如圖所示,同樣頻率下,我能聽到方波的聲音,但是聽不到正弦波的聲音。

把錄音文件導入au里看一下頻譜,這就發現問題了

左邊是正弦波,右邊是方波,顯然方波低頻部分有很多條譜線

然後我把錄音筆的採樣頻率調到最高,電腦輸出也調至相同採樣率

然後再次測試的結果如下

右邊的方波也就剩19k一條譜線了,此時戴上耳機也聽不到19000Hz的方波了。由於96K採樣率最高支持48KHz的聲波,所以沒有諧波是正常的

為了驗證,我把頻率降到15K再測了一遍

果然方波的45KHz的諧波也出現了,所以結論就是電腦默認的48000Hz採樣率相對於19000Hz的方波來說太低

時隔一天更新一下,各位,我在沒有改變任何設置的情況下又能聽到19KHz的方波了

這次聽到的聲音和之前用48KHz採樣率時聽到的聲音還不一樣。。。

然後我測了一下以1KHz為步進變化頻率時的頻譜圖

一些相對低頻的方波也出現了一些奇怪的頻率

再放一張圖,從正常(6KHz)變到不正常(7KHz)時頻譜的變化

可能明天再測一下又變得不一樣,我是解釋不了這個現象,這已經變成一個玄學問題


因為tone generator的方波是錯的,有低頻成分。(諧波折回帶內的)

正確的方波生成器應該是理想方波卷積上sinc做採樣。


奈奎斯特採樣定理,採樣頻率高於截止頻率兩倍才能保證無失真還原,否則會發生頻譜混疊。19k的方波中的頻率分量即使是11倍頻都還有不小的比例,要無失真怎麼也得用400KHz以上的採樣率。這些分量在48K或者44.1KHz採樣率下全部都會混疊到低頻去,自然就聽到了,實際上做個頻譜分析會發現頻譜圖有很多線分布在低頻段,這些就是混疊的結果。

這個跟設備沒有多大關係,除非原始音頻文件就用400KHz以上的採樣率,否則到設備之前就混疊了。


一個真正的方波, 它的頻譜可以一直去到 GHz 甚至 THz, 遠遠超出普通的示波器能看到的範圍。 俺的 1GHz 示波器也會變成玩具。您可以把方波看成一個超寬頻(Ultra-wideband,簡稱UWB)信號。

同樣頻率(19000 Hz)的聲波,為什麼能聽到方波,聽不到正弦波?正確的解釋應該是採樣頻率太低而引起的混疊。或者說採樣前沒有用 LPF 切掉超出音頻帶寬的多餘信息。

即使俺用 KOF 的方波發生器產生的 19KHz 「方波」( 192000Hz 32bit 採樣), 也難免出現嚴重的混疊。

這應該是您能聽到 19000 Hz 方波的最明顯的原因。

即使還沒有重放, 原始信號的 FFT 已經是慘不忍睹了。

如果您用一個超聲換能器(麥克風)在旁邊監測, 會得到更客觀的數據。

俺看到的真正的(硬體)信號發生器 1000 Hz 「方波」 和您所謂的音效卡輸出的 「方波」是很不一樣的。。

俺的 1000Hz 方波的前緣只有 幾個納秒而已, 您的 19000Hz「方波」前緣恐怕沒有沒有5微秒也有 10~20微秒。 音效卡輸出的 「方波」 即便在五毛錢的 LMC555 方波發生器前邊都是個渣啊。

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lmc555.pdf?

www.ti.com

實在不行, 用 wolfram mathematica 也能算出來音效卡輸出的 「方波」 是啥樣。。

好吧, 做個實驗吧。

這個音效卡生成的 1000 Hz 方波,和用 wolfram mathematica 也能算出來音效卡輸出的 「方波」 差不多的。

而音效卡生成的 19000 Hz 方波已經畸變得類似正弦波/三角波了。

頻譜也是慘不忍睹, 用麥克風捕捉下來的聲音(19000 Hz 方波送入耳機,再用麥克風錄音)。 用麥克風捕捉下來的19000 Hz正弦波 聲音卻是正常得很(19000 Hz 正弦波送入耳機,再用麥克風錄音)。

如果是 19000 Hz 的正弦波, 您也能聽到的話,您聽到的可能是以下的這些東西:

  1. 波形的包絡

比如您的皮膚感覺不到微波也感覺不到可見光, 但是能感受到微波或者光照的熱效應的包絡(輪廓)。您的耳朵聽不到超聲波, 但是超聲的包絡是相對低的頻率,您可能認為自己聽到的包絡是超聲本身。

2. 換能器的噪音

如果耳機或者高音單元在過度驅動下, 位移超過彈性區, 會發出破音或者雜音。您可能認為自己聽到的破音或者雜音是超聲本身。

3. 其他的 Artifact (不知道咋翻譯, 人工假像吧)

例如超聲換能器或者電路性能不良產生了交互調製, 產生的額外聲音頻率剛好落在人耳正常聽覺內, 您可能認為自己聽到的額外聲音是超聲本身。

下面有個免費的工具可供大家實驗/實踐。

KOF 同學早在 2012 年就弄了一個甄別地球人聽力卓越人士的篩選軟體。就是下邊的莫爾斯碼發生器訓練器。192KHz 採樣頻率 32bit 純音。。

【更新/補充】下載點

https://maiwenxue.com/wp-content/uploads/2019/06/mcodeGen.zip?

maiwenxue.com

https://maiwenxue.com/wp-content/uploads/2019/06/mcodeGen.zip

解壓密碼 123456789

(文件大小只有 23KB 而已)

192KHz 採樣頻率 32bit 純音。。

找兩個人測聽一下 20K Hz (192KHz Sampling 32bit Wave) 的方波。

免費的軟體在這裡

麥文學:老燒見了就躲的耳朵聽力曲線測試軟體 --- 寫給全國愛耳日?

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KOF 的 「 十分小巧的 32bit 純音發生器 +諧波發生器+ 65535級音量控制波形文件播放器 + Morse Code 訓練器 」

莫爾斯碼發生器訓練器。

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Download 適用於 Windows 7 SP1、Windows 8.1、Windows 10、Windows 10 十一月更新、Windows Server 2008 R2 SP1、Windows Server 2012 和 Windows Server 2012 R2 的 Microsoft .NET Framework 4.6.2 (離線安裝程序) from Official Microsoft Download Center

純音超聲次聲波白噪發生器及莫爾斯碼發生器訓練器 32bit192KHz 能幹啥?

1. 可以按 dB 精細地控制 2次諧波 和 3次諧波的振幅;

~~~~~ 如果說2次諧波悅耳, 那大家可以測試一下,2次諧波到底是否悅耳。

2. 65535級音量控制;

~~~~~ 如果大師說他能聽出 ppm 級的改變, 那大家可以測試一下ppm 級的音量改變,大師能否一一收貨。

3. 32bit 純音發生器, 即時產生 32比特 192 千赫茲採樣的未壓縮波形文件;

~~~~~ 如果大師說他能聽出次聲或超聲, 那大家可以測試一下 32比特 192 千赫茲採樣的未壓縮次聲或超聲波形,大師能否一一收貨。

4. Morse Code 訓練器.

~~~~~ 如果大師說他能感知超聲, 那大家可以測試一下超聲的Morse Code,大師能否一一收貨。

大師如果聽不了很快的Morse Code, KOF 的 Morse Code 訓練器 可以調出很慢很慢的碼率, 確保真正的大師能一一收貨。

5. 如果聽力曲線那裡有偏差或者作弊的情況, 來到Morse Code 訓練器這裡就無所遁形了。

抄寫電文你中不能把 CHINA 抄成 AMERICA 吧?看出來這是殺器了吧。

還記得無間道的那句台詞嗎?

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你確定你電腦能輸出19k的純方波么,示波器測過么?


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