محلل طيف الصوت

يقوم مقياس مستوى الصوت بالإجابة على سؤال واحد: ما مدى ارتفاع الصوت. وهو سؤال جيد و لكنه ليس السؤال الذي يراودك دائماً. فضجيج ضاغط الثلاجة، ومكبر الصوت الفرعي لدى الجار، ومروحة الكمبيوتر المحمول، جميعها قد تعطي نفس القراءة الرقمية الواحدة، ومع ذلك لا تمثل أي منها نفس المشكلة.

تُجيب هذه الصفحة عن السؤال الآخر. ما الذي يحتويه الصوت فعلياً، وأين يقع ضمن نطاق التردد، وما إذا كان ثابتاً، أو متقطعاً، أو حدثاً وقع لمرة واحدة فقط.

ثلاث وجهات نظر، ثلاثة أسئلة

الطيف هو ما يوجد هناك الآن — المستوى مقابل التردد، عبر النطاق الذي يغطيه السمع البشري. إنه المنظور الذي يحدد النغمة: فالطنين، أو الأنين، أو الرنين، أو أي شيء ذو طبقة صوت محددة يظهر كذروة حيث تظهر ضوضاء النطاق العريض يظهر كتلّ.

Spectrogram (مخطط الطيف) هو نفس المعلومات عبر الزمن، مع وجود التردد على الجانب والمستوى كسطوع. وهو الوحيد من بين الثلاثة الذي يمكنه تحديد حالة مستقرة الضجيج المستمر عن الضجيج المتقطع، لأن الطيف الترددي قد أطاح بالفعل بمحور الزمن بعيداً. فالمروحة تظهر كشريط أفقي، بينما صفق الباب يظهر كخط رأسي. أما موسيقى الجيران فهي عبارة عن شريط أفقي يتوقف.

أوكتاف يُقسّم النطاق إلى الحزم التي يتم فيها تسجيل العمل الصوتي فعلياً وهو العرض الذي يُلجأ إليه عندما ترغب في تدوين شيء ما بدلاً من مجرد النظر إليه.

من أين يأتي الصوت

ثلاثة مدخلات، ويؤدي الاختيار إلى تغيير موضوع الأرقام.

الميكروفون هو الغرفة التي تقف فيها، مسموعة عبر جهاز لم ينشر أحد استجابته الترددية. كل شيء في بقية هذا الموقع ما ينطبق على عدم اليقين ينطبق عليه.

صوت النظام يشارك علامة تبويب في المتصفح ويقرأ ما يتم تشغيله. اختر علامة تبويب وضع علامة صح مشاركة صوت علامة التبويب: بدون ذلك المربع ستحصل على صورة وصمت فقط، و مشاركة الشاشة الكاملة عادةً لا تحمل أي مسار صوتي على الإطلاق. يتم إسقاط الصورة لحظة بدء المشاركة، لأن هذه الصفحة لا فائدة لها منها ولا سبب لإبقاء مؤشر الالتقاط مضاءً.

ملف صوتي يتم فك تشفيره في متصفحك وتشغيله من خلال نفس المحلل، مع خيارات التشغيل، والإيقاف المؤقت، والإيقاف، وكتم صوت الشاشة. يؤدي كتم الصوت إلى إسكات المتحدثون وليس التحليل: تستمر الحبكة والأرقام في قراءة الملف. لا يتم رفع أي شيء. تتم عملية فك التشفير على جهازك الخاص ولا يغادره الملف أبداً.

آخر اثنين ليسا الغرفة، وهذا أمر يستحق أن يُقال بصوت عالٍ بدلاً من دفن. الملف هو تسجيل تم بواسطة معدات قد لا تعرف عنها شيئاً. أما علامة التبويب فهي كل ما يقرر موقع الويب تشغيله، وبأي مستوى كسب يختاره. لا يملك أي منهما مستوى صوت بالمعنى الذي يقصده المقياس. ما يمكن للمحلل أن يخبرك به عن أي منهما هو الشكل، وهو الغرض الذي صُنع من أجله في المقام الأول.

إيجاد الطنين

أكثر شيء مفيد تقدمه هذه الصفحة هو تحديد اسم الطنين.

يستقر الطنين الكهربائي عند تردد التيار الرئيسي — 50 هرتز في معظم أنحاء العالم، و60 هرتز في أمريكا الشمالية — وعند مضاعفاته. وجّه المحلل نحو مصدر الأزيز محولاً، أو خافتاً للإضاءة، أو ثلاجة، أو مضخماً للصوت، وسترى ارتفاعاً حاداً عند تردد التيار الكهربائي الرئيسي مع ارتفاعات أصغر متراكمة فوقه عند ضعفين وثلاثة وأربعة أضعاف ذلك التردد. وتحدد قراءة التردد السائد اسمه بوضوح، مع عرض أقرب نوتة موسيقية بجانبه.

هذا أمر مهم لأن التردد يخبرك بماهية الشيء يكون بطريقة تجعل الـ المستوى لا يفعل ذلك أبداً. إن الارتفاع الحاد عند 50 هرتز مع التوافقيات هو أمر كهربائي. تلة واسعة ما بين 100 و300 هرتز عادة ما يكون صوتاً ميكانيكياً — محرك، أو مضخة، أو ضاغط. أما الهسيس الذي لا بنية له على الإطلاق فهو هواء، إما يتحرك عبر فتحة تهوية أو ناتج عن الميكروفون نفسه.

قراءة النوتة الموسيقية هي موالف (tuner) جيد بما يكفي لتحديد وتر أو فصل تردد 50 هرتز طنين ناتج عن تردد 60 هرتز. إنه ليس عداد ترددات معاير، وسوف يعطي نتائج غير منطقية عند عدم وجود نغمة للإبلاغ عنها — وهو حال معظم الغرف.

لماذا تعتبر المستويات هنا نسبية

ينشر المقياس الموجود في هذا الموقع رقماً مطلقاً مع نطاق يحيط به: تقدير غير معاير، وعادة ما يكون في حدود ±10 ديسيبل تقريباً من المرجع جهاز قياسKardous & Shaw. لا تكرر هذه الصفحة ذلك الادعاء لكل تردد، ومحورها هو لم يتم تصنيفها عمداً بمصطلحات مطلقة.

والسبب في ذلك هو أن خطأ ميكروفون الجهاز ليس رقماً واحداً، بل هو منحنى. فاستجابته غير متساوية عبر النطاق، وهي غير متساوية بشكل متفاوت من جهاز لآخر — وهذا هو بالضبط ما يرسمه الطيف الترددي. أ يمكن تصحيح مستوى النطاق العريض بإزاحة واحدة؛ أما الطيف فلا يمكن ذلك معه.

لذا اقرأ المخطط من أجل الشكل، واقرأ الـ مقياس ديسيبل عبر الإنترنت من أجل المستوى. أين يستقر الصوت، وأي ذروة هي الأعلى، وما إذا كان الطنين قد تحسن بعد تحريك الثلاجة — كل ذلك يظهر بوضوح حتى مع ميكروفون غير معروف المواصفات الاستجابة، لأن الاستجابة نفسها تقع تحت كل نقطة على المنحنى.

هناك أمران في هذه الصفحة ليسا نسبيين، وليس أي منهما هو المخطط البياني. جلسة القياس الموجودة أسفلها توضح مستويات النطاق العريض، والتي تم حسابها بنفس الطريقة التي يحسب بها المقياس رقمه مع حمل نفس النطاق حولها — فهي أنت هنا لأن القارئ الذي جاء للاطلاع على همهمة يجب أن يخرج بأرقام يمكنه الاقتباس منها، وليس لأن الطيف قد اكتسب محوراً مطلقاً. إن لوحة الإشارة مطلقة بشأن شيء آخر تماماً، ولها قسم خاص بها تالياً.

أرقام الإشارة

تصف الأشكال الأربعة الموجودة أسفل المخطط الإشارة بدلاً من الغرفة: الذروة (peak)، والمعدل التربيعي (RMS)، وعامل القمة (crest)، ومصباح التقطيع (clip lamp).

تمثل الذروة (Peak) أعلى عينة منفردة في الربع ثانية المنصرمة، بينما يمثل المعدل التربيعي (RMS) متوسط الطاقة خلال نفس النافذة الزمنية. أما عامل القمة (Crest) فهو الفجوة بينهما، و هو الذي يحدد نوع هذا الصوت. فالنغمة المستقرة تبلغ ذروتها حوالي ثلاثة ديسيبل فوق متوسطها الخاص. أما الكلام والموسيقى فيتراوحان بين عشرة إلى عشرين. و الإشارة التي لا تكاد تبلغ ذروتها شيئاً هي إما موجة مربعة أو شيء تم ضغطه بالفعل بواسطة محدد الصوت (limiter). يضيء المصباح إذا كانت أي عينة في النافذة وصلت إلى قمة النطاق، وهي الحالة الوحيدة التي تجعل كل شيء آخر على الصفحة غير موثوق به في آن واحد.

تظهر قيم الذروة (Peak) وجذر متوسط المربعات (RMS) بوحدة dBFSديسيبل بالنسبة للمقياس الكامل (dBFS). المقياس الكامل هو أكبر رقم يمكن للمدخلات تمثيله، لذا فإن صفر dBFS هو أعلى مستوى في الملف أو أعلى مستوى للمحول، وكل مستوى تحته هو نسبة إلى ذلك. إنه الرقم المطلق الوحيد الذي يمكن لهذه الصفحة نقله بأمانة، لأنه حقيقة تتعلق بـ أرقاماً بدلاً من كونها ادعاءً حول الهواء. لا تدخل فيها حساسية الميكروفون، ولا المسافة، ولا الضغط المرجعي.

وهذا هو بالضبط السبب في أن dBFS ليس هو نفسه dB SPL. فالإشارة التي تقل بمقدار ستة ديسيبل عن المقياس الكامل (full scale) تستخدم نصف نطاق الإدخال، وهذا لا يخبرك بشيء عن مدى علو الصوت كان الأمر كالتالي: قم بتسجيل الغرفة نفسها مرتين مع تغيير مستوى الكسب (gain)، وستحصل على قراءتين مختلفتين لـ dBFS ومستوى صوت واحد. اقرأ dBFS لمعرفة ما إذا كان الإدخال مضبوطاً بشكل معقول — فبالقرب من القمة سيحدث تشويه (clip)، وتحتها بكثير ستواجه أرضية الضوضاء (noise floor). اقرأ الـ مقياس ديسيبل عبر الإنترنت لمعرفة مدى ارتفاع الصوت.

قناتان، عندما يتوفر مساران

يحتوي ملف الاستريو أو علامة التبويب المشتركة على قناتين، وسيقوم المحلل بالعرض أي منهما، أو مجموعهما، أو الفرق بينهما. اليسار واليمين هما القناتان كما وصلتا. المنتصف (Mid) هو ناتج جمعهما مقسوماً على اثنين، وهو الدمج الأحادي (mono fold-down) وما سيقوم مكبر صوت واحد بتشغيله. الجانب (Side) هو الفرق: كل ما تختلف فيه القناتان، ويكون صامتاً في التسجيل الأحادي وصاخباً على نطاق واسع.

وبجانبهما يوجد شكل يوضح الارتباط بين سالب واحد وموجب واحد. ويشير إلى موجب واحد عندما تتفق القناتان، وقريب من الصفر عندما تحملان مواد غير مرتبطة، وسالب واحد عندما تكون إحدى القناتين هي النسخة المعكوسة من الأخرى. وتؤدي الحالة الأخيرة إلى الإلغاء عند يصمت في اللحظة التي يتم فيها جمع القنوات، لذا فإن التسجيل الذي يقترب من القيمة السالبة هو تسجيل سيختفي تماماً عند تشغيله على سماعة الهاتف. يمكنك مشاهدة حدوث ذلك: انتقل إلى وضع Mid وستجد أن المخطط قد أصبح فارغاً.

لا تظهر عناصر التحكم إلا عندما يحتوي المصدر بالفعل على قناتين، وهو ما الميكروفون لا يعمل على أي جهاز تقريباً. إن تقسيم إشارة أحادية (mono) إلى نصفين متطابقين سيعطي قراءة "زائد واحد" دائماً ويصف التوصيلات السلكية بدلاً من الصوت، لذا في المصادر أحادية الصوت، توضح الصفحة ذلك وتترك الأزرار مغلقة.

القناتان الوسطى والجانبية تصفان الإشارة، لا الغرفة. فميكروفونان تفصل بينهما مسافة متر يكوّنان زوجاً وسطياً/جانبياً يصف المكان؛ أما الملف وعلامة تبويب المتصفح فيكوّنان زوجاً يصف التسجيل.

نطاقات الأوكتاف وثلث الأوكتاف

الأوكتاف هو مضاعفة التردد. وتقسيم النطاق عند مستويات الأوكتاف يعطي عشرة نطاقات من 31.5 هرتز إلى 16 كيلوهرتز، وهو عدد قليل بما يكفي لاستيعابه في ذهنك وهو ما يظهره الطيف الخاص بالمقياس نفسه.

تقسم نطاقات "الثلث أوكتاف" (Third-octaves) كل واحد من تلك النطاقات إلى ثلاثة، مما يعطي واحدًا وثلاثين نطاقًا من 20 هرتز إلى 20 كيلوهرتز. هذه هي الدقة المستخدمة في تقييمات ضوضاء المباني، والغرف تتم كتابة مواصفات الصوتيات والمعدات بها، وهي دقيقة بما يكفي لـ فصل الطنين عن الضوضاء المحيطة به من الجانبين مع بقائها في هيئة جدول بدلاً من مجرد صورة.

استخدم الأوكتافات لتوجيه نفسك، والأثلاث لتدوين شيء ما. كلاهما يُعد يتم تصديرها كملف CSV، مع تضمين معدل العينة، والنافذة، والوزن في الترويسة، لأن عمود المستويات سيكون غير قابل للقراءة بعد ستة أشهر بدونها.

جلسة القياس

أسفل أي عرض يظهر على الشاشة، يمكن للمحلل تشغيل جلسة زمنية محددة وإصدار تقرير يتضمن ستة أرقام.

Leq هو متوسط الطاقة طوال الجلسة — الرقم الفردي الذي يمثل الفترة الزمنية بأكملها. Lmax و Lmin الحد الأدنى. L10, L50 و L90 هي المستويات التي يتم تجاوزها في عُشر ونصف وتسعة أعشار الوقت، و الفجوة بين L10 و L90 توضح مدى تباين الضوضاء: فالفجوة الواسعة تعني الأحداث، بينما يعني النطاق الضيق وجود مصدر مستقر.

هذه الأرقام الثلاثة الأخيرة هي التي تقتبسها تقييمات الضوضاء، ولهذا السبب هي موجودة هنا ولم تُحجب لفئة مدفوعة. ثلاثون ثانية كافية لمصدر مستقر؛ وخمس دقائق تناسب مكتباً أو غرفة معدات؛ وخمس عشرة دقيقة هي طول المسوحات البيئية التي يتم تحديدها عادةً.

حجم تحويل فوريه السريع (FFT) والتنعيم

طول النافذة هو عملية مقايضة، ولا يوجد إعداد واحد يربح في كلا الجانبين من إن النافذة الطويلة تحلل التردد بدقة وتطمس الوقت، لذا فإن طنيناً بتردد 50 هرتز ينفصل بوضوح عن 60 هرتز، لكن صوت ارتطام الباب يتلاشى. أما النافذة القصيرة فتفعل العكس.

الإعداد الافتراضي يقع في المنتصف. قم بتحريكه للأعلى عندما تطارد نغمة معينة، وللأسفل عندما تراقب شيئاً يتغير. التنعيم (Smoothing) هو أداة تحكم في العرض فقط — يعمل على تثبيت الصورة بين الإطارات ولا يمس القياس أرقام الجلسة.

تمييز الميكروفون عن الغرفة

بعض ما تراه ليس موجوداً في الغرفة. فميكروفون الجهاز يصدر صوته الخاص ضجيج، وله على الطيف شكل مميز: فحيح عريض متصاعد نحو الجزء العلوي من النطاق دون وجود أي هيكل فيه، مستقراً عند أي كان تصادف أن تكون أرضية المدخل.

الطريقة للفصل بين الاثنين هي النظر إلى ما يتغير. قم بتغطية الميكروفون بيدك، أو خذ الجهاز إلى مكان أكثر هدوءاً، وراقب أي أجزاء من المنحنى تتحرك. أي شيء ينخفض كان بسبب الغرفة. وأي شيء يظل ثابتاً هو بسبب الجهاز، ومهما أطلت النظر إليه فلن يجعله ذلك قياساً لأي شيء.

وهذا أيضاً هو السبب في أن الغرفة الهادئة جداً هي أصعب شيء يمكن قراءته في هذه الصفحة: تحت الحد الأدنى للمدخلات، لا يتبقى شيء لرسمه، والمنحنى يتسطح داخل الأجهزة بدلاً من أن يتلاشى في الصمت.

أي منحنى يجب تحليله

تقوم الأزرار A و C و Z هنا بما تفعله في المقياس، مطبقةً على كل التردد بدلاً من دمجها في رقم واحد، وهو أوضح مكان في الموقع لرؤية ماهية منحنى الوزن (weighting curve) في الواقع: انتقل من A إلى C و شاهد عودة صوت الباس (bass).

استخدم Z عندما تريد الإشارة كما وصلت تماماً، وهو عادةً الخيار الصحيح لاصطياد الهمهمة (hum) — تم تصميم ترجيح A (A-weighting) خصيصاً لاستبعاد الترددات المنخفضة التي تتركز فيها الهمهمة. استخدم ترجيح A عندما تريد الشكل الذي يتوافق مع الأرقام التي تنشرها الوكالات الصحية. الفرق بينهما موضح أدناه dBA مقابل dBC.

ما لا تفعله هذه الصفحة عمدًا

لا تزال لا تضع رقمًا مطلقًا على محور المستوى في الرسم البياني، وذلك للسبب الموضح أعلاه. تم وضع تسميات على محور التردد، لأن التردد عبارة عن رقم إن تحويل فوريه السريع (FFT) يدرك ذلك بالفعل. إن مقياس dBFS في لوحة الإشارة هو القراءة المطلقة الوحيدة هنا، وهي قراءة مطلقة فيما يتعلق بالمدخلات وليس بخصائص الغرفة.

لا يتعامل مع القناتين الوسطى والجانبية كصورة للغرفة، ولا يرسم عرضاً مجسماً لمصدر أحادي. كما لا يسجل ما يسمعه، ولا يرفع الملف الذي تفتحه، ولا يحتفظ بشيء بعد إغلاق علامة التبويب.

وهي لا تقوم بمعايرة أي شيء. فالملف له مستوى بالنسبة للنطاق الكامل وليس له مستوى بوحدة الديسيبل للصوت؛ وعلامة التبويب لها أي قدر من الكسب (gain) يختاره الموقع. مخطط الديسيبل هو المكان الذي توجد فيه مستويات الصوت المنشورة، و المقياس هو المكان الذي تأتي منه القراءة مع نطاق محدد حولها.