1.09k likes | 1.6k Views
College: Geluid Lezen. Outline. Wat is geluid? Parameters Geluid Enkelvoudige en Samengestelde Golven Oscillogrammen lezen Klankkleur: spectrum – spectrogram Bron filter-theorie Spectrogrammen lezen. Geluid.
E N D
Outline • Wat is geluid? • Parameters Geluid • Enkelvoudige en Samengestelde Golven • Oscillogrammen lezen • Klankkleur: spectrum – spectrogram • Bron filter-theorie • Spectrogrammen lezen
Geluid • Geluid: trillingen van voorwerpen die door een medium (meestal lucht) worden voortgeplant en m.b.v. het gehoororgaan kunnen worden waargenomen
Geluid • Geluid manifesteert zich als verstoringen van de barometrische (lucht)druk • Een zuivere (of enkelvoudige) toon is periodiek, d.w.z. na T sec (een vaste tijd) is de verstoring van de barometrische druk exact hetzelfde; na T sec voert het trillende punt precies dezelfde beweging uit (periodieke trilling) • zuivere toon komt nauwelijks voor (stemapparaat)
Golfvormen Lucht gaat trillen door periodieke variatie van de luchtdruk in het spraakkanaal (door het periodieke open en dicht gaan van de glottis)
Oscillogram Een oscillogram is een registratie van de luchtdeeltjestrilling als een functie van de tijd
Parameters Geluid Fysische grootheden Psychofysische grootheden meetbaar sensatie amplitude (A) (dB) luidheid max.waarde die de geluidsdruk aanneemt (max.uitwijking) periode (T) (sec) duur de tijd waarin het patroon zich herhaalt frequentie (F) (Hz) toonhoogte aantal trillingen per seconde
trillingstijd & amplitude amplitude grondperiode
Decibel (dB) • Eenheid van geluidsterkte. De amplitude of het volume of het niveau van een signaal wordt weergegeven in dB. • 0 dB geeft de grens van het hoorbare aan. • 130 dB is de pijngrens. • Een normale spreekstem zit op 65-70 dB.
Hertz (Hz) • Meeteenheid voor frequenties, gemeten in trillingen per seconde. • 1 Hertz is 1 trilling per seconde • vaker gebruikt: eenheid Kilohertz (kHz): veelvouden van 1000 Hz Hoog: > 5 k; Laag: < 100 Hz
Waarneming geluid • Gebied waarbinnen mensen geluid kunnen waarnemen is grofweg tussen 20 Hz - 20 kHz • Het ‘klankspectrum’ neemt met het ouder worden af: een gemiddelde is ongeveer 40 Hz - 15 kHz
Waarneming geluid • In frequentie toenemende sinusgolf • 50-500 Hz • 500 Hz - 5k • 5 - 10k • 10 - 15k • > 15k
Geluid Infrasoon Geluid ultrasoon F < 20 Hz 20 Hz < F < 20 kHz F > 20 kHz
Geluid Infrasoon Geluid ultrasoon F < 20 Hz 20 Hz < F < 20 kHz F > 20 kHz puls (< 1/20 sec) stationair geluid • voorbeeld puls: plofklanken: [p,t,k,b,d,]
Geluid Infrasoon Geluid ultrasoon F < 20 Hz 20 Hz < F < 20 kHz F > 20 kHz puls stationair geluid enkelvoudige toon samengestelde trillingen (bevat 1 frequentie) (gelijktijdig meerdere frequenties) • voorbeeld enkelvoudige toon: sinustoon • hier: 440 Hz (A)
Geluid Infrasoon Geluid ultrasoon F < 20 Hz 20 Hz < F < 20 kHz F > 20 kHz puls stationair geluid enkelvoudige toon samengestelde trillingen samengestelde toon ruis (bevat grondtoon + boventonen) (alle mogelijke frequenties komen voor) F0 + boventonen 2F0;3F0 … onregelmatig trillingspatroon • voorbeeld ruis: fricatieven: []
Golfvormen • Periodieke golven: herhaling van zichzelf na een periode T • - stemhebbende klanken • vocalen, halfvocalen, nasalen, liquidae, stemhebbende obstruenten • Niet-periodieke golven: onregelmatig • fricatieven, ruis, na obstruenten
Golfvormen • Vocalen • periodiek signaal (samengesteld) • locaal maximum in de amplitude van het signaal • duur tussen 50 ms (schwa) en 100 (korte vocalen) en 300 ms (lange vocalen) [a]
Golfvormen • Obstruenten • stilte (stemloze obstruenten) • spraakbuis gesloten, drukopbouw • stemhebbend gemurmel ‘voice bar / pre-voicing’ met lage amplitude (stemhebbende obstruenten) • gevolgd door een explosie (release), een zeer kort stukje ruis • stemhebbend: kort (< 10 ms) • stemloos: langer (tussen 10 en 30 ms)
Golfvormen Stemloze obstuenten [p]: sluiting + explosie (en stukje van [a])
Golfvormen Stemhebbende obstuenten [b] [b] Periodiek signaal met lage amplitude: pre-voicing
Golfvormen • Fricatieven • ruis (niet-periodieke golf) • door turbulentie in de mond-keelholte of in de glottis • stemloos: ruis • stemhebbend: ruis op een periodiek signaal
Golfvormen Stemloze fricatief: ruis [f]
Golfvormen Stemhebbende fricatief: ruis op een periodiek signaal [z]
Golfvormen • Nasalen • periodiek signaal • gladde, sinusachtige golf • constante amplitude • kleinere amplitude dan vocalen [n]
Golfvormen • Lateralen • /l/: moeilijk te onderscheiden van nasalen • (iets scherpere vormen) • /r/: verschillende verschijningsvormen: • - verglijding van de vocaal (ə), of approximant (‘Kinderen voor Kinderen’) • - één enkel contactmoment (uvulair of flap) • - periodieke trilling met lage amplitude (rollende r)
Golfvormen • Lateralen • /l/: moeilijk te onderscheiden van nasalen • (iets scherpere vormen) [l]
Golfvormen /r/: verglijding van vocaal /r/: approximant (Kinderen voor Kinderen)
Golfvormen /r/: uvulair
Golfvormen /r/: alveolair (rollende r)
Grondtoon • De laagste frequentie in een samengestelde golfvorm
Boventonen • Trillingen van frequenties die een meervoud zijn van de grondtoon
Golfvormen Luchttrillingen Enkelvoudige golven Samengestelde golven
Spectrum • Spectrum geluid: opbouw van de basisfrequenties (bepaalt klankkleur) • Iedere samengestelde trilling met een frequentie F is te beschouwen als een som van harmonische trillingen met frequenties F, 2F, 3F, etc. • F=grondtoon (1e harmonische) • 2F = 1e boventoon (2e harmonische) • 3F= 2e boventoon (3e harmonische)
Spectrum De grondtoon F0 heeft de hoogste amplitude en is de eerste harmonische (H1); de andere componenten zijn meervouden (oktaven) van H1: - H1 = 100, H2 = 200, H3 = 300, etc. - Intensiteit van de harmonischen neemt af met 12 dB per oktaaf, door de mond gecorrigeerd naar -6 dB per oktaaf
Spectrum • opbouw van de basisfrequenties (momentopname); een plaatje waarin de frequentie en de amplitude tegen elkaar worden uitgezet Ampl Freq grondtoon (F0)
Klankkleur • Het spraakkanaal boven de glottis filtert het brongeluid zodanig dat bepaalde harmonischen gedempt worden, terwijl andere juist versterkt worden • Deze filterfunctie is een resultaat van de resonantiesvan het spraakkanaal
Bron - Filter Functie van drie systemen: het bron-filter model
Spectrum: bron-filtermodel Spectrum
Resonantie • Formanten • Sommige componenten van de geluidsbron hebben dezelfde resonantiefrequentiesals het filter (mond-keelholte), waardoor ze versterkt worden • Deze resonantiefrequenties veranderen wanneer de vorm van het spraakkanaal verandert, wat leidt tot verschillende geluidskwaliteiten / timbres • In vocalen (en sonorante consonanten) manifesteren deze resonanties zichzelf als brede pieken in het spectrum: formanten