Физическая энциклопедия ЗВУКА АНАЛИЗ
ЗВУКА АНАЛИЗ
разложение сложного звук. процесса на ряд простых колебаний. Применяются два вида З. а.: частотный и временной. При частотном З. а. звук. сигнал представляется суммой гармонич. составляющих, характеризующихся частотой, фазой и амплитудой. Частотный З. а. позволяет получить распределение амплитуд составляющих по частотам (рис.), т. н. частотно-амплитудные спектры, и, реже, распределение фаз частотных составляющих (фазочастотные спектры). Зная спектр шума, напр. автомобиля, т. е. зная частоты и амплитуды его гармоник, можно рассчитать конструкцию глушителя. Знание спектров речевых и муз. сигналов позволяет правильно рассчитать частотную хар-ку передающих трактов, чтобы обеспечить необходимое кач-во воспроизведения. Форма колебаний (сверху) и частотно-амплитудный спектр (снизу) звуков рояля (осн. частота 128 Гц). Для расчёта усталостной прочности конструкции ракеты и предотвращения её разрушения под действием шумов Двигателей необходимо знать частотный спектр звука двигателя. При временном З. а. сигнал представляется суммой коротких импульсов, характеризующихся временем появления и амплитудой. Методы временного З. а. лежат в основе принципа действия гидролокаторов и эхолотов. На практике часто возникает необходимость в хар-ке, дающей общее представление об изменении сигнала во времени без его разложения на гармонич. составляющие. В кач-ве такой временной хар-ки часто пользуются т. н. корреляц. ф-цией, к-рая определяется как среднее по времени результата перемножения анализируемого сигнала, напр. p(t) на его значение через определ. промежуток времени (автокорреляция) либо на второй анализируемый сигнал, принятый через нек-рый интервал времени (взаимная корреляция). Методами корреляц. анализа решаются такие задачи, как предсказание хар-ра изменения процесса во времени, выделение слабых акустич. сигналов на фоне помех, измерение искажений вещательных сигналов при передаче через электроакустич. системы и др. По корреляц. ф-циям могут быть найдены многие фнз. хар-ки акустич. процессов, систем и звук. полей, представляющие практич. интерес.
Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1983.
ЗВУКА АНАЛИЗ
- разложение сложного звукового сигнала на ряд простых составляющих. Чаще всего применяются частотный и временной 3. а. При частотном 3. а. звуковой сигнал представляется суммой синусоидальных составляющих, характеризующихся частотой, фазой и амплитудой. Частотный 3. а. позволяет получить распределение амплитуд составляющих по частотам (т. н. амплитудно-частотные спектры) и распределение фаз составляющих по частотам (фазочастотные спектры). При временном 3. а. сигнал представляется суммой коротких импульсов, характеризующихся временем появления и амплитудой. <Методы временного 3. а. лежат в основе принципа действия гидролокаторов и эхолотов. При частотном анализе звуковой сигнал p(t )представляют суммой Если звуковой сигнал p(t )периодичен (рис. 1,a) (большинство музыкальных звуков, гласные звуки речи), то его представляют в виде ряда Фурье (рис. 1, б),в к-ром частоты fn образуют гармонич. ряд f0, 2f0, 3f0 и т. д., f0 - низшая частота ряда, T0=1/f0 - период звуковой волны. Если же звуковой сигнал р (t )непериодичен, напр., однократный щелчок (рис. 2), то его можно рассматривать как периодический с бесконечно большим периодом Т 0. Т. к. при этом частотные интервалы между гармониками f0 ~1/T0 становятся бесконечно малыми, а число гармоник - бесконечно большим, такой сигнал представляют в виде интеграла Фурье: Частотные спектры, полученные за последовательные интервалы времени, отображаются на спец. электрочувствит. бумаге в координатах "частота-время". Степень почернения бумаги характеризует значение спектральной составляющей a(f )на данном интервале времени. <Для 3. а. наряду с аналоговыми методами, основанными на применении фильтров, гетеродинных анализаторов, сонографов, в настоящее время широко применяются численные методы с использованием ЭВМ. Применение ЭВМ позволяет выполнять как частотный, так и временной 3. а.; возможно также разложение звукового сигнала по другим функциям, отличным от синусоидальных.3. а. применяют при изучении свойств источников звука, среды его распространения, при обнаружении звукового сигнала на фоне других мешающих звуков, при распознавании звукового сигнала и т. п. Напр., анализируя звуки животных, можно выяснить биол. назначение этих звуков. Наблюдая изменение спектров звука с расстоянием, выявляют способность воздушной или водной среды проводить, поглощать и рассеивать звук. Сопоставляя спектры шумов сердца у больных людей с характером заболевания, выполняют акустич. диагностику сердца. 3. а. полезен при борьбе с шумом и вибрациями на произ-ве и транспорте. Напр., зная спектр шума автомобильного двигателя, можно рассчитать рациональную конструкцию глушителя. Знание спектров речевых и музыкальных звуков позволяет правильно выбрать частотную характеристику электроакустич. передающих трактов, обеспечивающих требуемое качество воспроизведения звука. На основе 3. а. работают системы автоматич. распознавания речи. Для анализа случайных звуковых сигналов применяют корреляционный анализ (см. Корреляция), позволяющий определить степень статистич. взаимосвязи либо одного и того же сигнала р1, но в разд. моменты времени, отстоящие на интервал t, либо разных звуковых сигналов p1 п р2, напр., звукового поля в разных точках пространства. В первом случае эта связь характеризуется автокорреляционной ф-цией: Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988. Оригинал статьи 'ЗВУКА АНАЛИЗ' на сайте Словари и Энциклопедии на Академике Турнавигатор |