Vad betyder det att en signal innehåller frekvenser?

[bomellberg]

Vad är en signal?

/ B

En överföring av information från en punkt till en annan.

Information om vadå?
Och hur mycket information kan man överföra till en punkt? Jmf änglar som dansar på en nålspets.

Något man medvetet bestämmer i förväg och som förhoppningsvis framgår av sammanhanget. En avgränsning.

Välkommen tillbaka, Flint!

[Nattlorden]

Nu tillhör jag ju dem som läst Fourier, men jag undrar ändå om man inte som "okunnig" skulle kunna tänka sig en musiksignal som en kontinuerligt varierande frekvens.... typ att "någon frekvens finns det säkert som passar till just denna lilla biten på musiksignalskurvan i varje ögonblick".

[-Martin-]

Sedan tycker jag att det gamla amerikanska sättet att skriva frekvens på är bra d v s cps = cycles per second. Cykler per sekund. Cykler är intressant eftersom det ligger i ordets natur att vara cykliskt d v s repeterande eller återkommande med en viss periodicitet.

Håller inte med. Jag tycker faktiskt Hz är bättre, dvs svängningar per sekund. När man skriver cykler har jag svårt att se "amplitudförändringen" i själva ordet. Tycker jag.

(Sorry OT kanske)

[Harryup]

Blir det verkligen vitt brus? Inte rosa?

mvh/Harryup

[Flint]

bomellberg
Tack!

[n3mmr]

Vad vill du egentligen, Svante? Få in ett gäng felaktiga teorier att rätta?

Nej, jag tror att det finns flera sätt att förstå, uppenbarligen finns det något väldigt intuitivt i synsättet med frekvenser som gör att man klarar sig utan Fouriertransformen.

Jag skulle vilja förstå de andra sätten.

Hmm.

Jag är inte övertygad om att du har rätt: jag tror inte att det finns ett intuitivt synsätt kring frekvenser. Frekvenser är ett ganska nytt begrepp, säg något eller några hundra år gammalt.

[Almen]

Stora grejen är väl att inse skillnaden på A(t) och A(ω) (eller A(f)).

[petersteindl]

Och vad händer när de finns samtidigt?

Det där sista är ju spännande. Hur låter det? Som brus kanske?

Så, nu har jag poppat klart. Har du en gitarr i närheten? I så fall kan du knäppa på strängarna. Då råder jag att knäppa på en av strängarna på den ungefärliga position som man brukar knäppa d v s i närheten av resonanshålet. Sedan kan du knäppa på samma sträng exakt på strängens mittpunkt. Då gäller det att vara noggrann så att det är på mittpunkten. Då kan du lyssna på skillnaden i klang. Vad tror du det blir för fysikalisk skillnad? Det rör sig inte om brus. Vad jag tror de flesta känner till att det rör sig om harmoniska övertoner och att de skiljer sig åt mellan båda fallen, men hur? Sedan tycker jag att det gamla amerikanska sättet att skriva frekvens på är bra d v s cps = cycles per second. Cykler per sekund. Cykler är intressant eftersom det ligger i ordets natur att vara cykliskt d v s repeterande eller återkommande med en viss periodicitet.

MvH
Peter

Tag samtliga frekvenser mellan (tex) 0 och 20000 Hz. Överlagra dessa på varandra till en gemensam signal. Då menar jag SAMTLIGA, inte några enstaka som du är inne på. Tex mellan 0 och 1 Hz finns det oändligt med frekvenser.

Vad blir det för slutsignal av denna integral?

Knäppa på gitarr får du göra själv...

Integrerar du samtliga frekvenser och de är slumpmässiga i fas så blir det brus.

Blir det verkligen vitt brus? Inte rosa?

mvh/Harryup

@ Harryup. Är frekvenserna med konstant amplitud och lika fördelade i frekvens på en linjär skala fås det man kallar för vitt brus. Anledningen är denna: Mellan 0-20 kHz är mittpunkten 10 kHz på en linjär skala. Har du 20 tusen kronor och ger bort hälften till mig så har du 10 tusen kronor kvar och jag har lika mycket d v s 10 tusen kronor. På en vågskål väger det lika tungt. Det betyder att energin mellan 10 kHz och 20 kHz är lika stor som energin mellan 0 och 10 kHz. Det blir alltså kraftigt betonat mot höga frekvenser då man lyssnar på vitt brus.

@ Bo Mellberg: Normalt sett så består musik av harmoniska toner som uppstår som harmoniska svängningar på grund av mekaniska vibrationer. Eftersom jag är mest intresserad av musik så är svängningar med harmoniska deltoner mest intressanta för min del.

Jag vet inte vad Svante är ute efter att illustrera, men om man gör en FFT på vitt brus så fås väl i princip en rak linje i ett diagram med amplitud på y-axeln och frekvens på x-axeln d v s konstant amplitud och oändligt många frekvenser vars fas är slumpmässiga.

Om frekvenserna istället börjar från noll i samma punkt d v s är låsta till varandra fasmässigt så fås en typ av puls.

Vad gäller gitarren så gav jag bara det som ett litet roligt exempel på att de harmoniska övertonerna som alstras av strängarnas vibration beror på var man sätter plektrumet på strängarna. Det är alltså inte enbart strängens längd som kommer in i bilden för halten av deltonerna.

Knäpper man på en gitarr mitt på strängen så alstras inga jämna deltoner utan endast udda deltoner. Knäpper man där man normalt knäpper så får man både jämna och udda deltoner hos svängningarna på strängen. Knäpper man på strängen där man normalt knäpper och samtidigt vidrör med fingret lätt och kort på mittpunkten av strängen så uppstår inga udda svängningsmoder d v s det återstår endast jämna deltoner och därmed har även strängens grundton d v s första delton effektivt hindrats från att svänga. Man upplever då att den återstående tonen ligger en oktav högre än om man inte hade satt fingret på strängens mitt. Med beröringen hindrar man alltså de deltoner som har en buk i denna punkt. Det kallas för flageolett. Man kan alternera vilka deltoner man vill hindra från att uppstå med sådan spelteknik.

Så, nu skall jag börja läsa alla andra inlägg

MvH
Peter

[Bill50x]

Nej, jag tror att det finns flera sätt att förstå, uppenbarligen finns det något väldigt intuitivt i synsättet med frekvenser som gör att man klarar sig utan Fouriertransformen.

Jag skulle vilja förstå de andra sätten.

För många tekniker är det svårt att förstå att man kan ta till sig huvuddragen utan att förstå exakt alltsammans i detalj. Jag har en kamrat som är extremt duktig inom data (-teknik) och hans synpunkt är att våra största problem att förstå helheten är just att vi vill veta hur det fungerar i detalj. En 10-åring som spelar på nätet kan vara skitduktig men ändå inte bry sig om hur Nätet fungerar.

Frekvenser är det som syns tex i ett oscilloskop. De kan se ut på olika sätt och utan någon kunskap betyder de ingenting. Med liten kunskap kan man se om det klipper, med lite större kunskap kan man se vari denna klippning består. Med ännu större kunskap kan man veta hur man åtgärdar problemet. Om nu klippning är problemet vill säga...

/ B

[petersteindl]

Sedan tycker jag att det gamla amerikanska sättet att skriva frekvens på är bra d v s cps = cycles per second. Cykler per sekund. Cykler är intressant eftersom det ligger i ordets natur att vara cykliskt d v s repeterande eller återkommande med en viss periodicitet.

Håller inte med. Jag tycker faktiskt Hz är bättre, dvs svängningar per sekund. När man skriver cykler har jag svårt att se "amplitudförändringen" i själva ordet. Tycker jag.

(Sorry OT kanske)

Jag menar så här. Antingen skriver man Hz som har enheten 1/s d v s ett per tidsenhet eller också skriver man cps.

Svängningar per sekund lägger jag personligen in i facket för cps och inte i facket för Hz. Svängningar per sekund är ju naturligtvis jättebra, men Hz. Naturligtvis blir det ju så att då man är van att handskas med svängningar per sekund och har vant sig att relatera svängningar till Hz så blir Hz enklare. Men för en nybörjare som inte vet vad Hz står för så kan det te sig lite dunkelt med begreppet ett genom sekund.

Frekvens kan ju mena många olika saker och inom statistiken ser man på frekvens lite annorlunda än inom elektroakustiken. Det är kul att kunna båda.

MvH
Peter

[Almen]

Frekvenser är det som syns tex i ett oscilloskop.

Nej, det här tycker jag är ett exempel på sammanblandning av A(t) och A(f). På ett oscilloskop ser man amplituden som funktion av tiden, och för en någorlunda komplex signal (såsom till exempel musik) ger det väldigt lite information om frekvensinnehållet.

På en spektrumanalysator däremot, ser man frekvensinnehållet i en signal.

[petersteindl]

Man använder ibland spektrogram då man vill se det relativa frekvensinnehållet vid olika tidsögonblick på ett ljudförlopp i tiden.



För de som är vana vid den typen av diagram och vet om det rör sig om tal kan nog pricka in var konsonanter och vokaler är någonstans.

MvH
Peter

[Ragnwald]

Kom att tänka på MasVis.

[MichaelG]

Vad vill du egentligen, Svante? Få in ett gäng felaktiga teorier att rätta?

Nej, jag tror att det finns flera sätt att förstå, uppenbarligen finns det något väldigt intuitivt i synsättet med frekvenser som gör att man klarar sig utan Fouriertransformen.

Jag skulle vilja förstå de andra sätten.

OK, här kommer ett annat sätt. (Med en MYCKET vid tolkning av ordet "förstå".)

Jag tänker mig "ljud" som förändringar av lufttrycket. Luften består då (tänker jag mig) av massa molekyler som är i rörelse och när vissa molekyler sätts i snabbar rörelse än resten av "gänget" uppstår ljud. Ju snabbare rörelse jämfört med resten - desto högre frekvens och därmet "ljusare" ton. Här tänker jag litet grand som när man släpper en sten i vatten och hur den tränger undan vatten som bildar "ringar på vattnet". Dessa ringar ska då motsvara ljudvågorna - dvs luftmolekylerna som trycks iväg snabbar än resten av luften. Om luftmolekyler samtidigt trycks iväg med olika hastigheter - olika frekvenser - så blir det olika toner samtidigt.

Bilden är inte fullständigt knivskarp för mig, men det är så jag tänker mig hur "ljud går till".

Hälsn. Michael

[Ragnwald]

Men en sten i vattnet är ju att likna vid olika stark likström?

[celef]

jag förstår inte alls frågan, räcker det inte med att höra och sedan resonera kring det?

[paa]

Om överföringen är linjär (utan distorsion) så passerar väl alla frekvenser utan att påverkas av varandra, men om det introduceras dist så börjar det hända saker. Ungefär så tror jag det är.

Ja, fast detta handlar ju om linjäritet och inte om frekvenserna. Vad innebär det att det finns olika frekvenser? Samtidigt?

Jo, men man kan väl inte prata om linjäritet utan frekvenser?

[bomellberg]

Man använder ibland spektrogram då man vill se det relativa frekvensinnehållet vid olika tidsögonblick på ett ljudförlopp i tiden.



För de som är vana vid den typen av diagram och vet om det rör sig om tal kan nog pricka in var konsonanter och vokaler är någonstans.

MvH
Peter

Jag kan tom se att det är en man som säger "Wikipedia", med svenskt uttal. "Wicki ppeeedija"

[petersteindl]

Precis. Bilden finns här http://sv.wikipedia.org/wiki/Spektrografi

Jag är dålig på att läsa den typen av diagram. Det är väl Svantes område

Om man istället tittar på ett spektrogram från en violin som spelar så kan det se ut så här.



Då ser man ju ganska klart att det rör sig om deltoner d v s diskreta frekvenser som finns i jämna intervall på frekvensaxeln. Det ser rätt kul ut

MvH
Peter

[paa]

På ett ställe som jag jobbade på förut så kunde dom säga:
"frekvensen var lite klen, så vi måste byta till en större"
(Det betydde att frekvensomriktaren var underdimensionerad.)

[Svante]

Man använder ibland spektrogram då man vill se det relativa frekvensinnehållet vid olika tidsögonblick på ett ljudförlopp i tiden.



För de som är vana vid den typen av diagram och vet om det rör sig om tal kan nog pricka in var konsonanter och vokaler är någonstans.

MvH
Peter

Jag kan tom se att det är en man som säger "Wikipedia", med svenskt uttal. "Wicki ppeeedija"

Aha! Jag hade tänkt föreslå nonsensordet "mimimia". Det måste iaf var "i:n" hela vägen, typ vikipidja

[petersteindl]

Svante, hur tror du ett spectrogram skulle se ut på detta?

http://www.youtube.com/watch?v=5QUmvXDFZOc&feature=related

MvH
Peter

[Flint]

Tom Lehrer - The Elements

[conny_a]

Peter Hackman sade en gång:

"Byt bas och se bättre!"

Det var Linjär Algebra. På LiTH.

Med lite våld på matematiken så ser jag på fouriertransformen
på samma sätt.

Frekvenser är bara ett sätt att se en signal på ett annat sätt och kanske
få en aha-upplevelse. Jaha, är det så det ser ut när man adderar två
sinussignaler ... det blir två staplar i "frekvensplanet". Ett kaos i tidplanet
blir till en ordning i frekvensplanet. Jaha, är det så att det blir tre
frekvenser när man multiplicerar två sinussignaler ... ojdå.

Men det är viktigt att vara medveten om förutsättningarna för att en
"transformering" ska vara giltig. I teorin gäller att signalen är oändligt
lång och ev periodisk. Hur många ljud är på det viset i verkligheten? Inga
alls. Det innebär inte att man inte kan transformera - det är bara viktigt
att förstå vad man gör avkall på när man transformerar ...

[n3mmr]

Ni pratar ju om annat..

Om jag ska försöka beskriva vad jag tänker när någon säger att "det här ljudet innehåller många frekvenser" är det närmaste "undrar om man kan psykologiskt/neurologiskt filtrera ut och känna direkt vilka toner det är??"
DVS jag har den bild som min första duktiga fysiklärare gav mig.

[Svante]

Ni pratar ju om annat..

Om jag ska försöka beskriva vad jag tänker när någon säger att "det här ljudet innehåller många frekvenser" är det närmaste "undrar om man kan psykologiskt/neurologiskt filtrera ut och känna direkt vilka toner det är??"
DVS jag har den bild som min första duktiga fysiklärare gav mig.

Den där hade jag väntat mig som svar nummer ett på ett hififorum. Undrar om det beror på att jag skrev "signal" i stället för ljud i frågan.

[conny_a]

Jag gjorde en del experiment för längre sedan med att kombinera sinustoner och spela upp dem. Det blev inte alls som jag föreställde mig det hela. Det var rätt kul ändå.

Det är svårt att säga att det här ljudet innehåller de här frekvenserna ... om man inte vet förstås. Vilka frekvenser innehåller ett gitarranslag? I början av anslaget - i mitten - i slutet ?

Varför skulle människans öra vara konstruerat att uppfatta hur ett frekvensspektrum ser ut? Oväsentligt i djungeln eller på savannen. Där gäller bara ljud av typen "raoorrrr", "ppsssssszzzz" eller "krackel (åska)" med mera.

Hur ska man förklara något som är "virtuellt", dvs inte existerar naturligt i omgivningen? Man för väl släpa in en spektrumanalysator i klassrummet och be alla elever att ta med varsitt instrument - triangel, gitarr, trumma ... ölburk eller vad som helst som låter ...

[petersteindl]

Jag gjorde en del experiment för längre sedan med att kombinera sinustoner och spela upp dem. Det blev inte alls som jag föreställde mig det hela. Det var rätt kul ändå.

Det är svårt att säga att det här ljudet innehåller de här frekvenserna ... om man inte vet förstås. Vilka frekvenser innehåller ett gitarranslag? I början av anslaget - i mitten - i slutet ?

Varför skulle människans öra vara konstruerat att uppfatta hur ett frekvensspektrum ser ut? Oväsentligt i djungeln eller på savannen. Där gäller bara ljud av typen "raoorrrr", "ppsssssszzzz" eller "krackel (åska)" med mera.

Hur ska man förklara något som är "virtuellt", dvs inte existerar naturligt i omgivningen? Man för väl släpa in en spektrumanalysator i klassrummet och be alla elever att ta med varsitt instrument - triangel, gitarr, trumma ... ölburk eller vad som helst som låter ...

Hörseln är specialkonstruerat för att kunna uppfatta tonhöjd. Det är troligtvis den viktigaste delen av hörselns funktion. Det börjar i innerörat och fortsätter i hela nervsystemet. det är en klart definierad systematik. Det är en ordning på nervernas inbördes läge som bibehålls genom hela nersystemet och denna ordning kallas tonotopisk organisation.

De läten du redogör för bygger på harmoniska svängningar. Åskan vet jag inte hur den uppkommer och vad som karakteriserar den men det är en form av urladdning under bråkdel av sekund i form av en blixt som värmer luften och luften blir joniserad. Det är allt jag vet. Det borde vara en slags bredfrekvent impuls nära urladdningen. Jag har inte studerat åska ännu.

Men igenkännande av sin moders röst är en viktig del hos bebisar och barn och igenkännande av röster tar en stor del av hjärnans kapacitet och är en viktig del i människans liv.

Sedan är det så att titta på svängningar hos instrument och lyssna på dessa är jätteroligt tycker jag.

En gitarr t.ex. kan ge många olika toner där det kan vara både udda och jämna deltoner, men även endast jämna deltoner eller endast udda deltoner, beroende på hur man knäpper på strängarna. Det låter helt olika men ändå som samma gitarr. Filtrerar man bort de transienta förloppen så blir det mycket svårt att höra att det är från en gitarr. Det är alltså viktigt att transienter inte förvanskas om man vill lyssna på musik och lätt kunna urskilja instrumenten från varandra.

MvH
Peter

[phon]

Vad betyder det att en signal innehåller frekvenser?

Frekvens?
Ja, det är väl det där sinussvepet.

Signal?
Den uppstår när man kör massor av sinussvep samtidigt.

Information?
Det är när man har lyckats koda på nån yttre variation på sinussvepen.

Vad händer när allt finns samtidigt?
I bästa fall blir det musik, annars blir det melodifestival.

Fourirtransformator?
Det är en sån som sitter mellan anoderna i Flints förstärkare.

Tror jag. Det är i vart fall det jag kommer ihåg från HÖK.

[paa]

Hörseln är specialkonstruerat för att kunna uppfatta tonhöjd. Det är troligtvis den viktigaste delen av hörselns funktion. Det börjar i innerörat och fortsätter i hela nervsystemet. det är en klart definierad systematik. Det är en ordning på nervernas inbördes läge som bibehålls genom hela nersystemet och denna ordning kallas tonotopisk organisation.
MvH
Peter

Om man är tondöv, är det fel på den tonotropiska organisationen då?