Akustinen spektri

Akustinen spektri ( äänispektri ) on joukko harmonisia värähtelyjä , joihin tietty ääniaalto voidaan hajottaa [1] . Se asetetaan taajuuden tai aallonpituuden funktiona ja ilmaisee elastisten aaltojen eri taajuuksien tai pituuksien suhteellista roolia tutkittavassa äänessä , eli se osoittaa, missä määrin akustisessa signaalissa on ultraääniä, kuultavia jne. aallot. Normalisointiin asti tämä funktio on sama kuin jakauman tiheys tai . Mahdollisia muita nimiä tälle toiminnolle ovat äänienergian spektritiheys tai äänitehon spektritiheys . Samanlaista sähkömagneettisten aaltojen käsitettä kutsutaan säteilyn spektritiheydeksi . $\nu$ $\lambda$ $\nu$ $\lambda$

Fyysisesti akustinen spektri ilmaisee joko kimmoisten värähtelyjen energiaa väliaineen tilavuusyksikköä kohti tai ääniaallon yksikköpinta-alan läpi kuljettaman tehon yksikköä ingerval o tai o ja keskiarvoitettuna riittävän pitkältä ajanjaksolta. Esimerkiksi, jos argumentti on taajuus , niin spektri on $\nu$ $\lambda$ $\nu$

<{\frac {dW}{dVd\nu }}>\quad

tai .

\quad <{\frac {dP}{dSd\nu }}>

Vastaavasti spektrin ulottuvuus on tilavuusenergiatiheyden tai pintatehotiheyden mitta jaettuna taajuuden dimensiolla: (J / m 3 ) / Hz tai (W / m 2 ) / Hz, ja jos otamme aallonpituus argumenttina, sitten: (J / m 3 ) / m tai (W / m 2 ) / m. Usein spektrit annetaan dimensiottomina suhteellisina yksiköinä. Ei ole olemassa yleisesti hyväksyttyä "kuvaketta" taajuuksien osoittamiseksi.

Varmuuden vuoksi spektriä käsitellään edelleen muodossa . Jos yhdistät sen äänen taajuuteen, saat intensiteetin . $<dP/dSd\nu >$ $minä$

Joissakin tapauksissa spektri sisältää yhden tai useamman terävän kapean piikin. Sanotaan, että monokromaattisen taajuuden aallon spektri on ( - deltafunktio ), ja monokromaattisten aaltojen summalla - tämän tyyppisten termien summa. Sitten funktion sijasta "taajuus-intensiteetti" -parit voidaan yksinkertaisesti luetella ja niin edelleen, jolloin saadaan täydellinen kuva tietyn äänen koostumuksesta. Kun muodostetaan diskreetti spektri suhteellisissa yksiköissä, sekä äänenpaineen intensiteetit että amplitudit , ,.. voidaan piirtää pystysuuntaa pitkin, kun taas . Samanlaiset diskreetit (lineaariset) akustiset spektrit ovat ominaisia eri instrumenttien musiikillisille äänille . Tässä tapauksessa useat taajuudet näyttävät yleensä sekvenssiltä , , ,.., jossa ensimmäinen elementti asettaa perusäänen ja loput ovat ylisävyjä ; joukko niiden voimakkuuksia ... muodostaa soittimen sointin . $\nu _{1}$ $I_{1}\cdot \delta (\nu -\nu _{1})$ $\delta$ $(\nu _{1},\,I_{1})$ $(\nu _{2},\,I_{2})$ $A_{1}$ $A_{2}$ $A_{1}^{2}:A_{2}^{2}:A_{3}^{2}:..=I_{1}:I_{2}:I_{3}:..$ $\nu _{1}$ $2\nu _{1}$ $3\nu _{1}$ $\nu _{1}$ $I_{1},\,I_{2},\,$

Luonnollisille äänille, kuten meren äänelle, päinvastoin on ominaista laaja hämärtynyt akustinen spektri. Teollisuuden melulla on yleensä myös jatkuva akustinen spektri , jonka spektrianalyysi on tärkeä työterveyshuollon kannalta [2] .

Muistiinpanot

↑ Artikkeli Spectrum of Sound in the Great Russian Encyclopedia (2004).
↑ Katso artikkeli Akustinen spektri Venäjän työsuojelun tietosanakirjassa. — M.: NTs ENAS. Ed. V. K. Varova, I. A. Vorobieva, A. F. Zubkova, N. F. Izmerova. 2007.