2.1. Природа звука

Если резко ударить по камертону (рис. 2.2), его ножки будут вибрировать с точно определённой частотой [10].

Рис. 2.2. Камертон

Камертон поможет настроить на слух почти любой музыкальный инструмент.

Ножки хорошего камертона чисто вибрируют на единственной частоте, а вот большинство других источников звука вибрируют гораздо сложнее, порождая разнообразные знакомые нам звуки и шумы.

Считается, что человеческое ухо способно воспринимать частоты в диапазоне от 20 Гц до 20 кГц, причём верхняя граница может колебаться в зависимости от возраста и других факторов, а нижняя граница сильно колеблется в зависимости от интенсивности звучания.

На рис. 2.3-2.4 показаны сигналы, представляющие звуки различных типов [10]. На рис. 2.3 приведен пример речи. По диаграмме можно легко идентифицировать слоги; также можно отметить, что одна фраза повторяется дважды, причём второй раз − быстрее и с большим выделением ударных слогов. Между фразами наблюдается практически тишина − звук был записан на открытом пространстве при наличии фонового шума, который выглядит, как узкая полоска, идущая по оси.

Рис. 2.3. "Feisty teenager"

На следующих трёх рисунках (рис. 2.4) приведены сигналы некоторых типов звуков. Первые два из них − чисто инструментальные, а третий соответствует естественному звуку.

а) Буги-вуги

б) Скрипка, виолончель и фортепиано

в) Море

Рис. 2.4. Сигналы некоторых типов звуков

Как следует из приведённых иллюстраций, по изображению сигнала можно грубо определить характер звука, но трудно сказать что-либо о деталях. Также изображение часто трудно сопоставить со звуком, как он слышится.