Спектр звуковой

(англ. sound spectrum) — объективная характеристика звука сложного состава, отображающая его «внутреннюю» физическую структуру (в отличие от «внешней» структуры, отображаемой формой колебаний или осциллограммой). С. з. графически представляет распределение энергии звука по частотным компонентам (элементарным, или простым, тонам). С. з. в основном можно разделить на 3 характерные группы.

1. Линейные (дискретные) спектры звуков устойчивой высоты, характеризующиеся наличием ряда компонентов, находящихся в простых кратных отношениях к частоте нижайшего (первого, или основного) тона. Все тоны таких спектров, включая и первый, называются гармониками. Гармонические спектры характеризуют типичные музыкальные звуки. Гармоническая структура создает основу для восприятия звуков по высоте в ее музыкальном (ладогармоническом) значении.

2. Линейные (дискретные) спектры с негармоническими или не вполне гармоническими компонентами, находящимися в определенных устойчивых отношениях к частоте первого (нижайшего) компонента. Негармонические спектры с частотно-устойчивыми компонентами свойственны колоколам, пластинчатым и др. источникам ударных звуков с массивным вибратором. Такие спектры обычно имеют переменное распределение энергии по компонентам в процессе затухания звука. Не вполне гармоническую структуру спектра имеют, в частности, звуки фортепиано. Интонационное восприятие не вполне гармонических спектров является тем более точным, чем ближе обертоновый ряд соответствует гармоническому.

3. Непрерывные или сплошные спектры шумов (ударно-затухающих и незатухающих) характеризуются непрерывной линией амплитуд, постоянно флуктуирующих (пульсирующих без определенной частоты) компонентов вдоль всей частотной оси. Поскольку распределение энергии в шумовом спектре индивидуально зависит от физических характеристик источника шума, все шумы, так же как и звуки, на основе дискретных компонентов обладают тембровыми качествами. Для многих шумов (стуки, удары, некоторые согласные звуки речи) характерна чрезвычайная неустойчивость их спектров во времени.

Шумовые компоненты часто сопровождают спектры гармонических звуков (шипение флейты, хриплость голоса и т. п.). Гармоническая интерпретация некоторых звуков (журчание, бульканье, гласные звуки живой речи и т. п.) затрудняется быстрым изменением их параметров во времени. Быстро изменяющиеся по амплитуде шумовые спектры (стуки, трески, шорохи, взрывные согласные звуков речи) воспринимаются слухом в их спектрально-временном единстве.

Спектральные характеристики звуков лежат в основе представлений о механизмах слуховых ощущений и восприятии сложных звуков, поскольку слуховой анализатор обладает свойством разложения сложного звука на его частотные компоненты. Спектральные характеристики звуков являются также исходными для создания технических устройств распознавания звуковых образов. См. Фильтр частот.