Чистый тон
В психоакустике чистый тон — это звук синусоидальной формы ; то есть синусоидальная волна постоянной частоты , фазового сдвига и амплитуды . [1] В более широком смысле, при обработке сигналов одночастотный тон или чистый тон представляет собой чисто синусоидальный сигнал (например, напряжение).Чистый тон обладает свойством – уникальным среди вещественных волновых форм – что его форма волны не изменяется линейными, инвариантными во времени системами ; то есть между входом чистого тона такой системы и ее выходом изменяются только фаза и амплитуда.
Синусоидальные и косинусоидальные волны можно использовать в качестве основных строительных блоков более сложных волн. дополнительных синусоидальных волн, имеющих разные частоты По мере объединения , форма сигнала преобразуется из синусоидальной в более сложную.Если рассматривать чистый тон как часть целого спектра , его можно также назвать спектральным компонентом .
В клинической аудиологии чистые тона используются для чистотоновой аудиометрии для характеристики порогов слышимости на разных частотах. Локализация звука с чистыми тонами часто затруднена, чем с другими звуками. [2] [3]
Связь с высотой звука и музыкальными тонами
[ редактировать ]Чистые тона использовались физиками 19-го века, такими как Георг Ом и Герман фон Гельмгольц, для поддержки теорий, утверждающих, что функции уха эквивалентны частотному анализу Фурье . [4] [5] В акустическом законе Ома , позднее развитом Гельмгольцем, музыкальные тоны воспринимаются как совокупность чистых тонов. Восприятие высоты звука зависит от частоты наиболее выраженного тона, при этом фазы отдельных компонентов отбрасываются. Эту теорию часто обвиняли в путанице между высотой звука, частотой и чистыми тонами. [6]
В отличие от музыкальных тонов , которые состоят из суммы ряда гармонически связанных синусоидальных компонентов, чистые тоны содержат только одну такую синусоидальную форму волны. Когда чистые тона представлены изолированно и когда их частота относится к определенному диапазону, они порождают одновысотное восприятие, которое можно охарактеризовать своей частотой. В этой ситуации мгновенная фаза чистого тона изменяется линейно со временем. Если чистый тон порождает постоянное, устойчивое восприятие, то можно заключить, что его фаза не влияет на это восприятие. Однако когда одновременно воспроизводятся несколько чистых тонов, как в музыкальных тонах, их относительная фаза играет роль в конечном восприятии. В такой ситуации воспринимаемая высота звука определяется не частотой какого-либо отдельного компонента, а частотным соотношением между этими компонентами (см. недостающую фундаментальную основу ).
Чистотоновая осциллограмма середины C (262 Гц). (Масштаб: 1 квадрат равен 1 миллисекунде )
Чистый тон для C3, на октаву ниже среднего C. Частота вдвое меньше среднего C (131 Гц).
Осциллограмма чистого тона C5, на октаву выше среднего C. Частота вдвое больше, чем у среднего C (523 Гц).
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ ANSI S1.1-1994 Акустическая терминология
- ^ Стэнли Смит Стивенс и Эдвин Б. Ньюман (1936). «Локализация реальных источников звука». Американский журнал психологии . 48 (2): 297–306. дои : 10.2307/1415748 . JSTOR 1415748 .
- ^ Хартманн, WM (1983). «Локализация звука в помещениях». Журнал Акустического общества Америки . 74 (5): 1380–1391. Бибкод : 1983ASAJ...74.1380H . дои : 10.1121/1.390163 . ПМИД 6643850 .
- ^ фон Гельмгольц, Герман Л.Ф.; Эллис, Александр Дж. (1875). Об ощущениях звука как физиологической основе теории музыки . Лондон, Великобритания: Longmans, Green и Co.
- ^ Ом, Георг (1843). «Об определении звука вместе с связанной с ним теорией сирены и подобных звуковых устройств». Анналы физики и химии Поггендора . 59 :513-565.
- ^ В. Диксон Уорд (1970). «Музыкальное восприятие». В Джерри В. Тобиасе (ред.). Основы современной слуховой теории . Том. 1. Академическая пресса. п. 438.
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|
