人类的口哨如何是纯正弦波?

信息处理 声音 语音
2022-01-07 23:01:41

根据维基百科,人的哨声是纯正弦波。

如果这是真的,如果一个人在吹口哨并产生像任何歌曲一样的节奏,那么他仍然会产生纯正弦波吗?

例如,如果我通过我的口哨发出任何音乐的音调,它仍然是纯单谐波正弦波吗?

3个回答

这只是一个近似值!

  • 虽然口哨的声音有一个非常突出的一次谐波,但其他谐波仍然存在;存在非谐波噪声分量;并且第一次谐波更像是一个狭窄的凸起而不是一条尖锐的线。对哨声的更好描述应该是通过具有非常高 Q 的带通滤波器过滤的白噪声,并通过添加谐波的轻微整形器发送。轻微调制幅度和滤波器频率。
  • 纯正弦波是一个固定信号,它具有恒定的频率和恒定的幅度。如果您在大于十分之几秒的窗口上观察到哨声,您将观察到频率调制(因为音符之间的旋律和发音)和幅度调制(当您呼吸和开始/结束音符时)。

当你吹口哨时,你的嘴就像一个亥姆霍兹共振器:空气流过你的嘴唇会引起压力扰动,从而导致你嘴里的空气质量根据自身的顺应性振荡(就像一个弹簧波振荡器)。产生的频率取决于空气的体积和密度,以及它的体积模量(质量和刚度)。

流过嘴唇的湍流也会产生宽带噪音;这可能会激发高次谐波,但在这些频率下产生的振动幅度可能非常低。

当然,如果您以单一频率进行吹口哨的 STFT 并将其绘制为瀑布图或彩色图,它看起来非常像只有单一频率。

这是一张我吹口哨进入我的 android 上的 FFT 频谱分析仪应用程序的照片。中心线为 1.2k Hz。

注意第一次谐波的压倒性力量。另请注意,虽然存在二次谐波,但它比一次谐波弱约 20 到 40 倍。

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