Микрофон для передачи речи

Голос

Гармоники в воздушном столбе

В одних инструментах воздушный столб открыт с одного конце, в других—с обоих концов. Столб воздуха, который открыт (или закрыт) с обоих концов имеет основную гармонику с длиной вол­ны, равной удвоенной длине трубы, и создает полную гармониче­скую последовательность волн. В столбе воздуха, открытом с од­ного конца и закрытом с другого, длина волны основной гармоники равна его учетверенной длине, причем существуют только нечет­ные гармоники.

Длина столба воздуха может изменяться либо непрерывно (как, например, в тромбоне), либо скачками — путем добавления допол­нительных отрезков определенной длины (как на трубе или валтор­не), либо благодаря открыванию и закрыванию отверстий в кор­пусе инструмента (деревянные духовые). Форманта инструмента зависит от формы корпуса и раструба (открытого конца).

Особые свойства человеческого голоса являются следствием точ­ного управления высотой тона, издаваемого голосовыми связками, и подвижности полостей рта, носа и гортани, которые обеспечи­вают переменные формантные характеристики произносимых зву­ков.

Эти формантные характеристики, соответствующие собствен­ному резонансу полости, лежат в основе гласных звуков и в нема­лой степени ответственны за разборчивость речи. Большая часть изменений формант наиболее ярко выражена в частотной области между 200 и 2700 Гц. Этот диапазон и был выбран для передачи речи по телефонному каналу.

Для речи характерны шипящие и свистящие звуки, а также пау­зы разной продолжительности, которые в совокупности с формантными резонансами обеспечивают все необходимое для создания раз­борчивости. Шипящие и свистящие звуки увеличивают частотный диапазон речи до 8 кГц. Шепот, когда голосовые связки не рабо­тают вовсе, может быть совершенно ясным и разборчивым.

Колебаний, создаваемые голосовыми связками, придают речи дополнительные особенности, позволяют петь. Для нормального голоса основной тон может изменяться в диапазоне двенадцати нот, центральная частота которых находится около 145 Гц для муж­ского голоса и 230 Гц — для женского.

Поскольку формантные области мужского и женского голосов мало отличаются друг от друга, в женском голосе, следовательно, меньше гармонических составляющих в области большего резо­нанса; женский голос поэтому обычно воспринимается как более слабый (и более чистый, ясный), чем мужской. При пении основной диапазон большинства голосов не превышает двух октав, хотя в исключительных случаях он бывает гораздо шире.

Голосовые полости: 1 — легкие; 2 — нос; 3 — рот (эта полость, обладающая наибольшей гибкостью, используется для формирования гласных звуков); 4 – гортань (выше голосовых связок); 5 — пазухи. Эти полости создают формантные характерные для голоса человека, подчеркивают одни частотные области за счет подавления других.

Речь, подвергнутая анализу, чтобы выявить формантные области: 1 — резонансные полосы; 2 — безголосый звук; 3 — пауза перед твердым «и»: точно такая пауза была бы перед взрывным «п»; 4 — голосовой звук. Форманты здесь не имеют отношения к собственным частотой и гармоникам, которые можно было бы добавить только путем анализа в более узких частотных полосах, чем те, что бы использованы в нашем примере. На рисунке проанализирован голос автора книги произнесшего по-английски ее название. У каждого человека голос обладает индивидуальными признаками.

Для микрофонов, предназначенных для передачи оркестровой му­зыки (как впрочем, и для любых звукотехнических устройств та­кого назначения), прием человеческого голоса не представляет собой никаких технических сложностей: ни с точки зрения диапазо­на частоте ни в отношении диапазона громкостей. Исключение составляет лишь взрывной звук «п», который может заставить мембрану микрофона выйти далеко за пределы рабочего диапа­зона линейных смещений, если говорящий слишком близко под­несет микрофон к губам.

Впоследствии мы увидим, что для улучшения разборчивости речи требуется, чтобы на микрофон попадало меньше отраженного (реверберирующего) звука, чем при передаче звучания музыкаль­ных инструментов. Эта в свою очередь может создать дополни­тельные трудности при работе вблизи направленного микрофона. Однако помимо этого для речевых микрофонов наиболее важно решить, нужно ли иметь очень широкий диапазон передаваемых частот: ведь это не только достигается путем удорожания конст­рукции, но и приводит к приему шумов на обоих крайних концах звукового диапазона.

Иногда разборчивость речи улучшается, если используют мик­рофон, имеющий частотную характеристику с подъемом в области 6/9 кГц. В микрофонах старой конструкции или в дешевых моде­лях такой подъем существует сам по себе. Однако это может под­черкивать шипящие и свистящие звуки в речи.

Дата добавления: 2015-06-25