Міністерство освіти Республіки Білорусь
Установа освіти
«Гомельський державний університет
імені Франциска Скорини »
Факультет математичний
Кафедра обчислювальної математики та програмування
Розробка синтезатора звуку в середовищі візуального програмування Delphi. Програмна реалізація
Курсовий проект
Виконавець:
студент групи пo - 32
Дубовик Т. С.
Науковий керівник:
к.т.н., доцент кафедри
Цурганова Л. А.
Гомель +2014
Введення
Звук - фізичне явище, що представляє собою поширення у вигляді пружних хвиль механічних коливань у твердій, рідкому або газоподібному середовищі. У вузькому сенсі під звуком мають на увазі ці коливання, що розглядаються по відношенню до того, як вони сприймаються органами чуття тварин і людини.
Як і будь хвиля, звук характеризується амплітудою і спектром частот. Зазвичай людина усвідомлює коливання, що передаються по повітрю, в діапазоні частот від 16-20 Гц до 15-20 кГц. Звук нижче діапазону чутності людини називають інфразвуком; вище: до 1 ГГц, - ультразвуком, від 1 ГГц - гіперзвуком.
Сприйняття допомогою слуху створює акустичний простір, центр якого в кожен даний момент знаходиться там, де знаходиться джерело звуку, - на відміну від візуального простору, центром якого є кожен сприймає за допомогою зору людина.
Серед чутних звуків слід особливо виділити фонетичні, мовні звуки і фонеми (з яких складається усна мова) і музичні звуки (з яких складається музика).
Розрізняють поздовжні і поперечні звукові хвилі в залежності від співвідношення напрямку поширення хвилі і напрямки механічних коливань частинок середовища поширення.
У своєму проекті я докладно розгляну генерацію звукових хвиль і створення власного джерела (генератора звуку) за допомогою засобу розробки Delphi.
Метою даного курсового проекту є докладне ознайомлення з принципами генерації звуку і створення власного генератора звуку.
1. Основні відомості про генераторі звуку
Джерелами звуку можуть стати будь-які явища, що викликають місцеву зміну тиску або механічну напругу. Широко поширені джерела звуку у вигляді коливних твердих тіл (наприклад, дифузори гучномовців і мембрани телефонів, струни і деки музичних інструментів; в ультразвуковому діапазоні частот - пластинки і стрижні з п'єзоелектричних матеріалів або магнітострикційних матеріалів). Джерелами звуку можуть служити і коливання обмежених обсягів самого середовища (наприклад, в органних трубах, духових музичних інструментах, свистках і т.п.).
Чистий звуковий тон являє собою звукову хвилю, яка підпорядковується синусоїдальним законом:
у =,
де - максимальна амплітуда синусоїди;
- частота (=);
- кількість коливань пружного середовища в секунду ();
- період;
- час (параметрична змінна).
Звук характеризується частотою (f), зазвичай вимірюваної в герцах, тобто кількістю коливань в секунду, і амплітудою (у). Амплітуда звукових коливань визначає гучність звуку.
Для монотонного звуку (меандр.) характерно сталість амплітуди в часі.
Затухающие звукові коливання характеризуються зменшенням амплітуди з часом.
Людина сприймає механічні коливання частотою 20 Гц - 20 КГц (діти - до 30 КГц) як звукові. Коливання з частотою менше 20 Гц називаються інфразвуком, коливання з частотою більше 20 КГц - ультразвуком. Для передачі розбірливою мови достатній діапазон частот від 300 до 3000 Гц.
Якщо кілька чистих синусоїдальних коливань змішати, то вид коливання зміниться - коливання стануть несинусоїдальними.
Особливий випадок, коли змішуються не будь-які синусоїдальні коливання, а строго певні, частота яких відрізняється в два рази (гармоніки).
Основна гармоніка має частоту, і амплітуду а1; друга гармоніка - частоту f2 і амплітуду а2; третя гармоніка відповідно f3 і a3.
Причому f1 lt; f2 lt; f3, а1 gt; а2 gt; а3, При нескінченній кількості таких гармонік утворюється періодичний сигнал, що складається з прямокутних імпульсів.
На слух всяке відхилення від синусоїди приводить до зміни звучання. У IBM PC джерелом звукових коливань є динамік (PC Speaker), що відтворює частоти приблизно від 2 до 8 КГц. Для генерації звуку в PC Speaker використовуються прямокутні імпульси.
Синусоїдальні сигнали в ЕОМ можна одержати тільки з...
