音频信号之基波与谐波
- 在复杂的周期性振荡中,包含基波和谐波:
- 和该振荡最长周期相等的正弦波分量称为基波(比如中国家庭用电,220v,50hz,50hz的正弦震荡即为基波,但因为家庭用电的复杂性,比如大功率家用电器的突然开启,会拉低电压的赋值,对电压产生污染,产生谐波)。相应于这个周期的频率称为基本频率,也就是说周期最大(频率最小)且幅度最大的那个就是基波。
- 频率等于基本频率的整倍数的正弦波分量称为谐波。
- 由傅里叶级数可知任何周期信号可以分解为:
a0+a1cosw0t+a2cosw0t+......+b1sinw0t+b2sinw0t+......
的形式。
-
a0
为直流分量(0次谐波)。 - 基波(一次谐波):其频率是信号的主要频率(基频),在音频中,它是一个声音中最低得频率,基波决定了声音的音调。
- 谐波:其频率比信号的主要频率高,如基频为50Mhz(一次谐波的频率),则谐波出现在100Mhz,150Mhz…(基频的整数倍),音频中,谐波的作用就是美化声音赋予色彩。
- 正常情况下,音频的系统的输入和输出都是交流信号,不存在直流分量。有时系统的输出出现了直流分量。这时便可以认为发生了直流偏置。
常用各乐器人声基谐波参考范围【单位:Hz】
- 男高音:基波131-494、谐波1k-12k
- 中高音:基波175-698、谐波2k-12k
- 女高音:基波247-1175、谐波2k-12k
- 低音人声:基波28-4196、谐波1k-12k
- 钢琴:基波28-4196、谐波5k-8k
- 电吉他:基波82-1319、谐波1k-15k
- 原声吉他:基波82-988、谐波1.5k-15k
- 电贝司:基波41-294、谐波0.7k-7k
- 原声贝司:基波41-294、谐波0.7k-5k
- 大提琴:基波65-698、谐波1k-6.5k
- 中提琴:基波131-1175、谐波2k-8/5k
- 小提琴:基波196-3136、谐波4k-15k
- 底鼓:基波30-147、谐波1k-6k
- 军鼓:基波100-200、谐波1k-20k
- 镲片:基波300-587、谐波1k-15k
- 长笛:基波261-2349、谐波3k-8k
- 双簧管:基波261-1568、谐波2k-12k
- 单簧管:基波261-1568、谐波2k-10k
- 巴松管:基波62-587、谐波1k-7k
- 小号:基波165-988、谐波1k-7.5k
- 圆号:基波87-880、谐波1k-6k
- 长号:基波73-587、谐波1k-7.5k
- 大号:基波49-587、谐波1k-4k