Interferentie bij schommelend faseverschil

[Bartjes]

Hiervan ga je 10 tegen 1 nergens iets vinden. Het is echter eenvoudig te programmeren in dingen zoals matlab (2 à 3 regels code). Ik weet dat het ook in Java niet zo moeilijk is.

Zie:

Je hebt geen 'last' van beats wanneer je

\(\omega'\)

voldoende klein neemt en de simulatietijd zoals aangegeven. Je bekomt gewoon exact wat je vraagt.

Dat is mooi! Zo, en nu is het de hoogste tijd!

[Bartjes]

Wellicht kunnen we ook onhoorbare zwevingen gebruiken.

Na wat experimenteren met de gevonden programmatjes betwijfel ik of er wel onhoorbare zwevingen bestaan. Of we horen een tremolo-effect, of een disharmonisch bijgeluid, of extra tonen. Wie weet hier meer van?

[317070]

Na wat experimenteren met de gevonden programmatjes betwijfel ik of er wel onhoorbare zwevingen bestaan. Of we horen een tremolo-effect, of een disharmonisch bijgeluid, of extra tonen. Wie weet hier meer van?

Wat versta je onder onhoorbare zwevingen? Als de zwevingen traag gaan, moet je lang wachten op de zweving, als ze te snel gaan, maken onze oren gewoon onderscheid tussen de 2 tonen...

Onze oren kunnen geen onderscheid maken tussen de tonen bij de zweving, omdat we niet echt in het frequentiedomein horen, maar eerder ergens tussen het tijd- en frequentiedomein in. Hierdoor krijgen we geen mooie piek op een bepaalde frequentie als er maar 1 frequentie aanwezig is, zoals in de FT. De 2 tonen zijn daardoor niet meer onderscheidbaar van elkaar. Het fenomeen noemt frequentielek (in de signaalanalyse, niet in de geneeskunde :eusa_whistle: ).

Zie ook bijvoorbeeld Short time fourier transform

[Bartjes]

Wat versta je onder onhoorbare zwevingen? Als de zwevingen traag gaan, moet je lang wachten op de zweving, als ze te snel gaan, maken onze oren gewoon onderscheid tussen de 2 tonen...

Voor zwevingen zie:

http://en.wikipedia.org/wiki/Beat_(acoustics)

Nu kan je je voorstellen dat er tonen zijn met frequenties f₁ en f₂ zodanig dat het menselijk gehoor (afgezien van de geluidssterktes) geen onderscheid kan maken tussen een zuivere toon met frequentie ½ . (f₁ + f₂) en het somsignaal van de twee tonen met frequenties f₁ en f₂.

Als de zweving zeer traag is hoor je inderdaad zelfs geen tremolo, maar een langzaam veranderende amplitude. Bij snellere zweving wordt dat een tremolo. Ik ging er vanuit dat deze tremolo uiteindelijk zo snel zou worden dat men een soort van gemiddeld geluidsniveau zou horen. Om dat door het menselijk gehoor bepaalde gemiddelde was het mij te doen. Voor zwevingen met een hoge snelheid krijg je extra tonen. In het tussenliggende frequentiegebied waarin ik mijn proefje wilde doen hoor ik echter bij gebruik van de programmatjes een akelig disharmonisch bijgeluid. Dat maakt het vergelijken van de ervaren geluidssterkte van het somgeluid met de geluidssterktes van de samenstellende tonen nogal lastig. Ik vrees daarom dat mijn opzet in het water valt.

Is de bedoeling enigszins duidelijk?

[317070]

Ik denk het wel, maar wat je wil doen is inderdaad onmogelijk, als je zo snel de amplitude wil veranderen, creëer je enkel nieuwe hoorbare frequenties, hence het disharmonisch geluid :eusa_whistle:

Misschien dat het wel mogelijk is als je gewoon i.p.v. een sinusoidale 'envelope' te gebruiken, je een blokjes 'envelope' gebruikt... (en ik dacht eigenlijk eerst dat je dit van plan was.)

[Bartjes]

Ik denk het wel, maar wat je wil doen is inderdaad onmogelijk, als je zo snel de amplitude wil veranderen, creëer je enkel nieuwe hoorbare frequenties, hence het disharmonisch geluid :eusa_whistle:

Juist.

Misschien dat het wel mogelijk is als je gewoon i.p.v. een sinusoidale 'envelope' te gebruiken, je een blokjes 'envelope' gebruikt... (en ik dacht eigenlijk eerst dat je dit van plan was.)

Dat was ook zo. Maar de opzet via zwevingen leek vervolgens eleganter, en makkelijker te realiseren. Ik zal nog wat experimenteren, maar ik vrees dat "blokjes" nog meer storende frequenties gaan opleveren.

Waarschijnlijk hebben we een heel andere opzet nodig om te bepalen hoe het gehoor geluidssterktes middelt.

[eendavid]

Ah, nu is het opzet voor mij pas duidelijk, excuses voor de slechte tips van mijn kant. Blokjes lijken mij dan de enige hoop, maar het is een weinig solide 'experimentopbouw'. Je kan natuurlijk gaan discussiëren over hoe de conclusies van iets dergelijks zich verhouden tot de conclusies van het andere topic, maar ik begrijp dat je daar voorlopig niet naar vraagt.

[Bartjes]

Ah, nu is het opzet voor mij pas duidelijk, excuses voor de slechte tips van mijn kant. Blokjes lijken mij dan de enige hoop, maar het is een weinig solide 'experimentopbouw'.

Ik zie dit onderzoekje als een spannend avontuur. Daar hoort bij dat je zo nu en dan op dwaalwegen belandt. Of we er uiteindelijk uit komen of niet, ik steek er in ieder geval heel veel van op. Ik streef naar een opzet met overduidelijk hoorbare resultaten. Anders moet je de resultaten inderdaad al snel statistisch gaan bewerken, en krijg je problemen met blindering e.d. Dat gaat allemaal veel te ver.

Je kan natuurlijk gaan discussiëren over hoe de conclusies van iets dergelijks zich verhouden tot de conclusies van het andere topic, maar ik begrijp dat je daar voorlopig niet naar vraagt.

In dat geval lopen we het gevaar dat de eerdere onderlinge misverstanden terugkeren. Ik heb mijn theoretische benadering uit het andere topic al wel in klad uitgewerkt. Uiteindelijk wil ik deze in het forum Theorieontwikkeling plaatsen. Maar daar wil ik nog even mee wachten: ik heb niet de tijd en energie om alles tegelijk aan te pakken. De theorie is in ieder geval van toepassing op mijn in het andere topic beschreven experimentje. Dus het is een in principe toetsbare theorie. Of de toepasbaarheid nog verder gaat, weet ik nog niet.

[Schwartz]

Bij een synthesizer zoals de Arturia Arp2600 kan men ook het een en ander doen.

Het veranderen van de phase is ook het introduceren van frequenties.

Het plots laten veranderen van de phase betekent een blokgolf die men zal horen.

Men kan voor het horen van phase 1 of phase 2 snel achter elkaar een ringmdoulator nemen die men aanstuurt met een blokgolf.

[Schwartz]

RIngmodulator werkt niet...

er zit op de arturia een switch die men kan aansturen met een blokgolf zodat men direkt kan schakelen tussen twee inputs.

Als men dan een gelijke freq neemt waarvan ene uit phase zal lopen bekomt men goed hoorbare resultaten.

[Bartjes]

@ Schwartz

Dank voor de tips. Helaas zoek ik juist een manier om de effecten van het verspringen of veranderen in faseverschil onhoorbaar te maken. Ik wil wel het somsignaal bij verschillende faseverschillen (of een signaal met daarmee overeenkomstige amplitude en frequentie) horen, maar niet de bijgeluiden van de verandering van de ene naar de andere situatie. - Waarschijnlijk is dat een onhaalbaar streven.

Ik heb met Audacity een paar experimentjes met blokvormige amplitudemodulatie gedaan, maar ook daarbij heb je weer die hinderlijke bijgeluiden. Is het ook jouw ervaring dat je die bijgeluiden met een blokgolf als modulatie evenmin weg krijgt?

Wat ik mij verder nog afvraag is of je hier op het Wetenschapsforum geluidsfragmentjes kan laten horen.

[317070]

Dank voor de tips. Helaas zoek ik juist een manier om de effecten van het verspringen of veranderen in faseverschil onhoorbaar te maken. Ik wil wel het somsignaal bij verschillende faseverschillen (of een signaal met daarmee overeenkomstige amplitude en frequentie) horen, maar niet de bijgeluiden van de verandering van de ene naar de andere situatie. - Waarschijnlijk is dat een onhaalbaar streven.

Het is mogelijk hoor :eusa_whistle: de truc is om de overgang met zoveel mogelijk continue afgeleiden te doen, dan sterven de bijkomende frequenties snel uit.

Zuivere modulatie met een blokgolf zorgt voor een convolutie van je frequentie met een sinc-golf, dit wil zeggen, frequenties die met de eerste orde afnemen.

Je moet eens proberen of je niet op de top van een sinus kunt overschakelen op een sinus van een andere amplitude, dan zijn er al 2 afgeleiden continu en nemen de bijkomende frequenties af met 3e orde. De 2e sinus zal dan wel niet meer als gemiddelde nul hebben, maar zolang je niet overdrijft is dat geen probleem. Je zou ook de 2e sinus zijn gemiddelde zeer traag naar nul kunnen laten gaan, zodat die extra frequentie subsoon wordt.

Volgens mij zou je dan nauwelijks met hoorbaar resultaat van de verspringing zitten, de frequenties zitten allemaal te laag of onder het ruisniveau. Het is dan weer iets moeilijker te implementeren (hoewel het in matlab wel snel zou lukken).

[Bartjes]

@ 317070

Zoiets? f(t) =

cos(2*pi*400*t) * 1/2 * (abs(sin(pi*400*t)) - sin(pi*400*t) + 0.00000001)/(abs(sin(pi*400*t)) + 0.00000001) + (1/2 * cos(2*pi*400*t) + 1/2) * 1/2 * (abs(sin(pi*400*t + pi)) - sin(pi*400*t + pi) + 0.00000001)/(abs(sin(pi*400*t + pi)) + 0.00000001) - 1/4

Hier in te vullen:

http://qbx6.ltu.edu/s_schneider/physlets/main/beats.shtml

Het klinkt in ieder geval al een stuk beter. :eusa_whistle:

[Bartjes]

Door de discussie in een ander topic ben ik nieuwsgierig geworden hoe het somgeluid van twee tonen met gelijke amplitude en frequentie, maar met een willekeurig schommelend faseverschil, nu eigenlijk klinkt. Daarbij wil ik het somgeluid vergelijken met de twee samenstellende geluiden.

Inmiddels hebben we kunnen horen hoe het klinkt. Mijn voorlopige conclusie is dat het somgeluid duidelijk anders klinkt dan de samenstellende tonen. (Wel is het verschil in klank flink te verkleinen m.b.v. de truc van 317070.) Het ging mij hier vooral om het vergelijken van de ervaren geluidssterktes. Hierbij gaat het om betrekkelijk kleine verschillen. Door de duidelijk verschillende klank van de te vergelijken geluiden, zijn die helaas niet goed vast te stellen.

Ik beschouw deze benadering daarom als onuitvoerbaar. Een volgend idee voor een proefje is al in de maak, maar dat past beter in een nieuw topic. (Het zal meer dan we hier gedaan hebben de nadruk leggen op het aspect van de willekeurigheid.) Tenzij er nog iemand met een verlossend idee komt...