《漫畫傅利葉解析》筆記(6)

2021-09-11 06:32:49 字數 2749 閱讀 2006

傅利葉解析是求解原波形(函式)由哪些頻率的波以怎樣的大小組合而成的方法。

步驟1:首先,為了將複雜波形轉為週期函式,從波形中取出一段區間。將這個區間看做最大的週期,對應的頻率為1hz,為最小的頻率。

取出1秒長度的區間中含有振動1000次的成分是頻率為1khz的頻率成分。

步驟2:從最低頻率開始,到可能出現的最高頻率,需要對所有頻率一一進行分析。

步驟3:從切取的波形中分析出某種特定的頻率成分,需要使用濾波器,將成分乙個乙個的分解出來。

步驟4:測量分解出來的頻率成分的量,然後依次排開,就得到了頻率譜。

f (x

)=12

a0+a

1cos

x+a2

cos2

x+a3

cos3

x+..

.+an

cosn

x+..

.f(x)=\fraca_0+a_1cosx+a_2cos2x+a_3cos3x+...+a_ncosnx+...

f(x)=2

1​a0

​+a1

​cos

x+a2

​cos

2x+a

3​co

s3x+

...+

an​c

osnx

+...

+ b1

sinx

+b2s

in2x

+b3s

in3x

+...

+bns

innx

+...

+b_1sinx+b_2sin2x+b_3sin3x+...+b_nsinnx+...

+b1​si

nx+b

2​si

n2x+

b3​s

in3x

+...

+bn​

sinn

x+...=1

2a0+

∑n=1

∞(an

cosn

x+bn

sinn

x)=\fraca_0+\sum^_(a_ncosnx+b_nsinnx)

=21​a0

​+n=

1∑∞​

(an​

cosn

x+bn

​sin

nx)如果f(x)是隨時間變化的函式,用f(t)表示。

這裡a

0a_0

a0​,a

na_n

an​,b

nb_n

bn​ 叫做傅利葉係數,

步驟3就是求傅利葉係數。

第四步:在研究頻率譜時,傅利葉係數並不完全等於不同成分的大小,因此需要求解頻率成分的大小。求r

第五步,將第四步求的r 從小到大排列畫在圖形中就得到了頻率譜。

輕輕敲音叉,能感覺「拉」音的基本頻率400hz的振動。拉=440hz

吉他單音「哆c」的分析,波形和頻譜

「拉」音的440hz頻率是國際標準頻率,國際標準的「哆」音頻率是261.63hz。解析結果中最大的頻率在264hz處,很接近。528hz、797hz、1061hz、1325hz、1593hz…是「哆」音頻率的2倍、3倍、4倍…這些頻率的幅度大小隨著頻率的增大而漸漸變小,可以說,基準音「哆」的高音調波中既含有偶數倍基準頻率也含有奇數倍基準頻率。

「哆」和「嗦」的頻率比=2:3 ;「哆」和「咪」的頻率比=6:7 ;「咪」和「嗦」的頻率比=7:9 。頻率比值越簡單,音能之間越能彼此加強。重要的頻率成分沒有改變,所以和音的音色比較濃厚。

通過聲帶振動形成的含有許多頻率成分的空氣的振動,通過口腔或鼻腔的時候,根據它們的形狀會組合成具有許多特徵的頻率成分,即口腔和鼻腔相當於濾波器,這樣人就能發出各種各樣的聲音了。

音域是發出最低音到最高音的音程。音域廣是好嗓子的重要基礎。接著是,頻率譜中有比較簡單的各種頻率成分的共鳴關係。

共鳴關係是指低音,即以某個頻率為基準,完好的含有這個頻率的整數倍的頻率的波的狀態。

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