История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...
Таксономические единицы (категории) растений: Каждая система классификации состоит из определённых соподчиненных друг другу...
Топ:
Оценка эффективности инструментов коммуникационной политики: Внешние коммуникации - обмен информацией между организацией и её внешней средой...
Проблема типологии научных революций: Глобальные научные революции и типы научной рациональности...
Техника безопасности при работе на пароконвектомате: К обслуживанию пароконвектомата допускаются лица, прошедшие технический минимум по эксплуатации оборудования...
Интересное:
Наиболее распространенные виды рака: Раковая опухоль — это самостоятельное новообразование, которое может возникнуть и от повышенного давления...
Мероприятия для защиты от морозного пучения грунтов: Инженерная защита от морозного (криогенного) пучения грунтов необходима для легких малоэтажных зданий и других сооружений...
Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов: Изучение оползневых явлений, оценка устойчивости склонов и проектирование противооползневых сооружений — актуальнейшие задачи, стоящие перед отечественными...
Дисциплины:
2019-06-06 | 136 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Речевой тракт (РТ) является весьма сложной по конфигурации и неоднократной по своим свойствам акустической системой. Одним из наиболее удобных средств описания формы РТ является функция площади. Функция площади – А(x) – показывает изменение площади поперечного сечения РТ вдоль его длины. Функция площади не дает исчерпывающей информации о конфигурации РТ, так как важна не только площадь поперечного сечения, но и форма сечения. Как правило, форму сечения РТ приближенно считают круглой. Это приводит наиболее простым нормализациям.
Воздействие сложности и неоднородности РТ его поведение не удается описать с помощью единого дифференциального уравнения. Для построения модели РТ, используют следующие методики:
1)сложная и неоднородная акустическая система разбивается на части, достаточно простые по форме и неоднородные по свойствам;
2)для каждой из таких частей составляется "элементарная" модель;
3)учитывая физический смысл процессов, происходящих в системе, определяются условия сопряжения "элементарных" моделей между собой, и строится модель всей системы в целом.
Построенная таким образом модель является имитационной. При правильно выбранных исходных положениях она способна описывать все существенные процессы, имеющие место в системе.
Для построения общей модели РТ используется элементарная модель отрезка трубы. Необходимо представить РТ в виде последовательности отрезков труб (секций), имеющих площадь поперечного сечения /0 ≤ n ≤ N и длину Δl.
Площадь поперечного сечения отрезков труб меняется в соответствии с той функцией площади, которую они аппроксимируют. Волновой процесс в такой ступенчатой трубе удобно представить в виде суперпозиции прямой и обратной волн. В местах сочленений отрезков труб разной площади будут возникать отражения и преломления звуковых волн. Величины отраженной и преломленной составляющих звуковой волны определяются коэффициентами отражений и преломлений. Эти коэффициенты могут быть вычислены по формулам
|
где: – звуковое давление прямой волны в n-ом отрезке трубы;
– звуковое давление обратной волны в n-ом отрезке трубы;
отр – отраженная и преломления составляющие прямой волны;
отр – отраженная и преломленная составляющие обратной волны;
– характеристическое сопротивления (n+1)-го и n-го отрезков труб.
Характеристические сопротивления отрезков труб весьма малой длины определяются только площадью и формой их поперечного сечения. В частности, для случая сечения круглой формы
где ρ–плотностьвоздуха; с –скорость звука.
Распространение звуковых волн, даже в идеальных трубах с жесткими стенками, связано с потерями. В РТ имеют место потери на трение, на теплопроводность, потери вследствие колебаний стенок полостей. В качестве первого приближения введем затухание b (b ≤ 1), которое учитывает уменьшение амплитуды звуковой волны при ее прохождении через элементарную секцию длины Δl.
Для правильной работы модели необходим учет граничных условий. В начале РТ в месте расположения голосовых связок имеет место ситуация, близкая к случаю полностью закрытого конца трубы. Площадь голосовой щели, даже при полном ее раскрытии, не превышает 0,2 , в то время, как площадь поперечного сечения фарингальной полости на расстоянии не более 0,5 см от голосовых связок составляет около 3 . В связи с этим коэффициент отражения звуковой волны от начала РТ ≈ 0,9.
Более сложная ситуация имеет место в конце РТ у ротового отверстия. Здесь необходим учет характеристик излучения, которые зависят от площади и формы ротового отверстия, а также от геометрических размеров и формы головы человека. Достаточно хорошее приближение к реальной ситуации дает теория поршня, колеблющегося в сферическом экране. На основе этой теории возможно вычисление концевой поправки, которая дает длину добавочной секции РТ. Эта добавочная секция придает модели дополнительные колебательные свойства, имитирующие влияние массы воздуха у ротового отверстия. Если открытий конец РТ снабжен сферическим экраном радиусом 9 см, то концевая поправка вычисляется по формуле
|
где –площадь ротового отверстия ().
При определениивеличины Δl необходимо учитывать следующие факторы:
а) длину звуковых воли, распространяющихся в РТ;
б) изменение формы и свойств РТ вдоль его длины.
Спектр частот, генерируемых РТ, ограничен в пределах 20000 Гц.
Минимальная длина звуковых волн в РТ составляет:
≈ 1,72 см. Тогда согласно теореме отсчетов (теореме Котельникова) длина элементарной секции, определяется соотношением:
то есть Δl ≤ 0.86 см.
Для точной аппроксимации формы и свойств РТ величина Δl должна находиться в пределах 0,5-1 см. Таким образом, выбор Δl производится согласно неравенству 0,5 см ≤ Δl ≤ 0.86 см.
Рисунок 1 – Акустическая модель речевого аппарата
а) – продольное сечение ГА; б) – акустическая модель; в) – эквивалентная электрическая схема; г) – упрощённая эквивалентная схема
Представление звука «и» в виде спектра, который использовался ранее в лабораторной работе:
Рисунок 3 – Спектр сигнала
Спектр и расчетный частотный отклик звука как ASCII код:
Рисунок 4 - График расчетного частотного отклика
|
|
История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...
Автоматическое растормаживание колес: Тормозные устройства колес предназначены для уменьшения длины пробега и улучшения маневрирования ВС при...
Двойное оплодотворение у цветковых растений: Оплодотворение - это процесс слияния мужской и женской половых клеток с образованием зиготы...
Археология об основании Рима: Новые раскопки проясняют и такой острый дискуссионный вопрос, как дата самого возникновения Рима...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!