Transcript Grondslagen van Acustica en Sonologie

Oefeningen
Akoestische grondslagen en
Sonologische analyse
Dr. Michiel Demey
[email protected]
Les 10
• Overzicht van de geziene leerstof
Analoog / Digitaal
• Een analoog geluid is afkomstig van een
continue voltageverandering met een bepaalde
frequentie en een bepaalde sterkte
Voltage stuurt een magneet
in een speaker aan die
het membraan doet
bewegen, dit creëert een
drukgolf die wij
waarnemen als geluid.
Analoog / Digitaal
• Om dit signaal in de computer op te slaan
wordt er op vaste tijdsintervallen samples
genomen van dit continu signaal, dit is de
bemonsteringsfrequentie
Om CD kwaliteit te
bekomen moet je 44100
keer per seconde een
meting doen van dit
signaal. De
bemonsteringsfrequentie
is dus 44100Hz
Analoog / Digitaal
• De hoogte van het signaal wordt bepaald op
elk van deze tijdsintervallen
• De nauwkeurigheid van de
hoogte hangt af van hoeveel
onderverdelingen de
geluidskaart van je PC kan
maken
–1byte = 8 bits = 0 – 256 (28)
–2bytes = 16 bits = 0 – 65536
(216) (CD = 16 bits)
16 onderverdelingen
32 onderverdelingen
Analoog / Digitaal
Dit wil dus zeggen dat een stereo
geluidsfragment van 60 seconden aan CD
kwaliteit een grootte heeft van:
44100 [samples/seconde]
* 60 [seconden]
* 2 [bytes/sample]
* 2 [stereokanalen]
Horizontale resolutie
Verticale resolutie
= 10’584’000 [bytes] = 10,6 [Megabytes]
Audacity
•
•
•
•
Eenvoudige toon en stilte genereren
Knippen & plakken
Amplitude aanpassen (in/uit-faden)
Eenvoudige spectraalanalyses
enkelvoudige vrije trilling
y(t )  A sin(2ft )
• amplitude []
de grootte van het signaal
• periode [rad/P]
• frequentie [P/s = Hz]
de herhaling per seconde
• tijd [s]
Check dimensies!
Overzicht
Enkelvoudige vrije trilling
Superpositie
y(t )  A sin(2ft )
y(t )  A sin(2ft )  B sin(2gt)
Beats, harmonisch tooncomplex
Demping
y(t )  e A sin(2ft )
 kt
Timbre, duur van een toon
Amplitude-modulatie
y(t )  1  B sin(2gt)A sin(2ft )
Tijdsdomein, tremolo
Frequentie-modulatie
y(t )  A sin(2ft  B sin(2gt))
Frequentiedomein, vibrato
Amplitude / dB
• Akoestische intensiteitenniveau (IL)
 I
IL  10 log10 
 Ir



Ip
• Geluidsdrukniveau (SPL)
 p2 


p
SPL  10 log10  2   20 log10  
p 
 pr 
 r 
• RMS-amplitude maat voor p
p
y
2
lengt e(y)

y2
2
Spectraalanalyse
• Enkelvoudige frequentie
– Bepaling in het tijdsdomein
– Bepaling in het frequentiedomein met spectrum
• Harmonisch tooncomplex
– Bepaling in het frequentiedomein met spectrum
– Bepaling in het frequentiedomein in de tijd met
sonogram
• Meer complexe geluidsvoorbeelden
– Bepaling van de spectraalcompositie met het
sonogram
Amplitude-modulatie
y(t )  [1  B sin(2gt)]A sin(2ft )
max.uitwijking min.uitwijking
modulatieindex 
B
max.uitwijking  min.uitwijking
max .uitwijking
max .uitwijking  [1  B] A  A 
1 B
Het blijft een enkelvoudige trilling dus
frequentiebepaling in tijdsdomein
f = dragerfrequentie = snelle verandering
g = modulatiefrequentie = trage verandering
Frequentie-modulatie
y(t )  A sin(2ft  B sin(2gt))
Amplitude verandert niet dus in het tijdsdomein
bepalen
Frequentie verandert in de tijd dus sonogram
max .freq  min .freq
max .freq  min .freq
f
 min .freq 
2
2
Bepaling van g

max.freq  min.freq / 2
B
g
Voorbeelden van
sonogrammen
Ruis
Glissando
Viool
Klok
Piano