Admin振幅的概念
振动物体离开平衡位置的最大距离叫振动的振幅。振幅在数值上等于最大位移的大小。 振幅是标量,单位用米或厘米表示。
振幅的物理意义,振幅描述了物体振动幅度的大小和振动的强弱。
[编辑本段]周期和频率
全振动:振动质点经过一次全振动后其振动状态又恢复到原来的状态。
强调:“恢复到原来状态”指与原来的位 置、速度、位移、加速度等大小和方向都相同的状态。故振动物体一次全振动所经过的路程为4A 。
周期(T)
物体完成一次全振动经过的时间为一个周期T,其单位为秒。周期是表示质点振动快慢的物理量,周期越长,振动越慢。
频率(f)
一秒钟内振动质点完成的全振动的次数叫振动的频率,其单位为赫(HZ) 。频率也是表示质点振动快慢的物理量,频率越大,振动越快周期和频率的关系或 其单位关系为1Hz=1S-1 固有频率和固有周期简谐运动的振动频率(周期)是由振动物体本身的性质决定的,所以又叫固有频率(固有周期)。
说明:
简谐运动的振动频率(周期)与振动的振幅无关。 对同一振动系统,振动的振幅可以改变,振动的频率(周期)是不变的。
固有频率固有周期是相对于今后要讲的共振中的“策动力频率、策动力周期”而言的。
1、一弹簧振子作简谐振动,周期为T,则:
A.若t时刻和(t+△t)时刻振子运动的位移大小相等,方向相同,则△t一定等于T的整数倍。
B.若t时刻和(t+△t)时刻振子运动速度的大小相等、方向相反,则△t一定等于T/2的整数倍。
C.若△t=T,则在t时刻和(t+△t)时刻振子运动的加速度一定相等。
D.若△t=T/2,则在t时刻和(t+△t)时刻弹簧的长度一定相等。
[编辑本段]振幅调制(AM)
振幅调制,也称幅度调变、调幅,AM(Amplitude modulation),指在调制端使一个较高频的信号的幅度变化与调制信号成一定的函数关系,在解调端进行反调制的调制方式。
实际上所谓的函数关系一般是指正比的关系。这种调制方式的最大好处是调制和解调非常简单,只需要一个二极管和一个电容器即可,当然最大的缺点是失真比较大,同时对干扰比较敏感,相对来说是一种比较古老的技术。不过古老的技术并不说明应用不广泛,目前仍然在很多领域应用,如收音机及航空无线电。同时调幅也有一些改进的技术,如单边带(Single Side Band,又称单旁波带),以及调幅的变种如目前在移动通信广泛使用的多幅度数字调制等。
在音频合成技术实践中,作曲家们力图寻求比加法合成、减法合成更有效率的多种手段,一些合成技术经过发展改进,逐渐成熟,并成为音频合成技术中经较重要的技术手段,这些技术被称作变形合成(Distortion Synthesie)或非线性合成(Nonlinear Synthesis),其具体技术包括声音调制技术、非线性波塑形(Nonlinear Waveshaping)和离散加法法公式(Discrete Summation Formulas)等技术。
所谓声音调制(Modulation),就是通过一个声信号的振幅、频率和相位来修饰(调制)另一个声信号的振幅、频率和相位。被调制信号称作载波体(或叫做载波器,Carrier),调制信号叫做调制体(或叫做调制器Modulator)。
声音调制技术在广播电台声音传播中很早就得以应用。而在计算机音乐声音合成技术中,它人作为一种不可或缺的技术手段起着极为重要的作用。声音调制技术主要包括振幅调制、频率调制两种。下面我们首先介绍振幅调制。
声音的振幅调制,就是通过一个声信号的振幅来修饰另一个声音信号的振幅。振幅调制同样包括两个方面:载波体(Carrier)与调制体(Modulator),载波体提供了整个系统运作的基本频率,调制体本身则以另一种频谱内容与载波体相互作用。
振幅调制技术大致有三种:传统振幅调制(Classical)、环行调制和单边频调制(Single-Sideband)。般振幅调制(AM)更多是指第一种调制手段。而单边频调制在计算机中应用非常少。
在传统振幅调制(AM)中,载波体振荡器带有一个稳定的载波频率fc(carierfrequency),调制体振荡器带有一个调制频率fm(modulation frequency),如果调制信号是一个低频,那么,我们还可听到类似颤音的声音,这种情况一般出现在调制频率低于25hz的情况下。低频调制是产生有意思的声音效果的简便方式,不过,要想制作出真正复杂的声音,我们通常还是更倾心于高频调制。
怎样利用振幅调制来建构一个计算机音乐中的声音合成Instrument。图中两个椭圆形称作单位发生器(Unit Generators),它是一些类似振荡器、混合器、滤波器、包络发生器等软件程序设计,一般都有输入和输出,用来生成或改变数字信号。
两个振荡器,即调制振荡器和载波振荡器,调制体影响载波体的振幅。调制体和载波体都是带有频率、振幅和波形的周期或近似周期的振荡器。
在这个例子中,每个振荡器的波形都是正弦曲线。调制振荡器的振幅与未调制前的载波振荡器振幅有一种比例关系,这种比例用可变的M来表示,叫做调制指数。当调掉指数(M)等于0时,表示没有调制,载波振荡器产生一个不变的正弦曲线振幅(AMP),当调制指数(M)大于0时,载波体会带有一个正弦曲线的包络变化。
我们可以总结:1、调制体的频率影响载波体振幅的变化速率(Rate)。2、调制体的振幅影响载波体振幅的变化深度。3、调制体的波形(或单色)影响载波体振幅的波形变化。
根据调制体的调制指数变化,调制指数又有两极(Dipolar,包括正负两极)和单数(Unipolar,只有正极)之分。图12-3显示了两极、单极调制指数的区别。
当调制指数m等于1时,调制振荡器的振幅与未调制的载波振荡器的振幅持平,这时,就会发生100%的调制。
振幅调制也可以理解为利用两个不同区域频率做相加与相减的计算。当载波和调制波形都是正弦曲线时,AM振幅调制信号的频率会含有三种频率能量(Energy):载波频fc,和两个边频(Sideband)--从fc+fm与fc-fm中获得的边频,在载波频上的振幅不会随着调制指数而变化。但每一个边频的振幅,只是载波振幅的一半,表明这种调制过程将上下边频之间的能量均等分开。
载波体为正弦波1000Hz,调制体为正弦波750Hz,所输出的频率应分别是250Hz、1000Hz、1750Hz。可以看出,边频的振幅只有载波体振幅的一半。
显然,调制体本身所负载的频率并没有在调制后所输出的声音中出现。如若载波体负载着一个正弦波频率,调制体负载一个非正弦波频率(即含有两个以上泛音结构),那么,调制体的非正弦波结构内的每个泛音应视为独立的调制个体,每个泛音都可以调制发音体负载的声音。
振幅调制,输入的载波体是一个正弦波,调制体是一个非正弦波,在输出中,我们只例出调制体三个谐波分音在调制过程中频率的变化,但已经很复杂了。
如果发音体与调制体都负载非正弦波频率,发音体本身就已经含有多个泛音结构,加上调制体也含有多个泛音结构,因此,所调制出来的边际频率就会显得更加丰富。
而且,调制了的信号还可以制作下一个信号。我们可以用两个或者更多的振荡器(或任何产生信号的媒介),将这些振荡器的输出信号加以结合,从而形成比较复杂的振幅调制合成技术。
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