Лабораторная работа№3

1.Что такое звук? Какие параметры его характеризуют?

Звуком называется колебательное движение частиц упругой среды, распространяющееся в виде волн в газообразной, жидкой или твердой среде, которые, воздействуя на слуховой анализатор человека, вызывают слуховые ощущения.

Частота колебаний (f),

число полных колебаний в единицу времени.

Т – период колебаний.

Длина волны (λ), расстояние,

на котором укладывается один период колебания. Длина волны измеряется в метрах

(м). Длина волны и частота колебания связаны соотношением:

Амплитуда колебаний (А), наибольшее отклонение колеблющейся величины от состояния покоя.

2. Что такое амплитудно-частотная характеристика (ачх)?

Амплитудно-частотная характеристика.

Любое устройство, участвующее в записи или воспроизведении звука, должно передать весь спектральный состав сигнала, сохранив при этом соотношение амплитуд гармоник звука. Представление об этих возможностях дает амплитудно-частотная характеристика – АЧХ устройства (магнитофона, телевизора,

проигрывателя и др.). АЧХ показывает, какой относительный коэффициент передачи имеет устройство на воспроизводимых им частотах. Идеальной АЧХ является та,

при которой устройство равномерно воспроизводит все частоты звукового диапазона, т. е. коэффициент передачи или

усиления на всех частотах является постоянным.

3. Что называется микрофоном?

Микрофоном называется устройство, преобразующее звуковые

колебания в электрические. В настоящее время микрофоны находят широкое применение в качестве входного элемента в системах звукового вещания (радиовещания, телевидения), звукозаписи, звукоусиления, в концертно-театральной аппаратуре, медицине, измерительной технике и др.

4. Что называется громкоговорителем?

Громкоговорители – устройства, предназначенные для преобразования электрических колебаний звуковой частоты в акустические колебания среды – слышимый звук. Громкоговорители входят в состав звуковоспроизводящей аппаратуры (магнитофоны, радиоприемники, телевизоры и т.п.), а также выпускаются в отдельном корпусе, в виде акустической системы.

5. Что такое реверберация и от изменения каких параметров она зависит? Какое время реверберации считается оптимальным?

Время реверберации – важнейший фактор, определяющий акустическое качество помещения. Оно тем больше, чем

больше объем помещения и чем меньше поглощение на ограничивающих поверхностях. Величина времени реверберации влияет на степень разборчивости речи и качество звучания музыки. Если время реверберации излишне велико, то речь становится неразборчивой. При слишком малом времени реверберации речь разборчива, но звучание музыки становится неестественным. Оптимальное время реверберации в зависимости от объема помещения составляет около 1–2 с.

6. Что такое дифракция и интерференция звука?

Звуковая волна способна огибать препятствия, точником звука с одной и той же если ее длина больше размеров препятствия. Это явление называется дифракцией. Дифракция особенно заметна на низкочастотных колебаниях, имеющих значительную длину волны.

Если две звуковых волны имеют одинаковую частоту, то они взаимодействуют между собой. Процесс взаимодействия называется интерференцией. При взаимодействии синфазных (совпадающих по фазе) колебаний происходит усиление звуковой волны. В случае взаимодействия противофазных колебаний результирующая звуковая волна слабеет. Звуковые волны, частоты которых значительно отличаются друг от друга, не взаимодействуют между собой.

7. Для каких целей в акустике используются логарифмические единицы?

8. Какие искажения могут возникать при звуковоспроизведении? Как они воспринимаются на слух?

Нелинейные искажения – вызваны нелинейностью системы обработки и передачи сигнала. Эти искажения вызывают появление в частотном спектре выходного сигнала гармонических составляющих, отсутствующих во входном сигнале (изменения формы колебаний). Это происходит, когда характеристика выходного сигнала нелинейно зависит от входного. На слух нелинейные искажения воспринимаются как хриплый дребезжащий звук. Количественно нелинейные искажения оцениваются коэффициентом нелинейных искажений (КНИ) или коэффициентом гармоник. Типовые значения КНИ: 0 % – синусоида; 3 % – форма, близкая к синусоидальной; 5 % – форма, приближенная к синусоидальной (отклонения формы уже заметны на глаз); до 21 % – сигнал трапецеидальной или ступенчатой формы; 43 % – сигнал прямоугольной формы. Для высококачественной аппаратуры коэффициент нелинейных искажений не должен превышать 1 %.

Частотные искажения– вызваны не идеальностью АЧХ системы обработки и передачи сигнала. Частотные искажения заметны на слух в виде искажения тембра звука. Например, ослабленное воспроизведение высших частот звукового диапазона делает звук глухим, лишенным звонкости. Ослабленное воспроизведение низших частот звукового диапазона, напротив, придает звуку неприятный металлический оттенок. Величину частотных искажений наглядно показывает АЧХ. Показателем степени частотных искажений, возникающих в каком-либо устройстве, служит неравномерность его амплитудно-частотной характеристики, количественным показателем на конкретной частоте спектра сигнала является коэффициент частотных искажений. Коэффициент частотных искажений – отношение коэффициента передачи на частоте 1000 Гц к его значению на данной частоте. Приведенная на рисунке 121 частотная характеристика имеет спад в области низких и высоких звуковых частот относительно частоты 1000 Гц. Частотные искажения незаметны на слух, если неравномерность частотной характеристики не превышает ±2 дБ.

Фазовые искажения вызваны не идеальностью фазочастотной характеристики (ФЧХ) системы обработки и передачи сигнала (Фазочастотная характеристика – частотная зависимость разности фаз между выходным и входным сигналами). Искажения, вызванные нарушением фазовых соотношений между отдельными спектральными составляющими сигнала при передаче по какому-либо каналу связи.

Динамические искажения вызваны не идеальностью динамических характеристик (быстродействие, перерегулирование и т. д.) системы обработки и передачи сигнала. Искажения формы сигнала из-за ограниченной скорости нарастания выходного напряжения при быстрых изменениях входного напряжения.