investigată a oscilațiilor armonice ale frecvenței corespunzătoare, un multiplu de ω . Frecvență ω numită frecvență fundamentală sau purtătoare și frecvențele 2ω, 3ω,... i ω - respectiv armonica a 2-a, armonica a 3-a, i a armonică. Aplicarea metodelor de analiză matematică face posibilă extinderea într-o serie Fourier a majorității funcțiilor care descriu procese fizice reale. Utilizarea acestui puternic aparat matematic este posibilă cu condiția unei descrieri analitice a funcției studiate, care este o sarcină independentă și, adesea, deloc ușoară.

Sarcina analizei armonice poate fi formulată ca o căutare într-un semnal real a faptului prezenței unei anumite frecvențe. De exemplu, există metode pentru determinarea vitezei de rotație a unui rotor de turbocompresor pe baza analizei sunetului care însoțește funcționarea acestuia. Fluierul caracteristic auzit când un motor turbo este în funcțiune este cauzat de vibrațiile aerului datorate mișcării palelor rotorului compresorului. Frecvența acestui sunet și viteza de rotație a rotorului sunt proporționale. Atunci când se folosesc echipamente de măsurare analogice în aceste cazuri, acestea procedează cam așa: simultan cu reproducerea semnalului înregistrat, cu ajutorul unui generator se creează oscilații de o frecvență cunoscută, sortându-le în intervalul studiat până când apare rezonanța. Frecvența oscilatorului corespunzătoare rezonanței va fi egală cu frecvența semnalului studiat.

Introducerea tehnologiei digitale în practica de măsurare face posibilă rezolvarea unor astfel de probleme folosind metode de calcul. Înainte de a lua în considerare ideile principale care stau la baza acestor calcule, să arătăm caracteristicile distinctive ale reprezentării digitale a semnalului.

Metode discrete de analiză armonică

Orez. 18. Cuantificare în amplitudine și timp

A – semnal original; b este rezultatul cuantizării;

în , G - datele salvate

Când utilizați echipamente digitale, un semnal real continuu (Fig. 18, A) este reprezentată printr-un set de puncte, mai precis, prin valorile coordonatelor acestora. Pentru a face acest lucru, semnalul original care vine, de exemplu, de la un microfon sau un accelerometru, este cuantificat în timp și amplitudine (Fig. 18, b). Cu alte cuvinte, măsurarea și stocarea valorii semnalului are loc discret după un anumit interval de timp Δt , iar valoarea mărimii în momentul măsurării este rotunjită la cea mai apropiată valoare posibilă. Timp Δt numit timp discretizare , care este invers legat de rata de eșantionare.

Numărul de intervale în care se împarte amplitudinea dublă a semnalului maxim admisibil este determinat de capacitatea echipamentului. Este evident că pentru electronica digitală, care funcționează în cele din urmă cu valori booleene ("unu" sau "zero"), toate valorile posibile ale adâncimii de biți vor fi definite ca 2 n. Când spunem că placa de sunet a computerului nostru este de 16 biți, aceasta înseamnă că întregul interval admisibil al valorii tensiunii de intrare (axa y din Fig. 11) va fi împărțit în 2 16 = 65536 intervale egale.

După cum se poate observa din figură, cu metoda digitală de măsurare și stocare a datelor, o parte din informațiile originale se vor pierde. Pentru a îmbunătăți acuratețea măsurătorilor, este necesar să creșteți adâncimea de biți și frecvența de eșantionare a tehnicii de conversie.

Să revenim la sarcina la îndemână - pentru a determina prezența unei anumite frecvențe într-un semnal arbitrar. Pentru o mai mare claritate a tehnicilor utilizate, luați în considerare un semnal care este suma a două oscilații armonice: q=sin 2t +păcat 5t , dat cu discretie Δt=0,2(Fig. 19). Tabelul din figură arată valorile funcției rezultate, pe care le vom considera în continuare ca exemplu de semnal arbitrar.

Orez. 19. Semnal în studiu

Pentru a verifica prezența frecvenței care ne interesează în semnalul studiat, înmulțim funcția inițială cu dependența modificării valorii oscilatorii la frecvența verificată. Apoi adăugăm (integram numeric) funcția rezultată. Vom înmulți și însumăm semnalele la un anumit interval - perioada frecvenței purtătoare (fundamentale). La alegerea valorii frecvenței principale, trebuie avut în vedere că este posibil să se verifice doar o mare, în raport cu principala, în n ori mai mare decât frecvența. Alegem ca frecvență principală ω =1, care corespunde perioadei.

Să începem imediat verificarea cu frecvența „corectă” (prezentă în semnal). y n =sin2x. Pe fig. 20, acțiunile descrise mai sus sunt prezentate grafic și numeric. Trebuie remarcat faptul că rezultatul înmulțirii trece predominant deasupra axei x și, prin urmare, suma este vizibil mai mare decât zero (15,704>0). Un rezultat similar s-ar obține prin înmulțirea semnalului inițial cu q n =sin5t(armonica a cincea este prezentă și în semnalul studiat). Mai mult, rezultatul calculării sumei va fi cu atât mai mare, cu atât mai mare este amplitudinea semnalului testat în test.

Orez. 20. Verificarea prezenței componentei în semnalul studiat

q n = sin2t

Acum să efectuăm aceleași acțiuni pentru o frecvență care nu este prezentă în semnalul studiat, de exemplu, pentru a treia armonică (Fig. 21).

Orez. 21. Verificarea prezenței componentei în semnalul studiat

q n =sin3t

În acest caz, curba rezultatului înmulțirii (Fig. 21) trece atât în regiunea amplitudinilor pozitive, cât și a celor negative. Integrarea numerică a acestei funcții va da un rezultat aproape de zero ( ∑ =-0,006), ceea ce indică absența acestei frecvențe în semnalul studiat, sau, cu alte cuvinte, amplitudinea armonicii studiate este aproape de zero. Teoretic, ar fi trebuit să primim zero. Eroarea este cauzată de limitările metodelor discrete din cauza mărimii finite a adâncimii de biți și a ratei de eșantionare. Repetând pașii descriși mai sus de numărul necesar de ori, puteți afla prezența și nivelul unui semnal de orice frecvență care este un multiplu al purtătorului.

Fără a intra în detalii, putem spune că aproximativ astfel de acțiuni sunt efectuate în cazul așa-ziselor transformată Fourier discretă .

În exemplul considerat, pentru o mai mare claritate și simplitate, toate semnalele au avut aceeași schimbare inițială de fază (zero). Pentru a lua în considerare posibilele unghiuri de fază inițiale diferite, operațiile de mai sus sunt efectuate cu numere complexe.

Există mulți algoritmi pentru transformarea Fourier discretă. Rezultatul transformării - spectrul - este adesea prezentat nu ca o linie, ci ca una continuă. Pe fig. 22 prezintă ambele variante ale spectrelor pentru semnalul studiat în exemplul considerat

Orez. 22. Opțiuni de spectre

Într-adevăr, dacă în exemplul considerat mai sus am efectuat o verificare nu numai pentru frecvențe strict multipli ai fundamentalului, ci și în vecinătatea frecvențelor multiple, am constata că metoda arată prezența acestor oscilații armonice cu o amplitudine mai mare decât zero. . Utilizarea unui spectru continuu în studiul semnalelor este justificată și de faptul că alegerea frecvenței fundamentale în studii este în mare măsură aleatorie.

Analiza armonică a sunetului se numește

A. stabilirea numărului de tonuri care alcătuiesc un sunet complex.

B. stabilirea frecvenţelor şi amplitudinilor tonurilor care alcătuiesc un sunet complex.

Răspuns corect:

1) doar A

2) doar B

4) nici A, nici B

Analiza sunetului

Cu ajutorul unor seturi de rezonatoare acustice, se poate stabili ce tonuri sunt incluse într-un anumit sunet și care sunt amplitudinile acestora. O astfel de stabilire a spectrului unui sunet complex se numește analiza sa armonică.

Anterior, analiza sunetului a fost efectuată folosind rezonatoare, care sunt bile goale de diferite dimensiuni, cu un proces deschis introdus în ureche și o gaură pe partea opusă. Este esențial pentru analiza sunetului ca ori de câte ori sunetul analizat conține un ton a cărui frecvență este egală cu frecvența rezonatorului, acesta din urmă începe să sune tare în acest ton.

Astfel de metode de analiză sunt însă foarte inexacte și laborioase. În prezent, acestea au fost înlocuite de metode electroacustice mult mai avansate, precise și rapide. Esența lor se rezumă la faptul că vibrația acustică este mai întâi transformată într-o vibrație electrică cu păstrarea aceleiași forme și, prin urmare, având același spectru, iar apoi această vibrație este analizată prin metode electrice.

Unul dintre rezultatele esențiale ale analizei armonice se referă la sunetele vorbirii noastre. După timbru, putem recunoaște vocea unei persoane. Dar cum diferă vibrațiile sonore atunci când aceeași persoană cântă vocale diferite pe aceeași notă? Cu alte cuvinte, care este diferența în aceste cazuri între vibrațiile periodice ale aerului cauzate de aparatul vocal în diferite poziții ale buzelor și limbii și modificările formei cavității bucale și a faringelui? Evident, în spectrele vocalelor trebuie să existe câteva trăsături caracteristice fiecărui sunet vocal, pe lângă acele trăsături care creează timbrul vocii unei anumite persoane. Analiza armonică a vocalelor confirmă această presupunere, și anume: sunetele vocale se caracterizează prin prezența în spectrele lor a unor regiuni harmonice cu amplitudine mare, iar aceste regiuni se află întotdeauna pentru fiecare vocală la aceleași frecvențe, indiferent de înălțimea sunetului vocalic cântat. .

Ce fenomen fizic stă la baza metodei electroacustice de analiză a sunetului?

1) conversia vibrațiilor electrice în sunet

2) descompunerea vibrațiilor sonore într-un spectru

3) rezonanță

4) conversia vibrațiilor sonore în electrice

Decizie.

Ideea metodei electroacustice de analiză a sunetului este că vibrațiile sonore studiate acționează asupra membranei microfonului și provoacă mișcarea periodică a acesteia. Membrana este conectată la o sarcină, a cărei rezistență se modifică în conformitate cu legea de mișcare a membranei. Deoarece rezistența se modifică cu o putere constantă a curentului, se modifică și tensiunea. Ei spun că există o modulare a semnalului electric - există oscilații electrice. Astfel, baza metodei electroacustice de analiză a sunetului este conversia vibrațiilor sonore în cele electrice.

Răspunsul corect este numărul 4.