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音频示波器与频谱分析

音频示波器

音频示波器是 phyphox 里最直观的声音分析工具——它实时显示麦克风捕获的声波波形,每次显示最近 10ms 的片段:

音频示波器——10ms 窗口内的声波波形,支持边沿触发

适合看什么

声音类型波形特征
纯音(音调生成器)完美正弦波
乐器(小提琴)有丰富谐波的准周期性波
语音准周期(元音)+ 噪声(辅音)
噪声无规律随机波形
拍频两个频率接近的音叠加后的包络变化

音频频谱

对声波做 FFT(快速傅里叶变换)就能看到它的频率组成——哪些频率的能量强,哪些弱。

音频频谱——横轴是频率 Hz,纵轴是能量

音频频谱特别适合用来观察共振现象——当你对着一个空瓶子吹气改变音调,或者拨动一根琴弦的不同位置,频谱上会有明显变化。

频率历史实验

频率历史实验持续追踪麦克风检测到的"主导频率"随时间的变化,画成频率-时间图。这比单次 FFT 更适合观察频率随时间变化的现象(比如滑音、多普勒效应)。

进阶:音频自相关

自相关实验用于精确测量单一频率信号的频率——它的原理是对信号和它自己做延迟叠加,当延迟等于周期时出现峰值。对于纯音或乐器音,自相关方法比 FFT 更精确。