|
| |
|
Главная Журналы Собой примерно на 10 дб (см. рис. 1-10). Эти ступени ОТ самых тихих до самых громких обозначаются: пиано-пианпссимо - ррр пианиссимо -рр пиано -р меццо-ниапо -тр меццо-форте -т[ форте -f фортиссимо - форте-фортиссимо -fff 3. Тембр звучания зависит от числа и соотношений величины сопровождающих основной тон колебаний. Ни один лгузыка,пьный инструмент не дает простых синусоидальных колебаний, соответствующих чистому тону. Помимо чистого тона всегда имеют место другие периодические колебания, называемые гармониками. Гармоники, имеющие частоты выше частоты основного тона, называют обертонами, а колебания с меньшей частотой - унтертонами. Частоты гармоник относятся к частоте основного тона, как натуральный ряд чисел. 4. Долгота звука применяется в музыке, где время измеряется не в секундах и минутах, а в долях времени звука целой ноты. Задаются теми, ритм (например: медленно, спокойно, быстро и т. и.). Одно и то же музыкальное произведение может исполняться несколько быстрее или медленнее. Мелодия при этом не изменится. Важно только, чтобы было сохранено правильное соотношение между длительностью основной музыкальной единицы и ее частей. В музыке пользуются шестью ступенями долготы звука, причем каждая нота обозначается как целое, половина, четверть, восьмая, шестнадцатая и тридцать вторая. Искажения при звукопередаче. Мы познакомились с физической природой звука, источниками звука, с особенностями речи, музыки, шумов, с восприятием звука органами слуха, узнали, что, исходя из физических величин, характеризующих слух и источники звука, к аппаратуре записи и воспроизведения звука предъявляются соответствующие требования. Однако построить идеальную аппаратуру для записи и последующего воспроизведения звука не удается но ряду технических причин. Аппаратура записи, усиления и воспроизведения звука вследствие отклонения реальных характеристик от идеальных приводит к искажениям звука. Как при любом методе звукопередачи (по проводным каналам связи, но радио), так и при записи звука с последующим воспроизведением выходной сигнал связан с входным сигналом цепью различных преобразований. При магнитной записи звука преооразования сигнала происходят в микрофоне, усилителе, записывающей головке, магнитной ленте, воспроизводящей головке, усилителе воспроизведения и громкоговорителе. Каждое из этих звеньев в процессе преобразования искажает сигнал. Качество того или иного из них помимо чувствительности оценивается еще величиной искажений, которые им вносятся в передаваемый сигнал. Совершенно очевидно, что чем их больше, тем больше искажается сигнал. Снижение искажений, меры и методы исправления искажений сигнала, передаваемого по какому-либо каналу, составляют одну из важнейших технических задач. Какие же основные искажения звука или сигнала различают? Это нелинейные, частотные, фазовые искажения и детонации. Нелинейные искажения возникают при прохождении через тракт звукопередачи при наличии в одном из его звеньев нелинейной зависимости между входным и выходным сигналами, что может вызвать появление новых синусоидальных составляющих сигналов. Основным условием неискаженной передачи является правильная передача амплитуд и частот синусоидальных составляющих сигнала, а не формы кривой, представляющей этот сигнал во времени, так как последняя может быть искажена вследствие только лишь фазовых искажений. Нелинейные искажения, возникающие в том или ином звене тракта, субъективно воспринимаются как дребезжание, хрины и изменения тембра. Нелинейные искажения являются важнейшим показателем качества любого звена или всего тракта звукопередачи. Они оцениваются коэффициентом нелинейных искажений, минимальное значение которого составляет примерно 4%, когда при передаче речи и музыки начинают восприниматься на слух. Частотные искажения возникают в случае изменения на выходе соотношения амплитуд колебаний в зависимости от частоты при одинаковых амплитудах колебаний различных частот на входе. Частотные искажения оценива-югся с помощью частотной характеристики - графика зависимости одного из показателей устройства или материала (например, для магнитной ленты) от частоты (рис. 1-12). Идеальная частотная характеристика представляет собой прямую линию, параллельную оси абсцисс в заданном диапазиас частот. Наиболее распространен способ нанесения частотной характеристики на сетку, у которой но оси ординат откладываются значения исследуемой величины в линейном масниабе, а но оси абсцисс - частоты в логарифмическом масштабе. Частотная характеристика может бьггь представлена также в табличной форме. Часто указывается только ве- да в 20 18 16 14 12 10 20д6=1:10в Идеальная кривая
50 100 200 400 1000 20O0 8 8 8 10000 800 goo И (o co Рис. 1-12 Частотная характеристика личина отклонения от прямой (неравномерность частотной характеристики) в заданном диапазоне частот. Так как каждое звено тракта звукопередачи вносит частотные искажения, может оказаться, что частотные искажения всего тракта или устройства будут превышать допустимую величину. Для того чтобы передача амплитуд сигнала на всех частотах была одинаковой, вводят специальные корректируюгцие цени или элементы с такой частотной характеристикой, чтобы результирующая частотная характеристика удовлетворяла поставленным требованиям. Чаще всего такие цепи или элементы (каскады) вводят в усилители. В современных усилителях записи и воспроизведения звука часто результирующей характеристике придают такую форму, чтобы получить лучтпее качество воспроизведения звука, учитывая частотные искажения, создаваемые в других звеньях тракта звукопередачи: магнитной лентой, громкоговорителями, магнитными головками и т. п. Такое исправление результирующей частотной характеристики тракта звукопередачи называется коррекцией частотной характеристики. На слух частотные искажения ощущаются как изменение тембра звука, бубнения, более приглушенного или ЗВОНКОГО звучания, подчеркивания свистящих и шипящих звуков. Почти все устройства звуковоспроизведения имеют регуляторы тембра, позволяющие менять частотную характеристику устройства. Фазовые искажения оказывают малое влияние на качество передачи звука в звуковой кинематографии и радиовещании, и потому мы на них останавливаться не будем. (Они имеют большое значение в телевидении.) Кроме этих основных искажений при записи звука может ощущаться детонация - отклонение от нормальной высоты тона. При вокальном исполнении детонация чаще всего означает понижение высоты звука. При воспроизведении фонограмм детонация возникает из-за непостоянства скорости продвижения ленты в месте чтения. Колебания скорости вызывают искажения звука, подразделяющиеся на детонации первого и второго рода. К детонации первого рода относятся низкочастотные колебания 10-12 гц , которые воспринимаются как «плавание» звука. К детонациям второго рода относятся высокочастотные колебания от 12 до 300 гц. Детонации второго рода могут вызываться рядом причин, в частности проскальзыванием ленты в магнитофонах. Допустимые значения детонаций, не воспринимаемых нашим слухом, тем больше, чем меньше громкость и чем меньше частота воспроизводимого звука. Например, при одинаковой громкости допустимые значения для частоты 1000 гц составляют 0,15-0,2%, а для частоты 125 гц - около 2,5%. В области воспроизводимых частот искажения, обусловленные колебаниями скорости фонограммы +0,2-;-0,3%, не воспринимаются. В целях уменьшения детонаций применяют стабилизаторы скорости (маховики) и механические фильтры. На других видах звуковых искаигенип, имеющих слон;-ную природу и практически менее важных, мы останавливаться не будем. § 4. АКУСТИКА ПОМЕЩЕНИИ Звук распространяется прямолинейно, как пучок света. Если на пути распространения звука возникнет препятствие, например стена, то часть звуковой энергии отразится обратно, часть пройдет сквозь стену,  a часть поглотится самой стеной. На рис. 1-13 схематично изображен процесс отражения н поглощения звука. Если обозначить звуковую энергию, падающую на препятствие, через /„д, поглощенную энергию через /„огл, а отражаемую энергию через / то отношение г~=: J пал называется коэффициентом отражения звука, а отношение =а называется коэффициентом поглощения звука. п а д Коэффициенты аир зависят от материала, на который надает звук, и определяются его физическими свойствами. Необходимо отметить, что коэффициент Р всегда меньше единицы. Это значит, что .любой материал не может полностью отразить звуковую энергию и часть энергии неизбежно ног.лощает. При отражении от иренятствия звук подчиняется двум законам: 1) угол падения равен углу отражения и 2) падающий и отраженный звук лежат в одной плоскости. Если на пути распространения звука возникнет препятствие, то не всегда звук отразится от него. Когда размеры иренятствия меньше, чем половина длины волны, падающие на него звуковые волны обогнут это препятствие и будут распространяться дальше. Это явление огибания препятствий называется дифракцией. Распространение звука в закрытом помещении. Если источник звука и слушатель находятся на открытом воздухе, то до слутпателя доходят звуковые волны то.лько непосредственно от источника звука (прямые звуковые волны). Если же вблизи находится какая-либо отражающая поверхность, например стена дома, то помимо прямых звуковых волн до слушателя могут доходить волны, отраженные от стены. В закрытом помещении отражающих поверхностей по меньшей мере шесть: потолок, пол и четыре стены. В каком бы направлении ни распространялась звуковая волна, она неизбежно достигнет отражающей поверхности, отразится и, изменив свое первоначальное направление, снова будет двигаться до встречи с препятствием, затем Рис. Т-13. Процесс отражения и поглощения звука: 1 - падающая звуковая энергия; 2 - отра-женпая; 3 - прошедшая; Yc - угол падения; у,- угол отражения опять отразится и т. д. Если бы не было потерь звуковой энергии на границах отражений, то этот процесс продолжался бы бесконечно долго. Но так как при всяком отражении часть энергии поглощается, то процесс отражений постепенно прекратится. Рассмотрим картину, возникающую в какой-либо точке помещения в момент включения источника звука. Прежде всего до слушателя дойдут прямые звуковые волны, так как путь их наиболее короткий. Через некоторое время уха слушателя достигнут отраженные волны, прошедшие более длинный путь. Затем прибавятся еще новые отраженные волны, прошедшие еще более длинный путь, и т. д. Значит, сила звука, воспринимаемого слушателем, будет все время увеличиваться за счет прибавки звуковой энергии от отраженных во.лн. Но так как чем позже приходит отраженная волна, тем меньше она несет в себе энергии (ибо раз она позже приходит, значит, она претерпела больше отражений, а следовательно, потеряла больше энергии), процесс прироста звука все меньше и меньше заметен и, наконец, практически совсем пpeкpaпaeтcя. Точно такая же картина имеет место в любой другой точке помещения и, следовательно, во всем помещении. Этот процесс заполнения помещения звуковой энергией прекратится тогда, когда количество звуковой энергии, излучаемой источником звука в определенный промежуток времени, уравновесится количеством энергии, которая теряется за тот же промежуток времени в результате поглощения отражающими поверхностями. Такое состояние называется стационарным и продолжается оно до тех пор, пока включен источник звука. Как только источник звука выключится, звуковая энергия начнет убывать, ибо процесс поглощения отражающими поверхностями продолжается, а потери энергии не восполняются. Слушате.ль сначала перестает слышать прямые волны, затем отраженные и т. д. Таким образом, как процесс заполнения помещения звуковой энергией, так и процесс убывания ее происходят постепенно. Теоретически эти процессы происходят скачками, но ввиду того, что эти скачки малы и быстро следуют друг за другом, практически считают, что процесс идет непрерывно. Процессы нарастания звука, спадания его, а также стационарный режим показаны на рис. 1-14. Следовательно, всякий звук в помещении д.лится дольше, чем на 0 1 2 3 [ 4 ] 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||