آیا به کارت صدا نیاز دارید؟ تشخیص کارت صدا چگونه صداها را تلفظ کنیم

کیهان چیزی همگن نیست. بین اجسام مختلف ابرهایی از گاز و غبار وجود دارد. آنها بقایای انفجارهای ابرنواختر و محل تشکیل ستاره هستند. در برخی مناطق، این گاز بین ستاره ای به اندازه کافی متراکم است که امواج صوتی را منتشر کند، اما آنها برای شنوایی انسان حساس نیستند.

آیا در فضا صدا وجود دارد؟

هنگامی که یک جسم حرکت می کند - خواه ارتعاش سیم گیتار باشد یا یک آتش بازی در حال انفجار - بر مولکول های هوای مجاور تأثیر می گذارد، گویی آنها را هل می دهد. این مولکول ها به همسایگان خود برخورد می کنند و آن ها به نوبه خود به مولکول های بعدی برخورد می کنند. حرکت مانند یک موج در هوا پخش می شود. هنگامی که به گوش می رسد، فرد آن را به عنوان صدا درک می کند.

هنگامی که یک موج صوتی از فضای هوایی عبور می کند، فشار آن مانند آب دریا در طوفان در نوسان است. زمان بین این ارتعاشات فرکانس صدا نامیده می شود و با هرتز اندازه گیری می شود (1 هرتز یک نوسان در ثانیه است). فاصله بین بالاترین پیک فشار را طول موج می گویند.

صدا فقط در محیطی می تواند منتشر شود که طول موج آن از فاصله متوسط ​​بین ذرات بیشتر نباشد. فیزیکدانان این جاده را "جاده آزاد مشروط" می نامند - میانگین مسافتی که یک مولکول پس از برخورد با یکی و قبل از برهمکنش با دیگری طی می کند. بنابراین، یک محیط متراکم می تواند صداهای با طول موج کوتاه را منتقل کند و بالعکس.

صداهای موج بلند دارای فرکانس هایی هستند که گوش آن ها را به صورت زنگ های کم درک می کند. در گازی با میانگین مسیر آزاد بیش از 17 متر (20 هرتز)، امواج صوتی بسیار کم فرکانس خواهند بود که توسط انسان قابل درک نیستند. به آنها فروصوت می گویند. اگر بیگانگانی با گوش‌هایی وجود داشته باشند که نت‌های بسیار پایین را درک می‌کنند، مطمئناً می‌دانند که آیا صداها در فضای بیرونی شنیده می‌شوند یا خیر.

آهنگ سیاه چاله

در فاصله 220 میلیون سال نوری از ما، در مرکز خوشه ای متشکل از هزاران کهکشان، پایین ترین صدایی را که کیهان تا به حال شنیده است، زمزمه می کند. 57 اکتاو زیر درجه سانتی‌گراد متوسط، که حدود یک میلیون میلیارد بار عمیق‌تر از صدای فرکانسی است که یک فرد می‌تواند بشنود.

عمیق ترین صدایی که انسان می تواند بشنود سیکلی تقریباً یک ارتعاش در هر 1/20 ثانیه دارد. یک سیاهچاله در صورت فلکی برسائوس هر 10 میلیون سال یک نوسان دارد.

این موضوع در سال 2003 مشخص شد، زمانی که تلسکوپ فضایی چاندرا ناسا چیزی را در گاز پرکننده خوشه پرسئوس شناسایی کرد: حلقه‌های متمرکزی از نور و تاریکی، مانند امواج در یک برکه. اخترفیزیکدانان می گویند که اینها ردپایی از امواج صوتی با فرکانس فوق العاده پایین است. پرنورترها نوک امواج هستند، جایی که فشار روی گاز بیشتر است. حلقه های تیره تر، فرورفتگی هایی هستند که در آن فشار کمتر است.

صدایی که دیده می شود

گاز داغ و مغناطیسی در اطراف سیاهچاله می چرخد، دقیقاً مانند آب که در اطراف زهکشی می چرخد. همانطور که حرکت می کند، میدان الکترومغناطیسی قدرتمندی ایجاد می کند. آنقدر قوی است که گاز نزدیک لبه سیاهچاله را تقریباً به سرعت نور شتاب دهد و آن را به انفجارهای عظیمی به نام جت های نسبیتی تبدیل کند. آنها گاز را مجبور می کنند که در مسیر خود به طرفین بچرخد و این ضربه باعث ایجاد صداهای وهم انگیز از فضا می شود.

آنها از میان خوشه پرسئوس در فاصله صدها هزار سال نوری از منبع خود عبور می کنند، اما صدا فقط تا زمانی می تواند حرکت کند که گاز کافی برای حمل آن وجود داشته باشد. بنابراین، او در لبه ابر گازی که پرسئوس را پر می کند، می ایستد. این بدان معناست که شنیدن صدای آن بر روی زمین غیرممکن است. شما فقط می توانید تأثیر آن را روی ابر گاز مشاهده کنید. به نظر می رسد از طریق فضا به یک اتاقک عایق صدا نگاه کنید.

سیاره عجیب

سیاره ما هر بار که پوسته‌اش حرکت می‌کند، ناله عمیقی می‌کشد. پس شکی نیست که صداها در فضا منتشر می شوند یا خیر. زلزله می تواند ارتعاشاتی با فرکانس یک تا پنج هرتز در جو ایجاد کند. اگر به اندازه کافی قوی باشد، می تواند امواج فروصوت را از طریق جو به فضای بیرونی بفرستد.

البته هیچ مرز مشخصی وجود ندارد که جو زمین به پایان می رسد و فضا از کجا شروع می شود. هوا به تدریج رقیق تر می شود تا اینکه در نهایت به طور کامل ناپدید می شود. از ارتفاع 80 تا 550 کیلومتری از سطح زمین، میانگین مسیر آزاد یک مولکول حدود یک کیلومتر است. این بدان معناست که هوا در این ارتفاع حدود 59 برابر رقیق‌تر از شنیدن صدا است. فقط می تواند امواج مادون صوت طولانی را حمل کند.

هنگامی که زمین لرزه ای به بزرگی 9 ریشتر در مارس 2011 سواحل شمال شرقی ژاپن را لرزاند، لرزه نگارها در سراسر جهان نحوه عبور امواج آن از زمین را ثبت کردند و ارتعاشات باعث ایجاد ارتعاشات با فرکانس پایین در جو شد. این ارتعاشات تا جایی که کشتی (میدان گرانشی) و ماهواره ثابت Ocean Circulation Explorer (GOCE) گرانش زمین را در مدار پایین با 270 کیلومتر بالاتر از سطح مقایسه می‌کنند، طی کرده‌اند. و ماهواره موفق به ثبت این امواج صوتی شد.

GOCE دارای شتاب‌سنج‌های بسیار حساسی است که پیشران یونی را کنترل می‌کنند. این کمک می کند ماهواره در یک مدار ثابت بماند. در سال 2011، شتاب‌سنج‌های GOCE جابه‌جایی عمودی را در جو بسیار نازک اطراف ماهواره و همچنین تغییرات موج‌دار در فشار هوا را در حین انتشار امواج صوتی ناشی از زلزله تشخیص دادند. رانشگرهای ماهواره، انحراف را تصحیح کردند و داده ها را ذخیره کردند، که چیزی شبیه به ضبط مادون صوت از یک زلزله شد.

این مدخل در داده های ماهواره ای طبقه بندی شده بود تا اینکه تیمی از دانشمندان به رهبری رافائل اف گارسیا این سند را منتشر کردند.

اولین صدا در جهان هستی

اگر امکان بازگشت در زمان به عقب، به حدود 760000 سال اول پس از انفجار بزرگ وجود داشت، می‌توانستیم بفهمیم که آیا صدا در فضا وجود دارد یا خیر. در آن زمان، جهان به قدری متراکم بود که امواج صوتی می توانستند آزادانه حرکت کنند.

تقریباً در همان زمان، اولین فوتون ها شروع به حرکت در فضا به عنوان نور کردند. پس از آن، در نهایت همه چیز به اندازه کافی خنک شد تا به اتم تبدیل شود. قبل از سرد شدن، جهان پر از ذرات باردار - پروتون ها و الکترون ها - بود که فوتون ها را جذب یا پراکنده می کردند، ذراتی که نور را می سازند.

امروزه به عنوان یک درخشش پس زمینه مایکروویو ضعیف به زمین می رسد که فقط برای تلسکوپ های رادیویی بسیار حساس قابل مشاهده است. فیزیکدانان به این تابش یادگاری می گویند. این قدیمی ترین نور در جهان است. به این سوال پاسخ می دهد که آیا در فضا صدا وجود دارد یا خیر. پس زمینه مایکروویو کیهانی حاوی رکوردی از قدیمی ترین موسیقی در جهان است.

نور برای کمک

نور چگونه به شما کمک می کند که بفهمید در فضا صدا وجود دارد یا خیر؟ امواج صوتی در هوا (یا گاز بین ستاره ای) به عنوان نوسانات فشار حرکت می کنند. وقتی گاز فشرده می شود، داغتر می شود. در مقیاس کیهانی، این پدیده به قدری شدید است که ستاره ها شکل می گیرند. و وقتی گاز منبسط می شود، خنک می شود. امواج صوتی منتشر شده در جهان اولیه باعث نوسانات فشار خفیف در محیط گازی شد که به نوبه خود نوسانات دمایی ظریفی را در پس زمینه مایکروویو کیهانی منعکس کرد.

جان کرامر، فیزیکدان دانشگاه واشنگتن، با استفاده از تغییرات دما، توانست این صداهای وهم انگیز را از فضا بازسازی کند - موسیقی جهان در حال انبساط. او فرکانس را در ضریب 1026 ضرب کرد تا گوش انسان بتواند آن را بشنود.

بنابراین هیچ کس واقعاً فریاد را در فضا نخواهد شنید، اما امواج صوتی در میان ابرهای گاز بین ستاره ای یا در پرتوهای کمیاب جو بیرونی زمین حرکت خواهند کرد.

ما متوجه می شویم که آیا ارزش خرید کارت صدای مجزا یا خارجی را دارد. برای پلتفرم های Mac و Win.

ما اغلب در مورد صدای باکیفیت می نویسیم. در یک بسته بندی قابل حمل، اما رابط های دسکتاپ دور زده می شوند. چرا؟

آکوستیک منزل ثابت - موضوع هولیوارهای خزنده. به خصوص در مواردی که از رایانه به عنوان منبع صدا استفاده می شود.

اکثر کاربران هر رایانه شخصی یک کارت صوتی مجزا یا خارجی را در نظر می گیرند تضمین صدای با کیفیت. همش تقصیر "با وجدان" است بازار یابی، سرسختانه ما را در مورد نیاز به خرید یک دستگاه اضافی متقاعد می کند.

آنچه در رایانه شخصی برای خروجی جریان صدا استفاده می شود

صدای داخلی مادربردها و لپ‌تاپ‌های مدرن بسیار فراتر از توانایی‌های آنالیز شنوایی یک شنونده متوسط ​​از نظر ذهنی سالم و با سواد فنی است. پلتفرم مهم نیست

برخی از مادربردها به اندازه کافی هستند صدای یکپارچه با کیفیت. در عین حال بر اساس همان بودجه هایی هستند که در هیئت های بودجه وجود دارد. بهبود با جدا کردن قسمت صدا از سایر عناصر، با استفاده از پایه عنصر با کیفیت بالاتر حاصل می شود.


و با این حال، بیشتر بردها از کدک یکسان Realtek استفاده می کنند. دسکتاپ های اپل نیز از این قاعده مستثنی نیستند. حداقل بخش مناسبی از آنها مجهز هستند Realtek A8xx.

این کدک (مجموعه ای از منطق محصور در یک تراشه) و تغییرات آن تقریباً برای تمام مادربردهای طراحی شده برای پردازنده های اینتل معمول است. بازاریابان به آن می گویند اینتل HD Audio.

اندازه گیری کیفیت صدا Realtek

پیاده سازی رابط های صوتی تا حد زیادی به سازنده مادربرد بستگی دارد. کپی های با کیفیت اعداد بسیار خوبی را نشان می دهند. به عنوان مثال، تست RMAA برای مسیر صوتی گیگابایت G33M-DS2R:

ناهمواری پاسخ فرکانس (از 40 هرتز تا 15 کیلوهرتز)، دسی بل: 0.01+، 0.09-
سطح نویز، دسی بل (A): -92.5
محدوده دینامیکی، دسی بل (A): 91.8
اعوجاج هارمونیک، %: 0.0022
اعوجاج میان مدولاسیون + نویز، %: 0.012
نفوذ متقابل کانال ها، dB: -91.9
مدولاسیون در 10 کیلوهرتز، %: 0.0075

همه ارقام دریافت شده مستحق رتبه بندی "بسیار خوب" و "عالی" هستند. هر کارت خارجی نمی تواند چنین نتایجی را نشان دهد.

نتایج محک

متأسفانه، زمان و تجهیزات به ما اجازه نمی دهد تا آزمایش مقایسه ای خود را از راه حل های مختلف داخلی و خارجی انجام دهیم.

بنابراین، آنچه را که قبلاً برای ما انجام شده است، می گیریم. به عنوان مثال، در شبکه، می توانید داده هایی در مورد نمونه گیری مجدد داخلی دو برابر محبوب ترین کارت های گسسته سری پیدا کنید. XFi خلاق. از آنجایی که آنها به مدار مربوط می شوند - ما چک را روی شانه های شما می گذاریم.

در اینجا مطالب منتشر شده است یک پروژه سخت افزاری بزرگبه شما اجازه می دهد خیلی چیزها را بفهمید در تست چندین سیستم از کدک داخلی برای 2 دلارقبل از راه حل صوتی دوست برای سال 2000، نتایج بسیار جالبی به دست آمد.

معلوم شد که Realtek ALC889مسطح ترین پاسخ فرکانس را نشان نمی دهد و تفاوت تن مناسبی را نشان می دهد - 1.4 دسی بل در 100 هرتز. درست است، در واقع این رقم بحرانی نیست.


و در برخی از پیاده سازی ها (یعنی مدل های مادربرد) کاملاً وجود ندارد - شکل بالا را ببینید. فقط هنگام گوش دادن به یک فرکانس قابل مشاهده است. در آهنگسازی، پس از تنظیم صحیح اکولایزر، حتی یک ادیوفیل مشتاق نیز قادر نخواهد بود بین یک کارت مجزا و یک راه حل یکپارچه تمایز قائل شود.

نظر متخصص

در تمام تست‌های کورمان، نتوانستیم تفاوتی بین 44.1 کیلوهرتز و 176.4 کیلوهرتز یا ضبط‌های 16 و 24 بیتی تشخیص دهیم. بر اساس تجربه ما، 16bit/44.1kHz بهترین کیفیت صدایی را که می توانید تجربه کنید ارائه می دهد. فرمت های بالا فقط فضا و پول را هدر می دهند.

کاهش نمونه آهنگ از 176.4 کیلوهرتز به 44.1 کیلوهرتز با یک نمونه‌گیری مجدد با کیفیت بالا از از دست رفتن جزئیات جلوگیری می‌کند. اگر چنین ضبطی به دست شما افتاد - فرکانس را به 44.1 کیلوهرتز تغییر دهید و لذت ببرید.

مزیت اصلی فرمت 24 بیتی نسبت به 16 بیت، محدوده دینامیکی بیشتر است (144 دسی بل در مقابل 98)، اما واقعاً مهم نیست. بسیاری از آهنگ های مدرن در نبرد برای بلندی صدا هستند که در آن محدوده دینامیکی حتی در مرحله تولید به 8-10 بیت به طور مصنوعی کاهش می یابد.

صدای کارت من بد است چه باید کرد؟

همه اینها بسیار قانع کننده است. در طول کارم با سخت افزار، موفق شدم دستگاه های زیادی - دسکتاپ و قابل حمل - را آزمایش کنم. با وجود این، من به عنوان یک بازیکن خانگی از رایانه استفاده می کنم تراشه داخلی Realtek.

و اگر صدا دارای آرتیفکت و مشکل است؟ دستورالعمل را دنبال کن:

1) تمام جلوه ها را در کنترل پنل غیرفعال کنید، سوراخ سبز "خروجی خط" را در حالت "2 کانال (استریو)" قرار دهید.

2) در میکسر سیستم عامل، تمام ورودی های غیر ضروری، لغزنده های حجم صدا را به حداکثر خاموش کنید. تنظیمات فقط باید با دستگیره روی بلندگو/تقویت کننده انجام شود.

3) پخش کننده صحیح را نصب کنید. برای ویندوز - foobar2000.

4) در آن "خروجی جریان هسته" (شما باید یک افزونه اضافی دانلود کنید)، 24 بیت، نمونه برداری مجدد نرم افزار (از طریق PPHS یا SSRC) را در 48 کیلوهرتز تنظیم کردیم. برای خروجی از خروجی WASAPI استفاده می کنیم. کنترل صدا را غیرفعال کنید.

بقیه چیزها کار سیستم صوتی شما (بلندگو یا هدفون) است. پس از همه، یک کارت صدا، اول از همه، یک DAC است.

نتیجه چیست؟

واقعیت این است که در حالت کلی، یک کارت مجزا سود قابل توجهی در کیفیت پخش موسیقی نمی دهد (حداقل این است). مزایای آن فقط در راحتی، عملکرد، و شاید، ثبات.

چرا همه نشریات هنوز راه حل های گران قیمت را توصیه می کنند؟ روانشناسی ساده - مردم بر این باورند که برای تغییر کیفیت یک سیستم کامپیوتری، باید چیزی بخرید پیشرفته، گران قیمت. در واقع، شما باید سر خود را در همه چیز بگذارید. و نتیجه می تواند شگفت انگیز باشد.

18 فوریه 2016

دنیای سرگرمی های خانگی بسیار متنوع است و می تواند شامل موارد زیر باشد: تماشای یک فیلم در یک سیستم سینمای خانگی خوب. گیم پلی سرگرم کننده و اعتیاد آور یا گوش دادن به موسیقی. به عنوان یک قاعده، هر کس چیزی برای خود در این زمینه پیدا می کند، یا همه چیز را به یکباره ترکیب می کند. اما مهم نیست که یک فرد در سازماندهی اوقات فراغت خود چه اهدافی دارد و مهم نیست که به چه افراطی می پردازد، همه این پیوندها با یک کلمه ساده و قابل درک - "صدا" به طور محکم وصل شده اند. در واقع، در تمام این موارد، ما توسط دسته توسط موسیقی متن هدایت خواهیم شد. اما این سوال چندان ساده و پیش پا افتاده نیست، به خصوص در مواردی که تمایل به دستیابی به صدای با کیفیت بالا در یک اتاق یا هر شرایط دیگری وجود دارد. برای انجام این کار، همیشه نیازی به خرید اجزای گران قیمت hi-fi یا hi-end نیست (اگرچه بسیار مفید خواهد بود)، اما دانش خوب تئوری فیزیکی کافی است، که می تواند بسیاری از مشکلاتی را که برای همه کسانی که قصد دارند صداگذاری با کیفیت بالا را دریافت کنند، برطرف کند.

در ادامه، نظریه صوت و آکوستیک از دیدگاه فیزیک مورد بررسی قرار خواهد گرفت. در این مورد، من سعی خواهم کرد تا حد امکان آن را برای درک هر فردی که شاید از دانش قوانین یا فرمول های فیزیکی دور است، اما با این وجود مشتاقانه رویای تحقق رویای ایجاد یک سیستم صوتی کامل را در سر می پروراند، در دسترس قرار دهم. من قصد ندارم ادعا کنم که برای دستیابی به نتایج خوب در این زمینه در خانه (یا مثلاً در ماشین) باید این تئوری ها را به طور کامل بدانید، اما درک اصول اولیه از بسیاری از اشتباهات احمقانه و پوچ جلوگیری می کند و همچنین به شما امکان می دهد از یک سیستم در هر سطحی به حداکثر جلوه صوتی برسید.

نظریه عمومی صدا و اصطلاحات موسیقی

چیست صدا? این حسی است که اندام شنوایی درک می کند. "گوش"(این پدیده حتی بدون مشارکت "گوش" در فرآیند وجود دارد، اما درک آن از این طریق آسان تر است)، که زمانی رخ می دهد که پرده گوش توسط یک موج صوتی برانگیخته شود. گوش در این مورد به عنوان "دریافت کننده" امواج صوتی با فرکانس های مختلف عمل می کند.
موج صوتیدر واقع، این مجموعه ای متوالی از آب بندی ها و تخلیه های محیط (اغلب محیط هوا در شرایط عادی) با فرکانس های مختلف است. ماهیت امواج صوتی نوسانی است که در اثر ارتعاش هر جسمی ایجاد و تولید می شود. ظهور و انتشار یک موج صوتی کلاسیک در سه محیط الاستیک گاز، مایع و جامد امکان پذیر است. هنگامی که موج صوتی در یکی از این نوع فضاها رخ می دهد، ناگزیر تغییراتی در خود محیط ایجاد می شود، مثلاً تغییر در چگالی یا فشار هوا، حرکت ذرات توده هوا و غیره.

از آنجایی که موج صوتی ماهیت نوسانی دارد، دارای ویژگی هایی مانند فرکانس است. فرکانسبر حسب هرتز (به افتخار فیزیکدان آلمانی هاینریش رودولف هرتز) اندازه گیری می شود و تعداد ارتعاشات در یک دوره زمانی برابر با یک ثانیه را نشان می دهد. آن ها به عنوان مثال، فرکانس 20 هرتز به معنای چرخه 20 نوسان در یک ثانیه است. مفهوم ذهنی ارتفاع آن نیز به فرکانس صدا بستگی دارد. هر چه ارتعاشات صوتی در هر ثانیه بیشتر باشد، صدا "بالاتر" به نظر می رسد. موج صوتی یک ویژگی مهم دیگر نیز دارد که نامی دارد - طول موج. طول موجمرسوم است که مسافتی را که صدایی با فرکانس معین در بازه ای معادل یک ثانیه طی می کند در نظر بگیریم. به عنوان مثال، طول موج کمترین صدا در محدوده قابل شنیدن انسان در 20 هرتز 16.5 متر و طول موج بالاترین صدا در 20000 هرتز 1.7 سانتی متر است.

گوش انسان به گونه ای طراحی شده است که قادر است امواج را فقط در یک محدوده محدود، تقریباً 20 هرتز - 20000 هرتز درک کند (بسته به ویژگی های یک فرد خاص، کسی می تواند کمی بیشتر بشنود، کسی کمتر). بنابراین، این بدان معنا نیست که صداهای زیر یا بالاتر از این فرکانس ها وجود ندارند، آنها به سادگی توسط گوش انسان درک نمی شوند و فراتر از محدوده قابل شنیدن هستند. صدای بالاتر از محدوده قابل شنیدن نامیده می شود سونوگرافی، صدای زیر محدوده شنیداری نامیده می شود مادون صوت. برخی از حیوانات قادر به درک صداهای اولترا و مادون هستند، برخی حتی از این محدوده برای جهت گیری در فضا استفاده می کنند (خفاش ها، دلفین ها). اگر صدا از محیطی عبور کند که مستقیماً با اندام شنوایی انسان تماس نداشته باشد، ممکن است چنین صدایی شنیده نشود یا بعداً بسیار ضعیف شود.

در اصطلاح موسیقایی صدا، عناوین مهمی مانند اکتاو، تن و تون صدا وجود دارد. اکتاوبه معنای فاصله ای است که در آن نسبت فرکانس بین صداها 1 به 2 است. یک اکتاو معمولاً بسیار شنیدنی است، در حالی که صداهای درون این فاصله می توانند بسیار شبیه به یکدیگر باشند. یک اکتاو را می توان صدایی نیز نامید که دو برابر صدای دیگری در یک بازه زمانی ارتعاش ایجاد می کند. به عنوان مثال، فرکانس 800 هرتز چیزی نیست جز اکتاو بالاتر 400 هرتز، و فرکانس 400 هرتز به نوبه خود اکتاو بعدی صدا با فرکانس 200 هرتز است. یک اکتاو از تون ها و تون ها تشکیل شده است. نوسانات متغیر در یک موج صوتی هارمونیک با یک فرکانس توسط گوش انسان به صورت لحن موسیقی. ارتعاشات فرکانس بالا را می توان به عنوان صداهای با صدای بالا و ارتعاشات فرکانس پایین به صداهای کم صدا تعبیر کرد. گوش انسان قادر است صداها را با اختلاف یک تن (در محدوده حداکثر 4000 هرتز) به وضوح تشخیص دهد. با وجود این، تعداد بسیار کمی از آهنگ ها در موسیقی استفاده می شود. این از ملاحظات اصل همخوانی هارمونیک توضیح داده شده است، همه چیز بر اساس اصل اکتاو است.

تئوری آهنگ های موسیقی را با استفاده از مثال یک سیم کشیده شده به روش خاصی در نظر بگیرید. چنین رشته ای بسته به نیروی کشش، به یک فرکانس خاص "کوک" می شود. هنگامی که این سیم با یک نیروی خاص در معرض چیزی قرار می گیرد که باعث ارتعاش آن می شود، یک تن صدای خاص به طور پیوسته مشاهده می شود، فرکانس تنظیم مورد نظر را می شنویم. به این صدا لحن بنیادی می گویند. برای لحن اصلی در زمینه موسیقی، فرکانس نت «لا» اکتاو اول برابر با 440 هرتز رسما پذیرفته شده است. با این حال، اکثر آلات موسیقی هرگز به تنهایی صداهای بنیادی خالص را بازتولید نمی کنند، آنها ناگزیر با اهنگ هایی به نام همراه هستند. نت همساز. در اینجا مناسب است که تعریف مهمی از آکوستیک موسیقی، مفهوم تن صدا را یادآوری کنیم. تایمبر- این یکی از ویژگی های صداهای موسیقی است که به آلات و صداهای موسیقی ویژگی منحصر به فرد صدا را می بخشد، حتی در هنگام مقایسه صداهایی با ارتفاع و بلندی یکسان. تن صدای هر ساز بستگی به توزیع انرژی صدا بر روی تون ها در لحظه ظاهر شدن صدا دارد.

اورتون ها رنگ خاصی از لحن اصلی را تشکیل می دهند که به وسیله آن می توانیم به راحتی یک ساز خاص را شناسایی و تشخیص دهیم و همچنین به وضوح صدای آن را از ساز دیگر تشخیص دهیم. دو نوع تون وجود دارد: هارمونیک و غیر هارمونیک. رنگ های هارمونیکطبق تعریف، مضربی از فرکانس بنیادی هستند. برعکس، اگر تون ها مضرب نباشند و به طور محسوسی از مقادیر انحراف داشته باشند، نامیده می شوند. ناهماهنگ. در موسیقی عملاً اجرای تون های غیر چندگانه منتفی است، بنابراین این اصطلاح به مفهوم "Overtone" به معنای هارمونیک کاهش می یابد. برای برخی از سازها، به عنوان مثال، پیانو، لحن اصلی حتی زمان تشکیل را ندارد، در مدت کوتاهی انرژی صوتی اهنگ ها افزایش می یابد و سپس کاهش به همان سرعت اتفاق می افتد. بسیاری از سازها یک افکت به اصطلاح "تن انتقالی" ایجاد می کنند، زمانی که انرژی تون های خاص در یک نقطه خاص از زمان، معمولاً در همان ابتدا، حداکثر است، اما سپس به طور ناگهانی تغییر می کند و به تون های دیگر منتقل می شود. محدوده فرکانس هر ساز را می توان به طور جداگانه در نظر گرفت و معمولاً توسط فرکانس های تن های اساسی که این ساز خاص قادر به بازتولید آن است محدود می شود.

در تئوری صدا نیز چیزی به نام NOISE وجود دارد. سر و صدا- هر صدایی است که از ترکیبی از منابع ناسازگار با یکدیگر ایجاد می شود. همه به خوبی از سر و صدای برگ های درختان، تاب خورده توسط باد و غیره آگاه هستند.

چه چیزی میزان صدا را تعیین می کند؟بدیهی است که چنین پدیده ای مستقیماً به مقدار انرژی حمل شده توسط موج صوتی بستگی دارد. برای تعیین شاخص های کمی بلندی صدا، مفهومی وجود دارد - شدت صدا. شدت صدابه عنوان جریان انرژی که از ناحیه ای از فضا (مثلاً سانتی متر مربع) در واحد زمان (مثلاً در ثانیه) عبور می کند، تعریف می شود. در یک مکالمه معمولی، شدت آن حدود 9 یا 10 W/cm2 است. گوش انسان قادر به درک صداهایی با طیف نسبتاً وسیعی از حساسیت است، در حالی که حساسیت فرکانس ها در طیف صدا یکنواخت نیست. بنابراین بهترین محدوده فرکانس درک شده 1000 هرتز - 4000 هرتز است که به طور گسترده گفتار انسان را پوشش می دهد.

از آنجایی که صداها از نظر شدت بسیار متفاوت هستند، راحت تر است که آن را به عنوان یک مقدار لگاریتمی در نظر بگیریم و آن را بر حسب دسی بل اندازه گیری کنیم (پس از دانشمند اسکاتلندی الکساندر گراهام بل). آستانه پایینی حساسیت شنوایی گوش انسان 0 دسی بل، بالای 120 دسی بل است که به آن "آستانه درد" نیز می گویند. حد بالایی حساسیت نیز توسط گوش انسان به یک شکل درک نمی شود، اما به فرکانس خاص بستگی دارد. صداهای فرکانس پایین باید شدت بسیار بیشتری نسبت به فرکانس های بالا داشته باشند تا آستانه درد ایجاد شود. به عنوان مثال، آستانه درد در فرکانس پایین 31.5 هرتز در سطح شدت صدا 135 دسی بل رخ می دهد، زمانی که در فرکانس 2000 هرتز احساس درد در حال حاضر در 112 دسی بل ظاهر می شود. همچنین مفهوم فشار صوت وجود دارد که در واقع توضیح معمول برای انتشار موج صوتی در هوا را گسترش می دهد. فشار صدا- این یک فشار بیش از حد متغیر است که در یک محیط الاستیک در نتیجه عبور موج صوتی از آن رخ می دهد.

ماهیت موجی صدا

برای درک بهتر سیستم تولید امواج صوتی، یک بلندگوی کلاسیک را در یک لوله پر از هوا تصور کنید. اگر بلندگو یک حرکت تند رو به جلو انجام دهد، هوا در مجاورت دیفیوزر برای لحظه ای فشرده می شود. پس از آن، هوا منبسط می شود و در نتیجه ناحیه هوای فشرده در امتداد لوله رانده می شود.
این حرکت موجی است که متعاقباً هنگامی که به اندام شنوایی می رسد و پرده گوش را "تحریک" می کند، صدا خواهد بود. هنگامی که یک موج صوتی در گاز ایجاد می شود، فشار و چگالی اضافی ایجاد می شود و ذرات با سرعت ثابت حرکت می کنند. در مورد امواج صوتی، مهم است که این واقعیت را به خاطر بسپاریم که این ماده همراه با موج صوتی حرکت نمی کند، بلکه فقط یک اختلال موقتی توده های هوا رخ می دهد.

اگر پیستونی را تصور کنیم که در فضای آزاد روی فنر معلق است و حرکات مکرر "به جلو و عقب" انجام می دهد، چنین نوساناتی را هارمونیک یا سینوسی می نامند (اگر موج را به شکل نمودار نشان دهیم، در این صورت یک موج سینوسی خالص با بالا و پایین رفتن های مکرر به دست می آید). اگر بلندگو را در یک لوله تصور کنیم (مانند مثالی که در بالا توضیح داده شد) که نوسانات هارمونیک را انجام می دهد، در لحظه ای که بلندگو "به جلو" حرکت می کند، اثر فشرده سازی هوا از قبل شناخته شده به دست می آید و هنگامی که بلندگو "به عقب" حرکت می کند، اثر معکوس نادر شدن به دست می آید. در این حالت، موجی از فشرده سازی متناوب و کمیاب شدن در لوله منتشر می شود. فاصله در طول لوله بین ماکزیمم یا حداقل (فاز) مجاور نامیده می شود طول موج. اگر ذرات موازی با جهت انتشار موج نوسان کنند، موج نامیده می شود طولی. اگر آنها عمود بر جهت انتشار نوسان کنند، موج نامیده می شود عرضی. معمولا امواج صوتی در گازها و مایعات طولی هستند، در حالی که در جامدات، امواج از هر دو نوع ممکن است رخ دهد. امواج عرضی در جامدات به دلیل مقاومت در برابر تغییر شکل بوجود می آیند. تفاوت اصلی این دو نوع موج در این است که یک موج عرضی دارای خاصیت پلاریزاسیون است (نوسانات در یک صفحه خاص رخ می دهد)، در حالی که یک موج طولی این ویژگی را ندارد.

سرعت صدا

سرعت صوت به طور مستقیم به ویژگی های محیطی که در آن منتشر می شود بستگی دارد. با دو ویژگی محیط تعیین می شود (وابسته) : کشش و چگالی ماده. سرعت صوت در جامدات به ترتیب مستقیماً به نوع ماده و خواص آن بستگی دارد. سرعت در محیط گازی تنها به یک نوع تغییر شکل محیط بستگی دارد: فشرده سازی-نادر شدن. تغییر فشار در موج صوتی بدون تبادل حرارت با ذرات اطراف اتفاق می افتد و آدیاباتیک نامیده می شود.
سرعت صوت در گاز عمدتاً به دما بستگی دارد - با افزایش دما افزایش می یابد و با کاهش کاهش می یابد. همچنین، سرعت صوت در یک محیط گازی به اندازه و جرم خود مولکول های گاز بستگی دارد - هرچه جرم و اندازه ذرات کوچکتر باشد، به ترتیب "رسانایی" موج بیشتر و سرعت بیشتر می شود.

در محیط‌های مایع و جامد، اصل انتشار و سرعت صوت شبیه به نحوه انتشار موج در هوا است: با فشرده‌سازی-تخلیه. اما در این محیط ها، علاوه بر وابستگی یکسان به دما، چگالی محیط و ترکیب/ساختار آن بسیار مهم است. هر چه چگالی ماده کمتر باشد سرعت صوت بیشتر می شود و بالعکس. وابستگی به ترکیب محیط پیچیده تر است و در هر مورد خاص با در نظر گرفتن مکان و تعامل مولکول ها / اتم ها تعیین می شود.

سرعت صوت در هوا در t, °C 20: 343 m/s
سرعت صوت در آب مقطر در t, °C 20: 1481 m/s
سرعت صوت در فولاد در t, °C 20: 5000 m/s

امواج ایستاده و تداخل

هنگامی که یک بلندگو امواج صوتی را در یک فضای محدود ایجاد می کند، اثر انعکاس موج از مرزها ناگزیر رخ می دهد. در نتیجه، اغلب اثر تداخل- هنگامی که دو یا چند موج صوتی بر روی یکدیگر قرار می گیرند. موارد خاص پدیده تداخل عبارتند از: 1) امواج کوبنده یا 2) امواج ایستاده. ضربان امواج- این مورد زمانی است که امواجی با فرکانس و دامنه نزدیک اضافه می شود. الگوی وقوع ضربان: زمانی که دو موج مشابه از نظر فرکانس بر روی یکدیگر قرار می گیرند. در برخی از زمان‌ها، با چنین همپوشانی، پیک‌های دامنه ممکن است "در فاز" منطبق شوند، و همچنین رکودها در "ضد فاز" نیز ممکن است منطبق شوند. ضربات صدا اینگونه مشخص می شود. یادآوری این نکته مهم است که برخلاف امواج ایستاده، همزمانی فازهای قله ها به طور مداوم اتفاق نمی افتد، بلکه در فواصل زمانی خاصی رخ می دهد. در گوش، چنین الگوی ضربان کاملاً متفاوت است و به ترتیب به صورت افزایش و کاهش دوره ای در حجم شنیده می شود. مکانیسم وقوع این اثر بسیار ساده است: در لحظه همزمانی پیک ها، حجم افزایش می یابد، در لحظه وقوع رکود، حجم کاهش می یابد.

امواج ایستادهدر صورت برهم نهی دو موج با دامنه، فاز و فرکانس یکسان، هنگامی که چنین امواجی "تقابل می کنند"، یکی در جهت جلو و دیگری در جهت مخالف حرکت می کند. در ناحیه فضا (جایی که یک موج ایستاده تشکیل شده است) تصویری از برهم نهی دو دامنه فرکانس با حداکثر متناوب (به اصطلاح پادگره) و حداقل (به اصطلاح گره) به وجود می آید. هنگامی که این پدیده رخ می دهد، فرکانس، فاز و ضریب تضعیف موج در محل بازتاب بسیار مهم است. برخلاف امواج متحرک، در یک موج ایستاده انتقال انرژی وجود ندارد، زیرا امواج رو به جلو و عقب تشکیل دهنده این موج، انرژی را به مقدار مساوی در جهت جلو و مخالف حمل می کنند. برای درک بصری وقوع یک موج ایستاده، بیایید مثالی از آکوستیک خانگی را تصور کنیم. فرض کنید در فضای محدود (اتاق) بلندگوهای روی زمین داریم. پس از اینکه آنها را مجبور کردیم آهنگی با بیس زیاد پخش کنند، بیایید سعی کنیم مکان شنونده را در اتاق تغییر دهیم. بنابراین، شنونده با وارد شدن به منطقه حداقل (تفریق) موج ایستاده، این اثر را احساس می کند که باس بسیار کوچک شده است و اگر شنونده وارد منطقه حداکثر (افزودن) فرکانس ها شود، اثر معکوس افزایش قابل توجه ناحیه باس حاصل می شود. در این حالت اثر در تمام اکتاوهای فرکانس پایه مشاهده می شود. به عنوان مثال، اگر فرکانس پایه 440 هرتز باشد، پدیده "جمع" یا "تفریق" نیز در فرکانس های 880 هرتز، 1760 هرتز، 3520 هرتز و غیره مشاهده می شود.

پدیده رزونانس

بیشتر جامدات فرکانس تشدید خاص خود را دارند. برای درک این اثر به عنوان مثال یک لوله معمولی بسیار ساده است، فقط در یک انتها باز می شود. بیایید وضعیتی را تصور کنیم که در آن یک بلندگو از انتهای دیگر لوله وصل شده است که می تواند یک فرکانس ثابت را پخش کند، همچنین می توان آن را بعداً تغییر داد. اکنون، یک لوله فرکانس تشدید خود را دارد، به عبارت ساده، این فرکانسی است که در آن لوله "رزونانس" یا صدای خود را تولید می کند. اگر فرکانس بلندگو (در نتیجه تنظیم) با فرکانس رزونانس لوله مطابقت داشته باشد، در این صورت اثر افزایش چند برابری صدا وجود خواهد داشت. این به این دلیل است که بلندگو ارتعاشات ستون هوا در لوله را با دامنه قابل توجهی تحریک می کند تا زمانی که همان "فرکانس تشدید" پیدا شود و اثر اضافه رخ دهد. پدیده حاصل را می‌توان به صورت زیر توصیف کرد: لوله در این مثال با طنین‌اندازی در یک فرکانس خاص به بلندگو کمک می‌کند، تلاش‌های آن‌ها جمع می‌شود و به یک افکت بلند شنیدنی می‌ریزد. به عنوان مثال از آلات موسیقی، این پدیده به راحتی قابل ردیابی است، زیرا طراحی اکثریت شامل عناصری به نام رزوناتور است. حدس زدن اینکه هدف از تقویت یک فرکانس یا لحن موسیقی خاص چیست دشوار نیست. به عنوان مثال: بدنه گیتار با یک تشدید کننده به شکل سوراخ، مطابق با صدا. طراحی لوله در فلوت (و به طور کلی تمام لوله ها)؛ شکل استوانه ای بدنه درام که خود تشدید کننده فرکانس خاصی است.

طیف فرکانس صدا و پاسخ فرکانسی

از آنجایی که در عمل هیچ امواجی با فرکانس یکسان وجود ندارد، لازم است که کل طیف صوتی محدوده شنیداری را به تون یا هارمونیک تجزیه کنیم. برای این منظور، نمودارهایی وجود دارد که وابستگی انرژی نسبی ارتعاشات صدا را به فرکانس نشان می دهد. به چنین نموداری، نمودار طیف فرکانس صدا می گویند. طیف فرکانس صدادو نوع وجود دارد: گسسته و پیوسته. نمودار طیف گسسته فرکانس ها را به صورت جداگانه و با فضاهای خالی از هم جدا می کند. در طیف پیوسته، همه فرکانس های صوت به یکباره وجود دارند.
در مورد موسیقی یا آکوستیک، برنامه معمول بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد. ویژگی های اوج به فرکانس(مخفف "AFC"). این نمودار وابستگی دامنه ارتعاشات صدا را به فرکانس در کل طیف فرکانس (20 هرتز - 20 کیلوهرتز) نشان می دهد. با نگاهی به چنین نموداری، به راحتی می توان نقاط قوت یا ضعف یک بلندگو یا سیستم بلندگوی خاص را به عنوان یک کل، قوی ترین مناطق بازگشت انرژی، افت و افزایش فرکانس، تضعیف، و همچنین ردیابی تند بودن کاهش را درک کرد.

انتشار امواج صوتی، فاز و پادفاز

فرآیند انتشار امواج صوتی در همه جهات از منبع اتفاق می افتد. ساده ترین مثال برای درک این پدیده: پرتاب سنگریزه به آب.
از محل سقوط سنگ، امواج در سطح آب در همه جهات شروع به واگرایی می کنند. با این حال، بیایید موقعیتی را با استفاده از یک بلندگو در یک حجم خاص تصور کنیم، مثلا یک جعبه بسته که به یک تقویت کننده متصل است و نوعی سیگنال موسیقی را پخش می کند. به راحتی می توان متوجه شد (مخصوصاً اگر یک سیگنال با فرکانس پایین قدرتمند مانند یک درام باس ارائه دهید)، که بلندگو یک حرکت سریع "به جلو" و سپس همان حرکت سریع "به عقب" را انجام می دهد. باید فهمید که وقتی بلندگو به جلو حرکت می کند، یک موج صوتی از خود ساطع می کند که پس از آن می شنویم. اما وقتی بلندگو به سمت عقب حرکت می کند چه اتفاقی می افتد؟ اما به طور متناقض، همان اتفاق می افتد، بلندگو همان صدا را می دهد، فقط در مثال ما کاملاً در حجم جعبه پخش می شود، بدون اینکه فراتر از آن برود (جعبه بسته است). به طور کلی در مثال فوق می توان پدیده های فیزیکی جالب زیادی را مشاهده کرد که مهمترین آنها مفهوم فاز است.

موج صوتی که گوینده با حجم زیاد، در جهت شنونده ساطع می کند - "در فاز" است. موج معکوس که به حجم جعبه می رود، به همان نسبت ضد فاز خواهد بود. فقط باید بدانیم این مفاهیم به چه معنا هستند؟ فاز سیگنال- این سطح فشار صوت در زمان فعلی در نقطه ای از فضا است. این فاز به راحتی با مثال پخش مواد موسیقی توسط یک جفت بلندگوی خانگی استریو روی زمین معمولی قابل درک است. بیایید تصور کنیم که دو بلندگوی اینچنینی روی زمین در یک اتاق خاص نصب شده و بازی کنند. هر دو بلندگو در این حالت یک سیگنال فشار صدای متغیر همزمان را تولید می کنند، علاوه بر این، فشار صدای یک بلندگو به فشار صدای بلندگوی دیگر اضافه می شود. اثر مشابهی به دلیل همزمانی بازتولید سیگنال بلندگوهای چپ و راست رخ می دهد، به عبارت دیگر، قله ها و دره های امواج منتشر شده توسط بلندگوهای چپ و راست منطبق هستند.

حالا بیایید تصور کنیم که فشارهای صوتی همچنان به همان شکل تغییر می کنند (تغییر نکرده اند) اما اکنون مخالف یکدیگر هستند. اگر یکی از دو بلندگو را با قطبیت معکوس وصل کنید (کابل "+" از آمپلی فایر به ترمینال "-" سیستم بلندگو و کابل "-" از تقویت کننده به ترمینال "+" سیستم بلندگو) ممکن است اتفاق بیفتد. در این حالت، سیگنال مخالف جهت باعث اختلاف فشار می شود که می توان آن را به صورت اعداد به صورت زیر نشان داد: بلندگوی سمت چپ فشار "1 Pa" و بلندگوی سمت راست فشار "منهای 1 Pa" ایجاد می کند. در نتیجه، کل حجم صدا در موقعیت شنونده برابر با صفر خواهد بود. این پدیده آنتی فاز نامیده می شود. اگر مثال را با جزئیات بیشتری برای درک در نظر بگیریم، معلوم می شود که دو دینامیک بازی "در فاز" مناطق یکسانی از فشرده سازی و نادر شدن هوا را ایجاد می کنند که در واقع به یکدیگر کمک می کنند. در مورد یک آنتی فاز ایده آل، ناحیه تراکم فضای هوا که توسط یک بلندگو ایجاد می شود با ناحیه ای از نادر بودن فضای هوا ایجاد شده توسط بلندگوی دوم همراه خواهد بود. تقریباً شبیه پدیده میرایی همزمان همزمان امواج است. درست است، در عمل، صدا به صفر نمی رسد و صدایی به شدت اعوجاج و ضعیف می شنویم.

به در دسترس ترین روش، این پدیده را می توان به شرح زیر توصیف کرد: دو سیگنال با نوسانات (فرکانس) یکسان، اما در زمان جابجا شده اند. با توجه به این موضوع، نمایش این پدیده‌های جابجایی با استفاده از مثال ساعت‌های گرد معمولی راحت‌تر است. بیایید تصور کنیم که چندین ساعت گرد یکسان روی دیوار آویزان است. وقتی عقربه‌های دوم این ساعت‌ها در یک ساعت 30 ثانیه و در ساعت دیگر 30 ثانیه به صورت همگام کار می‌کنند، این نمونه‌ای از سیگنالی است که در فاز است. اگر عقربه‌های دوم با شیفت کار کنند، اما سرعت همچنان یکسان باشد، به عنوان مثال، در یک ساعت 30 ثانیه و در ساعت دیگر 24 ثانیه، پس این یک نمونه کلاسیک از تغییر فاز (تغییر) است. به همین ترتیب، فاز در یک دایره مجازی بر حسب درجه اندازه گیری می شود. در این حالت، هنگامی که سیگنال ها نسبت به یکدیگر 180 درجه (نیمی از دوره) جابجا می شوند، یک آنتی فاز کلاسیک به دست می آید. اغلب در عمل، جابجایی های فاز جزئی وجود دارد که می توان آنها را نیز در درجه تعیین کرد و با موفقیت حذف کرد.

امواج مسطح و کروی هستند. جبهه موج مسطح تنها در یک جهت منتشر می شود و در عمل به ندرت با آن مواجه می شود. جبهه موج کروی نوع ساده ای از موج است که از یک نقطه تابش می کند و در همه جهات منتشر می شود. امواج صوتی این خاصیت را دارند انکسار، یعنی توانایی اجتناب از موانع و اشیاء. درجه پوشش بستگی به نسبت طول موج صوتی به ابعاد مانع یا سوراخ دارد. پراش نیز زمانی رخ می دهد که مانعی در مسیر صوت وجود داشته باشد. در این حالت، دو حالت ممکن است: 1) اگر ابعاد مانع بسیار بزرگتر از طول موج باشد، صدا منعکس یا جذب می شود (بسته به درجه جذب ماده، ضخامت مانع و غیره) و یک منطقه "سایه صوتی" در پشت مانع تشکیل می شود. 2) اگر ابعاد مانع با طول موج یا حتی کمتر از آن قابل مقایسه باشد، صدا تا حدی در همه جهات منکسر می شود. اگر یک موج صوتی، هنگام حرکت در یک رسانه، با محیط دیگری (به عنوان مثال، یک محیط هوا با یک محیط جامد) به رابط برخورد کند، آنگاه ممکن است سه سناریو پیش بیاید: 1) موج از رابط منعکس می شود 2) موج می تواند بدون تغییر جهت به محیط دیگری عبور کند.

نسبت فشار اضافی یک موج صوتی به سرعت حجمی نوسانی را امپدانس موج می گویند. به زبان ساده، مقاومت موجی محیطرا می توان توانایی جذب امواج صوتی یا "مقاومت" در برابر آنها نامید. ضرایب بازتاب و انتقال مستقیماً به نسبت امپدانس موج دو رسانه بستگی دارد. مقاومت موج در یک محیط گاز بسیار کمتر از آب یا جامدات است. بنابراین، اگر موج صوتی در هوا به جسم جامد یا سطح آب عمیق برخورد کند، صدا یا از سطح منعکس می شود یا تا حد زیادی جذب می شود. بستگی به ضخامت سطحی (آب یا جامد) دارد که موج صوتی مورد نظر روی آن می افتد. با ضخامت کم یک محیط جامد یا مایع، امواج صوتی تقریباً به طور کامل "عبور" می کنند، و بالعکس، با ضخامت زیاد محیط، امواج بیشتر منعکس می شوند. در مورد انعکاس امواج صوتی، این فرآیند طبق یک قانون فیزیکی شناخته شده رخ می دهد: "زاویه تابش برابر با زاویه بازتاب است." در این حالت وقتی موجی از محیطی با چگالی کمتر به مرز محیطی با چگالی بیشتر برخورد کند، این پدیده رخ می دهد. انکسار. این شامل خم کردن (شکستن) یک موج صوتی پس از "ملاقات" با یک مانع است و لزوماً با تغییر سرعت همراه است. شکست همچنین به دمای محیطی که بازتاب در آن رخ می دهد بستگی دارد.

در فرآیند انتشار امواج صوتی در فضا، ناگزیر از شدت آنها کاسته می شود، می توان گفت ضعیف شدن امواج و ضعیف شدن صدا. در عمل، مواجهه با چنین تأثیری بسیار ساده است: برای مثال، اگر دو نفر در یک زمین در فاصله ای نزدیک (یک متر یا نزدیکتر) بایستند و شروع به صحبت با یکدیگر کنند. اگر متعاقباً فاصله بین افراد را افزایش دهید (اگر آنها شروع به دور شدن از یکدیگر کنند)، همان سطح صدای مکالمه کمتر و کمتر شنیده می شود. یک مثال مشابه به وضوح پدیده کاهش شدت امواج صوتی را نشان می دهد. چرا این اتفاق می افتد؟ دلیل این امر فرآیندهای مختلف انتقال حرارت، برهمکنش مولکولی و اصطکاک داخلی امواج صوتی است. اغلب در عمل، تبدیل انرژی صوتی به انرژی حرارتی اتفاق می افتد. چنین فرآیندهایی ناگزیر در هر یک از 3 رسانه انتشار صدا بوجود می آیند و می توان آنها را به عنوان مشخص کرد جذب امواج صوتی.

شدت و درجه جذب امواج صوتی به عوامل زیادی از جمله فشار و دمای محیط بستگی دارد. همچنین جذب بستگی به فرکانس خاص صدا دارد. هنگامی که موج صوتی در مایعات یا گازها منتشر می شود، اثر اصطکاک بین ذرات مختلف ایجاد می شود که به آن ویسکوزیته می گویند. در نتیجه این اصطکاک در سطح مولکولی، فرآیند تبدیل موج از صوت به حرارتی رخ می دهد. به عبارت دیگر، هر چه رسانایی حرارتی محیط بالاتر باشد، درجه جذب موج کمتر است. جذب صوت در محیط های گازی نیز به فشار بستگی دارد (فشار اتمسفر با افزایش ارتفاع نسبت به سطح دریا تغییر می کند). در مورد وابستگی درجه جذب به فرکانس صوت، پس با در نظر گرفتن وابستگی های ویسکوزیته و هدایت حرارتی بالا، جذب صوت هر چه بیشتر باشد فرکانس آن بیشتر است. به عنوان مثال، در دما و فشار معمولی، در هوا، جذب موجی با فرکانس 5000 هرتز 3 دسی بل در کیلومتر است و جذب موجی با فرکانس 50000 هرتز در حال حاضر 300 دسی بل در متر خواهد بود.

در محیط جامد، تمام وابستگی های فوق (رسانایی گرمایی و ویسکوزیته) حفظ می شود، اما چند شرایط دیگر به این اضافه می شود. آنها با ساختار مولکولی مواد جامد، که می توانند متفاوت باشند، با ناهمگنی های خاص خود مرتبط هستند. بسته به این ساختار مولکولی جامد داخلی، جذب امواج صوتی در این مورد می تواند متفاوت باشد و به نوع ماده خاص بستگی دارد. هنگامی که صدا از یک جسم جامد عبور می کند، موج متحمل یک سری دگرگونی ها و اعوجاج می شود که اغلب منجر به پراکندگی و جذب انرژی صوتی می شود. در سطح مولکولی، زمانی که یک موج صوتی باعث جابجایی صفحات اتمی می شود، اثر نابجایی ها می تواند رخ دهد، که سپس به موقعیت اصلی خود باز می گردند. یا حرکت نابجایی ها منجر به برخورد با نابجایی های عمود بر آنها و یا نقص در ساختار بلوری می شود که باعث کاهش سرعت آنها و در نتیجه جذب مقداری موج صوتی می شود. با این حال، موج صوتی نیز ممکن است با این نقص ها طنین انداز شود که منجر به اعوجاج موج اصلی می شود. انرژی یک موج صوتی در لحظه برهمکنش با عناصر ساختار مولکولی ماده در نتیجه فرآیندهای اصطکاک داخلی از بین می رود.

در این مقاله سعی خواهم کرد ویژگی های ادراک شنوایی انسان و برخی از ظرافت ها و ویژگی های انتشار صدا را تحلیل کنم.

صداها متعلق به بخش آوایی هستند. مطالعه صداها در هر برنامه درسی مدرسه به زبان روسی گنجانده شده است. آشنایی با اصوات و ویژگی های اصلی آنها در مقاطع پایین تر اتفاق می افتد. مطالعه دقیق تر صداها با مثال های پیچیده و تفاوت های ظریف در دبیرستان و دبیرستان صورت می گیرد. این صفحه می دهد فقط دانش اولیهتوسط صداهای زبان روسی به صورت فشرده. در صورت نیاز به مطالعه دستگاه دستگاه گفتار، تونالیته صداها، بیان، اجزای صوتی و سایر جنبه هایی که خارج از محدوده برنامه درسی مدارس مدرن است، به کتاب های درسی تخصصی و کتاب های درسی آوایی مراجعه کنید.

صدا چیست؟

صدا، مانند کلمات و جملات، واحد اساسی زبان است. با این حال، صدا هیچ معنایی را بیان نمی کند، بلکه صدای کلمه را منعکس می کند. به لطف این، ما کلمات را از یکدیگر متمایز می کنیم. کلمات در تعداد صداها متفاوت هستند (بندر - ورزش، کلاغ - قیف)، مجموعه ای از صداها (لیمو - فیرث، گربه - موش)، دنباله ای از صداها (بینی - رویا، بوته - در زدن)تا عدم تطابق کامل صداها (قایق - قایق، جنگل - پارک).

چه صداهایی وجود دارد؟

در زبان روسی صداها به حروف صدادار و صامت تقسیم می شوند. در زبان روسی 33 حرف و 42 صدا وجود دارد: 6 مصوت، 36 صامت، 2 حرف (ь، ъ) صدا را نشان نمی دهند. اختلاف در تعداد حروف و صداها (ب و ب محاسبه نمی شود) به این دلیل است که برای 10 مصوت 6 صدا، برای 21 صامت 36 صدا وجود دارد (اگر همه ترکیبات صداهای همخوان کر / صدادار، نرم / سخت را در نظر بگیریم). روی حرف، صدا در پرانتز نشان داده شده است.
هیچ صدایی وجود ندارد: [e]، [e]، [u]، [i]، [b]، [b]، [g ’]، [w’]، [c’]، [th]، [h]، [u].

طرح 1. حروف و صداهای زبان روسی.

صداها چگونه تلفظ می شوند؟

هنگام بازدم صداها را تلفظ می کنیم (فقط در مورد حرف "a-a-a" که بیانگر ترس است ، صدا هنگام دم تلفظ می شود.). تقسیم صداها به حروف صدادار و صامت به نحوه تلفظ آنها مربوط می شود. صداهای واکه به دلیل عبور هوای بازدم از تارهای صوتی پرتنش و خروج آزادانه از دهان توسط صدا تلفظ می شوند. صداهای همخوان از نویز یا ترکیبی از صدا و سر و صدا تشکیل می شوند زیرا هوای بازدمی با مانعی در مسیر خود به شکل کمان یا دندان برخورد می کند. صداهای مصوت با صدای بلند تلفظ می شوند، صداهای همخوان خفه می شوند. فرد می تواند صداهای مصوت را با صدای خود (هوای بازدمی) بخواند و صدا را بلند یا پایین بیاورد. صداهای همخوان را نمی توان خواند، آنها به همان اندازه خفه تلفظ می شوند. علائم سخت و نرم صداها را نشان نمی دهند. آنها را نمی توان به عنوان یک صدای مستقل تلفظ کرد. هنگام تلفظ یک کلمه، صامت مقابل خود را تحت تأثیر قرار می دهند، آن را نرم یا سخت می کنند.

رونویسی کلمه

رونویسی یک کلمه ضبط صداها در یک کلمه است، یعنی در واقع ثبت نحوه تلفظ صحیح کلمه است. صداها در براکت مربع قرار می گیرند. مقایسه کنید: الف - حرف، [اِ] - صدا. نرمی صامت ها با یک آپستروف نشان داده می شود: p - حرف، [p] - صدای سخت، [n '] - صدای نرم. صامت های دارای صدا و بی صدا در نوشتار مشخص نمی شوند. رونویسی کلمه در کروشه نوشته شده است. مثال: در → [dv'er ']، خار → [kal'uch'ka]. گاهی اوقات استرس در رونویسی نشان داده می شود - یک آپاستروف قبل از صدای تاکید شده مصوت.

در کنار هم قرار گرفتن حروف و صداها وجود ندارد. در زبان روسی، بسته به محل استرس یک کلمه، جایگزینی همخوان ها یا حذف صداهای همخوان در ترکیب های خاص، موارد زیادی از جایگزینی صداهای صدادار وجود دارد. هنگام تدوین رونویسی یک کلمه، قوانین آوایی در نظر گرفته می شود.

طرح رنگی

در تجزیه و تحلیل آوایی، کلمات گاهی اوقات با طرح های رنگی ترسیم می شوند: حروف بسته به معنای آنها با رنگ های مختلف رنگ آمیزی می شوند. رنگ‌ها ویژگی‌های آوایی صداها را منعکس می‌کنند و به شما کمک می‌کنند تا نحوه تلفظ یک کلمه و از چه صداهایی تشکیل شده است.

تمام حروف صدادار (تاکید دار و بدون تاکید) با پس زمینه قرمز مشخص شده اند. حروف صدادار با رنگ سبز قرمز مشخص می شوند: سبز به معنای صدای همخوان نرم [y ‘] است، قرمز به معنای مصوتی است که به دنبال آن است. صامت ها با صداهای جامد به رنگ آبی هستند. صامت ها با صداهای ملایم به رنگ سبز هستند. علائم نرم و سخت به رنگ خاکستری یا اصلاً رنگ آمیزی نشده اند.

نامگذاری ها:
- مصوت، - آیوت، - صامت سخت، - صامت نرم، - صامت نرم یا سخت.

توجه داشته باشید. رنگ سبز آبی در طرح ها برای تجزیه و تحلیل آوایی استفاده نمی شود، زیرا یک صامت نمی تواند همزمان نرم و سخت باشد. رنگ سبز آبی در جدول بالا فقط برای نشان دادن اینکه صدا می تواند نرم یا سخت باشد استفاده می شود.

زمانی بود که اصلاً سؤال نیاز به کارت صدا مطرح نمی شد. اگر به صدایی در رایانه خود نیاز دارید که کمی بهتر از صدای غرغر یک بلندگو در کیس باشد، یک کارت صدا بخرید. به آن نیاز ندارید - آن را نخرید. درست است، کارت ها بسیار گران بودند، به خصوص در حالی که برای بندر ماقبل تاریخ ISA ساخته شده بودند.

با انتقال به PCI، انتقال بخشی از محاسبات به پردازنده مرکزی و همچنین استفاده از RAM برای ذخیره نمونه های موسیقی امکان پذیر شد (در زمان های قدیم، نه تنها نوازندگان حرفه ای، بلکه افراد عادی نیز چنین نیازی داشتند، زیرا محبوب ترین فرمت موسیقی در رایانه ها 20 سال پیش MIDI بود). بنابراین به زودی کارت های صوتی سطح پایه بسیار ارزان تر شدند و سپس صدای یکپارچه در مادربردهای سطح بالا ظاهر شد. البته ضعیف اما مجانی. و این ضربه شدیدی به تولیدکنندگان کارت صدا وارد کرد.

امروزه صدای داخلی کاملاً در همه مادربردها وجود دارد. و در موارد گران قیمت، حتی به عنوان با کیفیت بالا قرار می گیرد. Hi-Fi درست است. اما در واقع، متأسفانه، این بسیار دور از واقعیت است. سال گذشته در حال ساختن یک کامپیوتر جدید با یکی از گران ترین و از نظر عینی بهترین مادربردها بودم. و البته آنها قول صدای باکیفیت را روی تراشه‌های مجزا و حتی با کانکتورهای روکش طلا دادند. آنقدر خوشمزه نوشتند که تصمیم گرفتم کارت صدا نصب نکنم تا با کارت داخلی کنار بیایم. و دور زد. حدود یک هفته. سپس پرونده را برچید، کارت را گذاشتم و دیگر مزخرف نکردم.

چرا صدای داخلی خیلی خوب نیست؟

اول، سوال از قیمت. یک کارت صدای مناسب 5-6 هزار روبل هزینه دارد. و این حرص و طمع تولیدکنندگان نیست، فقط قطعات ارزان نیستند و الزامات کیفیت مونتاژ بالاست. یک مادربرد جدی 15-20 هزار روبل هزینه دارد. آیا سازنده حاضر است حداقل سه هزار دیگر اضافه کند؟ اگر کاربر برای ارزیابی کیفیت صدا وقت نداشته باشد، نمی ترسد؟ بهتر است ریسک نکنید. و ریسک نمی کنند.

ثانیاً، برای صدای واقعاً باکیفیت، بدون نویز، تداخل و اعوجاج اضافی، اجزا باید در فاصله مشخصی از یکدیگر باشند. اگر به کارت صدا نگاه کنید، خواهید دید که چقدر فضای خالی غیرعادی روی آن وجود دارد. و در مادربرد کوتاه است، همه چیز باید بسیار محکم قرار گیرد. و افسوس که هیچ جایی برای انجام آن واقعاً خوب وجود ندارد.

بیست سال پیش، کارت‌های صدای مصرفی گران‌تر از هر رایانه دیگری بودند و دارای اسلات حافظه (!) برای ذخیره‌سازی نمونه‌های موسیقی بودند. در عکس، رویای همه دانشمندان کامپیوتر اواسط دهه نود، Sound Blaster AWE 32 است. 32 کمی عمق نیست، اما حداکثر تعداد استریم های پخش شده همزمان در MIDI است.

بنابراین، صدای یکپارچه همیشه یک مصالحه است. من تخته هایی با صدای داخلی دیده ام که در واقع به شکل یک پلت فرم جداگانه که فقط توسط یک کانکتور به "مادر" متصل می شود در بالای آن قرار می گیرند. و بله، صدای خوبی داشت. اما آیا می توان چنین صدایی را یکپارچه نامید؟ مطمئن نیستم.

خواننده ای که راه حل های صوتی مجزا را امتحان نکرده است ممکن است این سوال داشته باشد - در واقع "صدای خوب در رایانه" به چه معناست؟

1) او به طرز فجیعی بلندتر است. یک آمپلی فایر در کارت صدا حتی با سطح بودجه تعبیه شده است که می تواند حتی بلندگوهای بزرگ یا هدفون های امپدانس بالا را "پمپ" کند. بسیاری تعجب می کنند که بلندگوها در حداکثر خس خس و خس خس نمی شوند. این نیز یک عارضه جانبی تقویت کننده معمولی است.

2) فرکانس ها یکدیگر را تکمیل می کنند و با هم مخلوط نمی شوند و به یک آشفتگی تبدیل می شوند. یک مبدل معمولی دیجیتال به آنالوگ (DAC) باس‌ها، میانه‌ها و بلندی‌ها را به خوبی ترسیم می‌کند و به شما این امکان را می‌دهد تا با کمک نرم‌افزار به سلیقه خود آنها را با دقت تنظیم کنید. هنگام گوش دادن به موسیقی، ناگهان هر ساز را جداگانه می شنوید. و فیلم ها با تأثیر حضور لذت خواهند برد. به طور کلی تصور می شود که انگار قبلاً بلندگوها را با یک پتوی ضخیم می پوشانند و سپس آن را برداشته اند.

3) این تفاوت به خصوص در بازی ها محسوس است.. تعجب خواهید کرد که صدای باد و چکیدن آب، قدم های آرام رقبا را در گوشه و کنار فرو نبرد. این که در هدفون، نه لزوما گران قیمت، درک وجود دارد - چه کسی، از کجا و در چه فاصله ای در حال حرکت است. این به طور مستقیم بر عملکرد تأثیر می گذارد. دزدکی کردن / رانندگی با حیله گری به شما به سادگی کار نخواهد کرد.

چه کارت های صوتی وجود دارد؟

زمانی که این نوع قطعات فقط مورد توجه افراد خبره صدای خوب قرار گرفت، که متاسفانه تعداد بسیار کمی از آنها وجود دارد، تولید کنندگان بسیار کمی باقی مانده بودند. فقط دو - ایسوس و خلاق. دومی به طور کلی یک مستودون بازار است که آن را ایجاد کرده و تمام استانداردها را تنظیم کرده است. از طرف دیگر ایسوس نسبتا دیر وارد آن شد اما هنوز آن را ترک نمی کند.

مدل های جدید به ندرت بیرون می آیند و مدل های قدیمی برای مدت طولانی، برای 5-6 سال فروخته می شوند. واقعیت این است که از نظر صدا هیچ چیز نمی‌توان بدون افزایش شدید قیمت بهبود بخشید. و تعداد کمی از مردم حاضر به پرداخت هزینه انحرافات صوتی در رایانه هستند. من می گویم هیچ کس آماده نیست. نوار کیفیت در حال حاضر خیلی بالا تنظیم شده است.

اولین تفاوت رابط کاربری است. کارت هایی وجود دارند که فقط برای کامپیوترهای ثابت طراحی شده اند و از طریق رابط PCI-Express روی مادربرد نصب می شوند. برخی دیگر از طریق USB متصل می شوند و می توانند با رایانه های بزرگ و لپ تاپ ها استفاده شوند. در مورد دوم، اتفاقاً صدا در 90٪ موارد منزجر کننده است و مطمئناً ارتقاء به او آسیبی نمی رساند.

تفاوت دوم قیمت است. اگر ما در مورد کارت های داخلی صحبت می کنیم، پس برای 2-2.5 هزارمدل هایی به فروش می رسد که تقریباً با صدای داخلی یکسان هستند. آنها معمولاً در مواردی خریداری می شوند که کانکتور روی مادربرد مرده باشد (افسوس که یک پدیده رایج است). یکی از ویژگی های ناخوشایند کارت های ارزان، مقاومت کم آنها در برابر پیکاپ است. اگر آنها را نزدیک کارت گرافیک قرار دهید، صدای پس زمینه بسیار آزاردهنده خواهد بود.

میانگین طلایی برای کارت های داخلی - 5-6 هزار روبل. این در حال حاضر همه چیز برای خوشحال کردن یک فرد عادی دارد: حفاظت از تداخل، قطعات با کیفیت بالا و نرم افزار انعطاف پذیر.

پشت 8-10 هزارجدیدترین مدل هایی به فروش می رسد که قادر به تولید صدای 32 بیتی در محدوده 384 کیلوهرتز هستند. این درست در بالا بالا است. اگر می دانید از کجا می توانید فایل ها و بازی های با این کیفیت را تهیه کنید، حتما بخرید :)

حتی کارت‌های صوتی گران‌تر از نظر سخت‌افزاری با گزینه‌های ذکر شده تفاوت کمی دارند، اما یک کیت بدنه اضافی دریافت می‌کنند - ماژول‌های خارجی برای اتصال دستگاه‌ها، تخته‌های همراه با خروجی برای ضبط صدای حرفه‌ای و غیره. این در حال حاضر به نیازهای واقعی کاربر بستگی دارد. شخصاً کیت بدنه هرگز برای من مفید نبوده است، اگرچه به نظر می رسید در فروشگاه مورد نیاز است.

برای کارت های USB، محدوده قیمت تقریباً یکسان است: از 2 هزارجایگزین صدای داخلی، 5-7 هزار دهقان متوسط ​​قوی, 8-10 سطح بالاو فراتر از آن، همه چیز یکسان است، اما با یک کیت بدن غنی.

من شخصاً از شنیدن تفاوت در میانگین طلایی خودداری می کنم. فقط به این دلیل که راه‌حل‌های خنک‌تر به بلندگوهای سطح بالا با هدفون نیاز دارند، و صادقانه بگویم که بازی World of Tanks با هدفون‌های هزار دلاری چندان فایده‌ای نمی‌بینم. احتمالا برای هر مشکلی راه حل هایی وجود دارد.

چند انتخاب خوب

چندین کارت صدا و آداپتور که من امتحان کردم و دوست داشتم.

رابط PCI-Express

Creative Sound Blaster Z. 6 سال هست که فروش میره تو کامپیوترهای مختلف تقریبا همین قیمت رو دارم و هنوز خیلی خوشحالم میکنه. CS4398 DAC استفاده شده در این محصول قدیمی است، اما علاقه مندان به صدا صدای آن را با پخش کننده های سی دی 500 دلاری مقایسه می کنند. قیمت متوسط ​​5500 روبل است.

Asus Strix Soar. اگر در محصول Creative همه چیز به طرز بی شرمانه ای به سمت بازی ها کشیده شده است، پس ایسوس از دوستداران موسیقی نیز مراقبت کرده است. ESS SABRE9006A DAC از نظر صدا با CS4398 قابل مقایسه است، اما ایسوس تنظیمات دقیق تری را برای کسانی که دوست دارند پینک فلوید را با کیفیت HD در رایانه گوش کنند ارائه می دهد. قیمت قابل مقایسه است، حدود 5500 روبل.

رابط USB

ایسوس Xonar U3- یک جعبه کوچک که در پورت لپ تاپ قرار می گیرد، کیفیت صدای موجود در آن را به سطح جدیدی می رساند. با وجود ابعاد فشرده، حتی محلی برای خروجی دیجیتال وجود داشت. و نرم افزار به طرز شگفت آوری انعطاف پذیر است. یک گزینه جالب برای امتحان - چرا اصلاً به کارت صدا نیاز دارید. قیمت 2000 روبل است.

Creative Sound BlasterX G5.دستگاهی به اندازه یک پاکت سیگار (سیگار کشیدن بد است) از نظر مشخصات تقریباً از Sound Blaster Z داخلی قابل تشخیص نیست، اما لازم نیست جایی بالا بروید، فقط دوشاخه را به پورت USB وصل کنید. و بلافاصله یک صدای هفت کاناله با کیفیت بی عیب و نقص، انواع ابزارهای موسیقی و بازی، و همچنین یک پورت USB داخلی در صورت کمبود آنها دریافت می کنید. وجود فضا به ما این امکان را می‌دهد که یک تقویت‌کننده هدفون اضافه کنیم، و هنگامی که آن را در عمل بشنوید، از شیر گرفتن آن سخت می‌شود. عملکردهای اصلی نرم افزار توسط دکمه های سخت افزاری کپی شده است. قیمت شماره 10 هزار روبل است.

موسیقی را با لذت پخش کنید و گوش دهید! نه خیلی از آنها، این لذت ها.