Шум и шипение в аудиотехнике¶
Шшш — условная звуковая передача длительного шипящего шума, в технике и быту обозначающая характерный акустический сигнал: белый или розовый шум, помехи в звуковоспроизводящей аппаратуре, а также звук, издаваемый выходящим под давлением газом или паром. В русском языке сочетание «шшш» используется как звукоподражание и как мнемоническое обозначение шумового фона.
¶Природа явления
Физически «шшш» соответствует широкополосному шуму — акустическому или электрическому сигналу со сплошным спектром и примерно равномерной спектральной плотностью в воспринимаемом диапазоне частот. Такой сигнал возникает при хаотическом движении большого числа независимых источников: молекул газа, тепловых колебаний электронов в проводнике, флуктуаций магнитного домена в головке магнитофона.
Различают несколько разновидностей шума:
- Белый шум — равномерная спектральная плотность во всём диапазоне частот.
- Розовый шум — спектральная плотность убывает с ростом частоты (закон 1/f); ближе к естественному фону.
- Коричневый (броуновский) шум — ещё более выраженный спад в области высоких частот.
Человеческое ухо воспринимает широкополосный шум как шипение, если энергия сосредоточена преимущественно в области верхних частот (примерно от 2 до 16 кГц). Именно этот диапазон и даёт характерное «шшш».
¶Шшш в аудиотехнике
В звукозаписи и радиовещании шипение — один из основных видов помех. Источники:
- шум магнитной ленты и головок в кассетных и катушечных магнитофонах;
- тепловой шум входных каскадов усилителей;
- шум виниловой пластинки при износе дорожки;
- квантование и дизеринг в цифровых трактах;
- наводки и фон в аналоговых кабельных линиях.
Для борьбы с шипением применяют системы шумопонижения (например, Dolby и dbx), фильтры верхних частот, малошумящие компоненты и цифровую обработку. В бытовой технике шипение динамиков при отсутствии сигнала часто называют «шумом покоя».
¶Шшш в природе и технике
Шипящий звук сопровождает многие физические процессы:
- выход сжатого газа или пара через узкое отверстие (шипение баллона, свисток чайника);
- горение и тление;
- поток воды в трубах с высоким давлением;
- трение и резание материалов;
- электрический разряд и коронный разряд на линиях высокого напряжения.
В радиотехнике шипение в эфире — типичный признак отсутствия полезного сигнала при включённом приёмнике; на этом основан приём оценки работоспособности тракта.
¶Восприятие и психоакустика
Шипение воспринимается человеком как сигнал тревоги, опасности или неисправности. Эволюционно шипящие звуки ассоциируются с угрозой (змея, хищник, утечка газа). В то же время «белый шум» используют для маскировки посторонних звуков, улучшения сна и концентрации. Приложения-генераторы шума воспроизводят в том числе розовый и коричневый шум.
¶Шшш в языке и культуре
Сочетание «шшш» — звукоподражательное междометие. В русском языке оно передаёт:
- призыв к тишине («шшш!» — требование замолчать);
- имитацию шипения;
- обозначение помех в разговоре («в трубке одно шшш»).
В интернет-общении и мемах «шшш» часто используется как шутливая реакция на сомнительное утверждение или как способ оборвать спор. В детской речи и фольклоре шипящие звуки — предмет скороговорок и логопедических упражнений.
¶Метрология и измерения
Уровень шума измеряют в децибелах (дБА) с использованием шумомеров и взвешивающих фильтров, приближённых к чувствительности уха. Для оценки спектра применяют анализаторы спектра и октавные полосы. В аудиометрии шум используют для маскировки при исследовании слуха.
¶Интересные факты
- Шум моря, воспринимаемый как «шшш», — результат суперпозиции множества ударов волн и пузырьков.
- Белый шум применяется в акустике помещений для снижения разборчивости посторонней речи (системы звуковой маскировки).
- В космонавтике шипение — один из диагностических признаков утечки воздуха в герметичном отсеке.
- Некоторые животные (змеи, кошки, гуси) используют шипение как сигнал угрозы.
¶Источники
- Учебники по акустике и электроакустике.
- Справочники по звукозаписи и радиотехнике.
- Материалы по психоакустике и охране труда.
- Толковые словари русского языка.