быть представлены в виде спектрограмм, где по вертикальной оси отложена частота, по горизонтальной время,
а амплитуда представлена интенсивностью цвета (Рис. 4). Кроме того, существует форма
представления в виде трехмерного (кумулятивного) спектра, о котором будет сказано далее.
Для построения указанных на рисунке 3 спектров, в стационарной части осциллограммы выделяется
некоторый временной отрезок, и проводится расчет усредненного спектра по данному отрезку. Чем больше
этот отрезок, тем точнее получается разрешающая способность по частоте, но при этом могут теряться
(сглаживаться) отдельные детали временной структуры сигнала. Такие стационарные спектры обладаютиндивидуальными чертами, характерными для каждого музыкального инструмента, и зависят от механизма
звукообразования в нем.
Рис. 2 Периодическая структура звуков.
а-орган; б-кларнет, саксофон

74

Например, флейта использует в качестве резонатора открытую с
двух концов трубу, и поэтому содержит в спектре все четные и
нечетные гармоники. При этом уровень (амплитуда) гармоник
быстро уменьшается с частотой. У кларнета используется в
качестве резонатора труба, закрытая с одного конца, поэтому в
спектре, в основном, содержатся нечетные гармоники. У трубы в
спектре много высокочастотных гармоник. Соответственно,
тембры звучания у всех этих инструментов совершенно разные: у
флейты -мягкий, нежный, у кларнета -матовый, глуховатый, у
трубы -яркий, резкий.

Исследованию влияния спектрального состава обертонов на
тембр посвящены сотни работ, поскольку эта проблема
чрезвычайно важна как для проектирования музыкальных
инструментов и высококачественной акустической аппаратуры,
особенно в связи с развитием аппаратуры Hi-Fi и High-End, так и
для слуховой оценки фонограмм и др. задач, встающих перед
звукорежиссером. Накопленный огромный слуховой опыт
наших замечательных звукорежиссеров -П.К. Кондрашина, В.Г.
Динова, Е.В. Никульского, С.Г. Шугаля и др. -мог бы
представить бесценные сведения по этой проблеме (особенно
если бы они написали о нем в своих книгах, чего хотелось бы
им пожелать).

Поскольку этих сведений чрезвычайно много и они часто
противоречивы, приведем только некоторые из них.

Анализ общей структуры спектров различных инструментов,
показанных на рисунке 5, позволяет сделать следующие
выводы:
-при отсутствии или недостатке обертонов, особенно в нижнем
регистре, тембр звука становится скучным, пустым -примером
может служит синусоидальный сигнал от генератора;
-присутствие в спектре первых пяти-семи гармоник с
достаточно большой амплитудой придает тембру полноту и
сочность;
-ослабление первых гармоник и усиление высших гармоник (от шестой-седьмой и выше) придает тембру
резкость, скрипучесть;

Анализ огибающей амплитудного спектра для различных музыкальных инструментов позволил установить
(Кузнецов «Акустика музыкальных инструментов»):
-плавный подьем огибающей (увеличение амплитуд определенной группы обертонов) в области 200…700 Гц
позволяет получить оттенки сочности, глубины;
-подьем в области 2,5…3 кГц придает тембру полетность, звонкость;
-подьем в области 3…4,5 кГц придает тембру резкость, пронзительность и др.

Одна из многочисленных попыток классифицировать тембровые качества в зависимости от спектрального
состава звука приведена в вышеуказанной книге (Рис. 6).

Многочисленные эксперименты с оценкой качества
звучания (а, следовательно, тембра) акустических систем