Единицы измерения высоты звука | Digital Music Academy

Как уже упоминалось, поскольку высота звука является репрезентацией частоты звуковых колебаний, как правило, используются единицы измерения частоты — Герцы (Hz), где количество Герц, это количество колебаний в секунду: 

1 Гц = 1/С

Однако, используются и альтернативные системы измерения высоты звука, основанные на физиологическом (Барки) и психофизиологическом (Мелы) механизме его восприятия.

«Критические полосы» и Барки

Критическая полоса (ее также называют полосой равной разборчивости) — это минимальная полоса частот, которая возбуждает одну и ту же часть базилярной мембраны. В частотном промежутке от 0 до 16 кГц опытным путем были определены 24 критические полосы:

0-100 Гц,
100-200 Гц,
200-300 Гц,
300- 400 Гц,
400-510 Гц,
510-630 Гц,
630-770 Гц,
770-920 Гц,
920-1080 Гц,
1080- 1270 Гц,
1270-1480 Гц,
1480-1720 Гц,
1720-2000 Гц,
2000-2320 Гц,
2320- 2700 Гц,
2700-3150 Гц,

3150-3700 Гц,
3700-4400 Гц,
4400-5300 Гц,
5300- 6400 Гц,
6400-7700 Гц,
7700-9500 Гц,
9500-12 000 Гц
12 000-15 500 Гц

Звуковой сигнал в пределах одной и той же критической полосы как бы обобщается мозгом, создавая близкие слуховые ощущения. Если же звуковой сигнал переходит из одной критической полосы в другую, то слуховые ощущения в момент перехода заметно изменяются, потому что мозг анализирует информацию, полученную из разных критических полос, раздельно. Это не значит, что два тона, попавшие в одну критическую полосу, не различимы на слух, однако, слуховые ощущения внутри одной полосы очень близки, а в разных полосах — отличаются существенно. Участки базилярной мембраны, соответствующие критическим полосам, имеют приблизительно равную длину, которая составляет 1,2 мм на полосу.

Для удобства работы с критическими полосами существует специальная единица измерения частоты — Барк . В таблице приведены критические полосы и соответствующие им параметры:

Барк, № полосы	Критическая полоса (диапаз.), Гц	Ширина критической полосы, Гц	Центральная частота критической полосы, Гц
0	0-00	100	50
1	100-200	100	150
2	200 — 300	100	250
3	300 — 400	100	350
4	400-510	110	450
5	510-630	120	570
6	630 — 770	140	700
7	770 — 920	150	840
8	920 — 1080	160	1000
9	1080-1270	190	1170
10	1270-1480	210	1370
11	1480-1720	240	1600
12	1720 — 2000	280	1850
13	2000-2310	320	2150
14	2320 — 2700	380	2500
15	2700-3150	450	2900
16	3150-3700	550	3400
17	3700-4400	700	4000
18	4400 — 5300	900	4800
19	5300 — 6400	1100	5800
20	6400 — 7700	1300	7000
21	7700 — 9500	1800	8500
22	9500-12 000	2500	10500
23	12 000-15 500	3500	13500

 

Измерение субъективного ощущения высоты и Мелы

На этой шкале равное изменение частоты в Мелах соответствует равному изменению ощущения высоты тона. Уже привычная нам шкала частот с единицей измерения “герц” такого свойства не имеет. Например, изменения частоты от 500 до 1000 Гц и от 1000 до 2000 Гц воспринимаются на слух слушателем, как неравные. В то же самое время звуковой сигнал с частотой 1000 мел кажется слушателю ровно в два раза “выше”, чем сигнал с частотой 500 мел, и в два раза “ниже”, чем сигнал с частотой 2000 мел.  (Закон Вебера-Фехнера):

Итак, частотные параметры звука могут измеряться в Герцах, Мелах и Барках.

Герц — это единица измерения, которой удобно пользоваться при проведении спектрального анализа.

Мел и Барк — это психофизиологические акустические единицы измерения высоты тона, используемые в психоакустике при оценке субъективной высотой тона.

Как видно из графика, шкалы барков и мелов приблизительно совпадают, хотя некоторые расхождения наблюдаются в области средних частот:

 

***

В музыке используются другие шкалы для оценки высоты тона — музыкальные: полутоны, тоны, октавы и другие музыкальные интервалы. Следует отметить, что связь с психофизической шкалой высоты тона, построенной для чистых тонов, неоднозначна. До частоты примерно 5000 Гц увеличение высоты тона на октаву связано с удвоением частоты. Например, переход от ноты ля первой октавы к ноте ля второй октавы соответствует увеличению частоты от 440 до 880 Гц. Но выше частоты 5000 Гц это соответствие нарушается — чтобы получить ощущение увеличения высоты на октаву, надо увеличить соотношение частот почти в 10 раз, что следует иметь в виду при создании компьютерных композиций. Это дало основание некоторым ученым предложить две размерности высоты тона: психофизическую в мелах, пропорциональную в некоторых пределах логарифму частоты, установленную для чистых тонов (pitch height) и музыкальную, соответствующую названию нот (pitch chroma), которая может быть определена примерно до 5000 Гц. Следует отметить, что даже музыканты с абсолютным музыкальным слухом затрудняются в определении нот для звуков с частотой выше 5000 Гц. Это говорит о том, что механизмы восприятия высоты тона до 5000 Гц и выше — различны.

(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({}); (И. Алдошина)

Что такое частота сигнала и в каких единицах она измеряется?

Вопросы, при неправильном ответе на которые экзамен не может быть сдан успешно:

Частота — физическая величина, характеристика периодического процесса, равна количеству повторений в единицу времени. Гц.

2. Какая связь между частотой и периодом сигнала?

ν = 1/T

3. Что такое частота и период дискретизации сигнала?

Частота дискретизации — частота взятия отсчётов за промежуток времени (чаще 1 с) непрерывного по времени сигнала при его дискретизации (представление аналогового непрерывного сигнала {\displaystyle S(t)}S (t) совокупностью его значений кол-вом n, эту совокупность принято называть 

выборками {\displaystyle S(t_{0}),S(t_{1}),…S(t_{n-1})}, взятых в моменты времени {\displaystyle t_{0},t_{1},. ..t_{n-1}}t0, t1, … tn-1).

К вантование — разбиение диапазона отсчётных значений сигнала на конечное число уровней и округление этих значений до одного из двух ближайших к ним уровней. При этом значение сигнала может округляться либо до ближайшего уровня, либо до меньшего или большего из ближайших уровней в зависимости от способа кодирования.

Не следует путать квантование с дискретизацией (и, соответственно, шаг квантования с частотой дискретизации). При дискретизации изменяющаяся во времени величина (сигнал) замеряется с заданной частотой (частотой дискретизации), таким образом, дискретизация разбивает сигнал по временной составляющей (на графике — по горизонтали). Квантование же приводит сигнал к заданным значениям, то есть округляет сигнал до ближайших к нему уровней (на графике — по вертикали). В АЦП округление может производиться до ближайшего меньшего уровня.

Сигнал, к которому применены дискретизация и квантование, называется цифровым.

Ошибка квантования – накопительная ошибка округления значений.

Ошибка квантования вызвана низкой разрядностью АЦП и, в следствие, маленьким числом уровней квантования.

Максимальная ошибка квантования зависит от принципа работы АЦП и равняется ±α/2 для АЦП, присваивающего значение ближайшего уровня квантования, где α-шаг квантования.

4. В чём суть теоремы отсчётов (теоремы Котельникова)?

Чем выше частота дискретизации, тем более широкий спектр сигнала может быть представлен в дискретном сигнале. Как следует из теоремы Котельникова, для того, чтобы однозначно восстановить исходный сигнал, частота дискретизации должна более чем в два раза превышать наибольшую частоту в спектре сигнала.

любую функцию F(t), состоящую из частот от 0 до f1, можно непрерывно передавать с любой точностью при помощи чисел, следующих друг за другом менее чем через 1/(2f1) секунд»

Из теоремы Котельникова следует, что при дискретизации аналогового сигнала потерь информации не будет только в том случае, если (спектральная плотность) наивысшая частота полезного сигнала равна половине или меньше частоты дискретизации

5. Что показывает амплитудно-частотная характеристика?

АЧХ — это зависимость амплитуды выходного сигнала от частоты входного сигнала.  

Амплитудная-частотная характеристика показывает, как изменится амплитуда той или иной гармоники при прохождении через цепь.

единиц СИ – время | НИСТ

Секунда (с) определяется путем принятия фиксированного числового значения частоты цезия ∆ν _Cs , частоты невозмущенного сверхтонкого перехода атома цезия-133 в основном состоянии, равной 9 192 631 770 при выражении в единицах Гц, что равно s ⁻¹ .

Число периодов или циклов в секунду называется частотой. Единицей частоты в системе СИ является герц (Гц). Один герц равен одному циклу в секунду. Стандартные частоты и точное время транслируют радиостанции WWV и WWVB в Колорадо и WWVH на Гавайях. NIST доставляет цифровые сигналы синхронизации по телефону и через Интернет.

Официальное время правительства США предоставляется NIST и USNO. NIST также предлагает Интернет-службу времени (ITS) и Автоматизированную компьютерную службу времени (ACTS), которые позволяют устанавливать компьютерные и другие часы через Интернет или по стандартным коммерческим телефонным линиям. Там можно скачать бесплатное программное обеспечение для использования этих сервисов на нескольких типах популярных компьютеров. Информацию об этих услугах можно найти на веб-сайте Time and Frequency Division.

Ресурсы для студентов и преподавателей

• Второе: Введение. Время, вероятно, является самой измеряемой величиной на Земле. В науке мы используем время, чтобы измерить и лучше понять множество вещей в нашем мире. (НИСТ)
• Как мы измеряем время? (серия NIST HDYMI) – Временные интервалы, продолжительность между двумя событиями, наиболее точно измеряются с помощью атомных часов.
• Что такое время? (НИСТ, видео)
• Измерение времени и частоты. Узнайте больше об истории NIST, включая краткую историю атомных часов и другие ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ). (НИСТ)
• Как восстановить атомные часы (NIST/JILA)
• Совершите прогулку во времени. Пройдите историческое путешествие по эволюции измерения времени. Щелкните ссылку, чтобы загрузить прикрепленный файл PDF . (НИСТ)
• Связь времени и места. Если вы хотите знать, где вы находитесь, вам нужны надежные часы. Погрузитесь в эти ресурсы Смитсоновского института, чтобы узнать больше о связи между временем и местом. (Смитсоновский институт)
• Самое время – осмотреть этот экспонат. Узнайте интересные вещи о точности часов, включая историческую временную шкалу (каламбур)! (Университет Висконсина)

Какое сейчас всемирное координированное время?

NIST и Военно-морская обсерватория США совместно управляют веб-сайтом, который предоставляет официальное время США. Показания часов этих двух агентств вносят вклад в мировое время, называемое всеобщим скоординированным временем (UTC). Узнать больше… Как узнать время с помощью телефона, компьютера или радиосигналов? Что такое дополнительная секунда? Каковы правила перехода на летнее время? Посетите раздел часто задаваемых вопросов по времени и частоте для получения дополнительной информации.

Ресурсы

Кредит: Дж. Ван и Б. Хейс/NIST

League of SI Superheroes – Professor Second

Этот анимационный видеосериал в стиле комиксов был разработан, чтобы помочь учащимся средней школы узнать о 7 базовых единицах измерения SI. Считывая колебания своих атомов цезия, охлаждаемых лазером, профессор Второй может синхронизировать любую частоту и корректировать любые часы. Секунда — это время, за которое возбужденный атом цезия совершает 9 колебаний.192 631 770 раз.

Перейти к дополнительной информации о базовых единицах СИ:

• Единицы СИ
• Длина – метр (м)
• Количество вещества – моль (моль)
• Электрический ток – ампер (А)
• Температура – ​​Кельвин (К)
• Сила света – кандела (кд)
• Масса – килограмм (кг)

Ресурсы

• Знакомство с SI
• Ежедневная оценка
• Вопросы и ответы по метрике
• Префиксы
• SI Образование и обучение
• Публикации SI
• Понимание метрики
• Запись в единицах СИ (метрических)
• Национальная метрическая неделя

• NEST-R (Реестр STEM)

• Образовательные ресурсы NIST

Метрология и метрология времени и частоты

Что такое частота и ее единицы измерения

Выберите тип измерения: выберитеускорениеколичество веществауголплощадьемкостьданныеплотностьдинамическая вязкостьэлектромобиль энергия экономияэлектрический зарядэлектрический токэлектрический потенциалэлектрическое сопротивлениеэнергияэнтропиясилачастотарасход топливаиндудуктивностькинематическая вязкостьдлиналинейная плотностьсила светамагнитный потокплотность магнитного потока импульсчисломощностьдавлениепоглощенная доза излучениярадиоактивностьскоростьповерхностная плотностьтемпературавремякрутящий моментобъемвес

Поиск единиц измерения:

33 единиц частоты — найдено.

 Частота определяется как интервал времени, в течение которого физическая система, т.е. электрический ток или волна, совершающая полное колебание и возвращающаяся в исходное мгновенное состояние как по знаку (направлению), так и по величине, называется периодом колебаний этой физической системы.

Частота системы измеряется количеством колебаний, совершаемых этой системой за одну секунду. Единицей частоты является частота, равная одному колебанию или циклу в секунду. Эта единица называется герц . Герц (Гц) — производная единица измерения частоты в системе СИ. Как единица СИ, герц может иметь префикс. Обычно используются килогерцы (кГц: 1000 Гц), мегагерцы (МГц: 1 000 000), гигагерцы (ГГц: 1 000 000 000) и терагерцы (ТГц: 1 000 000 000 000)

В чем измеряется частота? См. единицы измерения частоты и соответствующие им символы.

901 36 градусов в минуту 9013 6 мкГц

	Об устройстве	O: Преобразовать единицу измерения во все единицы измерения T: Преобразовать единицу измерения в другую единицу измерения
аттогерц	аГц	O:aHzT:aHz
сантигерц 90 137	кГц	O:cHzT:cHz
циклов в секунду	циклов/с	O:цикл/sT:цикл/с
децигерц	dHz	O:dHzT:dHz
градусов в день	°/день	O:°/деньT:°/день
градус в час	°/ч	O:°/hT:°/ч
°/ мин	O:°/минT:°/мин
градус в секунду	°/с	O:°/sT:°/с
декагерц	даГц	O:даГцT:даГц
эксагерц	Гц	O:EHzT:EHz
фемтогерц	fHz	O:fHzT:fHz
гигагерц	GHz	O:GHzT:GHz
Гц	Гц	O:HzT:Hz
кГц	кГц	O:кГцT:кГц
мегагерц	МГц	O:МГцT:МГц
микрогерц	O:мкГцT:мкГц
миллигерц	мГц 9P Гц	O:PHzT:PHz
пикогерц	pHz	O:pHzT :pHz
радиан в день	рад/день	O:рад/деньT:рад/день
радиан в час	рад/ч 9 0137	O:рад/чT:рад/ч
радиан в минуту	рад/мин	O:рад/минT:рад/мин
радиан в секунду	рад/с	O:рад/сТ:рад/с
оборот в день 9 0137	РПД	О:РПДТ: RPD
оборотов в час	RPH	O:RPHT:RPH
оборотов в минуту	об/мин	O:RPMT:RPM
оборотов в секунду	RPS	O:RPST :RPS
терагерц	ТГц	O:ТГцT:ТГц
йоктогерц	yHz	O:yHzT:yHz
йоттагерц	YHz	O:YHzT:YHz
зептогерц	zHz	O:zHzT:zHz
зеттагерц	ZHz	O:ZHzT:ZHz

Продукты питания, питательные вещества и калории

СМЕСЬ ВАНИЛЬНОГО ШЕЙКА, UPC: 632674855763 содержит 375 калорий на 100 грамм ( ≈3,53 унции)  [ цена ]

5036 продукты, содержащие изолейцин . Список этих продуктов, начиная с самого высокого содержания изолейцина и самого низкого содержания изолейцина

Гравий, вещества и масла

Карибское море, морской, араг-живой, индо-тихоокеанский черный весит 1 441,7 кг/м³ (90,00239 фунта/ фут³) с удельным весом 1,4417 относительно чистой воды. Подсчитайте, сколько этого гравия требуется для достижения определенной глубины в цилиндрическом, четвертьцилиндрическом или прямоугольном аквариуме или пруду [вес к объему | объем к весу | цена ]

Тетрахлорметан [CCl ₄ ] весит 1 594 кг/м³ (99,51017 фунтов/фут³)  [вес к объему | объем к весу | цена | моль к объему и весу | масса и молярная концентрация | плотность ]

Преобразование объема в вес, веса в объем и стоимости для Хладагент R-422D, жидкий (R422D) с температурой в диапазоне от -51,12°C (-60,016°F) до 60°C (140°F) )

Веса и измерения

гигаэлектронвольт (ГэВ) кратно (см. префикс Гига) производной метрической единицы измерения энергии электронвольт.