Приборы, анализирующие тембр звука

Впервые музыкальные звуки и звуки голоса были подвергну­ты анализу знаменитым ученым Гельмгольцем около ста лет тому назад при помощи сконструированного им набора полых шаров-резонаторов. Резонаторы Гельмгольца представ­ляют собой стеклянные шары, имеющие отверстие наружу с одной стороны и небольшую выступающую воронкообразную трубку —с другой. Рис. 13. Каждый такой шар способен резо-

\0.5

который имеется у колеблющейся струны (сравни, например,, рис. 11 с рис. 12 и 25). Спектр голоса меняется самым карди­нальным образом. Основной тон оказывается в ряде случае» небольшим, а некоторые отдельные обертоны или группы обер­тонов выглядят резко усиленными. Это изменение исходного спектра источника колебаний связано с явлением резонанса дек или трубок, коробок и др. резонаторов, в зависимости от

I

И (П.8

i

J i

Рис. 11. Схема иллюстрирует рождение обертонов (верхний рисунок) их гра­фическое изображение — спектр и уменьшение амплитуды обертонов с возрастанием их порядка (средний ри­сунок) и, наконец, звучание на слух гармонического ряда обертонов (ниж­ний рисунок). Второй обертон, который по частоте вдвое больше основного тона, называется октавным обертоном, потому что расстояние в октаву как раз соответствует удвоению частоты. Третий звучит квинтой в октаву и т. д.

			III

О 500 WOO 15ЩЖ 2500 30003500 Частота

Кларнет

f.B\

					а |	|		|	i

О 500 1000 1500 2000 2500 ЗОЮ 35Ю Частота

Рис. 12. Сложные кривые, по­лучающиеся ори записи музы­кального звука, и спектры этих звуков. Вверху—-рояль, внизу — кларнет. Видны обла­сти усиления обертонов — фор­манты, от которых зависит тембр этих инструментов (по Н. Гарбузову).

Рис. 13. Современный спектроанализатор на катодно-лучевой

трубке и набор резонаторов Гельмгольца — полых шаров

различного объема.

нировать на звук определенной высоты. Прислоняя воронкой резонаторы к уху, Гельмгольц выслушивал различные музы­кальные звуки и нашел те характерные усиленные тоны, кото­рые определяют тембр того или иного инструмента. Им же были впервые обнаружены характеристические тоны, определяющие звучание того или иного гласного звука.

В настоящее время имеется ряд аппаратов, которые позволяют производить точный анализ звуков. Одним из методов анализа звука является, например, запись его на особом приборе — осциллографе, с последующей расшифровкой этой записи. Как известно, звуковые колебания можно перевести в другого рода колебания — механические, электрические — и записать их. Впервые звук при помощи своего фонографа записал Эдисон. На воске его валика полу­чалась сложная периодическая кривая, в которой нашло свое

отражение все множество колебаний, составляющих тембр зву­ка. Конечно, эта механическая запись груба и ее воспроизведе­ние было некачественным. Современная звукозапись, основан­ная на переводе звуковых колебаний в электрические, на совершенной аппаратуре позволяет получать на звуковой до­рожке наших долгоиграющих пластинок очень точное и полное

изображение всех колебаний, со­ставляющих, например, тембры оркестрового звучания и голоса солиста. Одна суммарная кри­вая звуковой дорожки пластинки несет в себе все это многообра­зие звучностей!

, - \Э ³ C \ fW >. \Г\ /у S\ /"v IД_ \JL \S \У -V¹

Однако для анализа звука электрические колебания перево­дят не на воск, как'при трамза-писи, а на фотопленку или спе­циальную бумагу при помощи специальных ⁽ точных аппара­тов — осциллографов-самопис­цев. Получающуюся сложную пе­риодическую кривую затем под­вергают анализу, чтобы выяс­нить, из каких простых колеба­ний (обертонов) она составлена. В i результате такого ■ анализа

стых (т. е. иа составляющие его обертоны). 1—3—5 и т. д.— порядок обертонов.

Рис. 14. Разложение сложной ^можно получить точное ' изобра-кривой звука на серию про- жение всех простых ' колебании, колебаний — синусоид т. е. всех обертонов, входящих в состав сложного звука. Можно «увидеть» его тембр.

Однако анализ кривой—■ сложное и отнимающее долгое

Еремя дело. Чаще всего для разложения сложного звука на простые составляющие, служат электронные приборы — спект­рометры, или спектроанализаторы. Построенные по принци­пу фильтров, они позволяют на экране электронно-лучевой трубки, похожей на телевизионную, получать в виде серии све­тящихся столбиков картину спектра звука. Поющий может на­блюдать непосредственно свой спектр в момент фонации.

Дата добавления: 2015-08-05