Товароведение бытовых электронных товаров Основной учебник Товароведение и экспертиза электронных бытовых товаров. А. П. Ходыкин, А. А. Ляшко Москва Academa 2004 или 2007 Суть маркетинга заключается в подмене художественного вкуса публики и ее права на свободный выбор маркетинговым зомбированием. Мы будем заниматься товароведением, а не маркетингом
Тема 1. Введение. Электронная и цифровая революция. Понятие о современной электронной технике. Основные функции электронных бытовых приборов и источник требований к их качеству.
Электронная революция и её последствия. Понятие о транзисторах, микросхемах и их производстве. Компьютеризация бытовой техники. Основные виды электронных бытовых приборов — аудио и видеотехника, коммуникативная техника, персональные компьютеры и их периферия. Основные функции электронных бытовых приборов — воспроизведение произведений искусства, обучение, рекреационная функция, коммуникация. Смысл искусства по Ю. М. Лотману. Источник потребительских требований к качеству аудио и видео техники — необходимость адекватного воспроизведения произведений искусства. Звук и его характеристики — скорость звука, высота звука, тембр. Громкость звука. Проблемы, связанные с распространением звука. Оркестр. Тембр инструментов и высшие гармоники. Роль электронных бытовых приборов при обучении. Поиск научной информации, пакеты прикладных обучающих, справочных и научных программ. Рекреационная функция современных электронных бытовых приборов. Доступность и простота использования современных электронных бытовых приборов. Роль электронных бытовых приборов при коммуникации. Интернет и мобильная связь.
Электронная революция Великая электронная революция, изменившая весь облик современного мира, началась в сороковых годах прошлого века. В её основе лежат две вещи — 1. исследование по основаниям математики, в результате которых была построена электронно вычислительная машина и 2. создание транзистора. Впервые электронная вычислительная техника всерьез была использована англичанами во Второй мировой войне для расшифровки немецких радиограмм, зашифрованных механической шифровальной машиной Энигмой. (ЭВМ «Колосс» . Алан Матисон Тьюринг (англ. Alan Mathison Turing; 23 июня 1912 — 7 июня 1954) — английский математик, логик, криптограф, изобретатель «машины» Тьюринга. Машина Тьюринга — «виртуальная» машина, с помощью которой исследовали понятие «вычислимость» , то есть что может и что не может делать искусственный вычислитель) ЭВМ была ламповой.
транзисторы Первые патенты на принцип работы полевых транзисторов были зарегистрированы в Германии 1928 (в Канаде, 22 октября 1925 года) на имя австро венгерского физика Юлия Эдгара Лилиенфельда. В 1934 году немецкий физик Оскар Хейл запатентовал полевой транзистор. Полевые транзисторы (в частности, МОП транзисторы) основаны на простом электростатическом эффекте поля, по физике они существенно проще биполярных транзисторов, и поэтому они придуманы и запатентованы задолго до биполярных транзисторов. Тем не менее, первый МОП транзистор, составляющий основу современной компьютерной индустрии, был изготовлен позже биполярного транзистора в 1960 году. Только в 90 х годах 20 века МОП технология стала доминировать над биполярной. В 1947 году Уильям Шокли, Джон Бардин и Уолтер Браттейн в лабораториях Bell Labs впервые создали действующий биполярный транзистор, продемонстрированный 16 декабря. 23 декабря состоялось официальное представление изобретения и именно эта дата считается днём изобретения транзистора. По технологии изготовления он относился к классу точечных транзисторов. В 1956 году они были награждены Нобелевской премией по физике «за исследования полупроводников и открытие транзисторного эффекта» .
Что такое лампы и что такое транзисторы? Во первых, что такое «усилитель» , о котором мы с вами будем говорить очень часто? Рассмотрим очень простую схему. У нас есть мощный насос, который качает жидкость через трубу. Жидкость из трубы вылетает под большим давление и с большим расходом. На трубе кран задвижка. Чтобы её двигать, нужны очень небольшие усилия. Вот и будем её двигать — как хотим.
Принцип усиления сигнала усилия на задвижке И расход жидкости на выходе будет функцией от движения задвижки. То есть очень маленькие усилия на задвижке приводят к очень большим изменениям в расходе жидкости на выходе из трубы. Строго говоря, задвижка у нас ничего не усиливает, а регулирует. Но так уж получилось, что в электронике такое устройство называют усилителем. расход воды на выходе из трубы
Схема такого же устройства, но только электронного И регулятором в этой схеме служит электронная лампа или транзистор
. Электронная лампа триод. Тысячи таких ламп работали в компьютерах первого поколения. При наличии положительного заряда на сетке электроны устремляются через вакуум от катода (тонкой нити накала) на анод (металлическую пластину), замыкая цепь, по которой идет ток. Отрицательно заряженная сетка отталкивает электроны и цепь оказывается разомкнутой.
Плоскостной транзистор. В этом переключателе величиной с горошину ток проходит или прерывается в результате взаимодействия трех слоев германия, в который добавлены специальные примеси. В эмиттере и коллекторе создается избыток электронов, а в базе избыток «дырок» , положительных носителей заряда. Положительный заряд на базе (красный) вызывает движение электронов и дырок. Ток, создаваемый электронами (зеленый), течет от эмиттера к коллектору, замыкая цепь.
. Планарный транзистор. Идентичный по своему действию транзистору, показанному на предыдущем рисунке, планарный транзистор не превышает в длину сотой доли сантиметра. Как видно из рисунка (показано поперечное сечение прибора), при положительном заряде на базе возникает ток от эмиттера к коллектору. Технология изготовления этих приборов позволяет размещать на поверхности одного кристалла десятки транзисторов, а также резисторов и конденсаторов.
Транзисторы бывают полевые и биполярные. В биполярном транзисторе есть эмиттер, коллектор и база (смотри рисунок условного обозначения). Эмиттер он со стрелочкой, база обозначается как прямая площадка между эмиттером и коллектором. Между эмиттером и коллектором идет большой ток полезной нагрузки, направление тока определяется стрелочкой на эмиттере. А вот между базой и эмиттером идет маленький управляющий ток. Грубо говоря, величина управляющего тока влияет на сопротивление между коллектором и эмиттером. Биполярные транзисторы бывают двух типов: p-n-p и n-p-n принципиальная разница только лишь в направлении тока через них. Полевой транзистор отличается от биполярного тем, что в нем сопротивление канала между истоком и стоком определяется уже не током, а напряжением на затворе. Последнее время полевые транзисторы получили громадную популярность (на них построены все микропроцессоры), т. к. токи в них протекают микроскопические, решающую роль играет напряжение, а значит потери и тепловыделение минимальны.
Полевой транзистор
Планарная технология. Возможность делать транзисторы очень маленькими и сделали возможным электронную революцию. Транзисторы делают из обладающего свойствами полупроводника кремния — одного из самых распространенных элементов в земной коре (первый — кислород, второй — кремний). Как вы знаете, обычный песок — это диоксид кремния. Конструкция транзистора очень проста. Для МОП транзистора это Металл Оксид Полупроводник. Физико математические закономерности, лежащие в основе электронных схем не так сложны и потому характеристики сложных схем можно рассчитывать теоретически. Поэтому с развитием ЭВМ процесс конструирования схем значительно ускорился и привел к появлению более совершенных ЭВМ. И процесс пошел лавинообразно — новые ЭВМ более быстро делали более совершенные новые ЭВМ. Всё более и более компактные. Вот за компактность и отвечает планарная технология. Как это делается.
Сначала рисуют большой чертеж схемы. Потом его фотографируют и с помощью специальной проекционной аппаратуры засвечивают фотослой, нанесенный на поверхность пластины особо чистого кремния (даже ничтожные примеси нарушают механизм проводимости). Происходит дубление фотослоя. После засветки пластину промывают и смывают незадубленный фотослой. Напыляют на открытые участки необходимые примеси, обеспечивающие нужные свойства и процесс повторяют необходимое количество раз до получения электронной схемы. Размер отдельных элементов в этих схемах определяется длиной волны засвечивающего излучения, то есть разрешающей способностью фотооптики. Чем «синее» излучение, тем меньше элемент схемы, тем больше транзисторов можно уместить на пластинке кремния.
Именно микросхема, основанная на транзисторах, ознаменовала начало нового этапа в электронике, и именно она сделала возможным появление современных компьютеров. В 1965 году в одной из публикаций был сформулирован “закон Мура”, который говорил, что число транзисторов в микросхеме должно удваиваться с каждым годом. Этому закону постоянно предсказывают кончину, но вот уже больше сорока лет он продолжает работать. К примеру, в первом процессоре Intel 4004, выпущенном в 1971 году было 2300 транзисторов, а к 1989 году Intel 486 насчитывал их уже 1 200 000. Так, обходя на своём пути множество преград и постоянно совершенствуясь, последний процессор Intel Core 2 Extreme перевалил собой отметку в 820 000 транзисторов. По этой же причине электроника очень быстро морально устаревает и стремительно дешевеет. И проникает в те сферы, которые еще вчера и не думали компьютеризировать. Сейчас существуют даже компьютеризированные утюги, а швейные машины уже давно с компьютерным управлением.
Строго говоря, сейчас почти вся бытовая техника так или иначе электронная. Но мы будем говорить только о следующей: Аудиотехника — процессоры, усилители, ресиверы, плееры и рекордеры, радио и телетюнеры. Телевизоры, проекторы, фото и видеокамеры. Компьютеры и их периферию. И электронные книги, если успеем. Мобильные телефоны и навигаторы. А для того, чтобы определить требования к этим приборам, мы должны сначала назвать их функции. Потому что эти функции и определят эти требования Итак функции бытовых электронных приборов: 1. Воспроизведение произведений искусства 2. Обучение. 3. Отдых 4 Коммуникация
Роль электронных бытовых приборов при обучении. Поиск научной информации, пакеты прикладных обучающих, справочных и научных программ. Основные требования простота, быстродействие, высокая вероятность сохранения информации. Рекреационная функция современных электронных бытовых приборов. Основные требования доступность и простота использования современных электронных бытовых приборов. «Сервисность» Роль электронных бытовых приборов при коммуникации. Интернет и мобильная связь
Воспроизведение произведений искусства
Воспроизведение произведений искусства. А для чего нужно искусство? Я не имею права ни требовать от вас, ни даже рекомендовать, чтобы вы прочли книги Ю. М. Лотмана, посвященные русской культуре и искусству — мы занимаемся товароведением. Но советовать я вам могу. Ю. М. Лотман (уже, к несчастью, покойный) был главой тартуской школы семиотики. Он академик нескольких зарубежных академий, крупнейший специалист в области русской культуры. Эстонское телевидение (а в Эстонии очень уважают настоящих интеллигентов вне зависимости от их происхождения) сделало цикл телевизионных лекций Лотмана. А потом была выпущена книга, где эти лекции были напечатаны. Я не говорю о том, что каждый культурный человек должен эти книги прочесть, хотя это так. Я говорю о том, что если мы поймем, что такое искусство, то требования к бытовой электронике, которая будет произведения искусства воспроизводить, появятся сами собой — их не нужно будет запоминать. Так для чего же нужно искусство? Давайте вспомним свое детство — для вас близкое, для меня, увы, далекое. Доказано (весь двадцатый век вели очень серьезные исследования на близнецах, на детях, выросших в воспитательных учреждениях — детских домах, интернатах, яслях, детских садах и пр. ), что человек (речь, конечно, о среднестатистическом человеке), выросший в домашних условиях, более развит, чем выросший в детдоме. То есть, чем больше с ребенком общаются (в индивидуальном порядке), тем развитее у него и мозги, и сердце. А как с ребенком общаются? Помимо того, что одевают, обувают, кормят, спать кладут? — да играют и книжки читают. В основном — сказки. А зачем? Ну имеют ли сказки какое то отношение к реальности? Что в них толку?
Давайте сделаем нелирическое отступление. Зачем науки? Ну, тут полная ясность. Без науки продолжительность жизни чрезвычайно маленькая, да и умирать приходится часто в мученьях. Основанием почти всех наук является математика. Она предлагает модель какого либо явления, процесса и путем расчета предсказывает его поведение во времени. А что может математика? Многое может, конечно, но централизованное планирование экономики даже небольших стран математически невозможно (Солженицын, В круге первом). Потому что даже в простейших вопросах экономики сразу возникает столько переменных! Столько вариантов, что никакой компьютер не справится! Недаром Канторович получил Нобелевскую премию за симплекс метод. И именно поэтому развалился социализм. Ну, хорошо — это много переменных, тут модель не справляется. Но если взять нелинейную математику, то и с малым количеством переменных математика не справляется. Вот старая задача трех тел. Тоже математика не может. В теории катастроф — максимум шесть переменных. А это всё не какие то отвлеченные вещи, это жизненно важные задачи. А теперь оглянитесь вокруг себя — сколько вокруг нас переменных? Даже материальных? А ведь есть еще нематериальные переменные — с товарищем поссорился, или, того хуже, влюбился, а тебе на дверь указали. Математические модели тут не помогут — и потому, что переменных слишком много, и потому, что основные наши понятия, наши ценности, не формализуются (что имеет некоторое отношение и к теоремам Геделя и Тарского и к старой пословице «О вкусах не спорят» ).
И вот искусство и выступает в нашей жизни вместо математики. Оно предлагает модель явления и рассматривает развитие этой модели во времени. И вот тут надо вернуться к сказкам. Да, в некотором отношении модель несовершенна. Но в некотором отношении любые модели (даже сверсложные математические) несовершенны. Но в определенной области модель вполне адекватна. А уж как эти модели удобны и сколько они времени берегут! А теперь давайте вспомним Л. Толстого — «Войну и мир» . Эпилог романа, который никто не читает. Положите перед собой руку. А теперь эту руку положите направо или налево. И спросите себя — от чего это зависит. Каждый нормальный человек знает, что зависит это только от его желания — как он хочет, так и сделает. То есть человек свободен. Свободен то он свободен, но реализовать свою свободу он может только в том случае, если у него есть возможность выбора. К сожалению, фантазия у большинства людей небогатая. И творчески способных людей тоже мало. Вам, например, приходило в голову, как люди умножали без таблицы умножения (а это было совсем недавно)? И тут на помощь приходит искусство. Как говорит Лотман — возможность походить нехожеными тропами. Возможность не только быстро «освоить» модель ситуации, но и познакомиться с другими моделями, описывающими ту же ситуацию не будем забывать, что «модель» , по определению, вещь односторонняя. И для успешного описания ситуации необходимо множество моделей. Необходима возможность взглянуть на ситуацию с разных сторон, глазами других, более зрячих людей. Возможность за несколько дней пережить целую жизнь. А мозгу нашему почти все равно, какую он информацию перерабатывает — поступающую непосредственно из реальной жизни или из произведений искусства. Потому что мозг всё равно имеет дело с электрохимическими сигналами. И реальность искусственная становится «настоящей» . А дальше — после того как произведение искусства сообщило тебе огромную информацию и ты имеешь возможность выбора — дальше уж дело свободы человеческой — или «…над вымыслом слезами обольюсь…» , или совсем наоборот. «Курочка ряба» с золотым яичком и «Теремок» при всей кажущейся оторванности от реальной жизни учат обливаться слезами очень успешно.
Следует сказать, что эта способность обливаться слезами над вымыслом готовит нас к важнейшей социальной функции — к состраданию. Вообще наша, европейская цивилизация, в отличие от всех остальных, носит название иудео греко христианской. (К нашему времени надо добавить «пост» иудео греко христианской). И при всех её недостатках только она смогла создать более или менее приемлемое общественное бытие. Потому что сострадание в системе этой цивилизации — одна из главных основополагающих ценностей. Все остальные цивилизации — китайская, индусская, африканская и т. д. , где основополагающей ценностью является право сильного — жить более или менее нормально начинали только после того, как хоть с какой то стороны приобщались к цивилизации европейской. То есть искусство, кроме того, что формирует образованного и потенциально свободного (знакомого с различными возможностями выбора) человека, может сформировать и человечного человека. Это уже не мало. Но выбор всегда остается за человеческой свободой. Но у искусства есть и другие функции. Простенький пример — Жюль Верн с его научной фантастикой. Ведь сколько идей он «сгенерировал» ! Но искусство не только «создает» идеи. Искусство их «обкатывает» . Чаще всего на идею, впервые высказанную каким то гением, набрасывается толпа эпигонов. И в результате идею внедряют в сознание «масс» . Самый простой пример. «Свобода, равенство, братство» . Истоки этой идеи –христианство, но в голову современного человека они вошли благодаря искусству. Иногда это хорошо, иногда плохо. Но и тут воспитывается человеческая свобода. И ещё одна функция искусства. В конце 19 — начале 20 веков была предпринята попытка обоснования математики. В результате были доказаны две очень важные теоремы. О том, что понятие истины неформализуемо. То есть строго объяснить (математически, как дважды два), что такое истина — нельзя! Математика так до сих пор и живет — без оснований и без определения истины. Но уже давно замечено, что если теория верна, то она «красива» . Среди множества возможных проектов крыла самолета, например, наилучшими аэродинамическими свойствами будет обладать самое «красивое» . Доказать ничего нельзя, но очень похоже, что критерием истины является красота (вспомните Достоевского). И главным инструментом, формирующим в нас понятие красоты, является тоже искусство. Подводя итог, мы можем сказать, что искусство вовсе не средство развлечения, а необходимая часть нашей жизни. До сих пор есть на Земле народы, которые живут без науки, без техники, без всех средств современной цивилизации, но нет народов, живущих без религии и искусства. Ш 74 и С ОДИД
Ну, а раз искусство так важно, то и основное требование, которое мы должны выдвигать к электронной бытовой технике, которая будет предметы искусства воспроизводить — это адекватность воспроизведения! И поэтому сразу необходимо выяснить а что мы будем адекватно воспроизводить. Первые занятия у нас посвящены аудиотехнике (со всеми принципиальными вещами мы будем знакомиться на ней, а потом дополним её изображением), вот мы и начнем со звука что это, какой он бывает и откуда. Естественно, все вы знаете, что источником звука является колеблющееся тело, например струна музыкального инструмента. Звуковая волна есть колебание частиц той упругой среды, в которой распространяется звук, например воздуха. Колебание в упругой среде передается от одних частиц ее к другим и распространяется во все стороны от источника звука. В воздухе скорость звуковых волн составляет 340 м/сек. В жидкостях она больше, а в твердых телах еще больше. Важными величинами, характеризующими звук, являются частота и амплитуда колебаний. Звуки различают по высоте тона и громкости. Примерами звуков высокого тона служат свист, писк, женский голос (сопрано), а звуков низкого тока — мужской голос (бас), звук барабана и т. д. Чем больше частота, тем выше звук. Чем больше амплитуда, тем сильнее, громче звук.
Самый низкий тон рояля имеет частоту 27, 5 Гц, а самые большие трубы органа издают звуки с частотой примерно 16 Гц. Это самая низкая высота звука, которую способно воспринять человеческое ухо. На нижней границе слухового восприятия трудно понять, слышим мы звук или воспринимаем колебания воздуха всем телом. Эта область звуковых частот сопровождает грозы и ураганы, извержения вулканов и землетрясения. Такие звуки издавна оказывали сильное эмоциональное воздействие на человека, на его подсознание. Если акустическая система радиоаппаратуры не в состоянии передавать низкочастотные колебания с достаточной громкостью, то воспроизведение будет лишено естественности и реальности. Следует иметь в виду, что воспроизведение самых низких звуковых частот представляет собой серьезную техническую проблему и доступно лишь для очень дорогой аппаратуры. Звуки с частотой колебаний ниже 16 Гц называются инфразвуками. Верхняя граница слухового восприятия лежит между частотами 16000. . . 20000 Гц. Человек воспринимает такие звуки как свист или писк. Если акустическая система не будет воспроизводить высокие частоты, то исчезнет окраска звука, без чего невозможно различить звучание разных музыкальных инструментов. Частоты выше предела слышимости относятся к области ультразвуков.
Частотная характеристика разговорной речи укладывается в полосу частот от 250 до 3500 Гц, а музыкального исполнения — 30. . . 15000 Гц. Диапазон звуковых частот, воспроизводимых аппаратурой, может быть намного шире и является основным параметром для определения группы сложности аудиотехники. Громкость звука — это субъективно ощущаемая органом слуха сила звука. Она определяется амплитудой колебаний источника звука: чем больше амплитуда, тем сильнее звук. Сила звука в ньютонах, отнесенная к 1 м 2 площади, называется звуковым давлением. Звуковое давление измеряется в физических единицах — паскалях (Па); 1 Па = 1 Н/м 2. За стандартный порог чувствительности органа слуха человека принято звуковое давление, соответствующее 2 • 10~5 Па (Н/м 2). Такая громкость сравнима с шелестом падающей с деревьев листвы. Максимальное звуковое давление, воспринимаемое ухом, равно 102 Па. Это уровень шума, создаваемого двигателем взлетающего реактивного самолета. Следовательно, диапазон изменения 5 звуко вых давлений, воспринимаемых человеческим ухом, 10~. . . 102 Па, т. е. отношение этих значений составляет 10000000 раз. Такие же астрономические цифры характеризуют соотношения электрических напряжений, токов и мощностей, соответствующих силе этих звуков. На практике такими величинами трудно оперировать
С учетом того, что ухо обладает логарифмической чувствительностью (закон Вебера—Фехнера), в электроакустике принято выражать звуковое давление (громкость) не абсолютными, а относительными (логарифмическими) единицами — децибелами (д. Б). Громкость (д. Б) определяется по формуле Na. B = k × log(A/AQ), где к — коэффициент, зависящий от измеряемых величин; в акустических испытаниях к = 20; А — звуковое давление, создаваемое источником звука, Па; Ао — стандартный порог чувствительнос ти, Па. Громкость разных источников звука различна. Ниже приведены соотношения между децибелами и уровнями громкости. Любое число децибел можно перевести в соотношение А/Ао и наоборот. Например, для 68 д. Б (60 + 5 + 3) это отношение составит 1000 × 1, 78 × 1, 41 = 2509 раз (приблизительно. Если считать нормально, на калькуляторе, то получится точнее) Дециб 1 2 3 5 10 30 60 100 елы А/Ао 1, 11 1, 26 1, 41 1, 78 3, 16 31, 6 1000 105
Звук громкостью 120 д. Б принят за порог болевого ощущения органов слуха (болевой порог). Плоскость, заключенная между болевым порогом 1 и порогом слышимости 2 на разных частотах, называется плоскостью слышимости. Она характеризу ется частотой колебаний/= 20. . . 20000 Гц и звуковым давлением Л = 0. . . 140 д. Б. На рис горизонтальной штриховкой обозначена область разговорной речи, вертикальной — область негромкой музыки. На рис. видно, что чувствительность уха резко уменьшается на краях диапазона звуковых частот и максимальна в области 500. . . 5000 Гц. 2 20 100 200 500 1000 2000 5000 10000 f Гц Плоскость слышимости: 1 — болевой предел; 2 — пороговая кривая слышимости
Область воспринимаемых человеком звуков (зеленая область) значительно больше зоны речи (желтая зона) и приятных на слух звуков музыки (синяя область) Слух человека имеет неодинаковую чувствительность к звукам разной частоты, которые по объективным измерениям имеют одно и то же звуковое давление. Самые тихие звуки человеческое ухо способно улавливать на частотах около 3 к. Гц, а с повышением или понижением частоты чувствительность падает. И если максимальная разница чувствительности при низких уровнях громкости составляет более 70 д. Б, то с повышением интенсивности звука она уменьшается, и при достижении уровня болевого порога (это около 120 д. Б) разница только чуть больше 20 д. Б По мере уменьшения громкости слышимость низких и высоких частот снижается так, что вызывает снижение эмоционального восприятия музыки.
Суть этой зависимости сводится к тому, что слух человека имеет неодинаковую чувствительность к звукам разной частоты, которые по объективным измерениям имеют одно и то же звуковое давление. Самые тихие звуки человеческое ухо способно улавливать на частотах около 3 к. Гц, а с повышением или понижением частоты чувствительность падает. И если максимальная разница чувствительности при низких уровнях громкости составляет более 70 д. Б, то с повышением интенсивности звука она уменьшается, и при достижении уровня болевого порога (это около 120 д. Б) разница только чуть больше 20 д. Б. Кривые равной громкости (по Флетчеру Менсону) показывают усредненную чувствительность человеческого уха в зависимости от частоты. Громкость в фонах соответствует уровню интенсивности только для частоты 1 к. Гц. Рядом со шкалой показаны и принятые в музыке обозначения громкости: p — пьяно, f — форте, и т. д. Пунктирная линия показывает усредненный порог слышимости Поэтому нередко в звуковоспроизводящую аппаратуру вводят систему тонкомпенсации (коррекции), которая поднимает уровень усиления звука на низких и высоких частотах по мере уменьшения громкости. Таким образом, звуки одинаковой высоты (тона), воспроизведенные разными музыкальными инструментами, имеют различную окраску, или тембр.
Громкость различных источников звука Источник звука Громкость, д. Б Шелест листьев 10 Мотоцикл, мотоблок 90 Обычный разговор 50 Концерт рок музыки 120 70 Реактивный самолет 140 Громкий разговор, пылесос
Следует также различать простые и сложные звуки. Простой звук характеризуется синусоидальной формой колебаний. Звуки с формой колебания, отличной от Синусоиды, называются сложными. Всякое сложное колебание представляет собой сумму нескольких простых колебаний с разными амплитудами и разными частотами, называемых гармониками!). Частоты гармоник в целое число раз больше частоты сложного колебания, т. е. кратны этой частоте. Например, если сложное колебание имеет частоту 200 гц, то его первая гармоника или основное колебание имеет частоту 200 гц, вторая гармоника — вдвое большую — 400 гц, третья гармоника — втрое большую — 600 гц и т. д. Амплитуды гармоник различны и не подчиняются такому строгому закону. Более высокие гармоники имеют меньшие амплитуды, но иногда могут быть исключения. Некоторые гармоники часто совсем отсутствуют, т. е. их амплитуды равны нулю. Звуки голоса и музыкальных инструментов, шумы, шорохи и т. д. представляют собой сложные звуки. Их гармоники придают звуку окраску или тембр. При одной и той же силе и высоте мы различаем звуки от разных источников, например от скрипки и от рояля, так как они содержат неодинаковые гармоники и поэтому различаются по тембру.
Тембр звука — сочетание обертонов (дополнительных тонов), или гармоник, которые сопровождают основной тон. Обертоны — это колебания отдельных участков звучащего тела. Например, струна рояля, колеблясь как единое целое, издает ос новной звук определенной высоты. Одновременно половина стру ны совершает колебания с частотой, в 2 раза превышающей ос новной тон, '/ часть струны совершает колебания с 4 частотой, превышающей основной тон в 4 раза, и т. д. Эти дополнительные колебания называют первой, второй, третьей и т. д. гармониками, или обертонами. В зависимости от резонаторных свойств различных музыкальных инструментов интенсивность отдельных гармоник одного и того же тона будет различной. Тембр определяется совокупностью (спектром) и интенсивностью обертонов, которые сопровождают основной тон. Обертоны появляются также вследствие резонанса отдельных деталей музыкального инструмента. Так, одновременно с колебанием струны гитары колеблются ее дека, днище, обечайка, гриф и др. Все эти колебания формируют обертоновую структуру тембра. Структура тембра кроме обертонового спектра включает скорость и форму атаки (начала) звука, скорость и форму затухания звука, а также способ возбуждения звука. Тембр может быть ярким, звонким, тусклым, мягким и певучим. Благодаря разнице в тембрах мы различаем звучание отдельных инструментов.
Реальный звук это сумма основной частоты и частот высших порядков
Звуковой генератор, пианино и кларнет
Пианино и кларнет. Частоты гармоник одинаковы, но амплитуда различна. Поэтому различна и суииа
Самые высокие звуки, используемые в музыке, редко превышают частоту 5000 Гц, например частота самого высокого тона рояля равна 4186 Гц. Однако, если проанализировать спектр звучания, например, скрипки на частоте 440 Гц (нота ля первой октавы), то можно обнаружить, что четвертая гармоника этого тона имеет частоту более 14000 Гц. Таким образом, чтобы отличить звуки скрипки от звуков, скажем, рояля, необходимо кроме основного тона воспринимать их обертоновый спектр, состоящий хотя бы из 4. . . 5 гармоник, а это значит, что высококачественная аудиотехника должна воспроизводить весь спектр звуковых частот, начиная от 16. . . 40 Гц до 16. . . 20 к. Гц, а иногда и более. Чем шире полоса (диапазон) звуковых частот, которые способна вос производить аппаратура, тем выше ее потребительские свойства и конкурентоспособность.
Таким образом, чтобы адекватно воспроизводить произведения искусства, нам нужно полностью научится воспроизводить все звуковые частоты в очень большом диапазоне. Но и этого мало. Нужно научится воспроизводить всё звуковое поле, создаваемое оркестром. Направление распространения звука. Одно из основных свойств слуха — возможность определить направление распространения звука в горизонтальной и вертикальной плоскости и расстояние до источника звука. Достигается это благодаря бинауральному эффекту, который заключается в том, что звуки от одного и того же источника приходят к правому и левому уху не одинаковыми. Они могут различаться интенсивностью, временем прихода и фазой колебаний. По этим данным центральная нервная система вырабатывает суждение о местонахождении источника звука. Точность локализации направления звука зависит от частоты колебаний. Например, для звука с частотой ниже 300 Гц определить место источника звука невозможно. Главную роль в процессе локализации играют частоты от 1000 до 3200 Гц. То есть, сидя в концертном зале, мы слышим и звуки, приходящие из разных мест, и звуки, локализовать которые мы не можем. Но и это не всё. Когда мы сидим в концертном зале, мы слышим звуки, не только исходящие от разных инструментов и потому из разных мест, но и звуки, которые отражаются от стен и потолка зала. Для разных жанров музыкального искусства существуют и разные залы. И если мы хотим адекватного воспроизведения, мы должны эти залы научиться создавать дома. То есть электронными средствами мы должны научиться воспроизводить и оркестр и зал и всё его акустику. На следующих лекциях мы и посмотрим, как это делается.
Приложение – три лекции Лотмана об искусстве
Самое печальное, что товароведение (любое) само по себе может дать вам только хлеб и что нибудь к хлебу. Но Лотман может вам дать гораздо большее. Сделайте усилие и прочтите его. И подумайте над тем, что он написал. В жизни пригодится. И пригодится тогода, когда вы будете заниматься менеджментом торговли любыми товарами. В особенности электронными. На этом всё по первой лекции
Скачать презентацию Товароведение бытовых электронных товаров Основной учебник Товароведение и
первая лекция готовая с лотманом.ppt