Analisador de Espectro Sonoro

Um medidor de nível de som responde a uma pergunta: quão alto. É uma boa pergunta e nem sempre é a que você tem. O compressor de uma geladeira, o subwoofer de um vizinho e a ventoinha de um laptop podem todos apresentar a mesma leitura em um único número, e nenhum deles é o mesmo problema.

Esta página responde à outra pergunta. O que realmente há no som, em que parte da faixa de frequência ele se situa e se é constante, intermitente ou algo que aconteceu apenas uma vez.

Três visões, três perguntas

Espectro é o que está lá agora — nível versus frequência, em toda a faixa que a audição humana abrange. É a visão que encontra um tom: um zumbido, um chiado, um toque, qualquer coisa com um tom definido aparece como um pico, enquanto o ruído de banda larga aparece como uma elevação.

Espectrograma são as mesmas informações ao longo do tempo, com a frequência na lateral e o nível como brilho. É o único dos três que consegue distinguir um ruído contínuo de um intermitente, porque um espectro já descartou o eixo do tempo. Um ventilador é uma faixa horizontal. O bater de uma porta é uma vertical. A música de um vizinho é uma faixa horizontal que para.

Oitava divide o intervalo nas bandas em que o trabalho de acústica é efetivamente relatado e é a visualização ideal quando você deseja anotar algo em vez de apenas olhar para isso.

De onde vem o som

Três entradas, e a escolha altera o significado dos números.

O microfone é a sala em que você está, ouvida através de um dispositivo cuja resposta de frequência ninguém publicou. Tudo o que o restante deste site diz sobre incerteza se aplica a ele.

Áudio do sistema compartilha uma guia do navegador e lê o que está sendo reproduzido. Escolha uma guia e marque Compartilhar áudio da guia: sem essa caixa, você terá imagem e silêncio, e um compartilhamento de tela inteira geralmente não carrega nenhuma trilha de áudio. A imagem é descartado no momento em que o compartilhamento começa, porque esta página não tem utilidade para ele e nenhum motivo para deixar um indicador de captura aceso.

Um arquivo de áudio é decodificado em seu navegador e reproduzido através do mesmo analisador, com reprodução, pausa, parada e um mudo para o monitor. O mudo silencia os alto-falantes e não a análise: o gráfico e os números continuam lendo o arquivo. Nada é enviado. A decodificação é executada em sua própria máquina e o arquivo nunca sai dela.

Os dois últimos não são a sala, e vale a pena dizer isso em voz alta em vez de esconder. Um arquivo é uma gravação feita por um equipamento sobre o qual você pode não saber nada. Um a aba é o que quer que um site tenha decidido reproduzir, em qualquer ganho que tenha escolhido. Nenhum dos dois tem um nível de som no sentido que o medidor indica. O que o analisador pode lhe dizer sobre ambos é a forma, que era para o que ele servia, afinal.

Encontrando o zumbido

A coisa mais útil que esta página faz é dar nome a um zumbido.

O zumbido elétrico situa-se na frequência da rede — 50 Hz na maior parte do mundo, 60 Hz na América do Norte — e em seus múltiplos. Aponte o analisador para um transformador barulhento, um dimmer, uma geladeira ou um amplificador e você verá um pico em frequência da rede elétrica com outras menores empilhadas acima dela em duas, três e quatro vezes esse valor. A leitura da frequência dominante a identifica claramente, com a nota musical mais próxima ao lado.

Isso importa porque a frequência diz a você o que a coisa é de uma forma que o nível nunca faz. Um pico de 50 Hz com harmônicos é elétrico. Uma elevação ampla em algum lugar entre 100 e 300 Hz é geralmente mecânica — um motor, uma bomba, um compressor. Um chiado sem nenhuma estrutura é ar, seja movendo-se através de uma abertura ou sendo produzido pelo próprio microfone.

A leitura da nota é um afinador bom o suficiente para nomear uma corda ou separar um zumbido de 50 Hz de um de 60 Hz. Não é um contador de frequência calibrado, e ele irá relatar absurdos quando não há tom presente para relatar — o que ocorre na maioria das salas.

Por que os níveis aqui são relativos

O medidor neste site publica um valor absoluto com uma margem ao redor dele: uma estimativa não calibrada, normalmente dentro de cerca de ±10 dB de uma referência instrumentoKardous & Shaw. Esta página não repete essa afirmação por frequência, e seu eixo é deliberadamente não rotulados em termos absolutos.

O motivo é que o erro do microfone de um dispositivo não é um número único, é uma curva. Sua resposta é irregular ao longo da faixa, e é irregular de forma variável de aparelho para aparelho — que é precisamente o que um espectro está desenhando. A o nível de banda larga pode ser corrigido com um único deslocamento; um espectro não.

Portanto, leia o gráfico para forma, e leia o medidor de decibéis online para nível. Onde o som se situa, qual pico é o mais alto, se o zumbido melhorou depois que você moveu a geladeira — tudo isso sobrevive a um microfone desconhecido resposta, porque a mesma resposta está sob cada ponto da curva.

Duas coisas nesta página não são relativas, e nenhuma delas é o gráfico. A sessão de medição abaixo dele relata níveis de banda larga, calculados da mesma forma que o medidor calcula seu número e carregando a mesma banda ao redor deles — eles estão aqui porque um leitor que veio observar um ruído deve sair com números que possa citar, e não porque um espectro ganhou um eixo absoluto. O painel de sinal é absoluto sobre algo inteiramente diferente, e tem sua própria seção a seguir.

Os números do sinal

Quatro figuras abaixo do gráfico descrevem o sinal em vez da sala: pico, RMS, crista e um indicador de clipagem.

Pico é a amostra individual mais alta no último quarto de segundo, e RMS é a média de energia sobre a mesma janela. Crista é a diferença entre eles, e ela é o que diz que tipo de som é este. Um tom constante atinge o pico cerca de três decibéis acima de sua própria média. Voz e música variam de dez a vinte. Um sinal que atinge o pico em quase nada é uma onda quadrada ou algo já achatado por um limitador. A lâmpada acende se qualquer amostra na janela atingiu o topo da escala, que é a única condição que torna tudo o resto na página não confiável de uma só vez.

Pico e RMS estão em dBFS: decibéis relativos à escala completa. A escala completa é o maior valor que a entrada pode representar; por isso, zero dBFS corresponde ao limite superior do arquivo ou do conversor, e todos os níveis abaixo dele são expressos em relação a esse limite. É o único valor absoluto que esta página pode apresentar com honestidade, pois descreve os números, não o ar. Ele não depende da sensibilidade do microfone, da distância nem de uma pressão de referência.

Que é exatamente por isso que dBFS não é dB SPL. Um sinal seis decibéis abaixo da escala total está usando metade da faixa de entrada, e isso não diz nada sobre o quão alto o que acontecia era: grave a mesma sala duas vezes com o ganho alterado e você terá duas leituras de dBFS e apenas um nível de som. Leia o dBFS para descobrir se a entrada está configurada de forma sensata — perto do topo ela irá clipar, muito abaixo disso você estará olhando para o piso de ruído. Leia o medidor de decibéis online para o nível de volume.

Dois canais, quando houver dois

Um arquivo estéreo ou uma aba compartilhada possui dois canais, e o analisador mostrará qualquer um deles, a soma dos dois ou a diferença entre eles. Esquerdo e direito são os canais conforme chegaram. Mid é a soma dos dois dividida por dois, que é a redução para mono e o que um único alto-falante reproduzirá. Side é a diferença: tudo aquilo em que os dois canais divergem, silencioso em uma gravação mono e alto em uma larga.

Ao lado deles, há um valor de correlação entre menos um e mais um. Ele indica mais um quando os canais estão em concordância, perto de zero quando carregam material não relacionado, e menos um quando um canal é o outro invertido. Esse último caso resulta em cancelamento para silencie no instante em que algo os soma, então uma gravação situada perto de menos um é uma que desaparecerá no alto-falante de um celular. Você pode ver isso acontecer: mude para Mid e o gráfico se esvazia.

Os controles aparecem apenas quando a fonte realmente tem dois canais, o que o o microfone não funciona em quase nenhum dispositivo. Dividir um sinal mono em duas metades idênticas resultaria em uma leitura de mais um para sempre e descreveria a fiação em vez do som, portanto, em uma fonte mono, a página indica isso e deixa os botões desativados.

Mid e side são uma visão de um sinal, não de uma sala. Dois microfones a um metro de distância dariam um par mid/side que diria algo sobre um espaço; um arquivo e uma aba do navegador fornecem um que diz algo sobre uma gravação.

Bandas de oitava e de um terço de oitava

Uma oitava é o dobro da frequência. Dividir a faixa em oitavas resulta em dez bandas de 31,5 Hz a 16 kHz, o que é pouco o suficiente para guardar na cabeça e é o que o próprio espectro do medidor mostra.

Terços de oitava dividem cada uma delas em três, resultando em trinta e uma bandas de 20 Hz a 20 kHz. Essa é a resolução para avaliações de ruído em edifícios, salas as especificações de acústica e equipamentos são redigidas dessa forma, e é refinado o suficiente para separar um zumbido do ruído em ambos os lados, mantendo-se como uma tabela em vez de uma imagem.

Use oitavas para se orientar e terças para anotar algo. Ambas são exportado como CSV, com a taxa de amostragem, a janela e a ponderação no cabeçalho, porque uma coluna de níveis é ilegível seis meses depois sem eles.

A sessão de medição

Abaixo de qualquer visualização que esteja na tela, o analisador pode executar uma sessão cronometrada e relata seis dígitos.

Leq é a média de energia durante a sessão — o número único que representa todo o período. Lmax e Lmin o delimitam. L10, L50 e L90 são os níveis excedidos em um décimo, metade e nove décimos do tempo, e a diferença entre L10 e L90 indica o quão variável era o ruído: uma grande diferença significa eventos, uma pequena significa uma fonte constante.

Esses três últimos são os números citados em avaliações de ruído, e é por isso que eles são aqui e não são restritos a um nível pago. Trinta segundos são suficientes para uma fonte estável; cinco minutos são adequados para um escritório ou uma sala de máquinas; quinze é a duração geralmente especificada para levantamentos ambientais.

Tamanho de FFT e suavização

O comprimento da janela é uma troca e não existe uma configuração que vença em ambos os lados dela. Uma janela longa resolve a frequência com precisão e desfoca o tempo, de modo que um zumbido de 50 Hz se separa claramente de um de 60 Hz, mas o bater de uma porta se torna difuso. Uma janela curta faz o contrário.

O padrão fica no meio. Mova-o para cima quando estiver buscando um tom e para baixo quando estiver observando algo mudar. O suavizamento (Smoothing) é apenas um controle de exibição — ele estabiliza a imagem entre os quadros e não altera os números da sessão de medição.

Distinguindo o microfone da sala

Parte do que você vê não está na sala. O microfone de um dispositivo produz seu próprio ruído e, em um espectro, ele possui um formato reconhecível: um chiado amplo que aumenta em direção ao topo da faixa, sem estrutura interna, situado em qualquer que seja o o piso de entrada acaba sendo.

A maneira de separar os dois é observar o que muda. Cubra o microfone com a mão, ou leve o dispositivo para um lugar mais silencioso, e observe quais partes da curva se movem. Tudo o que cair era a sala. Tudo o que permanecer parado é o dispositivo, e nenhuma quantidade de tempo encarando-o fará dele uma medição de qualquer coisa.

É também por isso que uma sala muito silenciosa é a coisa mais difícil de ler nesta página: abaixo do próprio piso de ruído da entrada não resta nada para desenhar, e a curva achata-se no hardware em vez de no silêncio.

Qual curva analisar

Os botões A, C e Z fazem aqui o mesmo que fazem no medidor, aplicados a cada frequência em vez de colapsados em um único número, que é o lugar mais claro no site para ver o que uma curva de ponderação realmente é: mude de A para C e assista ao retorno dos graves.

Use Z quando quiser o sinal exatamente como ele chegou, o que geralmente é a escolha certa para caçar um ruído (hum) — a ponderação A (A-weighting) é projetada para descartar exatamente as baixas frequências onde o ruído reside. Use A quando quiser o formato que corresponde a os números que as agências de saúde publicam. A diferença entre eles é apresentada abaixo dBA vs dBC.

O que esta página deliberadamente não faz

Ainda não há valores absolutos no eixo de nível do gráfico, pelo motivo exposto acima. O eixo de frequência está rotulado, pois a frequência é um número que o FFT realmente conhece. O dBFS do painel de sinal é a única leitura absoluta aqui, e é absoluta em relação à entrada, e não em relação à sala.

Ele não trata o mid e o side como uma imagem de uma sala, e não desenhará uma visão estéreo de uma fonte mono. Ele não grava o que ouve, não faz upload do arquivo que você abre, nem mantém nada depois que a aba é fechada.

E ele não calibra nada. Um arquivo tem um nível relativo à escala total e nenhum nível em decibéis do som; uma aba tem o ganho que o site escolheu. O gráfico de decibéis é onde residem os níveis de som publicados, e o medidor é de onde vem uma leitura com uma banda definida ao seu redor.