RSS лента

divian

Ответ на статью Murom "Биения". Часть I.

Оценить эту запись
              
Ответ на статью Murom "Биения". Почему-то при ответе на чужую запись в дневнике движок не даёт вставлять картинки. Попробую ответить в своём.

Уважаемый Муром! Хочу для начала оговориться, что ни в коей мере не подвергаю сомнению то, что Вы слышите. В Вашем экспертном мнении я не сомневаюсь.
Но вот с объяснением физики происходящего согласится не могу.

Я повторил эксперимент. Сгенерировал два синуса 440(наверху) и 435(посередине), построил результирующий сигнал (внизу).
Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	0.png 
Просмотров:	1479 
Размер:	45.0 Кб 
ID:	75331
Попробуем измерить период колебаний и вычислить частоту. Сперва там, где максимум амплитуды. Например в самом начале. Увеличиваем (выделено красным)
Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	1.png 
Просмотров:	1305 
Размер:	38.6 Кб 
ID:	75332
Наверху - рулетка со временем в секундах.
Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	2.png 
Просмотров:	1278 
Размер:	35.0 Кб 
ID:	75333
Измеряем от 0-ой отметки. Результат сверху вниз:
1/0,002271сек=440,3Гц
1/0,002299сек=434,9Гц
1/0,002285сек=437,6Гц

Теперь на результирующем сигнале выделяем один период в минимуме амплитуды.
Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	3.png 
Просмотров:	1152 
Размер:	50.8 Кб 
ID:	75334
С помощью смены масштаба устанавливаем границы выделения как можно точнее.
Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	4.png 
Просмотров:	1173 
Размер:	46.4 Кб 
ID:	75335
Получаем длительность одного периода 220 сэмплов. При частоте дискретизации 96кГц:
96000/220=436,4
Т.е. та самая "средняя" частота, плюс ошибка, обусловленная дискретизацией и трудностью выделения на очень малых значениях.
Вообще, было бы странно, получить другой результат на аудиоредакторе, построенном на том же самом математическом аппарате.


Собственно, зачем аудиоредактор, если речь о свойствах сложения синусов. На любом online сервисе построения графиков
рисуем сумму двух сигналов, отличающуюся на 10% по частоте y(x)=sin(x)+sin(1.01*x) и, другим цветом, контрольный график, со "средней" частотой y(x)=sin(1.005*x)
Масштаб задаём интервалом визуализации оси X.
0-50 - первый максимум амплитуды,Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	sin_x+sin_1.01x,0-50.png 
Просмотров:	1328 
Размер:	46.3 Кб 
ID:	75337

250-300 - минимум
. Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	sin_x+sin_1.01x,250-300.png 
Просмотров:	1167 
Размер:	46.8 Кб 
ID:	75338
Хорошо видно, что на всём протяжении графики идут синфазно.

Зато очень интересный эффект можно обнаружить на интервале X 300-350
Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	sin_x+sin_1.01x,300-350.png 
Просмотров:	1179 
Размер:	41.6 Кб 
ID:	75339
Фаза разворачивается на 180! Вот такой "разворот" может восприниматься на слух как "качание" частоты?
Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	sin(x)+sin(1.04*x).png 
Просмотров:	1019 
Размер:	16.0 Кб 
ID:	75460
Красный - наш сигнал. Синяя линяя - как он должен был бы идти, если бы фаза не поменялась.

А вот так "выглядит" периодический разворот фазы (эффект Phaser):
phaser440.mp3

Если вдуматься, фаза не может измениться, не подвинув в момент изменения частоту. Посчитайте количество "пиков" в каждом случае, отмеченном красным:
Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	220-225-1-cut.jpg 
Просмотров:	961 
Размер:	17.1 Кб 
ID:	75351
Куда-то делось полпериода!
Хотя говорить об изменении частоты не верно терминологически.


Ниже 4 файла:
Синус 437,5Гц модулированный по амплитуде сигналом 5Гц. (Тоже получается при сложении 435 и 440)
AM437,5_5Hz.mp3

Тоже, но без "сдвига" фазы.
AM437,5_5HzAbs.mp3

Тоже, но отфильтрована удвоенная частота, которая получалась в момент сдвига фазы.
AM437,5_5HzAbsFilter.mp3

Амплитудная модуляция синуса другим синусом по всем правилам, без перемодуляции:
AM437,5_5HzStd.mp3

В левом канале биения, в правом амплитудная модуляция
FMAM.mp3

Отправить "Ответ на статью Murom "Биения". Часть I." в Google Отправить "Ответ на статью Murom "Биения". Часть I." в Facebook Отправить "Ответ на статью Murom "Биения". Часть I." в Twitter Отправить "Ответ на статью Murom "Биения". Часть I." в del.icio.us Отправить "Ответ на статью Murom "Биения". Часть I." в Digg Отправить "Ответ на статью Murom "Биения". Часть I." в StumbleUpon

Обновлено 09.04.2013 в 14:35 divian

Метки: Биения
Категории
Без категории

Комментарии

  1. Аватар для murom
    divian, если физик не может объяснить частотную модуляцию при биениях, то это не проблема музыканта, который это слышит, а проблема физика, который это анализирует.
    В своей статье я привел два примера: биения и чистую амплитудную модуляцию одного тона для сравнения. И на слух, и по анализу одинаковыми программами они различны кардинально. И если физик не может объяснить разницу в этих двух явлениях - это проблема физика, а не моя.
    Кстати, спектроанализатор таки видит эти две частоты, значит они постоянно присутствуют, а не один средний тон. А вот почему осциллограмма рисует так, а не иначе, что некоторые физики её не понимают, то это уже другой вопрос. Если осциллограмма нарисовала средний тон, то и спектроанализатор должен показать только один средний тон. Если спектроанализатор расшифровывает эту осциллограмму, как два разных тона, значит кто-то не правильно анализирует картинку осциллограммы. Я не умею правильно анализировать осциллограмму, поэтому не могу найти ошибку ни в Вашем анализе, ни в анализе Аматора. Но это не значит, что ошибки нет. Ищите и обрящите.
  2. Аватар для divian
    Да Аматор тут прав, спектроанализатор даёт большую погрешность на малых значениях сигнала. У него примерно те же трудности, что были и у меня когда я измерял сигнал при малых значениях амплитуды. Это особенность дискретных вычислений. Чем меньше значения, тем выше погрешность.
    Что касается объяснения, то я же предложил вариант - всему виной смена фазы.
    Раньше, я помню, для электрогитар была "примочка", которая поворачивала фазу при нажатии на педаль (Phaser?), а в колонках при этом слышалось что-то вроде "вау".
  3. Аватар для murom
    Провел очередное исследование в программе WaveLab. Сгенерировал две синусоиды: 220 Гц и 225 Гц. 16 bit, rate 44.1 kHz.
    Потом открыл пустое окно стерео и скопировал туда оба файла: одно в левый канал, а другое в правый. Все это скопировал в новое окно, но в mono (mix). И стал анализировать. Четыре картинки выкладываю здесь, чтобы всем было видно, что получилось: я анализировал одно биение, два, несколько (7), по частям - максимум и минимум, всего 5 картинок:
    http://samlib.ru/img/m/muratow_s_w/beats/220-225-1.jpg
    http://samlib.ru/img/m/muratow_s_w/beats/220-225-2.jpg
    http://samlib.ru/img/m/muratow_s_w/beats/220-225-3.jpg
    http://samlib.ru/img/m/muratow_s_w/beats/220-225-4.jpg
    http://samlib.ru/img/m/muratow_s_w/beats/220-225-5.jpg
    Да, это новая версия программы. В дневниках я еще старой анализировал.
    Меня многое здесь удивило. Да вы и сами увидите, что там удивительного.
  4. Аватар для divian
    Похоже на автокоррелирующий алгоритм. Для него смена на ходу фазы смертельна.
  5. Аватар для divian
    Поразмыслив, понял, что мы говорим об очень близких вещах.
    Вот, взял Вашу 1ю картинку и нарисовал на ней две идентичные фигурки красным (копипаст). Теперь посчитаем, сколько пиков синусоиды попадает в каждую:

    Куда-то подевалось полпериода!
    Получается, что количество колебаний в единицу времени разное.
    А количество колебаний в единицу времени это и есть частота.
    Хотя, конечно, терминологически это не верно. Изменилась только фаза сигнала. Причём, скачком.
    Обновлено 29.03.2013 в 19:00 divian
  6. Аватар для divian
    Цитата Сообщение от murom
    divian, если физик не может объяснить частотную модуляцию при биениях, то это не проблема музыканта, который это слышит, а проблема физика, который это анализирует.
    В своей статье я привел два примера: биения и чистую амплитудную модуляцию одного тона для сравнения. И на слух, и по анализу одинаковыми программами они различны кардинально.
    Что-то я не нашёл у Вас в статье примеров амплитудной модуляции. Как Вы её получали?

    Сгенерировал АМ сам - получилось абсолютно тоже самое.

    Ниже 3 файла:
    Синус 437,5Гц модулированный по амплитуде сигналом 5Гц. (Такое же получается при сложении 435 и 440)
    AM437,5_5Hz.mp3

    Тоже, но без "сдвига" фазы.
    AM437,5_5HzAbs.mp3

    Тоже, но отфильтрована удвоенная частота, которая получалась в момент сдвига фазы.
    AM437,5_5HzAbsFilter.mp3

    Я почти уверен, что 2й и 3й файлы - на слух одно и тоже, но на всякий случай...
    Во всех этих файлах Вы слышите "частотную модуляцию"?
    В 3-ем файле частота должна быть одинаковая в любом месте.
    Обновлено 04.04.2013 в 09:14 divian

Трекбэков

Яндекс.Метрика Rambler's Top100