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O estudo do som deu origem a diferentes modelos de representação, tendo cada um o seu interesse particular.

 

FORMAS DE REPRESENTAÇÃO DO SOM

Representação temporal

Esta representação mostra a evolução da intensidade do sinal sonoro no do tempo.

 

A parte azul mostra a evolução da intensidade dum som vocal no tempo. esta visão temporal permite, sobre tudo, constatar a evolução do envelope temporal (linha vermelha) que, por exemplo, desempenha um papel importante na perceção da palavra.

Representação frequencial (ou espetral)

Esta representação permite visualizar a composição frequencial dum som e também a intensidade de cada frequência.

Representação frequencial (ou espetral)

Neste gráfico é possível observar a composição espetral da palavra precedente. neste exemplo constata-se que as frequências do som selecionado se estendem de 80 Hz a 15500 Hz.

Representação tridimensional: O sonograma ou espetrograma.

Trata-se de representação tempo-frequencial do som. É o desenho da repartição da energia do som em função do tempo e das frequências. O sonograma é muito utilizado para estudar o sinal de voz. 

tridimensionnelle

O exemplo apresentado ao lado demonstra bem a evolução da frequência e da intensidade no tempo. A intensidade é definida pela cor, sendo maior quanto mais se aproxima do vermelho. No exemplo distinguem-se bem os formantes das vogais, as formantes transitórias, etc. (linhas negras), os movimentos que têm um papel importante na perceção da palavra.

ALGUNS SONS COMUNS

Palavra

Espectro real da palavra “cochlée” (cóclea em francês). As vogais são representadas por grupos de traços que se destacam no espectro e que são designadas “formantes”.

Ruído branco

Espectro teórico dum ruído branco que é limitado à banda de frequência 500-6500Hz. O ruído branco sendo continuo o formado por um “continuum” de frequências, não é possível individualizar os traços do espectro.

Som musical

Espectro real dum som musical compreendendo um fundamental 880Hz e 7 harmónicos nas frequências múltiplas inteiras da frequência fundamental. Como para os som puros, os traços do espectro são mais largos que o previsto pela teoria.

Som puro

Espectro real dum som puro com a frequência de 440Hz obtido com um analisador espectral. Os traços do espectro real são sempre mais largos que o previsto teoricamente.

ESCALA DOS BEL

A intensidade mais baixa percetível para o ouvido humana é, em média, de 10-12 W.m-2 e a mais forte é de cerca de 1 W.m-2. A relação entre estas duas medidas é de um bilião de vezes. Não sendo fácil utilizar esta escala, ela foi transcritas em Bels. O Bels estão baseados num sistema logarítmico de evolução relativa, estabelecendo uma relação entre duas grandezas da mesma espécie.
 
Por exemplo, para avaliar o nível de intensidade acústica, o valor de referência será a menor intensidade a que o ouvido humano seja sensível (como referido anteriormente:  I  = 10-12 W.m-2. Se se quiser saber a que nível sonoro corresponde I1 = 1 W.m-2, basta calcular o logarítmo da relação entre I1 e I :
Nível de intensidade = log10(I1/I ) = log10(1012) = 12 bels.
 
Se adicionar-mos um fator multiplicador de 10, obtém-se uma escala expressa em décibeis (dB) que corresponde à da sonoridade (sensação subjetiva de intensidade sonora). Assim uma intensidade de 1 W.m-2 corresponde a um nível de intensidade acústica de 120 décibeis.
 
LI = 10.log10(I1/I ). Se a intensidade acústica duplica, o nível sonoro é multiplicado por 2 ( ou seja um aumento de + 3dB).
 
Quando se avalia o nível de pressão acústica, a unidade décibel frequentemente seguida das letras SPL(« Sound Pressure Level ») que corresponde á pressão acústica de referência p0 = 20*10-6 Pa = 20 mPa ( pressão acústica mínima a que o ouvido humana é sensível).
 
Como referido anteriormente, a intensidade acústica é proporcional à pressão acústica p ao quadrado. assim o nível de pressão acústica é definido pela relação seguinte: LSPL = 20.log10(p/p0). Se a pressão acústica p é duplicada, o nível sonoro é multiplicado por 4 ( ou seja aumento de mais 6 dB).

Os limiares da audição são expressos em décibeis de perda, o dB HL (hearing loss). esta escala tem em conta as diferentes sensibilidades do ouvido en função das frequências sonoras. A título de exemplo, uma pessoa normouvinte deteta um som de 500 Hz a partir de 10 dB SPL, um som de 2000 Hz a partir de 0 dB SPL e um som de 8000 Hz a partir de 20 dB SPL. Para a aplicação em audiologia destes factos, os limiares auditivos das diferentes frequências são levados a 0dB HL. Portanto, o audiograma permite representar os limiares auditivos em relação a uma referência baseada no estudo duma ampla população de normouvintes. Assim, podemos classificar os diferentes graus de surdez graças a esta escala (Ver página "audiometria tonal").