Высота сложных звуков

Перейдем теперь к обсуждению проблемы высоты сложных звуков. [c.50]

ВЫСОТА СЛОЖНЫХ ЗВУКОВ [c.50]

Особенности восприятия высоты сложных звуков в значительной мере определяются нелинейностью слуха. Среди комбинаций частот, обязанных своим появлением нелинейности, наиболее важны разностный тон где /г > [c.59]

За более чем вековую историю разработки проблемы высоты звука было высказано много соображений о возможных механизмах оценки высоты в слуховой системе. Наиболее древними из них являются теория места и временная теория, которые неоднократно упоминались выше. Однако теории эти являются слишком частными и зачастую вступают в противоречие с опытными данными. И только за последние 15 лет начали появляться модели, которые опираются как на спектральные, так и на временные механизмы слухового анализа, что позволяет делать на их основе не только качественный, но и количественный прогноз высоты сложных звуков. Прогресс в моделировании тесно связан с применением современных средств цифровой вычислительной техники. [c.60]

Линеаризовав последнее выражение, Голдстейн пришел к простой формуле, что позволило произвести сравнение с опытами по оценке высоты сложных звуков, в частности по точности оценки высоты, сдвигу высоты, явлению комбинационных тонов и др. [c.61]

Следует признать, что модель А. С. Колоколова представляет на сегодня одну из наиболее глубоко проработанных комплексных спектрально-временных моделей высоты сложного звука. [c.68]

Под высотой тона понимается субъективное восприятие частоты звука. Высота сложного звука определяется частотой основного тона. Отдельные музыкальные звуки могут иметь до 16 и более обертонов (например, звуки рояля). [c.58]

Обертоны — составляющие сложного колебания, выделенные при его анализе и имеющие более высокие частоты, чем основная составляющая (которая имеет определяющую высоту тона). Состав обертонов сложного звука определяет его качественную окраску. [c.167]

Более сложные звуки являются смесью тонов, результатом суперпозиций чистых тонов с частотами v, 2v, 3v,. ... Высота звука определяется основной частотой v. Гармоники же (обертоны) с частотами 2v, 3v,. .. создают тембр звука. Амплитуды Лг, 3, гармоник, вообще говоря, меньше амплитуды Ai основного тона, а фазы ф2, Фз, . гармоник могут быть самыми произвольными [c.397]

Высота тона и частота не являются синонимами еще и по той причине, что сложные звуки часто обладают определенной высотой, но в действительности состоят из целого ряда частот. Так, например, звук скрипки имеет определенную высоту, но содержит множество гармоник, имеющих различные частоты. [c.77]

Высота, которую обычно приписывают такому звуку,— это высота основной частоты, или первой гармоники однако, как оказывается, если из такого сложного звука убрать основную частоту, его высота останется для слушателя той же, изменится только окраска тона, или тембр. Это следует считать слуховой иллюзией показано, что в подобных случаях отсутствует возбуждение в том участке улитки, который обычно возбуждается на основной частоте. [c.77]

Главное сходство в восприятии высоты чистых и сложных тонов заключается в так называемом аналитическом способе восприятия сложного тона, когда разрешаемые слуховой системой по частоте компоненты сложного звука выслушиваются отдельно, т. е. им приписываются высоты, близкие к тем, которые имеют одиночные чистые тоны с частотами, равными частотам компонент. Основное же различие состоит в возможности слитного слухового восприятия сложного тона. Такой способ восприятия получил название синтетического. Он, в частности, ответствен за восприятие высоты остатка. [c.51]

Ом (Ohm, 1843), анализируя опыты Зеебека, предположил, что в звуке сирены кроме основной частоты содержатся и более высокие гармоники и что человеческое ухо способно производить спектральный анализ по Фурье, т. е. разлагать сложное колебание на составляющие его синусоидальные компоненты. Таким образом, по идее Ома, различные высоты в сложном звуке определяются в слуховой системе реальными синусоидальными колебаниями. Последнее предположение известно как акустический закон Ома. [c.51]

Многие теоретические работы ХУП —XIX вв. связаны с изучением высоты тона и качества звука, создаваемого музыкальными инструментами. Исследованиями в этой области занимались знаменитые ученые Ж. Даламбер, Ж- Лагранж, Д. Бернулли, Л. Эйлер. Действительно, гармонический анализ звука возник в связи с решением некоторых проблем по исследованию теплоты. Ж. Фурье использовал бесконечные тригонометрические ряды (которые теперь носят его имя), чтобы описать более сложные функции в своем трактате Аналитическая теория теплоты (1822 г.). В 1843 г. немецкий физик Г. Ом открыл, что сложные звуки можно раскладывать в ряды одиночных тональных колебаний и математически выразил это с использованием рядов Фурье, что было важно для исследования не только акустических, но и любых других сигналов. [c.8]

Музыкальные звуки, как правило, характеризуются более или менее четко выраженными периодом колебаний, линейчатым спектром, а также громкостью, высотой и тембром. Почти все музыкальные звуки или их комбинации, в том числе и музыкальные созвучия, являются сложными звуками. Исследования по распознаванию гармонических и мелодических музыкальных интервалов [4] показали, что даже квалифицирован- [c.64]

ТЕМБР, качество звука, воспринимаемое слухом и отличающее друг от друга тоны одной и той же высоты. Т. звука обусловлен рядом физич. свойств звука. Весьма существенно Т. зависит от формы кривой звукового колебания [1, , ]. Как известно, сложной формы кривая м. б. разложена на простые гармонические составляющие (см. Гармонический анализ)-, диаграммы, характеризующие относительную силу основного тона и различных гармоник, носят название звукового спектра (примеры зву- [c.400]

Поскольку звук распространяется прямолинейно, то исключительное значение имеет высота расположения источника над уровнем земной поверхности. Чем выше расположен источник звука, тем на больший район вокруг ТЭЦ Он может о-казывать воздействие. Охлаждаемая поверхность градирни, трансформаторы, газораспределительные устройства располагаются сравнительно низко их влияние ограничивается зданиями, расположенными в непосредственной близости от них. Для снижения вредного воздействия от шума этих устройств бывает достаточно установить экранирующую звук стенку вблизи источника. Сложнее обстоит дело с борьбой против шума из высотных источников. На рис. 17.9 показан шумоглушитель, устанавливаемый на выходе сбросных паропроводов от предохранительных клапанов над кровлей главного корпуса. [c.258]

Чистые тоны и периодические звуковые колебания сложной формы воспринимаются на слух как музыкальные звуки, имеющие определенную высоту . Чем больше основная частота звука, тем выше кажется нам звук. Ухо очень чувствительно к небольшим изменениям частоты и может различать синусоидальные тоны, разнящиеся по частоте всего на 0,2%, на частотах от 500 до 4000 Гц. На более низких, а также на более высоких частотах едва различимое на слух изменение частоты растет. На рис. 1.6 изображены кривые едва различимого на слух изменения частоты, называемого дифференциальным порогом ощущения частоты. Такая большая точность слуха по частоте влечет за собой, например, очень жесткие требования к точности хода лентопротяжных механизмов, радиовещательных аппаратов записи звука и к постоянству скорости ращения граммофонных пластинок. [c.22]

Явление преломления и отражения звука на границах раздела слоев воздуха различной температуры делает законы распространения звука в атмосфере более сложными. Например, при изучении слышимости звука взрыва давно уже наблюдали отражение звуковых волн от слоя атмосферы на высоте 40 — 50 км, вследствие чего взрыв бывает слышен на очень большом расстоянии и совершенно це слышен на более близких расстояниях, куда не доходила прямая волна взрыва. [c.508]

ОСНОВНОЙ частоты (иногда называемой первой гармоникой) или, напрягая губы, колебание которых заменяет образование вихрей в блок-флейте, может заставить звучать вторую, третью или множество других гармоник так как по высоте звука низкие гармоники разделены большими интервалами (рис. 10), на таком инструменте, как горн, трудно сыграть что-нибудь более сложное, чем песенка Берн ложку, бери хлеб , содержащую преимущественно интервалы I) квинту и кварту. Играя на трубе, это затруднение можно обойти, потому что труба практически состоит как бы сразу из трех горнов с общими мундштуком и раструбом, но с корпусами различной длины, которые можно открывать и закрывать, пользуясь клапанами. Благодаря этому на трубе можно получить значительно большее число гармоник. [c.50]

Заметим, что в соответствии с формулами (УП.8)—(VII. 15) коэффициенты отражения и прохождения практически не зависят от частоты, если не считать возможной зависимости из-за дисперсии скорости звука в релаксирующих средах. Однако эта дисперсия обычно столь мала, что она не может заметно повлиять на разность волновых сопротивлений, определяющую величину коэффициента отражения на границе с данной средой. Поэтому полученные результаты справедливы также и для немонохроматических волн со сложным спектром, в частности для ультразвуковых импульсов. В силу сказанного, относительный спектральный состав, т. е. форма огибающей импульса, не должен изменяться при отражении и прохождении изменяются лишь абсолютные значения амплитуд гармоник и высота импульса в соответствии с величиной коэффициентов отражения и прохождения. Коэффициент отражения от границы раздела сред при нормальном падении волны, очевидно, не должен зависеть и от поглощения ультразвука в этих средах. [c.147]

При изучении интегральных характеристик С. большое внимание уделяется исследованиям явлений слухового утомления, нелинейности С. и связанным с ней вопросам комбинациоп 1ые тона, субъективные тона, определение высоты сложных звуков и т. д.). [c.561]

Таким образом, временная теория высоты не может дать удовлетворительного объяснения аномалий высот чистого тона, а теория места эти явления объясняет. Однако временная теория во многих других отношениях хорошо согласуется с результатами психоакустических и нейрофизиологических экспериментов, о чем пойдет речь ниже при рассмотрении высоты сложных звуков и моделей высоты. [c.45]

Сложными мы будем называть звуки со спектром, отличным от спектра одиночного чистого тона. Сюда мы отнесем звуки, состоящие из двух чистых тонов, музыкальные тоны, периодические последовательности импульсов, амплитудно- и частотно-модулированные сигналы, а также различные шумы. Проблема высоты сложных звуков в последние 20 лет привлекала исключительное внимание исследователей. В ней сфокусировались многие важные аспекты слухового анализа дуализм частотной и временной обработки, форма частотной характеристики слухового фильтра, происхождение и роль нелинейности, взаимоотношение центрального и периферического в слухе и др. Однако было бы неправильно остроту зтой проблемы относить целиком к нашему времени. Уже в XIX в., как следует из работ выдающихся ученых того времени — Зеебека, Ома, Гельмгольца, Релея, Вундта и др., — проблеме высоты сложного звука уделялось много внимания. Пожалуй, ни в какой другой области психоакустики не возникало столько противоречивых гипотез, теорий, интерпретаций результатов опытов, как в проблеме высоты сложного звука. [c.50]

Рис. 27. Сдвиг высоты сложного звука при расстройке частоты одной из гармоник в его спектре (по Moore, Glasberg, 1985).

Неоднозначность, неопределенность, а иногда и противоречивость жспериментальных результатов по оценке высоты различных периодических звуков породили различные названия высоты высота тона, высота сложных звуков, высота остатка, высота периодичности, высота повторения и, наконец, виртуальная высота. Вайтман икел понятие выраженность высоты . Он связывал ее с ясностью, четкостью, выраженностью, силой восприятия высоты сигнала на данной частоте и оценивал ее в своей модели амплитудой максимума [c.65]

Модель восприятия высоты А. С. Колоколова. Представляет значительный интерес модель высоты сложных звуков А. С. Колоколова (Колоколов, 1985), совмещающая как спектральную, так и временную обработку. В ней предусмотрены следующие преобразования входного сигнала грубый спектральный анализ с помощью гребенки полосовых фильтров однополупериодное выпрямление сигналов на выходе фильтров и последующее их сглаживание использование групп разнопороговых нейронных элементов, на которые поступают сглаженные сигналы генерирование независимых случайных последовательностей импульсов на выходе пороговых элементов вычисление гистограмм межимпульсных интервалов в каждом частотном канале вычисление значений кратковременного амплитудного спектра, пропорциональных средней частоте импульсации в данном частотном канале вычисление обостренного спектра, уменьшающего маскирующее влияние шума за счет латерального торможения вычисление совокупной (по всем частотным каналам) гистограммы межимпульсных интервалов путем суммирования взвешен- [c.66]

Звуковые колебания, не под-чиняюп неся гармоническому закону, воспринимаются человеком как сложный звук, обладающий тембром. При одной высоте тона звуки, издаваемые, например, скрипкой и пианино, отличаются тембром. [c.224]

ВЫСОТА ЗВУКА — субъективное качество слухового ощущения, позволяющее распо.чагать все звуки но щкале от низких к высоким. Для чистого тона она зависит гл. обр. от частоты (с ростом частоты В. з. повышается), но также и от его интенсивности. Б. з. со сложным спектральным составом зависит от распределения энергии по пткале частот. В. з. измеряют в молах тону с частотой 1 кГц и звуковым давлением 2-10 Па приписывают высоту 1000 мел в диапазоне 20 Гц 9000 Гц укладывается ок.. 3000 мел. Измерение высоты произвольного звука основано на способности человека устанавливать равенство высот двух звуков или их отно1иение (во сколько раз один звук выше или ниже другого). [c.372]

Модель центральногэ процессора. Голдстейн (Goldstein, 1974) предложил следующую модель высоты сложных периодических сигналов. Сначала в обеих улитках анализируется спектр сигнала с помощью набора N узкополосных фильтров. На выходе каждого фильтра сигналы суммируются со случайным сигналом, имитирующим спонтанную нейронную импульсацию. На этом уровне сигналы рассматриваются как некоторые случайные частоты, флюктуирующие около центральных частот фильтров. Эти частотные сигналы подаются далее на центральный процессор, который оценивает среднее значение основной частоты. Полученная оценка используется для суждения о высоте звука. [c.60]

Маскирование одного звука другим [1,, ]. Новый метод исследования созвучий при помощи определения степени маскирования, или заглушения, разработан Виджелем и Леном [ 2] и состоит в том, что при помощи аудиометра определяется при различных частотах прирост порога слышимости (в дб) на фоне исследуемого звука, и в результате строится аудиограмма, характеризующая частотный спектр этого звука в таком виде, как он воспринимается ухом. На фиг. 23 сплошная кривпя показывает, что маскировка чистым тоном р постоянной высоты 1 200 Н2 и с силой 80 дб нижележащих тонов относительно невелика, она стремится к максимуму при близком соседстве исследуемого д тона с маскирующим р в той области, где слышатся биения (заштриховано), маскировка уменьшена, так как биения позволяют легче заметить исследуемый тон. Особенно существетю отметить, что в области тонов 2р, Зр и т. д. появляются максимумы маскировки, что указывает на образование сильных субъективных обертонов. На фиг. 23 пояснен состав сложного звука, как он слышится уху, при переходе исследуемого тона в область выше кривой маскировки интересно отметить, что между частотами р и 2р на фоне маскирующего тона появляется первым не тон д, а разностный тон (р — 5) и только при большей силе становится слышным тон д, а далее все другие комбинационные тоны. Исследование методом маскировки показывает, что для низких тонов субъективные обертоны появляются раньше, чем основной тон достигает поро- [c.127]

Можно привести такой пример фирма Пратт-Витией (США) выпускала копировально-фрезерный станок типа Келлер марки BL, который имел 47 органов управления, расположенных в четырех местах станка и шкафа управления выпускавшийся в станкостроительном объединении им. Я. М. Свердлова (Ленинград) копировально-фрезерный станок модели 6441-Б имел всего 14 органов управления, собранных на шпиндельной бабке. Известно, что каждый предмет в общем виде обладает двадцать одним чувственным признаком. Для осязания таких признаков девять телесность, величина, вес, теплота, сдавливаемость, плоскостность формы, удаление, направление, движение. Для зрения— семь цвет, телесность, величина, плоскостность формы, удаление, направление, движение. Для слуха—три протяженность звука во времени, высота звука, тембр. Для обоняния и вкуса—по одному чувственному признаку. Вопросы мышления и внимания с точки зрения инженерной психологии более сложны в отношении классификации. [c.73]

Скорость звука. Значительная неравномерность распределения влаги по высоте турбинных ступеней большой веерности приводит к необходимости учета изменения распространения скорости звука во влажном нар по сравнению с перегретым. Теоретические и экспериментальные исследования [7.15] показывают, что процесс распространения звука во влажном паре существенно сложнее по сравнению с таким процессом в однофазной среде. Скорость звука во влажном паре зависит от температуры пара и жидкости, давления, времени релаксации обмена междуфазовых процессов, скорости пара и жидкости и т. д. На рис. 7.24 приведены результаты проведенного в МЭИ расчета относительной скорости звука (а = где а и — скорость звука во влажном паре и перегретом паре) в зависимости от степени влажности за решеткой у и безразмерного времени релаксации межфазового обмена импульсом Тд = i/3 dl gPs)/ i ) для интервала температур пара (35—70) °С, где Рг — плотность жидкой фазы dg — среднемассовый диаметр капель — средняя скорость пара в канале р., — коэффициент динамической вязкости пара Ь — хорда лопатки. [c.296]

Для звука, состоящего из ряда составляющих, его высота связана с частотами и интенсивностями доставляющих сложным образом. В тех случаях, когда надо выдержать субъек тивный масштаб по частоте, пользуются зависимостью рис. 2.6. Приближенно этот масштаб считают линейным до частоты [c.20]

К сожалению, картина стоячих волн в малом помещении чрезвычайно сложна ввиду всевозможных комбинаций из его длины, ширины и высоты, которые и определяют частоты возможных резонансов. Если у нас нет под рукой счетной машины, то нам придется долго трудиться, рассчитывая частоты всех резонансов, получивших название нормальных или собственных колебаний. Субъективный эффект этих нормальных частот — двоякий во-первых, при постоянной частоте звука можно, двигаясь по помещению, попадать то в участки с повышенной интенсивностью звука, то в участки с пониженной интенсивностью во-вторых,— любители петь в ванной комнате знакомы с этим — некоторые ноты получают преимущество, выделяются и усиливаются. Нота, которая так жиденько звучала в спальне, в ванной комнате будет спета прелестно и полнозвучно. [c.180]

Пример продольного удара представлен на рис. 245, где груа С падает на заплечики стержня с высоты /г. Вследствие большой скорости приложения ударной нагрузки процесс деформирования стержня при этой нагрузке должен существенно отличаться от того, какой мы имеем при статическом ее приложении. В самом деле, известно, что упругая деформация распространяется в теле со скоростью, равной скорости распространения в нем звука. Скорость эта очень велика, тогда как скорость приложения статической нагрузки, а следовательно, и скорость возрастания деформаций стержня малы. Поэтому к моменту, когда статическая нагрузка достигнет своей окончательной величины, деформация успевает распространиться на всю длину стержня. При ударной нагрузке, если длина стержня не очень мала, за очень короткое время удара деформации распространяются лишь на некоторую часть длины стержня. Таким образом, действие ударной нагрузки концентрируется лишь на некотором участке длины стержня, вследствие чего деформации оказываются большими, чем при статической нагрузке. После окончания приложения ударной нагрузки эти деформации распространяются на следующий участок длины стержня, в то время как на первом участке они убывают до величин статических деформаций, и т. д. В результате мы получаем волновой харак тер распространения деформаций, а следовательно, и напряжений по длине стержня, причем волны деформаций и напряжений, достигнув защемленного конца, отражаются от него, создавая деформации и напряжения обратного знака. Эти явления еще осложняются тем, что при распространении деформации по длине стержня силы инерции масс частей стержня оказываются различными. Еще большие осложнения вносит пластическая деформация, если она происходит, так как скорость ее распространения, в отличие от упругой деформации, не постоянна, а изменяется с изменением соответствующего ей напряжения. Таким образом, напряженно-деформированное состояние стержня при ударном приложении нагрузки оказывается весьма сложным, причем продольный удар сопровождается всегда продоль- [c.432]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...