Site Loader

Содержание

2) Гармонический спектр

Существует ещё один способ графического изображения колебательного движения.

Французский математик Фурье доказал, что периодический процесс любой формы можно разложить на простые гармонические колебания. В связи с этим, графически колебания можно изобразить гармоническим спектром. По горизонтальной оси откладывается частота, а по вертикальной – амплитуда. Таким образом, гармонический спектр простого синусоидального колебания представляет собой отрезок прямой, перпендикулярный оси частот. Положение отрезка по горизонтали определяется частотой, а длина отрезка – амплитудой колебания.

Спектр сложного колебания представляет собой несколько линий.

Во многих случаях колебания изображать гармоническим спектром удобнее и проще, чем их графиком.

3) Вынужденные колебания. Резонанс.

В некоторых случаях на колебательную систему действует внешняя периодическая сила, которая заставляет систему совершать вынужденные колебания. Но колебательная система имеет и свою собственную частоту колебаний, которая определяется параметрами системы. Когда частота вынужденных колебаний совпадёт с частотой собственных колебаний, произойдёт

резонанс.

Резонанс – это резкое увеличение амплитуды колебаний системы при совпадении частоты вынужденных колебаний с частотой собственных колебаний.

Явление механического резонанса мы часто используем в повседневной жизни и часто не осознаём, что мы его используем. Например, когда мы ребёнка раскачиваем на качелях. Качели представляют собой физический маятник, имеющий собственную частоту колебаний. Для того, чтобы раскачать качели, мы вначале даём качелям первоначальный толчок, а затем в нужные моменты мы подталкиваем качели в такт с их собственными колебаниями, пока не доведём качели до нужной амплитуды колебаний. Можно привести ещё один пример. Двери в метро также являются механической колебательной системой. Для того, чтобы широко открыть дверь и держать её в открытом состоянии, нужна довольно большая физическая сила. Но если дверь слегка подталкивать в такт с её свободными колебаниями, то дверь можно при очень малых периодических усилиях можно раскачать дверь до максимальной амплитуды.

График зависимости амплитуды колебаний системы от частоты вынужденных колебаний называется резонансной кривой.

Форма резонансной кривой зависит от

добротностиколебательной системы. Чем меньше в системе потерь на трение, тем выше добротность и тем круче и острее идёт резонансная кривая:

Там, где на практике используют резонанс, добротность колебательной системы стараются сделать высокой, т.е. уменьшить трение. Например, в механических часах, в измерительных приборах вибрационного типа, в качелях и т.д. В других случаях резонанс стараются подавить, там стараются добротность колебательной системы сделать как можно меньше. Например, в рычажных весах, в стрелочных измерительных приборах, при конструировании мостов, турбогенераторов и т.д. В частности, можно привести наглядный пример с легковым автомобилем. Весь его кузов держится на рессорной или пружинной подвеске. А ведь такая подвеска, как нам известно, представляет собой готовую колебательную систему, имеющую чётко выраженную частоту собственных колебаний. Для того, чтобы предотвратить раскачивание автомобиля по езде по неровной дороге, решено было понизить добротность колебательной системы, которой является автомобиль. К подвескам каждого из колёс приделали специальные гасители колебаний — амортизаторы. Они и гасят возникшие колебания и на кочках автомобиль не раскачивается. В рычажных весах и в некоторых измерительных стрелочных приборах также используют устройства, понижающие добротность колебательных систем – демпферы. Они представляют собой пустотелые цилиндры, в которых двигаются поршни, не соприкасающиеся со стенками цилиндра. При опускании или поднятии поршня воздух, проходя между стенкой цилиндра и поршнем, создаёт необходимое механическое сопротивление, которое гасит колебания, а на процессе измерений не отражается.

1.3 Разложение колебаний в гармонический спектр. Применение гармонического анализа для обработки диагностических данных. Механические колебания

Похожие главы из других работ:

Измерение раздельных откликов временных совпадений нейтронов и гамма-квантов калифорниевого источника в контейнерах со свинцовой и водной защитами

Описание программы первичного сбора и обработки данных

Экспериментальные данные записываются в отдельный файл. Полученные результаты для каждой серии измерений обрабатывает специально написанная для данной задачи программа…

Имитатор взрывных источников излучения на основе четырехканального капиллярного разряда

4. МЕТОДИКА ОБРАБОТКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ

В данном разделе приведена методика обработки полученных в результате экспериментов данных и получение дополнительных характеристик имитатора на их основе…

Информационно-измерительная система технического учета электроэнергии

1.2.3 Третий уровень — уровень сбора, анализа и хранения данных

Рисунок 1.12 — Схема соединения датчиков Элементом этого уровня является компьютер, контролер или сервер…

Математические модели и расчет линейных электрических цепей

3.2 Математическая модель цепи для комплексных значений при действии источников гармонического сигнала

Заменив элементы цепи соответствующими комплексными изображениями. В результате получается система из шести независимых уравнений, составленных по первому и второму законам Кирхгофа. Уравнений, в полученной системе, столько же…

Методы анализа и расчета нелинейных цепей

2.4.1 Применение закона полного тока для анализа магнитных цепей. Влияние ферромагнитных материалов

Задача 2.12 На кольцевой замкнутый сердечник (рисунок 2.12) равномерно нанесена обмотка с числом витков W=200. Поперечное сечение кольца прямоугольное, наружный диаметр кольца Д=16 см, внутренний диаметр d=10 см, толщина b = 4 см…

Методы анализа линейных электрических цепей

5.1 Разложение в ряд Фурье заданной периодической функции, определение амплитудного и фазового спектров

Разложение периодической последовательности импульсов может быть осуществлено с учетом очевидной связи комплексной амплитуды гармоники ряда Фурье и спектральной плотности (частотным спектром) одиночного импульса той же формы…

Методы определения теплофизических свойств

3. Квантовая теория гармонического кристалла

теплоёмкость кристаллический температура квантовый Для объяснения характера температурной зависимости теплоемкости изучим основные положения квантовой теории теплоемкости…

Многоэлектронные атомы

Сплошной и дискретный спектр

Исследование показало, что тип спектра определяется характером светящегося объекта. Сплошные спектры получаются в результате свечения твёрдых и жидких тел. Такие спектры дают и расплавленные металлы, а также светящиеся газы или пары…

Основные положения теории переходных процессов

Сущность классического метода анализа переходных колебаний в электрических цепях

Переходные процессы в электрических цепях описываются уравнениями, составленными на основании законов Кирхгофа для мгновенных значений напряжений и токов…

Простейшие дифференциальные уравнения

2. Уравнение гармонического осциллятора

Рис. 1 Рассмотрим колебания грузика массой m на пружинке с коэффициентом жесткости k, который лежит на плоском горизонтальном столе, предполагая, что трение грузика об поверхности стола отсутствует. Если грузик вывести из положения равновесия…

Разложение диэлектрических функций методом диаграмм Арганда

§4. Разложение диэлектрической функции BaBiO3на элементарные части

Хорошо известно, что отдельный осциллятор с симметричной лоренцевской формой полосы поглощения на кривой Арганда ?2=?(?1) представляется окружностью…

Разработка метода эффективной передачи электрической энергии от источника питания к излучателю через длинную линию

2.3 Принцип работы резонансного источника питания гармонического напряжения

Принцип работы устройства заключается в следующем. При работе инвертора, питаемого от источника постоянного напряжения, в резонансном колебательном контуре возбуждаются гармонические колебания…

Сложение одночастотных колебаний, происходящих вдоль одной прямой. Векторные диаграммы. Сложение разночастотных колебаний

2.1 Нахождение графически амплитуды колебаний, которые возникают при сложении двух колебаний одного направления

. Приводим колебания к одному виду описания, через синусы или через косинусы. Перейдем к косинусам в x2(t). Воспользуемся теоремой косинусов: Размещено на http://www.allbest.ru/ Размещено на http://www.allbest…

Способы фильтрации акустических сигналов

5. Применение вейвлет-анализа для определения границ речи в зашумленном сигнале

Методика определения границ речи Предложенная ниже методика определения границ речи использует быстрое вейвлет-преобразование Добеши и состоит из трех этапов: обучения шуму, классификации фреймов сигнала, определения границ речи [9]…

Электрическое напряжение, потенциал и напряженность электрического поля

Вопрос 28. Получение колебаний гармонической формы и их математическая модель. Параметры гармонических колебаний: угловая частота, начальная фаза, угол сдвига фаз, временные диаграммы, соответствующие разным углам сдвига фаз

Колебания, которые изменяются по закону синуса или косинуса, называются гармоническими. Получают синусоидальную ЭДС с помощью явления ЭМИ (электромагнитной индукции). Рамку помещают в магнитное поле и равномерно вращают вокруг своей оси…

Гармонический спектр продукта для одной гитарной ноты Python



Я пытаюсь определить высоту ноты B3, сыгранной на гитаре. Аудиозапись можно найти здесь .

Это спектрограмма:

Как вы можете видеть, видно, что основной шаг составляет около 250 Гц, что соответствует ноте B3.

Он также содержит большое количество гармоник, и именно поэтому я решил использовать HPS отсюда . Я использую этот код для определения высоты тона:

def freq_from_hps(signal, fs):
    """Estimate frequency using harmonic product spectrum
    Low frequency noise piles up and overwhelms the desired peaks
    """
    N = len(signal)
    signal -= mean(signal)  # Remove DC offset

    # Compute Fourier transform of windowed signal
    windowed = signal * kaiser(N, 100)

    # Get spectrum
    X = log(abs(rfft(windowed)))

    # Downsample sum logs of spectra instead of multiplying
    hps = copy(X)
    for h in arange(2, 9): # TODO: choose a smarter upper limit
        dec = decimate(X, h)
        hps[:len(dec)] += dec

    # Find the peak and interpolate to get a more accurate peak
    i_peak = argmax(hps[:len(dec)])
    i_interp = parabolic(hps, i_peak)[0]

    # Convert to equivalent frequency
    return fs * i_interp / N  # Hz

Моя частота дискретизации составляет 40000. Однако вместо того, чтобы получить результат, близкий к 250 Гц (Примечание B3), я получаю 0.66Hz. Как это возможно?

Я также пробовал использовать метод автокорреляции из того же РЕПО, Но я также получаю плохие результаты, такие как 10000Hz.

Благодаря ответу я понимаю, что должен применить фильтр, чтобы удалить низкие частоты в сигнале. Как мне это сделать? Есть ли несколько способов сделать это,и какой из них рекомендуется?

ОБНОВЛЕНИЕ СТАТУСА:

Фильтр высоких частот, предложенный ответом, работает. Если я применяю функцию в ответе на свой аудиосигнал, он правильно отображает около 245 Гц. Однако я хотел бы отфильтровать весь сигнал, а не только его часть. Нота может лежать в середине сигнала или содержать более одной ноты (я знаю, что решение — это обнаружение начала, но мне любопытно знать, почему это не работает). Вот почему я отредактировал код, чтобы вернуть filtered_audio .

Проблема в том, что если я это сделаю, даже если шум был правильно удален (см. скриншот). В результате я получаю 0.05.

python signal-processing pitch-tracking
Поделиться Источник pavlos163     14 мая 2017 в 12:57

1 ответ


  • В Python, как вы играете музыкальные ноты?

    Возможный Дубликат : Python Музыкальная Библиотека? Есть ли способ играть музыкальные ноты в Python? Также было бы полезно установить продолжительность. Если есть какие-то встроенные модули для него, то это будет здорово, но если есть внешний модуль, который мне нужно загрузить, это тоже хорошо….

  • Как найти основную частоту звука гитарной струны?

    Я хочу создать приложение для гитарного тюнера для Iphone. Моя цель-найти основную частоту звука, генерируемого гитарной струной. Я использовал биты кода из образца aurioTouch, предоставленного Apple, для вычисления частотного спектра, и нашел частоту с наибольшей амплитудой . Он отлично работает…



1

Основываясь на расстояниях между гармониками в спектрограмме, я бы оценил высоту тона примерно в 150-200 Гц. Итак, почему алгоритм определения высоты тона не обнаруживает высоту тона, которую мы можем видеть на глаз в спектрограмме? У меня есть несколько догадок:

Записка длится всего несколько секунд. В начале есть красивый гармонический стек с 10 или более гармониками! Они быстро исчезают и даже не видны через 5 секунд. Если вы пытаетесь оценить высоту тона всего сигнала, ваша оценка может быть загрязнена «pitch» звука с 5-12 секунд. Попробуйте вычислить высоту тона только в течение первых 1-2 секунды.

Слишком много низкочастотного шума. На спектрограмме вы можете увидеть большую мощность в диапазоне от 0 до 64 Гц. Это не является частью гармоник, поэтому вы можете попробовать удалить его с помощью фильтра высоких частот .

Вот некоторый код, который выполняет эту работу:

import numpy as np
from scipy.io import wavfile
from scipy import signal
import matplotlib.pyplot as plt

from frequency_estimator import freq_from_hps
# downloaded from https://github.com/endolith/waveform-analyzer/

filename = 'Vocaroo_s1KZzNZLtg3c.wav'
# downloaded from http://vocaroo.com/i/s1KZzNZLtg3c

# Parameters
time_start = 0  # seconds
time_end = 1  # seconds
filter_stop_freq = 70  # Hz
filter_pass_freq = 100  # Hz
filter_order = 1001

# Load data
fs, audio = wavfile.read(filename)
audio = audio.astype(float)

# High-pass filter
nyquist_rate = fs / 2.
desired = (0, 0, 1, 1)
bands = (0, filter_stop_freq, filter_pass_freq, nyquist_rate)
filter_coefs = signal.firls(filter_order, bands, desired, nyq=nyquist_rate)

# Examine our high pass filter
w, h = signal.freqz(filter_coefs)
f = w / 2 / np.pi * fs  # convert radians/sample to cycles/second
plt.plot(f, 20 * np.log10(abs(h)), 'b')
plt.ylabel('Amplitude [dB]', color='b')
plt.xlabel('Frequency [Hz]')
plt.xlim((0, 300))

# Apply high-pass filter
filtered_audio = signal.filtfilt(filter_coefs, [1], audio)

# Only analyze the audio between time_start and time_end
time_seconds = np.arange(filtered_audio.size, dtype=float) / fs
audio_to_analyze = filtered_audio[(time_seconds >= time_start) &
                                  (time_seconds <= time_end)]

fundamental_frequency = freq_from_hps(audio_to_analyze, fs)
print 'Fundamental frequency is {} Hz'.format(fundamental_frequency)

Поделиться Michael     16 мая 2017 в 19:10


Похожие вопросы:


Может ли один трек MIDI воспроизводить более одной ноты одновременно?

Я пишу свой собственный парсер MIDI, и все, кажется, идет хорошо. Я тестирую некоторые файлы, которые вижу в дикой природе. Я заметил, что трек MIDI никогда не имеет более одной ноты одновременно…


Код Гольф: Музыкальные Ноты

Вызов Самый короткий код по количеству символов, который будет выводить музыкальную нотацию на основе пользовательского ввода. Входные данные будут состоять из ряда букв и цифр — буквы будут…


Формат данных гитарной табулатуры

Я пишу быстрый передний конец для отображения гитарной табулатуры. Передний конец находится в Flash, но я хочу сохранить вкладку в каком-то удобочитаемом формате. Кто-нибудь знает о чем-то, что уже…


В Python, как вы играете музыкальные ноты?

Возможный Дубликат : Python Музыкальная Библиотека? Есть ли способ играть музыкальные ноты в Python? Также было бы полезно установить продолжительность. Если есть какие-то встроенные модули для…


Как найти основную частоту звука гитарной струны?

Я хочу создать приложение для гитарного тюнера для Iphone. Моя цель-найти основную частоту звука, генерируемого гитарной струной. Я использовал биты кода из образца aurioTouch, предоставленного…


Как получить основную частоту от FFT?

Я разрабатываю гитару flash, и единственный очевидный метод определения частоты данных микрофона, похоже, использует FFT. Тем не менее, после примерно 30 часов исследований я не смог найти лучшего…


Гармонический ряд в python

Кто-нибудь знает, как закодировать гармонический ряд в python? H(n) = 1 + 1/2 + 1/3 + … + 1/n Примечание: нам не разрешается импортировать данные из предопределенных модулей. Выход должен быть…


Как реализовать мой собственный алгоритм HPS?

Я начинаю проект на Python, где мне нужно разработать систему определения высоты тона, в основном то, что я должен сделать, это записать звук, исходящий от гитарной струны, а затем определить, какой…


Как получить основную частоту, используя гармонический спектр продукта?

Я пытаюсь получить высоту звука от микрофонного входа. Сначала я разложил сигнал из временной области в частотную область через FFT. Я применил окно Хэмминга к сигналу перед выполнением FFT. Затем я…


нарисуйте спектр rgb в python/numpy

Я новичок в Python, и мне нужно нарисовать спектр RGB в виде массива numpy. Для меня ясно, что мне нужно увеличить значения RGB по всем измерениям, чтобы получить спектр. import numpy as np import…

Спектр звуковой | Psylist.net

Спектр звуковой — объектив ная характеристика звука сложного состава, отображающая его «внутреннюю» физическую структуру (в отличие от «внешней» структуры, отображаемой формой колебаний или осциллограммой). С. з. графически представляет распределение энергии звука по частотным компонентам (элементарным, или простым, тонам). С. з. в основном можно разделить на три характерные группы.

1. Линейные (дискретные) спектры звуков устойчивой высоты, характеризующиеся наличием ряда компонентов, находящихся в простых кратных отношениях к частоте нижайшего (первого или основного) тона. Все тоны таких спектров, включая и первый, называются гармониками. Гармонические спектры характеризуют типичные музыкальные звуки. Гармоническая структура создает основу для восприятия звуков по высоте в ее музыкальном (ладогармоническом) значении.

2. Линейные (дискретные) спектры с негармоническими или не вполне гармоническими компонентами, находящимися в определенных устойчивых отношениях к частоте первого (нижайшего) компонента. Негармонические спектры с частотно-устойчивыми компонентами свойственны колоколам, пластинчатым и другим источникам ударных звуков с массивным вибратором. Такие спектры обычно имеют переменное распределение энергии по компонентам в процессе затухания звука. Не вполне гармоническую структуру спектра имеют, в частности, звуки фортепиано. Интонационное восприятие не вполне гармонических спектров является тем более точным, чем ближе обертоновый ряд соответствует гармоническому.

3. Непрерывные или сплошные спектры шумов (ударно-затухающих и незатухающих) характеризуются непрерывной линией амплитуд, постоянно флуктуирующих (пульсирующих без определенной частоты) компонентов вдоль всей частотной оси. Поскольку распределение энергии в шумовом спектре индивидуально зависит от физических характеристик источника шума, все шумы, так же как и звуки, на основе дискретных компонентов обладают тембровыми качествами. Для многих шумов (стуки, удары, некоторые согласные звуки речи) характерна чрезвычайная неустойчивость их спектров во времени.

Шумовые компоненты часто сопровождают спектры гармонических звуков (шипение флейты, хриплость голоса и т.п.). Гармоническая интерпретация некоторых звуков (журчание, бульканье, гласные звуки живой речи и т.п.) затрудняется быстрым изменением их параметров во времени. Быстро изменяющиеся по амплитуде шумовые спектры (стуки, трески, шорохи, взрывные согласные звуков речи) воспринимаются слухом в их спектрально-временном единстве.

Спектральные характеристики звуков лежат в основе представлений о сущности слуховых ощущений и восприятия сложных звуков, поскольку слуховой анализатор обладает свойством разложения сложного звука на его частотные компоненты. Спектральные характеристики звуков являются также исходными для создания технических устройств распознавания звуковых образов.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Одноклассники

Похожие материалы в разделе Словари:

Содержание и архив номеров — Издательство РАМН

Экспериментальные методы — клинике

Тазовый электрический потенциал человека как маркер вегетативных расстройств и признак риска нейрогенных аритмий

С.С.Никитин, В.И.Кирпатовский*, С.В.Моисеев**, И.Ю.Гаврилов***, И.В.Кабанова*, А.Д.Макаров***, С.В.Ревенко**** — 382-387

Медицинский центр “Практическая неврология”, Москва, РФ; НИИ урологии и интервенционной радиологии им. Н.А.Лопаткина — филиал ФГБУ НМИЦ радиологии Минздрава России, Москва; Общетерапевтическое отделение клиники нефрологии, внутренних и профессиональных болезней им. Е.М.Тареева Минздрава России, Москва; Отдел биоинженерных технологий и поддержки научных исследований,; Отдел физиологии НИИ экспериментальной кардиологии ФГБУ НМИЦ кардиологии Минздрава России, Москва

У мужчин с вегетативными расстройствами (N=37) в покое лежа на спине одновременно измеряли ЭКГ высокого разрешения (V1-V2) и тазовый электрический потенциал между копчиком и промежностью. У здоровых испытуемых (N=23) эффективное (среднеквадратичное) значение тазового электрического потенциала составляло по медиане и децильному размаху 30 (20-80) мкВ в частотной полосе 0.03-80 Гц. У пациентов соответствующее значение было значительно выше и составляло 140 (80-280) мкВ. В обеих группах амплитудный гармонический спектр тазового электрического потенциала монотонно снижался по закону 1/f1.6. У части пациентов (N=16) наблюдали редкие высокоамплитудные (до 1 мВ) одиночные или групповые импульсы тазового электрического потенциала общей длительностью около 1 с, причем у некоторых из них (N=7) выявлено синхронное взаимнооднозначное соответствие таких потенциалов и эпизодов аритмии, указывающее на аномальную активность автономной нервной системы как на их наиболее вероятную общую причину. Высокоамплитудные импульсные тазовые электрические потенциалы проявлялись на записях ЭКГ как артефакты с амплитудой до 50 мкВ. Тазовый электрический потенциал и ЭКГ высокого разрешения способны выявить риск аномального влияния автономной нервной системы на работу сердца. Полученные результаты обсуждаются в контексте проблем диагностики вегетативных расстройств и нейрогенных аритмий, а также выявления лиц с повышенным риском внезапной сердечной смерти.

Ключевые слова: вегетативные расстройства, тазовый электрический потенциал, гармонический анализ, нейрогенные аритмии, внезапная сердечная смерть

Адрес для корреспонденции: [email protected] Ревенко С.В.

Гармонические искажения в промышленных силовых сетях / Публикации

Анонс: эмиссия и трансмиссия гармоник промышленными и непромышленными (коммерческими, жилыми) объектами. Спектры гармоник наиболее популярных устройств и нагрузок в промышленных силовых сетях.

Повсеместное внедрение силовой электроники в потребительские сети разной балансовой принадлежности с одной стороны и практически доказанная трансмиссия гармоник через ТП распределительных сетей с другой привели к тому, что уже сейчас оборудование промышленных объектов стало отнюдь не главным и далеко не единственным источником гармонических возмущений в энергосистемах.

Так, сложно контролируемые по параметрам качества электроэнергии коммерческие и жилые объекты с растущими объемами нелинейных нагрузок (источники бесперебойного питания, персональные компьютеры, энергосберегающие лампы, кондиционеры, электронные развлекательные устройства и т. п.) вносят свой и весомый вклад в искажения сетевого напряжения, тока и пока эта проблема остается «за бортом» интересов регулирующих органов из-за «несущественной» нагрузки.

Хотя, например, простой источник питания домашнего настольного компьютера может потреблять около 4 А от сети напряжением 220 В или около 900 ВА, а в часы «пика выхода» только 2500 потребителей в глобальную сеть для проверки электронной почты, серфинга, просмотра потокового видео и пр. перед или после работы фидер ТП среднего напряжения будет обеспечивать около 2,25 МВА компьютерной мощности, причем с гармониками четных, нечетных порядков и широкого спектра.

Вместе с тем, трансформаторы, приводы, электродвигатели, многоимпульсные преобразователи, системы освещения с электронным балластом и твердотельные реле промышленных силовых сетей остаются наиболее значительными источниками эмиссии (а сети, соответственно — трансмиссии) гармонических искажений и даже по наиболее оптимистичным прогнозам ситуация в перспективе будет ухудшаться, причем и со стороны:

  • потребительских сетей, ориентированных на более широкое использование чувствительной электроники, а тем более при трендах цифровизации за рубежом и в нашей стране, предполагающих интеграцию АСУ с аппаратными комплексами на преобразователях, программно-логическими контроллерами на тиристорах, транзисторах и т. д.;
  • генерирующих электроэнергию компаний, где популяризуется переход на фотоэлектрические, ветряные, газовые станции, по сути, построенные на многоимпульсных преобразователях, твердотельных устройствах, тех же АСУ, т. е. являющиеся источниками эмиссии гармонических возмущений сложного спектра.

Спектры гармоник наиболее популярных устройств и нагрузок в промышленных силовых сетях

Промышленным сетям характерно все более широкое использование преобразователей мощности, в которых напряжение и частота варьируется для адаптации к конкретным производственным и технологическим процессам. В процессе выпрямления ток может проходить через полупроводниковые приборы в течение только части цикла основной частоты и такие преобразователи мощности часто заявляются, как энергосберегающие, а если энергия используется как переменный ток, но с другой частотой, то выходной постоянный ток преобразователя пропускается через электронный инвертор, который конвертируемого в переменный.

В целом все конвертеры можно сгруппировать в следующие категории:

  • преобразователи большой мощности, подобные тем, которые используются в металлургической промышленности и системах передачи HVDC;
  • преобразователи мощности средней мощности, характерные для обрабатывающей промышленности, приводов регулирования скорости электродвигателя и т. д.;
  • выпрямители малой мощности, используемые в бытовых приборах, компьютерах, зарядных устройствах аккумуляторов и пр.

Регулирование конвертеров происходит за счет вентильных полупроводниковых ключей, как правило или недорогих GTO тиристоров (Gated Turn-Off), или полупроводников с лучшей функциональностью, но и высокой стоимостью -биполярных транзисторов IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) или коммутируемых через затвор интегрированных тиристоров IGCT (Integrated Gate Commutated Thyristor).

Важно
Те же GTO, IGCT-тиристоры и IGBT-транзисторы используются в блоках программно-логических контроллеров тиристорных установок компенсации реактивной мощности (УКРМТ), активных фильтрах гармоник (АФГ) и генераторах реактивной мощности (версии АФГ для работы с перетоком реактивной мощности на фундаментальной частоте).

Несмотря на безусловные преимущества вентильных бесконтактных ключей, в том числе GTO, IGCT тиристоров, IGBT транзисторов, они являются источниками эмиссии гармонических возмущений в сеть, причем:

  • IGCT тиристоры и IGBT транзисторы генерируют гармоники более «редкого» спектра, но и более высоких амплитуд. Так, амплитуда мгновенного значения наброса тока 3 гармоники может достигать 90 % от номинального тока фундаментальной частоты (см. рис. 1).
  • GTO тиристоры вызывают гармонические возмущения меньших амплитуд, но частого спектра и с значительными величинами в области частот до 9 порядка (см. рис. 2).
Рис. 1. Спектр и амплитуды гармоник вентилей на IGBT транзисторах (по вертикали — амплитуда тока в % к Iном фундаментальной частоты) Рис. 2. Спектр и амплитуды гармоник вентилей на GTO тиристорах (по вертикали — амплитуда тока в % к Iном фундаментальной частоты)

Сами преобразователи имеют несколько иные спектры генерируемых гармоник, зависящие от импульсности, мощности и особенностей используемых в схемах устройств подавления гармоник (как правило, «сглаживающих» реакторов). В целом гармонический спектр преобразователя определяется по формуле n=(P·i±1), где Р — «пульсность» преобразователя, а i — целое число, большее или равное единице.

Так, для 6-импульсного ШИМ-конвертера спектр будут формировать гармоники порядков 5, 7, 11, 13 и т. д., для 12-импульсного — 11, 13, 23, 25, 35, 37 и т. д.

Спектр и амплитуды гармоник 6-импульсного ШИМ-конвертера (по вертикали — амплитуда тока в % к Iном фундаментальной частоты)

3.3 Спектральный состав звука — Физические основы строительной акустики

Физические величины, характеризующие звук, являются функцией времени, поэтому их можно представить в виде суммы гармонических колебаний с различными частотами и амплитудами (см. раздел 1.1). Зависимость амплитуды (или эффективного значения) гармонических составляющих звуковой волны от частоты называется спектром звука.

Периодические колебания при разложении в ряд Фурье представляются как сумма гармоник с различной амплитудой. Такие гармоники образуют дискретный или линейчатый спектр.

 

Дискретные спектры характерны, в основном, для музыкальных звуков.  При этом самая низкая по частоте гармоника называется основным тоном, а все остальные – обертонами.

 

 

Частота основного тона определяет высоту звука, а обертоны придают звуку определённую тембровую окраску (тембр). Если в звуке мало обертонов, то тембр оценивается как глухой, пустой, неокрашенный; если сильно выражены первые обертоны – сочный, полный; если сильно выражены высшие составляющие в области 3000 – 6000 Гц – пронзительный, металлический, резкий, яркий. На рисунке приведены осциллограммы звуков одинаковой высоты, исполняемых на рояле и кларнете.  Период у обоих колебаний одинаков, но они сильно отличаются друг от друга по своей форме и, следовательно, различаются своим гармоническим составом.

 

 

 

На следующем рисунке изображены спектры этих звуковых сигналов. Так как высоты звуков одинаковы, то и частоты тонов — основного и обертонов — одни и те же. Однако амплитуды отдельных гармоник в каждом спектре сильно различаются.

 

 

 

Непериодические колебания сложной формы (случайные или одиночные процессы) могут быть представлены с помощью интеграла Фурье в виде суммы бесконечно большого числа гармонических составляющих, образующих сплошной спектр.

 

Сплошной широкополосный спектр  имеют неупорядоченные во времени звуковые сигналы, называемые шумом.

При этом по положению максимума спектра шумы можно разделить на низкочастотные (максимум ниже 300 Гц), среднечастотные (от 300 до 800 Гц) и высокочастотные (максимум выше 800 Гц).

 

 Чаще всего звуковые сигналы имеют смешанный спектр, в котором на фоне сплошного спектра выделяются отдельные тональные составляющие.  

 

Смешанный спектр характерен для речи. На рисунке приведен пример спектра речевого сигнала.

 

Дискретные частоты спектра речи определяются гласными звуками, которые по своей природе близки к музыкальным. Их спектр представляет собой последовательность большого числа отдельных линий, соответствующих гармоникам колебаний голосовых связок. Основная частота колебаний голосовых связок у разных людей различна (бас – примерно 100 Гц, сопрано – 250 Гц).

  Обычно при произнесении гласных звуков максимальную амплитуду имеют одна или две гармоники, которые называются формантами:  

Примерные значения частот формант гласных звуков русского языка приведены в таблице:

 

 

Согласные звуки характеризуются сплошным («шумовым») спектром. 

 

 

 

                              Презентация к разделу 3

 

 

 < Предыдущая                     Оглавление                      Следующая >

Гармонический спектр

— обзор

6.1.2 Гармоники от фуллеренов

На рис. 6.1 показаны гармонические спектры, полученные при абляции объемной графитовой мишени, порошка C 60 , закрепленного эпоксидной смолой на серебре, и пленки C 60 . ГВГ, образующийся в факеле абляции массивных графитовых мишеней, демонстрирует платообразный спектр гармоник вплоть до 25-го порядка. Чтобы понять происхождение ГВГ, была изучена структура отложившихся обломков. Отсутствие наночастиц в факеле абляции массивной графитовой мишени предполагает, что источником гармоник являются углеродные мономеры.В этом случае не наблюдалось особого увеличения гармонического выхода или расширения отсечки. Спектры гармоник от мишеней, содержащих порошок C 60 в эпоксидной смоле и пленку C 60 , существенно различались по сравнению с объемной углеродной мишенью при идентичных экспериментальных условиях следующим образом: (1) Гармоники, лежащие в спектральном диапазоне поверхностного плазмонного резонанса в C 60 (20 эВ, λ = 62 нм [18]) были усилены, (2) выходы гармоник были в 20-25 раз больше для 13-й гармоники, (3) гармоническая отсечка в C 60 плазма была ниже (19-й порядок), чем в углеродсодержащей плазме, но выходит за рамки значения (11-й порядок), предсказываемого трехступенчатой ​​моделью, и (4) гармоники 11-го и 13-го порядков в C 60 были более интенсивный, чем 9-я гармоника.Хотя чувствительность системы обнаружения снижалась для более длинных волн около 70 нм, в большинстве случаев, когда использовались различные объемные мишени и атомы, наблюдалась значительно более сильная девятая гармоника по сравнению с гармониками более высокого порядка. Пунктирная кривая на верхней панели рис. 6.1 соответствует сечениям фотоионизации вблизи плазмонного резонанса.

При этом использовалась интенсивность нагревающего импульса 2 · 10 9 Вт · см −2 , что в 10 раз меньше, чем в случае объемной графитовой мишени.Увеличение интенсивности фемтосекундного импульса не привело к расширению отсечки в фуллеренах, что является признаком насыщения ГВГ в этой среде. Более того, при относительно высоких интенсивностях лазерного излучения наблюдалось уменьшение гармонического выхода. При таких интенсивностях происходит многократная ионизация C 60 , приводящая к высокой плотности свободных электронов, вызывающей рассогласование фаз.

Точно так же существует оптимальная интенсивность нагревающего импульса, выше которой гармоники в C 60 становятся слабее из-за фрагментации фуллеренов, увеличения концентрации свободных электронов, фазового рассогласования и самодефокусировки.Путем калибровки системы детектирования с использованием ранее описанных методов [19] эффективность 11-15-й гармоники (между 50 и 70 нм) от фуллеренового шлейфа была оценена как 3 × 10 –6 –10 –5 .

Теперь обратимся к источнику высших гармоник в фуллереновых мишенях. Пространственные характеристики мишеней были проанализированы перед лазерной абляцией и сопоставлены с обломками аблированного материала, нанесенными на близлежащие подложки (стекло, алюминиевая фольга или кремниевая пластина), как показано на рис.6.2. Морфология поверхности пленки C 60 и порошка в эпоксидной смоле показана на рис. 6.2A и C, полученных с помощью атомно-силового микроскопа. Структура пленки C 60 близка к кристаллической форме со средним размером кристаллитов в диапазоне 80–200 нм. Образец, содержащий порошок C 60 в эпоксидной смоле, предполагает наличие агрегатов C 60 , размер которых находится в диапазоне 200–600 нм. Напомним, что размер одиночной молекулы C 60 составляет менее 1 нм.

Рисунок 6.2. (A) АСМ-изображение пленки фуллерена, использованной для абляции в HHG, (B) СЭМ-изображение структуры обломков после абляции пленки C 60 и осаждения на поверхность Si, (C) АСМ-изображение структуры порошка C 60 и (D) АСМ-изображение порошка C 60 , нанесенного на подложку из алюминия во время абляции.

Воспроизведено с разрешения R.A. Ганеев, Л. Элоуга Бом, Дж. Абдул-Хади, M.C.H. Вонг, Дж. П. Брихта, В. Бхардвадж, Т.Одзаки, Генерация гармоник высокого порядка из фуллерена с использованием метода плазменных гармоник, Phys. Rev. Lett. 102 (1) (2009) 013903, Американское физическое общество.

На рис. 6.2B и D показана морфология обломков из-за абляции пленки и порошка C 60 , полученные с помощью SEM и AFM, соответственно. Обломки абляции содержат те же агрегированные частицы, что и до абляции. Таким образом, можно сделать вывод, что кластеры фуллерена ответственны за ГВГ. Также не наблюдались гармоники в экспериментах при абляции чистой эпоксидной смолы и одних подложек без фуллеренов.

Структурная целостность фуллеренов, удаленных с поверхности, не должна нарушаться до тех пор, пока не появится управляющий импульс. Таким образом, интенсивность нагревающего импульса является очень чувствительным параметром и поддерживается в пределах от 2 × 10 9 до 8 × 10 9 Вт / см –2 . При более низких интенсивностях концентрация кластеров в факеле абляции была низкой, а при более высоких интенсивностях можно ожидать фрагментации. Температура на поверхности после поглощения греющего импульса 1 мДж была оценена в диапазоне 600–700 ° C, что было выше порога испарения фуллеренов (∼300 ° C), но ниже температуры фрагментации (∼ 1000 ° С).Эта оценка действительна для обоих типов фуллереновых мишеней.

C 60 пленки давали немного более интенсивные и стабильные гармоники с небольшими вариациями от кадра к кадру по сравнению со смесью порошка и эпоксидной смолы. Это связано с однородным распределением частиц в пленке. В обоих типах фуллереновых мишеней плотность факела абляции уменьшалась для последовательных лазерных выстрелов из-за испарения C 60 из области абляции. В результате интенсивность гармоник уменьшилась, как показано на рис.6.3 для пленки C 60 . После примерно 10 лазерных импульсов в одном и том же положении мишени генерация гармоник почти исчезла, если только лазерный выстрел не переместился в новое пятно на пленке фуллерена. Чтобы сохранить стабильность процесса HHG из пленки C 60 , пленка фуллерена была перемещена после нескольких выстрелов, чтобы избежать снижения концентрации фуллерена в факеле абляции.

Рисунок 6.3. Вариация гармонических спектров, наблюдаемых при последовательных снимках одного и того же пятна пленки фуллерена.

Воспроизведено с разрешения R.A. Ганеев, Л. Элоуга Бом, Дж. Абдул-Хади, M.C.H. Вонг, Дж. П. Брихта, В. Bhardwaj, T. Ozaki, Генерация гармоник высокого порядка из фуллерена с использованием метода плазменных гармоник, Phys. Rev. Lett. 102 (1) (2009) 013903, Американское физическое общество.

Плотность фуллерена в области взаимодействия является критическим параметром для эффективной генерации гармоник высокого порядка из-за квадратичной зависимости выхода гармоник от концентрации среды. Однако при высоких плотностях фазовое рассогласование и поглощение гармоник начинают преобладать и формировать спектр гармоник.Точное измерение или расчет концентрации фуллерена в факеле абляции затруднено. В объемных мишенях методы моделирования, основанные на гидродинамическом коде HYADES, могут точно предсказать атомную концентрацию [20]. Однако при распространении на мишени, богатые кластерами или наночастицами, они дают только приблизительную оценку плотности из-за отсутствия информации о поглощении этих материалов. Для пленки C 60 плотность фуллерена была оценена как не менее 5 · 10 16 см −3 .Экспериментально в идентичных условиях было обнаружено, что толщина материала, удаляемого из углеродной и фуллереновой мишеней, одинакова, что свидетельствует о почти одинаковой плотности.

Теперь мы сосредоточимся на двух важных наблюдениях, а именно: (1) расширение гармонического обрезания и (2) усиление гармоник в окрестности плазмонного резонанса. В трехступенчатой ​​модели для HHG гармоника отсечки задается выражением 3,17 U p + I p (где I p = 7.6 эВ — потенциал ионизации C 60 , а U p — пондеромоторная энергия). Используемая интенсивность (∼10 14 Вт / см −2 ) была выше интенсивности насыщения первых двух зарядовых состояний C 60 [21]. Интенсивность насыщения C60 + составляет 5 · 10 13 Вт · см −2 , что хорошо согласуется с теоретическим значением 4 · 10 13 Вт · см −2 [22]. Соответственно, если HHG от нейтрали C 60 , отсечка должна быть на 11-й гармонике.Напротив, наблюдались гармоники до 19-го порядка.

Более высокое обрезание может быть связано с (1) вкладом ионов C 60 в процесс ГВГ, (2) многофотонным возбуждением поверхностного плазмона (20 эВ) падающим лазерным полем (1,55 эВ). Если ионизация начинается из плазмонного состояния и электрон возвращается в основное состояние после рекомбинации, энергия плазмона преобразуется в энергию фотона, увеличивая порог обрезания [23]. Следовательно, более высокое ограничение также может быть связано с (3) рекомбинацией на орбитали, отличной от самой высокой занятой молекулярной орбитали C 60 , с более высокими потенциалами ионизации [24], способными привести к увеличению ограничения.

Спектр, гармоники и тембр: Из Physclips

Спектр и огибающая сильно влияют на тембр. Здесь обсуждаются гармонические спектры: влияние огибающей на тембр (часто более сильное, чем у спектра) имеет отдельную страницу. Это фоновая страница к мультимедийной главе «Количественная оценка звука».

Гармонический ряд

Набор частот f, 2f, 3f, 4f и т.д. представляет собой гармонический ряд. f называется основной гармоникой, 2f — второй гармоникой, 3f — третьей гармоникой и т. д.В общем, у них разная амплитуда. Давайте послушаем первые шесть из серии, записав амплитуду каждого на отдельном графике.

Гармонический ряд может возникать одним из двух (или более) способов. Во-первых, некоторые системы имеют резонансы, частоты которых равны или близки к гармоническому ряду. Примерами являются очень тонкая, гибкая, однородная струна между двумя фиксированными концами, воздух в очень тонкой цилиндрической трубе или бесконечная квадратная яма в квантовой механике. (См. Примеры волн, струн, труб и гармоник.)

Во-вторых, колебания в нелинейных системах часто бывают периодическими, а спектр периодической функции (как мы увидим ниже) представляет собой гармонический ряд.

Добавление гармоник (гармонический синтез)

Теперь давайте снова посмотрим на эту серию, складывая их по ходу дела, чтобы отобразить функцию на графике ниже, что мы тоже услышим.

Теперь у нас есть значение для графика или гистограммы, которые мы построили в первом примере.Каждая полоса на этом графике представляет собой амплитуду компонента на этой конкретной частоте. Это амплитудный спектр черной кривой (и звука, который мы слышали): вы можете думать об этом как о рецепте объединения черной кривой или того звука: «Возьмите эту большую часть основной гармоники, эту большую часть второй гармоники, так далее’.

Обратите внимание, что после одного полного цикла фундаментальной составляющей у компонента 2f было ровно два цикла, у 3f трех циклов и т. Д. Следовательно, все они «готовы» к повторному запуску в фазе.Это означает, что после одного периода основной гармоники функция с этим спектром в точности повторяется. Гармонический ряд образует периодический сигнал . Верно и обратное: периодическая волна имеет гармонический спектр.

На этой диаграмме мы показали только амплитуду или величину гармоник, а не их относительные фазы, которые в этом примере равны нулю. Строго говоря, спектр включает и то, и другое. В звуковых спектрах часто не учитывается фаза, отчасти потому, что наши уши не очень чувствительны к относительной фазе.

Аккорд или отдельная нота? Гармонический синтез

Когда мы добавляем волны в гармонический ряд, мы, вероятно, слышим формирующийся аккорд. Однако, если мы затем возьмем этот синтезированный звук с частотой f и многократно все частоты с одной и той же константой, услышим ли мы серию движущихся аккордов или сложный тон?

Если вы думали, что последняя маленькая мелодия звучит как мелодия, состоящая из отдельных нот, то спектр, который мы видели выше, — это спектр первой из этих нот.

В этом спектре амплитуды имеют соотношение 1: 1 / n: 1 / n 2 : 1 / n 3 и т. Д., И все относительные фазы синусоидальных волн были равны нулю. Если продолжить работу на очень высоких частотах, этот «рецепт» или спектр создаст пилообразную волну. Каждую октаву амплитуда уменьшается на 6 дБ или в два раза (1: 1 / n: 1 / n 2 : 1 / n 4 и т. Д.), Поэтому мы можем сказать, что эта волна имеет спектральную огибающую 6 дБ. / октава. Если мы построим амплитуду по шкале дБ, точки спектра будут лежать на прямой линии с крутизной — 6 дБ / октаву.

Глоссарий по звуку: Harmonic

Гармонический
Один из восходящего ряда звуковых компонентов, которые звучат, хотя иногда и незаметно, выше четко слышимой основной высоты звука.

[Пример 1: скрипка: основная часть и гармоники]

Гармоника — одна из восходящих последовательностей звуковых компонентов, которые звучат, хотя иногда и незаметно, выше четко слышимой основной высоты звука. Когда мы воспринимаем звуковую высоту звука, иногда называемую частотой, мы воспринимаем ряд звуковых компонентов (более высоких частот), которые объединяются, чтобы сформировать звук, который мы «слышим».«Высота звука, которую мы« слышим », называется основной . Эти более высокие частоты или гармоники, которые звучат выше основной гармоники, составляют спектр гармоник звука, и это определяет тембр или цвет тона звука Гармоники может быть трудно отчетливо воспринимать как отдельные компоненты, тем не менее, они есть.

Гармонический спектр

Существует ряд терминов, используемых для описания частот гармонического спектра, таких как обертонов или частичных (см. Ниже).Кроме того, мы различаем частоты гармоник и негармонических частот , которые в совокупности образуют гармонический спектр.

Под негармоническими частотами понимаются «неправильно настроенные» звуки, которые присутствуют во всем звуке, включая музыкальные звуки; их можно услышать, например, в звуке «атаки», когда флейтист начинает играть ноту [Исх. 2], или металлический лязг при ударе в колокол [Исх. 3].

Частоты гармоник являются точными целыми числами, кратными основной гармонике: первая гармоника (1 * 1 = 1) является основной; вторая гармоника (1 * 2 = 2) звучит с удвоенной частотой основной гармоники; третья гармоника звучит с частотой, в три раза превышающей частоту основной гармоники, и так далее.На диаграмме ниже представлен гармонический спектр звука с пятью гармониками. Составной сигнал или сумма всех гармоник отображается последней. Звуки, которые вы услышите, — это синусоидальных волн . Синусоидальные волны — это чистые звуки или «сигналы», в данном случае генерируемые компьютером, чей гармонический спектр содержит только одну составляющую частоты — основную.

Рис. 1: синусоидальные волны и составная форма.

[Пример 4: (1) синусоида при 200 Гц; (2) — (5) четыре частичных частоты 400, 600, 800 и 1000 Гц; (6) составная форма волны]

Обертон — это термин, почти синоним гармонического. Он относится к спектральным компонентам выше основной гармоники, то есть не считая самой основной гармоники. Как и обертон, партиалы также относятся к компонентам гармонического спектра. Однако частичные составляющие могут иметь или не иметь отношения гармоники к основной гармонике.Строго говоря, первая часть — фактически основная.

Гармоники и тембры инструментов

Все музыкальные инструменты производят уникальный гармонический спектр, как отпечатки пальцев. Гармонический спектр кларнета [Исх. 5] отличается от флейты [Исх. 6]. Кроме того, гармонический спектр кларнета , например, будет динамически изменяться от ноты к ноте в зависимости от регистра и того, насколько громко играет инструмент.Однако, несмотря на эти переменные, гармонический спектр кларнета, как и всех инструментов, имеет характерную форму. В гармоническом спектре кларнета преобладают нечетные гармоники (то есть частичные 1, 3, 5 и т. Д.) — они имеют большую амплитуду (примерно эквивалентную «громкости»), чем четные гармоники. Именно это уникальное сочетание гармоник дает характерный тембр кларнета.

Теоретически любой звук может быть синтезирован компьютером, если известны частоты спектральных составляющих и их относительные амплитуды.Французский композитор и исследователь Жан-Клод Риссе использует технику, называемую «аддитивный синтез», для создания реалистичных инструментальных звуков. Обычно в аддитивном синтезе каждый спектральный компонент синтезируется одной синусоидальной волной. На рис. 1 и в примере 4 приведен простой пример аддитивного синтеза. Следующий пример основан на дизайне Риссета для создания звуков, похожих на колокольчики: он использует ту же технику компьютерного синтеза, что и Пример 4.

[Пример 7: Колокол Риссета: компьютерный аддитивный синтез]

Есть много примеров того, как гармоники играют в музыке и, что наиболее важно, в конструкции самих музыкальных инструментов.Горн — латунный инструмент, состоящий из спиральной латунной трубки. У него нет клапанов, как у трубы, или слайда, как у тромбона. Горн может играть, по сути, только одну высоту, но простые мелодии возможны, если звучать гармоники этой основной высоты звука.

[Пример 8: звуковой сигнал: «Тэп»]

Часто говорят, что гармоники имеют «серебристое» качество звука. Отчасти это связано с тем, что спектральные компоненты, которые включают гармоники, имеют гораздо меньшую амплитуду или «громкость», чем основная частота.Когда скрипач натягивает смычок поперек струны, мы ясно слышим основную тональность струны. Если, однако, игрок очень легко касается струны в определенных местах, называемых «узлами», отдельные гармоники можно выделить и услышать как отдельные компоненты. У них мягкий и чистый тон. В следующем примере первой слышится неразделенная струна, за которой следуют третья, четвертая и пятая гармоники.

[Пример 9: — скрипка: основная часть и гармоники]

Другой способ услышать гармоники скрипки — это слегка провести пальцем по вверх и вниз по струне, натягивая смычок — гармоники будут «звучать» как отдельные тона.Тоны, воспроизводимые таким образом — касанием узлов или скольжением — также называются «естественными гармониками». Естественные гармоники возникают при прикосновении к вибрирующей струне в том месте, где она делится на целое число. (Определение октавы обсуждает вибрацию струн дальше.) Здесь гармоники производятся легким движением пальца вверх и вниз по струне скрипки.

[Пример 10: скрипка: восходящие и нисходящие гармоники]

Гармоники можно «усилить», чтобы их можно было слышать более отчетливо.Певческий голос особенно хорошо справляется с этим. Гармоники создаются путем манипулирования гласными звуками во рту и горле. Здесь певец сначала воспроизводит низкую основную гармонику, а затем ряд гармоник поверх этой основной гармоники, восходящей и нисходящей. Наиболее четко воспроизводимые здесь гармоники — это шестая, седьмая, восьмая, девятая, десятая и двенадцатая.

[Пример 11: гармоническое пение]

Все эти звуки на самом деле — это звуки, произведенные одним певцом! Гармоническое пение культивируется в некоторых азиатских традициях, особенно в Тибете и в Тувинском регионе Монголии.

  • Гармоника — это одна из ряда звуковых составляющих звука.
  • Высота звука состоит из основной гармоники , и ряда гармоник, выше этой основной гармоники, совокупность которых называется спектром гармоник .
  • Состав спектра (какие гармоники присутствуют и в какой пропорции) дает тембр , цвет тона или , инструмент или голос .
  • Гармонический спектр содержит как гармонические , так и негармонические составляющие.
  • Тембр можно синтезировать искусственно, сложив вместе синусоид.
  • Гармоники могут воспроизводиться отдельно на инструменте.
  • Существуют специальные вокальные техники, позволяющие сделать слышимые гармоники в голосе.
Автор Harmonic: Мэтью Саттор
Запись и сведение: Терри Пендер, Дуглас Джирс
Повествование: Томас Пейн
Продюсеры: Ян Бент, Морис Матиз
Вернуться наверх | показатель | о | помощь Руководства для

Harmonic Spectrum X | ManualsLib

Harmonic Spectrum X Руководства | ManualsLib
  1. Руководства
  2. Бренды
  3. Руководства по гармоникам
  4. Сервер
  5. Спектр X

Руководства и руководства пользователя для Harmonic Spectrum X.У нас есть руководства по

2 Harmonic Spectrum X, доступные для бесплатной загрузки в формате PDF: Руководство по установке, Руководство по замене компонентов

2012-2021 РуководстваLib

Руководство для ученых и инженеров по цифровой обработке сигналов Стивен У.Смит, доктор философии

Если сигнал периодический с частотой f , единственные частоты, составляющие сигнала являются целыми числами, кратными f , то есть f , 2 f , 3 f , 4 f и т. д. называется гармониками. Первая гармоника f , вторая гармоника 2 f , третья гармоника — 3 f и т. д. Первой гармонике (т.е. f ) также дается особое имя — основная частота.На Рис. 11-7 показан

.

пример. Рисунок (а) представляет собой чистую синусоидальную волну, а (б) — ее ДПФ, единственный пик. В (c), синусоида была искажена из-за того, что она протыкала вершины пиков. Фигура (d) показывает результат этого искажения в частотной области. Поскольку искаженный сигнал периодичен с той же частотой, что и исходная синусоида, частотная область состоит из исходного пика плюс гармоники. Гармоники могут быть любой амплитуды; однако они обычно становятся меньше по мере того, как они учащаются.Как и для любого сигнала, острых краев дают больше частоты . Например, рассмотрим общий логический вентиль TTL, генерирующий 1 прямоугольная волна кГц. Границы повышаются за несколько наносекунд, что приводит к появлению гармоник. генерируется с частотой почти 100 МГц, десятитысячная гармоника !

Рисунок (e) демонстрирует тонкость гармонического анализа. Если сигнал симметричны относительно горизонтальной оси, т. е. верхние лепестки являются зеркальным отображением нижние лепестки, все четные гармоники будут иметь нулевое значение.Как показано в (f), единственные частоты, содержащиеся в сигнале, являются основными, третья гармоника, пятая гармоника и т. д.

Все непрерывных периодических сигналов могут быть представлены как сумма гармоники, как описано. Дискретные периодические сигналы имеют проблему, которая нарушает это простое отношение. Как вы уже догадались, проблема в псевдонимы . На рисунке 11-8a показана синусоида, искаженная таким же образом, как и на рис. раньше, тыкая в вершины пиков.Эта форма волны выглядит намного меньше регулярный и плавный, чем в предыдущем примере, потому что синусоида находится на гораздо более высокая частота, что приводит к меньшему количеству выборок за цикл. На рисунке (b) показано частотный спектр этого сигнала. Как и следовало ожидать, вы можете идентифицировать основная и гармоники. Этот пример показывает, что гармоники могут распространяться на частоты выше 0,5 частоты дискретизации, и будет с псевдонимом к частотам где-то между 0 и 0.5. Вы не замечаете их в (б) потому что их амплитуда слишком мала. На рисунке (c) показан частотный спектр. нанесены на график в логарифмическом масштабе, чтобы выявить эти сглаженные пики с низкой амплитудой. В На первый взгляд этот спектр выглядит как случайный шум. Это не так; это результат много гармоник накладываются друг на друга, поскольку они накладываются друг на друга.

Важно понимать, что этот пример включает искажение сигнала после он был представлен в цифровом виде. Если это искажение произошло в аналоговом сигнале, вы бы удалили оскорбительные гармоники с помощью сглаживающего фильтра до оцифровка.Гармоническое наложение — проблема только тогда, когда нелинейные операции выполняется непосредственно по дискретному сигналу. Уже тогда амплитуда этих гармоники с наложением спектров часто достаточно низки, чтобы их можно было игнорировать.

Концепция гармоник полезна и по другой причине: она объясняет, почему DFT рассматривает временную и частотную области как периодические . В частоте В области N точечный ДПФ состоит из N /2 + 1 равноотстоящих частот.Вы можете рассматривать частоты между этими выборками как (1) имеющие нулевое значение или (2) не существует. В любом случае они не способствуют синтезу времени. сигнал домена. Другими словами, дискретный частотный спектр состоит из гармоник, , а не непрерывный диапазон частот. Это требует времени область должна быть периодической с частотой, равной наименьшей синусоиде в частотная область, то есть основная частота.Пренебрегая величиной постоянного тока, самая низкая частота, представленная в частотной области, составляет одну полную цикл каждые N выборки, в результате чего временная область является периодической с периодом из N . Другими словами, если один домен дискретный , другой домен должен быть периодический , и наоборот. Это справедливо для всех четырех членов Фурье. преобразовать семью. Поскольку ДПФ рассматривает оба домена как дискретные, он также должен рассматривать оба домена как периодические.Образцы в каждом домене представляют гармоники периодичности противоположной области.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie.Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie.Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Камертоны для гармонического спектра солнечной энергии

Многие звукооператоры используют « The Solar Harmonic Spectrum» в качестве основного набора для исцеления как людей, так и животных. Этот набор включает все 8 нот, найденных в научной шкале до мажор.

Набор гармонических спектров постепенно излучает чистые звуки и обертоны, чтобы вызвать расслабление и порядок. Вилки используются вместе для создания различных интервалов и энергетических моделей.Это также создает связь между различными энергетическими центрами и связанными с ними железами.

Пятый интервал

Доктор Джон Больё подробно описывает уникальное влияние каждого интервала на разум, тело и дух в своей книге Human Tuning. Он тщательно исследовал влияние каждого интервала на свой мозг и тело, слушая каждый час подряд, даже во сне.

Вилка C 256 воспроизводится с другим тембром для создания желаемого интервала.Один из наиболее важных интервалов — пятый интервал, доступ к которому можно получить, ударив вместе C 256 Гц и G 384 Гц. Пятый интервал — идеальный интервал, который можно использовать, помимо прочего, для баланса нервной системы. Когда я чувствовал больше беспокойства или стресса, я слушал пятый интервал, по одной вилке на каждое ухо, и сразу чувствовал, как моя нервная система расслабляется!

Имя

Частота

Чакра

С

256 Гц

Корень

D

288 Гц

Крестцовый

E

320 Гц

Солнечное сплетение

Ф

341.3 Гц

Сердце

G

384 Гц

Горло

А

426,65 Гц

Третий глаз

В

480 Гц

Корона

К +

512 Гц

Высшая октава корня

320 Гц также частота Архангела Гавриила.

384 Гц также частота хрома и магния в наборе минералов.

480 Гц также частота цинка в минеральном наборе.

Преимущества:

Воспроизведение вашего разума, тела и духа
Быстрое расслабление
Преобразованное состояние сознания

Щелкните здесь, чтобы загрузить брошюру о гармоническом спектре

Инструкции:

Есть два способа звучания камертона.Первый способ — осторожно взять их за стержни и сильно постучать концом камертона по коленям или хоккейной шайбе. Это создаст чистый тон и отлично подходит для глубокого прослушивания. Отнесите вилку с двумя зубцами на расстоянии примерно 2,5 см от каждого уха и прислушайтесь к качеству звука. Помните, что ваши камертоны — это музыкальные инструменты. Второй способ — удерживать камертоны за стержни и аккуратно постучать ими по бокам часов, чтобы создать слышимый звук с обертонами.Этот звук хорош для перемещения по телу в энергетическом поле.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *