Спектр собственных частот трубы

Поэтому я сделал этот анализатор частотного спектра и протестировал различные инструменты, играющие определенную ноту. Проблем с эквалайзером вроде нет. Однако я нашел спектр для трубы довольно необычным.

Спектрограмма трубы

Таким образом, основная частота не имеет наибольшей интенсивности. Высшие гармоники (диапазон от 1,5 кГц до 2,5 кГц) вносят гораздо больший вклад в звук.
Имея в виду, что все частотные диапазоны имеют одинаковый размер, я не мог придумать никакого другого объяснения, кроме того, что это характерно для трубы, что заставляет меня задаться вопросом, воспринимают ли люди эту ноту как ноту первой/второй( или что там в диапазоне 1,5-2,5кГц) гармоника или основная частота?
Также прилагаю спектр для саксофона для той же ноты:

Спектр саксофона

Вы получаете одинаковые результаты (т.е. неосновная частота не самая громкая) независимо от того, какую ноту вы играете? Одинакова ли она для всего диапазона инструмента?
Можете ли вы сказать нам, какую ноту вы играли, чтобы получить первый график?
Определенно было бы более проницательно, если бы вы смотрели на правильный спектр вместо полос с широким фильтром. В настоящее время это можно сделать с помощью любого полуприличного программного обеспечения (бесплатного или любого другого — Audacity , Reaper, Python script...).

Ответы (2)

Отличная находка! Труба, как и похожий по акустике тромбон, являются очень своеобразными инструментами с точки зрения физики. Это цилиндрические трубки, закрытые с одного конца, поэтому они должны иметь основную длину волны, в 4 раза превышающую длину трубки, а затем генерировать только нечетные обертоны. Посмотрите на кларнет как на инструмент, который действительно подчиняется этому 1 .

Но труба явно играет полную серию обертонов, за исключением основного, который, по-видимому, отсутствует. И если вы измерите фактическую длину трубки, чтобы увидеть, какой должна быть основная величина, то явно происходит что-то странное.

Ответ заключается в том, что металлическая трубка действительно хочет производить только нечетные обертоны, но конструкция мундштука и раструба превращает обертоны в полную серию обертонов. Подробнее см. здесь .

Это означает, что труба на самом деле вообще не производит своего основного тона! Вы слышите только 2-ю и более высокие гармоники, а ваш мозг заполняет недостающую основную. На самом деле его нет.

Труба изначально использует этот психоакустический эффект, но он намеренно использовался и в некоторых других областях. Органисты будут играть набор нот, имитирующий серию обертонов, из-за чего кажется, что звучит несыгранный основной тон. И несколько современных саксофонистов научились использовать мультифонику (пение через инструмент во время игры), чтобы делать то же самое, называемое тоном Тартини .

1 Длина корпуса кларнета примерно такая же, как у флейты или сопрано-саксофона, но играет значительно ниже. Затем, когда вы добавляете клавишу регистра, инструмент подскакивает на двенадцатую вместо октавы (до своей третьей гармоники).

WTF: Вау, труба — это весело!
Хорошее введение в физику, но на самом деле неправда, что труба вообще не производит фундамент , не так ли? Мундштук довольно нелинейный и генерирует «невозможную» частоту за счет интермодуляции между обертонами. Конечно, громкий рев трубы и трубы в значительной степени зависит от эффекта, который вы описываете. Но я нахожу ссылку, на которую вы ссылаетесь, немного неясной, было бы неплохо увидеть некоторые исследования, которые на самом деле показывают графики акустического импеданса по длине трубы и вычисленные собственные моды.
Вдобавок к этому тот же трюк часто используется в поп-музыке для басовой партии. Многие источники воспроизведения (например, динамики мобильных телефонов или дешевые наушники) не могут обрабатывать эти низкие основные частоты, поэтому на этапе микширования/мастеринга обычно используются методы (например, искажение или изменение высоты тона), которые добавляют более высокие гармоники, чтобы сделать басовую линию похожей. существовать. И наоборот, некоторые инструменты, такие как бас-гитара, производят больше гармоник, чем основные, и обычно добавляют эти основные с помощью синусоидального синтезатора для лучшего воспроизведения на системах, которые могут обрабатывать эти более низкие частоты.
Вы путаете основной тон исполняемой ноты с основным звуком инструмента. Это правда, что труба си-бемоль вряд ли может воспроизвести основной тон (си-бемоль 2), но если вы играете си-бемоль 3, то основной тон этой ноты обязательно будет. Я также сомневаюсь в вашем объяснении в целом. Хотя основной тон трудно воспроизвести, это, безусловно, возможно, и он становится плоским, а не резким. Для флюгельгорна это совершенно хорошая нота. Возможно, тромбонистам даже придется играть на нем. И наоборот, на натуральной трубе трудно воспроизвести даже вторую гармонику.
«но если вы сыграете Bb3, то основная часть этой ноты обязательно будет существовать». -- Нет, не будет. Посмотрите на анализатор спектра, его там нет. «Несмотря на то, что основной тон трудно воспроизвести, это, безусловно, возможно», — это тон педали, вы заставляете инструмент вибрировать, что не является естественным резонансом. «На флюгельгорне это отличная нота». -- флюгель -- конический инструмент и подчиняется другой физике. «Тромбонистам может даже потребоваться играть на нем». -- Тромбон способен улучшить звучание педали.

вот может быть ваш ответ:

https://physics.stackexchange.com/questions/246020/возможно ли-для-гармонической-быть-громче-чем-основной-частоты/246023

Нередко некоторые из высших гармоник имеют большую амплитуду. Взгляните, например, на частотный спектр трубы. Частотный спектр трубы

введите описание изображения здесь

Спектр собственных частот трубы
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v