Bedeutung der höheren Harmonischen

Ich analysiere ein Rauschsignal und habe die Grundfrequenz eines Tons und seine höheren Harmonischen identifiziert. Sagen Sie zum Beispiel angesichts des folgenden Signals:Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Die Grundfrequenz hat einen Schalldruckpegel (SPL) von 70,775 dB und die höheren Harmonischen von 65,13, ​​55,772 und 56,473 dB. Nun kann der Gesamtschallpegel abgeschätzt werden, indem diese inkohärenten Quellen (da sie unterschiedliche Amplituden haben) summiert werden

S P L T Ö T = 10 l Ö G 10 ( ∑ ich = 1 N 10 S P L ich / 10 )

Ich möchte jedoch die Bedeutung der höheren Harmonischen bei der Beeinflussung des insgesamt wahrgenommenen Schalldruckpegels parametrisieren. Während die totale harmonische Verzerrung die Verhältnisse der höheren Harmonischen mit der Grundfrequenz vergleicht, gibt es einen Standardparameter, der verwendet werden kann, um die Bedeutung jeder höheren Harmonischen zu beschreiben? Im Moment vergleiche ich die Größe jeder Harmonischen im Vergleich zur Gesamtheit S P L T Ö T .

Wenn Sie hier in ein paar Tagen keine Antworten erhalten, sollten Sie Signalverarbeitung als Alternative in Betracht ziehen.
Ich kann Ihnen wahrscheinlich dabei helfen, wenn es Ihnen nichts ausmacht, einige grundlegende Fragen zu beantworten. Was bedeutet SPL? Warum halten Sie den Grundton und seine Harmonischen für inkohärent? Wenn es sich wirklich um Obertöne handelt, sind sie mit ziemlicher Sicherheit kohärent. Was bedeutet "Total Harmonic Distortion" (warum wird alles großgeschrieben?)?
@DanielSank, THD bezieht sich normalerweise auf unerwünschte Oberschwingungen, die durch Nichtlinearitäten in ein Signalverarbeitungssystem eingeführt werden. Es handelt sich um eine häufig veröffentlichte Spezifikation von Audioverstärkern und anderen Komponenten von Beschallungssystemen (PA).
Wäre die Signalverarbeitung ein besseres Zuhause für diese Frage?

Antworten (1)

So interessant, Ihre Frage ist wahrscheinlich zu weit gefasst. Wenn es um Wahrnehmung geht (also nicht nur um einfache objektive Werte) , wird dieses Thema im Allgemeinen nicht vollständig verstanden. Denken Sie immer daran, dass die Wahrnehmung jedes Klangparameters nichtlinear und von anderen Parametern abhängig ist (z. B. müssen Sie eine Tonhöhe berücksichtigen, wenn Sie sich der wahrgenommenen Lautstärke annähern).

Wir nehmen den Schalldruckpegel (SPL) nicht wahr

Natürlich hängt die wahrgenommene Lautstärke damit zusammen, aber es ist nicht dasselbe. Zu diesem Zweck verwenden wir anstelle von dB eine Einheit namens Phon mit einer eigenen Skala (tatsächlich ist das ein korrigierter SPL). Das ist zwar streng genommen eine Korrektur für die Physiologie , aber man braucht eine Verbindung zur Psychologie und das ist höllisch knifflig.

Einige Parameter könnten Sie interessieren

Ich denke, Ihre Methode ist nicht ganz fehlerhaft. Lassen Sie mich Ihnen nur einige weitere Parameter anbieten, die Sie berücksichtigen sollten.

  • Spezifische Zwicker-Lautstärke . Ich werde hier nicht die ganze Theorie präsentieren, folge einfach dem Link und lies vielleichtzuerst etwas über Bellen .
  • Lautheit als RMS (Root Mean Square). Sei c eine Amplitude der k -ten Harmonischen und n die Gesamtzahl der Harmonischen, dann gilt:

R M S = ∑ k = 1 N C k 2

Sie können also den Lautstärkeanstieg überwachen, indem Sie Obertöne hinzufügen oder entfernen.

  • Helligkeit des Tons BR . Es ist nicht die Lautstärke, ich weiß, aber der Ton sollte heller sein, je mehr Kraft in Obertönen steckt, also könnte es interessant sein:

B R = ∑ k = 1 N k C k C 0 + ∑ k = 1 N C k



Sie müssen sich all dies als Annäherungen vorstellen. Es muss immer eine Endkontrolle mit den eigenen Ohren erfolgen (und besser mit mehr Ohren als nur mit den eigenen – Statistik ist der Schlüssel).

Beachten Sie, dass...

  • Sie müssen den Übergang des Tons berücksichtigen. Besonders der Attack-Teil des Tons ist sehr wichtig für die Wahrnehmung der Lautstärke. Sie müssen darauf achten, dass Sie zwei Töne anfangs ohne unnatürliche Knackser (z. B. Einblenden) und lang genug vergleichen, um vollständig wahrgenommen zu werden (ca. 1 Sekunde).
  • Sie können die Phase von Harmonischen nicht vollständig ausschließen. Sie haben nur ein Amplitudenspektrum dargestellt, und das reicht möglicherweise nicht für die Wahrnehmung aus.
  • Sie sollten einige Merkmale berücksichtigen, die im Spektrum möglicherweise nicht leicht sichtbar sind, wie z. B. Subharmonische (hier deutlich vorhanden!), Modulationen ( Beats !!!) oder Klangmaskierung .
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