拍频计算器
计算两个频率相互干涉产生的拍频、平均载波频率及相邻拍之间的时间。
波的频率
输入两个以赫兹为单位的频率,计算可听见或可测量的干涉拍频。
关于拍频
当两个频率接近的波叠加时,会出现拍频。两者的波峰有时相互增强,有时相互抵消,使合成振幅周期性地增大和减小。对于声音,这种调制听起来像规律的脉动或拍音。脉动频率等于两个源频率之差的绝对值,因此440赫兹与442赫兹的波每秒产生两拍。
计算器还会给出两个频率的平均值。在描述叠加的三角函数表达式中,快速振荡发生在该平均频率附近,而较慢的包络控制其振幅。拍周期是拍频的倒数。因此,两赫兹的拍每半秒回到振幅周期的同一相位。如果两个频率相同,频差为零:它们仍会根据相位关系相互增强,但没有重复的拍包络,也没有有限的拍周期。
音乐家会利用拍音调音。当参考音与乐器音接近但不相等时,随着乐器音接近参考音,脉动会变慢。拍频可以反映偏差的大小,但仅凭频差无法判断哪个声源偏高或偏低。你必须先知道调整方向,或分别测量各自频率。钢琴调音可能涉及有意设置的音程拍频及伸缩调律,因此同频同度音只是其中一种应用。
同样的原理也存在于可听声学之外。无线电接收机混频以产生中间差频,光学外差系统检测极小的频率偏移,耦合机械振子则可按类似拍的模式交换能量。简单的绝对差值公式假定正弦分量稳定且线性叠加。宽频谱、快速变化的音高、强非线性或多个同时存在的频率,可能产生更复杂的包络。
人通常只有在频率间隔较小时才能感知清晰的拍。间隔增大后,单一脉动声可能逐渐变成粗糙感,再变成两个分离的音,阈值因频率和听者而异。本计算器只进行波的数学计算,不保证拍一定可听见。请使用单位相同的测量频率,将计算值与实验或调音需求比较,并在生成测试音时避免不安全的声级。
拍频示例
以下频率组合展示调音拍、较快调制及零频差情况。
| 输入频率 | 计算结果 | 说明 |
|---|---|---|
| 440 Hz和442 Hz | 拍频2 Hz;平均441 Hz;周期0.5 s | 听者每秒听到约两次振幅脉动。 |
| 256 Hz和261 Hz | 拍频5 Hz;平均258.5 Hz;周期0.2 s | 较大的频差产生变化更快的调制包络。 |
| 1,000 Hz和1,000 Hz | 拍频0 Hz;平均1,000 Hz;无有限周期 | 相同且稳定的频率不会在同相与反相之间漂移。 |
如何使用拍频计算器
- 测量或确定第一个波的频率,单位为赫兹。
- 使用相同单位和测量基准输入第二个频率。
- 选择“计算拍频”,求出频差绝对值和平均值。
- 使用拍频倒数得到的周期,确定连续振幅包络峰值之间的时间。
拍频计算器常见问题
拍频的公式是什么?
拍频等于第一个频率减去第二个频率的绝对值。取绝对值后,结果不会因输入顺序而变成负数。
拍频能判断哪个音偏高吗?
不能,频差只表示偏差的大小。需要已知参考音或分别测量频率,才能确定哪个声源更高。
两个频率相等时会怎样?
拍频为零,包络不会按有限的时间间隔重复。相对相位仍可使合成振幅增强或减弱。
为什么频率相差很大的音听起来不像拍?
耳朵会以不同方式分辨较大的频差,常听成粗糙感或两个独立音高。即使不再感知为缓慢拍动,数学上的频差仍然存在。
拍只存在于声波中吗?
不是。任何能够相互叠加的相容波都可能产生差频现象。无线电、光学和机械系统都使用相关的干涉原理。