Анализатор спектра звука

Шумомер отвечает на один вопрос: насколько громко. Это хороший вопрос, но он не всегда является тем самым, который у вас возник. Компрессор холодильника, сабвуфер соседа и вентилятор ноутбука могут показывать одинаковое значение на дисплее, и ни один из них не является та же проблема.

Эта страница отвечает на другой вопрос. Что на самом деле представляет собой звук, где в частотном диапазоне он находится, и является ли он постоянным, прерывистым или событием, которое произошло один раз.

Три вида, три вопроса

Спектр это то, что есть прямо сейчас — уровень в зависимости от частоты во всем диапазоне, который охватывает человеческий слух. Это вид, который находит тон: гул, визг, кольцо, любой звук с определенной высотой тона отображается в виде пика, в то время как широкополосный шум отображается в виде холма.

Спектрограмма это та же самая информация во времени, где частота отложена по вертикали и уровень как яркость. Это единственный из трех параметров, который может отличить постоянный шум от прерывистого, потому что спектр уже отбросил временную ось. Вентилятор — это горизонтальная полоса. Хлопок дверью — вертикальная. Музыка соседа — это горизонтальная полоса, которая прерывается.

Октава разделяет диапазон на полосы, в которых обычно представляются результаты акустических исследований, и является тем режимом, к которому стоит обращаться, когда нужно что-то записать, а не просто просмотреть.

Откуда исходит звук

Три входа, и выбор меняет то, к чему относятся числа.

Микрофон это комната, в которой вы находитесь, слышимая через устройство частотную характеристику которой никто не публиковал. Все, что сказано на остальной части этого сайта о неопределенности, применимо и к ней.

Системное аудио транслирует вкладку браузера и считывает то, что в ней воспроизводится. Выберите вкладку и поставьте галочку Поделиться аудиовкладкой: без этого флажка вы получите изображение без звука, а при совместном использовании всего экрана аудиодорожка обычно вообще не передается. Изображение — это сбрасывается в момент начала демонстрации экрана, так как на этой странице в нем нет необходимости и нет причин оставлять индикатор захвата включенным.

Аудиофайл декодируется в вашем браузере и воспроизводится через ту же самую анализатор с функциями воспроизведения, паузы, остановки и отключения звука для мониторинга. Отключение звука заглушает динамики, но не прерывает анализ: график и показатели продолжают считывать файл. Ничего не загружается на сервер. Декодирование выполняется на вашем собственном устройстве, и файл никогда не покидает его.

Последние два пункта не являются комнатой, и об этом стоит заявить прямо, а не замалчивать. Файл — это запись, сделанная на оборудовании, о котором вы можете ничего не знать. Вкладка — это то, что решил воспроизвести веб-сайт, с тем усилением, которое он выбрал. Ни то, ни другое не имеет уровня звука в том смысле, который подразумевает измеритель. То, что может сообщить вам анализатор, о форме любого из них, для чего это, собственно, и предназначалось.

Поиск гула

Самое полезное, что делает эта страница, — это дает название гулу.

Электрический гул возникает на частоте электросети — 50 Гц в большинстве стран мира, 60 Гц в Северной Америке — и на кратных ей частотах. Направьте анализатор на гудящий трансформатор, диммер, холодильник или усилитель, и вы увидите пик на частоте электросети с меньшими пиками, расположенными над ним на двойной, тройной и четверной этой частоте. Индикатор доминирующей частоты прямо называет её, указывая ближайшую музыкальная нота рядом с ним.

Это важно, потому что частота говорит вам, что это за вещь, является таким образом, что уровень никогда не меняется. Пик на частоте 50 Гц с гармониками — это электрические помехи. Широкий подъем где-то между 100 и 300 Гц обычно имеет механическую природу — мотор, насос, компрессор. Шипение без какой-либо структуры — это воздух, либо движущийся через вентиляцию, либо создаваемый самим микрофоном.

Индикация нот — это тюнер, возможностей которого достаточно, чтобы определить струну или отличить фон 50 Гц от фона 60 Гц. Это не калиброванный частотомер, и он будет выдавать бессмыслицу при отсутствии тона — что характерно для большинства помещений.

Почему уровни здесь относительны

Счетчик на этом сайте публикует абсолютный показатель с определенным диапазоном: некалиброванная оценка, обычно в пределах ±10 дБ от эталонного прибораKardous & Shaw. Эта страница не повторяет это утверждение в зависимости от частоты, и её ось преднамеренно не размечена в абсолютных величинах.

Причина в том, что погрешность микрофона устройства — это не одно число, это кривой. Ее отклик неравномерен во всем диапазоне, и он неравномерно неравномерен от устройства к устройству — что и является именно тем, что отображает спектр. Уровень широкополосного сигнала можно скорректировать одним смещением; спектр — нет.

Так что читайте график для форма, и считайте показания онлайн-шумомера для уровень. То, где находится звук, какой пик является самым громким, стал ли гул тише после того, как вы передвинули холодильник — все это не зависит от неизвестной характеристики микрофона, потому что одна и та же характеристика влияет на каждую точку кривой.

Две вещи на этой странице не являются относительными, и ни одна из них не является графиком. сессия измерений, под которой указаны уровни широкополосного сигнала, рассчитанные тем же способом измеритель вычисляет свое значение и переносит ту же полосу вокруг них — они здесь потому, что читатель, пришедший разобраться с гулом, должен уйти с цифрами, которые он может процитировать, а не потому, что спектр заслужил абсолютную ось. Сигнал панель относится к совершенно другому вопросу, и ей посвящен следующий раздел.

Показатели сигнала

Четыре показателя под графиком описывают сигнал, а не помещение: пиковое значение, среднеквадратичное значение (RMS), пик-фактор и индикатор клиппинга.

Пик — это самый громкий одиночный сэмпл за прошедшую четверть секунды, а RMS — это среднее значение энергии за тот же интервал. Крест-фактор — это разрыв между ними, и именно он определяет характер звука. Устойчивый тон имеет пик примерно на три децибела выше своего среднего значения. Речь и музыка — от десяти до двадцати. А сигнал, пик которого едва достигает нуля, является либо меандром, либо чем-то уже сплющенным лимитером. Индикатор загорается, если любой сэмпл в окне достиг вершины диапазона — это единственное условие, которое делает всё остальное на странице мгновенно недостоверным.

Пиковые и среднеквадратичные значения (RMS) указаны в dBFS: децибелах относительно полной шкалы. Полная шкала — это максимальное число, которое может быть представлено на входе, поэтому 0 dBFS является верхним пределом файла или верхняя часть конвертера, и каждый уровень ниже нее является отношением к этому значению. Это единственный абсолютный показатель, который эта страница может честно содержать, потому что это факт о числах, а не утверждение о воздухе. В него не входит ни чувствительность микрофона, ни расстояние, ни опорное давление.

Именно поэтому dBFS — это не то же самое, что dB SPL. Сигнал на шесть децибел ниже полной шкалы использует половину входного диапазона, и это ничего не говорит о том, насколько громко все было так: запишите одну и ту же комнату дважды с разным уровнем усиления, и вы получите два показания dBFS при одном и том же уровне звукового давления. Смотрите на dBFS, чтобы понять, правильно ли настроен вход — слишком близко к пику возникнет клиппинг, а слишком низко вы столкнетесь с порогом шума. Читайте онлайн-измеритель децибел для определения громкости.

Два канала, когда их два

Стереофайл или общая вкладка имеют два канала, и анализатор будет отображать любой из них, их сумму или разницу между ними. Левый и правый — это каналы в том виде, в котором они поступили. Mid — это сумма двух каналов, деленная пополам, что является моно-микс (fold-down) и то, что будет воспроизводить один динамик. Side — это разница: все то, в чем два канала расходятся; этот компонент беззвучен в моно-записи и отчетливо слышен в широкой стереопанораме.

Рядом с ними находится показатель корреляции в диапазоне от минус единицы до плюс единицы. Он отображает плюс один, когда каналы совпадают, около нуля, когда они содержат несвязанный материал, и минус один, когда один канал является инверсией другого. В последнем случае при любом суммировании наступает тишина, поэтому запись со значением около минус единицы — это та запись, которая исчезнет при воспроизведении через динамик телефона. Вы можете пронаблюдать это вживую: переключитесь в Mid и график пустеет.

Элементы управления появляются только тогда, когда источник действительно имеет два канала, чего микрофон не обеспечивает практически ни на одном устройстве. Разделение монофонического сигнала на две идентичные половины всегда давало бы значение «плюс один» и описывало бы скорее схему подключения, чем чем звук, поэтому на монофоническом источнике страница сообщает об этом и отключает кнопки.

Mid и side — это способ представления сигнала, а не помещения. Два микрофона на расстоянии метра друг от друга дали бы mid/side пару, которая говорила бы что-то о пространстве; файл и вкладка браузера дают пару, которая говорит что-то о записи.

Октавные и третиоктавные полосы

Октава — это удвоение частоты. Разделение диапазона по октавам дает десять полос от 31,5 Гц до 16 кГц, что достаточно мало, чтобы удержать в голове, и именно это отображает собственный спектр прибора.

Третиоктавные полосы разделяют каждую из них на три, образуя тридцать одну полосу в диапазоне от 20 Гц до 20 кГц. Именно в таком разрешении составляются оценки шума в зданиях, характеристики акустики помещений и спецификации оборудования; этого достаточно, чтобы отделить гул от шума по обе стороны от него, сохраняя при этом формат таблицы а не картинку.

Используйте октавы для ориентации и терции для записи данных. И те, и другие экспортируются в формате CSV с указанием частоты дискретизации, окна и взвешивания в заголовке, потому что столбец уровней без них становится нечитаемым уже через полгода.

Сеанс измерения

Под любым активным окном просмотра анализатор может запускать сеанс по таймеру и выводить отчет по шести показателям.

Leq это среднее значение энергии за сессию — единственное число, которое представляет весь период. Lmax и Lmin ограничил его. L10, L50 и L90 это уровни, превышаемые в течение одной десятой, половины и девяти десятых времени, а разрыв между L10 и L90 показывает, насколько изменчивым был шум: широкий разрыв означает событий, а узкий диапазон означает стабильный источник.

Последние три показателя — это цифры, которые приводятся в оценках шума, именно поэтому они представлены здесь, а не прибережены для платного уровня. Тридцати секунд достаточно для стабильного источника; пять минут подходят для офиса или машинного зала; пятнадцать — это длина экологических изысканий, которая обычно указывается.

Размер БПФ и сглаживание

Длина окна — это компромисс, и не существует настройки, которая была бы идеальна с обеих сторон этого вопроса. Длинное окно обеспечивает высокое частотное разрешение, но размывает время, поэтому гул 50 Гц чисто отделяется от 60 Гц, но хлопок дверью размывается. Короткое окно дает обратный эффект.

Значение по умолчанию находится посередине. Сдвигайте его вверх, когда ловите определенный тон, и вниз, когда наблюдаете за изменениями. Сглаживание (Smoothing) — это только настройка отображения — оно стабилизирует изображение между кадрами и не затрагивает измерения показатели сессии.

Отличие микрофона от помещения

Кое-что из того, что вы видите, отсутствует в комнате. Микрофон устройства создает свои собственные шум, и в спектре он имеет узнаваемую форму: широкое шипение, нарастающее к верхней части диапазона без какой-либо структуры, находящееся на том уровне, который соответствует порогу входного сигнала.

Способ разделить эти два явления — посмотреть на то, что меняется. Закройте микрофон рукой или унесите устройство в более тихое место, и следите за тем, какие части кривой перемещаются. Все, что падает, было шумом комнаты. Все, что остается неподвижным, — это само устройство, и сколько бы вы на него ни смотрели, это не станет измерением чего-либо еще.

Именно поэтому данные из очень тихой комнаты труднее всего интерпретировать на этой странице: ниже собственного порога входа рисовать больше нечего, и кривая уходит в аппаратное ограничение, а не в тишину.

Какую кривую анализировать

Кнопки A, C и Z здесь выполняют те же функции, что и на измерителе, но применяются к каждой частоте, а не сводятся к одному числу, что является наиболее наглядным местом на сайт, чтобы увидеть, что на самом деле представляет собой кривая взвешивания: переключитесь с A на C и смотри, как возвращается бас.

Используйте Z, когда вам нужен сигнал в том виде, в котором он поступил, что обычно является правильным выбором для охоты на гул — A-взвешивание разработано специально для того, чтобы не учитывать именно те низкие частоты, на которых живет гул. Используйте A, когда вам нужна кривая, соответствующая показателям, публикуемым агентствами здравоохранения. Разница между ними изложена ниже дБА против дБК.

Чего намеренно не делает эта страница

Она по-прежнему не указывает абсолютных значений на оси уровней графика по той же причине, изложенной выше. Ось частот размечена, так как частота — это числовое значение FFT на самом деле знает. Значение dBFS на панели сигналов — это единственный абсолютный показатель здесь, и он абсолютен относительно входа, а не помещения.

Он не воспринимает Mid и Side как акустическую картину помещения и не будет отрисовывать стереопанораму для монофонического источника. Он не записывает то, что слышит, и не загружает файл вы открываете или сохраняете что-либо после закрытия вкладки.

И он ничего не калибрует. У файла есть уровень относительно полной шкалы, а не уровень в децибелах звука; у вкладки есть то усиление, которое выбрал сайт. таблица децибел — это то место, где существуют опубликованные уровни звука, и измеритель — это источник показаний с указанным диапазоном вокруг них.