Meer geluidswetenschap met gratis software: 7 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:19

Ik geef natuurkunde op de middelbare school en we praten wat over golven en geluid. Ik heb ontdekt dat een van de beste manieren om dit te doen is om gratis software te gebruiken om de harmonische componenten van verschillende geluiden te analyseren en ze vervolgens frequentie voor frequentie opnieuw op te bouwen.

We kunnen niet alleen praten over hoe verschillende frequenties worden gecombineerd, maar ook over hoe de geluiden beginnen en wegsterven om te resulteren in wat we horen.

Stap 1: Spullen die je nodig hebt

1. Computer met microfooningang2. Microfoon die u op de computer kunt aansluiten 3. Durf. https://audacity.sourceforge.net/4. Visual Analyzer - Gratis oscilloscoopprogramma voor Windows. https://www.sillanumsoft.com/5. Iets om geluid te maken. Ik heb ontdekt dat een beker die is geslagen met een potloodwisser geweldig werkt.

Stap 2: Bepaal de harmonische componenten van uw geluid

Laad Visual Analyzer op en maak een geluid in de microfoon. Zorg ervoor dat u het onderste venster in de gaten houdt. Dat is de FFT (Fast Fourier Transform), het laat ons de frequenties zien die worden geproduceerd.

Je zult merken dat de pieken heel snel verschijnen en verdwijnen. Ik gebruik een beker die wordt geraakt door het gumuiteinde van een potlood. Als u de pieken wilt vastleggen, klikt u gewoon op het selectievakje "Vasthouden". Het FFT-venster behoudt dan alle pieken. Als je eenmaal goede pieken hebt weten te behalen, moet je de scope uitschakelen. Als je dat niet doet, maak je wat lawaai en zijn al je pieken weg (geloof me hierin). Klik eenvoudig op de pieken van interesse in uw FFT-venster en VA zal u de frequentie vertellen. Voor zoiets pak ik meestal 3 tot 6 van de meest prominente pieken. Voor de mijne in afnemende volgorde van piekhoogte (luidheid): 1680 Hz, 4380 Hz, 3330 Hz, 7420 Hz. Ik zou meer kunnen pakken, maar deze vier hoofdfrequenties zouden het moeten doen.

Stap 3: Begin met het opnieuw opbouwen van het geluid

Nu we onze gegevens hebben, kunnen we proberen het geluid te reproduceren. Dit is waar je Audacity nodig hebt. Zodra je Audacity hebt geopend, ga je naar het menu "Genereren" en selecteer je "Tone".

Er verschijnt een venster. Houd de golfvorm als sinus en stel de frequentie in op de eerste frequentie op uw lijst. U moet ook de amplitude wijzigen. Als je het op 1.0 laat, dan krijg je een erg vervormd geluid als je de andere frequenties toevoegt. Ik heb ontdekt dat 0,3 een goed niveau is voor de luidste frequentie. Nadat u uw frequentie heeft gegenereerd, klikt u op afspelen. Het zou hetzelfde moeten klinken als jouw geluid, maar het is gemakkelijk om te zien dat het anders is.

Stap 4: Voeg uw andere frequenties toe

Om uw andere frequenties toe te voegen, moet u eerst een nieuwe track maken. Als je dat niet doet, zal Audacity je nieuwe toon gewoon aan het einde van de eerste toevoegen. Dus voor elke nieuwe toon die u toevoegt, moet u eerst naar het menu Project gaan en "Nieuwe audiotrack" selecteren.

Als je dat eenmaal hebt gedaan, "Genereer" je gewoon je nieuwe "Tone". Neem je op één na luidste frequentie en voeg deze toe. Stel de amplitude een beetje lager in met elke frequentie die je binnenbrengt. Herhaal dit proces voor elke frequentie die je wilt toevoegen. Druk op play en je hoort een vreselijk geraas. Ik heb de mijne bijgevoegd zodat je het kunt horen. Het klinkt helemaal niet als een beker.

Stap 5: Het goed laten klinken

Wat is het probleem? Ga terug naar Visual Analyzer. Un-click "Hold" en druk nogmaals op je beker. Wat zie je in het FFT-venster? De verschillende frequenties nemen zeer snel af, waarbij alleen de luidste (wat toevallig de 2e harmonische is) een merkbare hoeveelheid tijd aanhoudt.

Laten we dus teruggaan naar Audacity en onze geluiden inkorten. Klik en sleep eenvoudig over de regio die u niet wilt en druk vervolgens op de delete-toets. Ik laat de eerste frequentie ongeveer een halve seconde duren en de anderen inkorten tot ongeveer een kwart seconde. Druk nogmaals op afspelen. Ik heb de mijne weer vastgemaakt. Het klinkt nog steeds niet goed. Daar is een simpele reden voor. De beker stopt niet meteen met trillen. De gecreëerde frequenties worden gedempt, ze vervallen langzamer.

Stap 6: Laten we het vervagen

Dus alles wat we hoeven te doen is "Fade Out" selecteren in het menu "Effect". Het resultaat is niet echt voldoende, maar als je de fade nog twee keer herhaalt, wordt het uiteindelijk best goed.

Stap 7: Het eindproduct

Ik wou dat ik een goede opname kon maken van mijn kapotte beker, maar deze zal het moeten doen.

"Actual Beaker" is een opname van mij die tegen een beker slaat. Ik moet echt een betere microfoon hebben. "Klaar Beaker" is de geëxporteerde versie die ik heb gemaakt in Audacity. "Done Beaker with noise" is dezelfde versie met een beetje witte ruis (gemaakt in Audacity) om het te laten klinken als mijn slechte opname.