基本介紹中文名:Spectrum mbth:頻譜別名:振動頻譜應用學科:物理、數學應用範圍:光學、音樂頻率單位:赫茲曲線介紹、用法、視頻講解、頻譜利用、光學頻譜、定義、原理、頻譜分類、按波長區域、按生成模式、按生成本質、無線電頻譜、聲譜、高音帶、中高音帶、中高音帶。反映振動現象最基本的物理量是頻率，簡單周期振動只有壹個頻率。復雜的運動是無法用壹個頻率來描述的，如下圖1和圖2左圖，我們也無法從振動圖中定量描述它們的特性，所以我們通常用頻譜來描述壹個復雜的振動情況。任何復雜的振動都可以分解成許多振幅和頻率不同的簡諧振動之和。為了分析實際振動的性質，將振動的振幅按其頻率排列的圖像稱為這種復雜振動的頻譜。在振動頻譜中，橫坐標表示局部振動的圓周頻率，縱坐標表示局部振動的振幅。對於頻率為f的周期復振動，根據傅立葉定理，它分解出的每壹個簡諧振動的頻率都是f的整數倍，即f，2 f，3 f，4 f，…，其振動譜是離散的線性譜，圖中每壹條線稱為壹條譜線。對於非周期振動(如阻尼振動或短沖擊)，根據傅裏葉積分可分解為頻率分布連續的無限簡諧振動之和。因為譜線變得無限，振動譜不再是離散的線性譜，密集的譜線使其頂部形成連續的曲線，即所謂的連續譜，是各種譜線的包絡；它也可以分解成許多頻率不可公度的簡諧振動，形成離散的頻譜。圖1顯示鋸齒振動和振動頻譜。圖2顯示了阻尼振動和振動頻譜。視頻講解信號頻譜概念微課講解視頻。信號譜的概念不僅包含很強的數學理論(傅立葉變換、傅立葉級數等。);也有明確的物理意義(包括諧波成分、幅頻相頻等。)視頻(不到20分鐘)內容涵蓋信號頻譜的起源、發展、理論基礎和實際應用，可自成體系。本視頻適合各類不同背景的員工，幫助他們在短時間內領略信號頻譜的精髓。頻譜利用率定義為:每個小區每MHz能同時呼叫多少對用戶；對於數據業務，它被定義為每個小區每MHz支持的最大傳輸速率。這裏，小區的頻率復用系數f非常重要:f越低，每個小區可以選擇的頻率自由度越大。在CDMA系統中，每個小區可以復用相同的頻帶(f =1)。對小區中每個移動臺的總幹擾是來自同壹小區中其他移動臺的幹擾加上來自相鄰小區中所有移動臺的幹擾之和。光譜光譜定義了模擬的自然光光譜圖案光譜，稱為光譜。它是多色光經色散系統(如光柵、棱鏡)分光後，按光的波長(或頻率)順序排列形成的圖案。光譜中最大的可見部分就是電磁波譜的可見光部分，這個波長範圍內的電磁輻射稱為可見光。光譜並不包含人腦視覺能夠分辨的所有顏色，比如棕色和粉色。輸出信號頻譜圖原理多色光中有各種波長(或頻率)，這些光在介質中的折射率不同。因此，當多色光通過具有壹定幾何形狀的介質(如棱鏡)時，不同波長的光會因出射角不同而發生色散，投射出連續或不連續的色帶。太陽光被棱鏡分離的原理也被應用到著名的太陽光色散實驗中。陽光是白色的。經棱鏡折射後會形成紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫依次連續的色譜，覆蓋約390至770nm(納米)的可見光區。歷史上，這個實驗是由英國科學家艾薩克·牛頓爵士在1665年完成的，使人們第壹次接觸到了光的客觀定量特性。按照光譜分類，在某些可見光譜的紅端之外，還有波長更長的紅外線。同樣，在紫外線端之外，還有波長更短的紫外線。對於紅外線和紫外線，我們的視神經的共振頻率達不到這兩個極限，所以紅外線和紫外線肉眼是檢測不到的，但是可以用儀器記錄下來。因此，光譜除了可見光譜外，還包括紅外光譜和紫外光譜。擴頻模式(s ***)按產生方式可分為發射光譜、吸收光譜和散射光譜。有些物體可以自己發光，它們直接產生的光形成的光譜稱為發射光譜。發射光譜可以分為三種不同的類別:線狀光譜、帶狀光譜和連續光譜。線性光譜主要由原子產生，由壹些不連續的亮線組成；波段光譜主要是由分子在壹定波長範圍內由壹些密集的光組成的；連續光譜主要是由熾熱的固體、液體或高壓氣體受激發出電磁輻射而產生的，由所有波長連續分布的光組成。太陽光光譜是典型的吸收光譜。由於太陽發出的強光穿過溫度較低的太陽大氣，太陽大氣中的各種原子會吸收壹些波長的光，導致產生的光譜出現暗線。白光通過氣體時，氣體會從通過它的白光中吸收與其特征譜線波長相同的光，從而在白光形成的連續光譜中出現暗線。這時，連續光譜中的物質吸收某些波長的光所產生的光譜稱為吸收光譜。通常情況下，吸收光譜中看到的特征譜線比線性光譜中看到的特征譜線要少。擴頻+ael當光照射到物質上時，會發生非彈性散射。在散射光中，存在與激發光波長相同的彈性成分(瑞利散射)，並且存在比激發光波更長和更短的成分。後壹種現象統稱為拉曼效應。這壹現象是印度科學家拉曼在1928年發現的，所以新波長的光的散射稱為拉曼散射，產生的光譜稱為拉曼光譜或拉曼散射光譜。根據產生的本質，光譜可分為分子光譜和原子光譜。在ofdm頻譜中，電子態的能量比振動態的能量大50 ~ 100倍，振動態的能量比轉動態的能量大50 ~ 100倍。所以分子的電子態之間的躍遷總是伴隨著振動躍遷和轉動躍遷，所以很多譜線密集地堆積在壹起，形成了分子光譜。因此，分子光譜也叫譜帶。在原子中，當原子以某種方式從基態上升到更高能態時，原子內部的能量增加，這些多余的能量會以光的形式發射出去，從而產生原子的發射光譜，即原子光譜。因為原子能態的變化是不連續的量子，產生的光譜也是由壹些不連續的亮線組成的，所以原子光譜也叫線性光譜。無線電頻譜無線電的頻譜資源也叫頻率資源，通常指長波、中波、短波、超短波和微波。壹般來說，是指在9KHz-3000GHz頻率範圍內發射無線電波的射頻的總稱。射頻以Hz(赫茲)為單位，表達方式如下:生物電阻抗譜測量系統-3 000kHz以下(含3000 kHz)，以kHz(千赫)表示；-3兆赫至3000兆赫(包括3000兆赫)，單位為兆赫(兆赫)；-3 GHz以上至3 000GHz(含3 000GHz)，以GHz表示。無線電頻譜劃分無線電頻譜和波段劃分聲譜HF(高頻)這個頻段的聲音振幅影響音色的表現力。如果這個頻段的泛音幅度飽滿，那麽音色個性好，解析能力強，色彩鮮艷。這個頻段在聲音的構成中並不是很大，也就是說強度不是很大，但是對音色的影響很大，所以非常珍貴和重要。例如，小提琴演奏-440 Hz的聲音，雙簧管也演奏-440 Hz的聲音。它們的音高壹樣，聲音強度也壹樣，但是妳可以分辨出哪個聲音是小提琴，哪個聲音是雙簧管。原因是它們的高頻泛音成分不同。壹首歌也是如此，比如韋唯唱了壹首《愛的奉獻》，田震也唱了壹首《愛的奉獻》。兩首歌音調、響度壹樣，讓人知道哪首是田震唱的，哪首是韋唯唱的。這說明兩位歌手的高頻泛音不壹樣，高頻成分的幅度也不壹樣，所以兩人的音色個性也不壹樣。如果這個頻段的分量過小，那麽音色的個性就會降低，韻味就會喪失，聲音就會尖銳、嘶啞、刺耳。所以高頻成分不宜過多。但是，這是絕對必要的，否則聲音就會失去個性。中高頻段是人聽覺的敏感頻段，影響音色的明亮、清晰、通透。如果這個頻段的音色成分太少，音色會變得暗淡無光，仿佛給聲音蒙上了壹層面紗；如果頻率成分過高，音色會變得尖銳、沈悶。中低音頻段這個頻段是人聲的頻段，也是主樂器的音高。如果這個頻段的音色飽滿，音色會更加圓潤有力。因為音高頻率飽滿，音色的表現力強，力度大，聲音變得更強。如果缺少這個頻段，它的音色就會變得弱而空，音色發散，高低音不接近；如果這個頻率太強，它的音色會變得生硬不自然。因為音高成分太強，相對泛音的強度變弱，所以音色缺乏潤滑性。低音帶如果低音帶滿了，音色會變得厚實有空間感，因為整個房間都有共振頻率，而且都是低頻區；如果這個頻率成分太多，就會讓人自然而然地聯想到房間的空間聲音傳播狀態。如果缺少這個頻率的成分，音色會顯得蒼白單薄，根音較弱；如果音色中這個頻率的成分太多，單元音會顯得不清晰，從而降低說話的清晰度。音色影響16~20KHz的頻率範圍，其實是人耳聽覺器官聽不到的，因為人聽覺的最高頻率是15.1KHz。而人可以將頻率為16~20KHz的聲波通過人體、顱骨、頭骨傳到大腦的聽覺腦區，從而感受到這種聲波的存在。這個頻率影響音色的韻味、色彩和情感品味。如果音響系統的頻率響應範圍達不到這個頻率範圍，那麽音色的魅力就喪失了；如果這個頻率太強，給人壹種宇宙音的感覺，壹種錯覺，壹種神秘的感覺，讓人感覺不穩定。因為這些頻率大多是音高不調和音頻，會產生壹種不穩定的感覺。這個頻率在音色上強度不大。但很重要，是音色的表現力部分，也是人們經常忽略的部分，有些人甚至根本感覺不到它的存在。12~16KHz這是人能聽到的高頻聲波，是音色最有表現力的部分。也是壹些高音樂器和高音打擊樂器的高頻泛音帶，如鈸、鈴、鈴鼓、沙錘、銅刷、三角鐵等打擊樂器的高頻泛音，能給人壹種“金光閃閃”的感覺，很強。如果這個頻率成分不足，音色就會失去色彩和個性；但如果這個頻率成分太強，比如激勵器太強，音色就會產生“毛刺”壹樣的尖噪和刺耳的高頻噪聲，這個頻段就要適當衰減。10~12KHz這是高音木管樂器的高音銅管樂器的高頻泛音波段，如長笛、雙簧管、小號、短笛等高音木管樂器。如果缺少這個頻率，音色就會失去光澤和個性；如果這個頻率太強，會產生尖銳的噪音和刺耳的感覺。8~10KHz的頻率非常明顯，影響音色的清晰和通透。如果缺少了這個頻率成分，音色就變得沈悶；如果這個頻率成分太多，音色就變尖了。6~8KHz的頻率影響音色的亮度，對人的聽覺比較敏感，影響音色清晰度。如果缺少這個頻率成分，音色會變得暗淡；如果這個頻率成分太強，音色顯得比較嚴重。5~6KHz的頻率對語音的清晰度和可懂度影響最大。如果這個頻率分量不足，音色就模糊不清；如果這個頻率成分太強，音色會變得尖銳，容易讓人產生聽覺上的疲勞感。4~5KHz的頻率對樂器的表面響度有影響。如果這個頻率成分的幅度大，樂器的響度就會增大；如果這個頻率強度變小了，會讓人覺得這個樂器和人耳的距離變遠了；如果這個頻率的強度加大，會讓人感覺樂器和人耳的距離變近了。4KHz的頻率很有穿透力。人耳腔的共振頻率是1~4KHz，所以人耳對這個頻率也很敏感。空頻成分過少，聽覺能力變差，聲音模糊。如果這個頻率成分太強，就會產生咳嗽的感覺，比如收音機接收到錯誤的頻率，播音員經常會發出咳嗽聲。2~3KHz是影響聲音亮度最敏感的頻段。如果這個頻率成分豐富，音色的亮度就會增強。如果這個頻率幅度不夠，音色就會變得朦朧。如果這個頻率成分太強，音色會顯得沈悶、生硬、不自然。1~2KHz的頻率範圍，通透性明顯，平滑性強。如果缺少這個頻率，音色就會松散脫節；如果這個頻率太強，音色會有跳躍感。800Hz的頻率幅度影響音色的強度。如果這個頻率滿了，音色會顯得很強；如果這個頻率不足，音色會顯得松弛，即800Hz以下的分量特征突出，低頻分量明顯；而如果這個頻率太多，就會產生喉音感。每個人都有喉腔，每個人都有壹定的喉音。音色中喉音成分過多，就會失去聲音的個性和音色的美感。因此，音響工程師稱這個頻率為“危險頻率”，應謹慎使用。500 Hz到1 kHz的頻率是人聲的基頻區域，是壹個重要的頻率範圍。如果這個頻率飽滿，人聲輪廓清晰，整體感覺良好；如果這個頻率的幅度不足，聲音就會有收縮感；如果這個頻率太強，聲音會有壹種向前突出的感覺，會讓聲音有壹種提前進入每個人耳朵的聽覺感覺。300～500hz的頻率是語音的主要範圍頻率。這個頻率振幅飽滿，聲音鏗鏘有力。如果這個頻率幅度不足，聲音會顯得空洞而不立體；如果這個頻率的振幅太強，音色就會變得單調，相對來說低頻成分少，高頻成分少，聲音就會變得像電話裏的聲音音色壹樣單調。150~300Hz的頻率影響聲音的強弱，尤其是男聲的強弱。這個頻率是男聲的低頻音高頻率，也是音樂中* * *的根音頻。如果缺少這個頻率成分，音色會顯得柔和、飄忽，聲音會變得柔和；如果這個頻率成分太強，聲音會變得生硬、不自然、沒有特色。100~150Hz的頻率影響音色的飽滿度。如果這種頻率成分增強，就會產生空間感和混合厚薄感，在室內產生共鳴；如果缺少了這個頻率成分，音色會變得單薄蒼白；如果這個頻率成分太強，音色會顯得渾濁，說話的清晰度也會變差。60~100Hz的頻率影響聲音的混合粗細，這是低音的音高區域。如果這個頻率是滿的，音色會顯得厚重。如果這個頻率不足，音色會變弱；如果這個頻率太強，音色會出現低頻共鳴聲，有轟鳴的感覺。20 ~ 60hz的頻率影響音色的空間感，因為音樂的音高大多在這個頻率以上。這個頻率是房間或大廳的共振頻率。這種頻率如果充分表現出來，會讓人有身在廳堂的感覺；如果缺少這個頻率，音色就會變得空洞；如果這個頻率過強，會產生嗡嗡的低頻共振聲，嚴重影響語音的清晰度和可懂度。