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 психоакустика, а чистый тон это звук с синусоидальный форма волны; это синус волна любой частоты, фазы и амплитуды.[1] В клинической аудиологии чистые тона используются для аудиометрия чистого тона для характеристики порогов слышимости на разных частотах.

А синусоидальная волна характеризуется своим частота (количество циклов в секунду), его амплитуда (сила каждого цикла), и его сдвиг фазы (что указывает на выравнивание по времени относительно нулевой точки отсчета времени). Чистый тон обладает тем свойством - уникальным среди реальных форм волн - что его форма волны не изменяется от линейные инвариантные во времени системы; то есть изменяются только фаза и амплитуда между входом чистого тона такой системы и ее выходом.

Синусоидальные и косинусоидальные волны можно использовать как базовый строительные блоки более сложных волн. Чистый тон любой частоты и фазы можно разложить на синусоидальную и косинусоидальную волны этой частоты или построить из них. Поскольку дополнительные синусоидальные волны с разными частотами комбинированный, форма сигнала преобразуется из синусоидальной формы в более сложную.

Звуковая локализация с чистыми тонами часто труднее, чем с другими звуками.[2][3]

Отношение к высоте звука и музыкальным тонам

Чистые тона использовались физиками XIX века, такими как Георг Ом и Герман фон Гельмгольц в поддержку теорий, утверждающих, что ухо функционирует аналогично Частотный анализ Фурье.[4][5] В Акустический закон Ома, позже доработанный Гельмгольцем, музыкальные тона воспринимаются как набор чистых тонов. Восприятие подача 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.[6]

В отличие от музыкальные тона которые состоят из суммы ряда гармонически связанных синусоидальных компонентов, чистые тона 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 дает начало постоянному устойчивому восприятию, 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 соотношением частот между этими компонентами (см. отсутствует фундаментальный ).

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ ANSI S1.1-1994 Акустическая терминология
  2. ^ 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.
  3. ^ Хартманн, В. М. (1983). «Локализация звука в помещениях». Журнал акустического общества Америки. 74 (5): 1380–1391. Bibcode:1983ASAJ ... 74.1380H. Дои:10.1121/1.390163. PMID  6643850.
  4. ^ фон Гельмгольц, Герман Л. Ф .; Эллис, Александр Дж. (1875). Об ощущениях тона как физиологической основе теории музыки. Лондон, Великобритания: Longmans, Green, and Co.
  5. ^ Ом, Георг (1843). "Ueber die Definition des Tones, nebst daran geknupfter Theorie der Sirene und ahnlicher tonbildenden Vorrichtungen". Annalen der Physik und Chemie от Poggendor. 59: 513–565.
  6. ^ У. Диксон Уорд (1970). «Музыкальное восприятие». В Джерри В. Тобиас (ред.). Основы современной слуховой теории. 1. Академическая пресса. п. 438.