Дифузне і вільне звукове поле

Дифузне і вільне звукове поле. акустичні сигнали

Якщо в певну область звукового поля приходить одночасно велику кількість відбитих від стін, підлоги і стелі хвиль з різними амплітудами і фазами, то в такому приміщенні утворюється дифузне звукове поле. У дифузному поле інтенсивність звуку у всіх точках практично однакова. Для реальних умов поширення звуку ідеального вільного або дифузного поля не існує. В акустиці під поняттям вільного поля мають на увазі звукове поле, яке не містить перешкод для звуку.

Для практичних цілей вільне поле може бути створене в спеціальних безлунна камерах, а дифузне поле в спеціальних гучних камерах, що забезпечують багаторазові відбиття звуку від стін, підлоги і стелі.

Акустичні сигнали умовно ділять на первинні і вторинні. До первинних акустичним сигналам можна адресувати природні звуки, створювані живий або неживої природою: мова, шум лісу, водоспаду, вітру, більшість звуків, які супроводжують виробничу і побутову діяльність людини (шум машин, моторів, поїзди і ін.). Вторинними акустичними сигналами є штучно створені звуки. Такі звуки відтворюються спеціальними електроакустичними пристроями, наприклад звуковими генераторами, підсилювачами, магнітофонами, слуховими апаратами, аудіометр.

Як правило, всі первинні сигнали є випадковими в імовірнісному сенсі. Вони мають різну форму звукової хвилі, відрізняються по частотному складу і рівню. У аудіології та акустиці при вимірах і дослідженнях найбільш часто застосовують акустичні сигнали з синусоїдальною формою звукової хвилі однієї частоти. На практиці такі сигнали зустрічаються вкрай рідко, оскільки всі первинні звуки, які ми чуємо, набагато складніше за формою. Вони складаються з великого числа тонів, які лунають одночасно.

Складні за формою сигнали визначаються не тільки кількістю частотних складових, а також їх амплітудними і фазовими характеристиками. Є різні способи відображення акустичних сигналів. Найбільш часто їх графічно відображають як функцію змін звукового тиску в часі. При цьому по осі ординат відкладають в певному масштабі амплітудні або ефективні значення звукового тиску, а по осі абсцис - час.

Будь-яке періодичне гармонійнеколивання складної форми може бути представлено у вигляді суми найпростіших тональних коливань, кожне з яких має певну амплітуду, частоту і фазу. Сукупність цих частот, їх фазові і амплітудні характеристики утворюють спектр сигналу. Спектри сигналу представляють також у вигляді графіків.

Ці графіки показують, як розподіляються амплітуди або фази звукового тиску по частоті в фіксований момент часу або за деякий інтервал часу. Спектри звукового сигналу бувають лінійчатими, дискретними, суцільними. Так, безперервні, періодичні гармонійні сигнали характеризуються одиничним лінійчатим спектром. У його спектрі є одна лінія на одній частоті і певної амплітуди.

Дискретні спектри з декількома або багатьма частотних складових мають імпульсні тональні періодичні сигнали, окремі музичні та мовні звуки (голосні), а також модульовані по амплітуді або фазі тони. Суцільні акустичні спектри характерні для більшості первинних акустичних сигналів, таких, як мова, побутові, виробничі і природні шуми, одиночні і неперіодичні звуки. Ці спектри визначають спектральної щільністю або енергетичним спектром, які вимірюються як відношення інтенсивності звуку до смуги частот, що становлять ці звуки. Іншими словами, спектральної щільністю називають інтенсивність звуку в смузі частот, яка дорівнює 1 Гц.

Більшість промислових і побутових шумів мають нерівномірну спектральну щільність головним чином на низьких частотах. На рис. 2 представлені тимчасові і спектральні характеристики деяких простих і складних звукових сигналів. При необхідності більш повні відомості про тимчасові, амплітудних, фазових та інших характеристиках звукових і електричних сигналах Новомосковсктель може отримати в спеціальній літературі.