Периодические сигналы

Периодические сигналы — это сигналы, которые повторяются через некоторое время. Например, если вы ударите в колокол, он завибрирует и издаст звук. Если вы запишете этот звук и нанесете на график преобразованный сигнал, это будет похоже на рисунок ниже.

Этот сигнал напоминает синусоиду, что означает, что он имеет ту же форму, что и функция тригонометрического синуса.

На рисунке видно, что этот сигнал периодический. Для иллюстрации выбран участок, содержащий три полных периода. Продолжительность каждого периода, составляет около 2,3 мс.

Частота сигнала — это количество периодов в секунду. Единицами измерения частоты являются периоды в секунду или Герцы, сокращенно «Гц». (Строго говоря, количество периодов — безразмерное число, поэтому Герц на самом деле означает «обратная величина секунды»).

Частота этого сигнала составляет около 439 Гц, что немного ниже 440 Гц, что является стандартной высотой настройки для оркестровой музыки. Музыкальное название этой ноты — А, точнее А4. Если вы не знакомы с «научным обозначением высоты звука», числовой суффикс указывает, в какой октаве находится нота. A4 — это нота A (До) четвертой октавы. (http://en.wikipedia.org/wiki/Scientific_pitch_notation).

Камертон генерирует синусоиду, потому что вибрация зубцов — это форма простого гармонического движения. Большинство музыкальных инструментов издают периодические сигналы, но форма этих сигналов не синусоидальная. Например,

На рисунке выше показан отрывок из записи скрипки, играющей струнный квинтет № 5 Боккерини ми, 3-я часть.

Мы снова видим, что сигнал периодический, но форма сигнала более сложная. Форма периодического сигнала называется формой волны. Большинство музыкальных инструментов создают сигналы более сложные, чем синусоида. Форма волны определяет музыкальный тембр, который является нашим восприятием качества звука. Люди обычно воспринимают сложные формы волны как насыщенные, теплые и более интересные, чем синусоиды.