¿Por qué podemos escuchar el rango completo de ondas cuadradas de 1 Hz a 20 kHz, pero no ondas sinusoidales de las mismas frecuencias?

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Conecté la salida (50Ω) de un generador de funciones a un altavoz de 35 vatios 5Ω.

Cuando envié señales de onda cuadrada de 1 Hz a 20 kHz al altavoz, mis amigos y yo pudimos escucharlas. Pero cuando envié ondas sinusoidales en el mismo rango, nadie pudo escuchar nada por debajo de los 100 Hz.

    
pregunta micjor

4 respuestas

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La mayoría de las personas no pueden escuchar ondas sinusoidales por debajo de unos 20 Hz. El hecho de que no pueda escucharlos hasta que lleguen a 100 Hz probablemente se deba a una mala respuesta de baja frecuencia en su amplificador / altavoz.

Cuando usas una forma de onda cuadrada, estás agregando una rica serie de armónicos a la frecuencia fundamental: esto es lo que estás escuchando y tu cerebro extrapola la frecuencia fundamental para ti. Hasta cierto punto, es decir, en algún momento, simplemente comienza a escuchar los clics individuales.

    
respondido por el Dave Tweed
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La diferencia básica es que una onda sinusoidal es solo una frecuencia, pero una onda cuadrada en realidad está formada por La frecuencia fundamental más los armónicos impares. Así, por ejemplo, una onda cuadrada de 50Hz no es solo 50Hz, sino también 150Hz (3 x 50HZ), 250Hz (5 x 50Hz), 350Hz (7 x 50Hz), etc.

Laamplituddisminuyeamedidaqueaumentaelnúmerodearmónicos,peroaúnpuedesersignificativohastaeldécimoarmónicoymásallá.

Elotrofactorinvolucradoeslarespuestadeloídohumano.

El oído es menos sensible a las frecuencias más bajas y esto empeora a medida que disminuye el nivel de sonido. Por debajo del nivel de umbral, no escuchará ningún sonido .

Con una onda cuadrada, la sensibilidad aumentada del oído humano a una frecuencia más alta compensa la amplitud reducida de los armónicos. Con ~ 25 dB SPL puede escuchar los armónicos de una onda cuadrada cuya frecuencia fundamental es inferior a 100Hz, cuando una onda sinusoidal de la misma frecuencia y amplitud es inaudible.

  

Conecté la salida (50Ω) del generador de funciones a un altavoz de 35 vatios 5Ω.

Si conectó el generador directamente al altavoz (sin un amplificador en el medio), la salida de sonido será muy débil porque: -

a) los generadores de funciones están diseñados para producir una señal de baja potencia (generalmente 0dBm o 1mW) que no controla un altavoz de alta potencia.

b) hay una gran discrepancia entre 50 & ohm; y 5 & ohm ;, que reduce en gran medida la cantidad de energía transferida.

c) el altavoz también tiene una respuesta de frecuencia que cae por debajo de su frecuencia de resonancia, y su impedancia varía con la frecuencia, de modo que cuando la impulsa una impedancia alta, la respuesta de frecuencia es menos plana.

Todo esto significa que para obtener un buen nivel de sonido es necesario colocar un amplificador de potencia de audio entre el generador y el altavoz.

    
respondido por el Bruce Abbott
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Todas las señales de ondas sinusoidales se pueden dividir en una colección de ondas sinusoidales que interfieren entre sí. Esto se hace usando una transformada de Fourier. Cada una de las ondas sinusoidales componentes son frecuencias diferentes, y cuando se juntan en escenarios no ideales, como un generador de fincas real, no crean una imitación perfecta de la señal que intentan crear. Así que la onda cuadrada que está enviando a través del altavoz no es una onda cuadrada perfecta. Por lo tanto, es probable que escuche principalmente ruido y algunas de las frecuencias de componentes también.

    
respondido por el Bare-foot Jo
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¿Quizás ha conectado un altavoz simple sin un deflector (caja) alrededor de su fuente de señal?
En las frecuencias bajas, el aire empujado o sacado de la parte frontal del altavoz simplemente gira hacia su parte posterior y está mal irradiado a su oído. A una frecuencia lo suficientemente alta, este proceso se ve frustrado por la velocidad del sonido y se escucha un sonido más alto. Un altavoz montado en un tablero de bafle o en una pared rígida aumenta la longitud del camino de adelante hacia atrás, lo que extiende la respuesta audible de baja frecuencia. Y como otros han mencionado, una onda sinusoidal pura de una sola frecuencia garantiza que lo que escuche sea un tono puro a la frecuencia mostrada por su generador de funciones. Una onda cuadrada incluye 3X, 5X, 7X, 9X frecuencias además de la frecuencia 1X mostrada por su generador de funciones. Los armónicos de onda cuadrada (aquellos que no son 1X) son más claramente audibles que la frecuencia 1X, para frecuencias de generador de funciones por debajo de unos 100 Hz.

    
respondido por el glen_geek

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