Чистый тон - Pure tone

Форма волны давления чистого тона в зависимости от времени выглядит следующим образом; его частота определяет масштаб оси x; его амплитуда определяет масштаб оси y; и его фаза определяет начало координат x.

В психоакустике , А чистый тон является звук с синусоидальной формой волны ; то есть синусоидальная волна любой частоты, фазы и амплитуды. В клинической аудиологии чистые тона используются для аудиометрии чистого тона для определения порогов слышимости на разных частотах.

Синусоида характеризуется своей частотой (число циклов в секунду), его амплитуды (интенсивность каждого цикла), и его фазового сдвига (что указывает на время выравнивания относительно опорной точки нулевого времени). Чистый тон обладает свойством - уникальным среди форм волн с действительными значениями - что его форма волны не изменяется линейными системами, не зависящими от времени ; то есть изменяются только фаза и амплитуда между входом чистого тона такой системы и ее выходом.

Синусоидальные и косинусоидальные волны можно использовать в качестве основных строительных блоков для более сложных волн. Чистый тон любой частоты и фазы можно разложить на синусоидальную и косинусоидальную волны этой частоты или построить из них. По мере объединения дополнительных синусоидальных волн, имеющих разные частоты , форма волны трансформируется из синусоидальной формы в более сложную форму.

Локализация звука с чистыми тонами часто сложнее, чем с другими звуками.

Отношение к высоте звука и музыкальным тонам

Чистые тона использовались физиками 19 века, такими как Георг Ом и Герман фон Гельмгольц, для поддержки теорий, утверждающих, что ухо функционирует аналогично частотному анализу Фурье . В акустическом законе Ома , который позже был разработан Гельмгольцем, музыкальные тоны воспринимаются как набор чистых тонов. Восприятие высоты звука зависит от частоты наиболее заметного тона, а фазы отдельных компонентов отбрасываются. Эту теорию часто обвиняли в том, что она создала путаницу между высотой звука, частотой и чистыми тонами.

В отличие от музыкальных тонов , которые состоят из суммы ряда гармонически связанных синусоидальных компонентов, чистые тоны содержат только одну такую ​​синусоидальную форму волны. Когда они представлены изолированно и когда их частота относится к определенному диапазону, чистые тона порождают единое восприятие высоты тона, которое можно охарактеризовать по его частоте. В этой ситуации мгновенная фаза чистого тона изменяется линейно со временем. Если чистый тон вызывает постоянное устойчивое восприятие, то можно сделать вывод, что его фаза не влияет на это восприятие. Однако, когда несколько чистых тонов представлены одновременно, например, в музыкальных тонах, их относительная фаза играет роль в результирующем восприятии. В такой ситуации воспринимаемая высота звука определяется не частотой какого-либо отдельного компонента, а частотным соотношением между этими компонентами (см. Недостающую основную частоту ).

Смотрите также

Ссылки