¿Por qué don ' instrumentos musicales t dos ocasiones generan interferencia destructiva?

Question

Soy un ingeniero eléctrico, y entiendo que la propagación de la onda, los patrones de interferencia, y así sucesivamente. Pero me falta algo básico, así que tal vez mi entender no es tan bueno como yo creo. Te voy a mostrar mi forma de pensar; por favor, dime donde me equivoco.

Decir que tengo dos guitarras. Cada uno es precisamente ajustado. Cada guitarra tiene a alguien jugar un open-cadena E nota.

El resultado es una alta nota, lo que implica para mí una interferencia constructiva. Pero, si esto es cierto, ¿por qué hay nunca una destructiva "cancelación de ruido" efecto? Obviamente, tanto de las cuerdas de guitarra no siempre va a vibrar en la misma fase.

Answer 1

Se diagnostica correctamente el problema en la última frase. El problema es con la fase.

No hay ninguna interferencia sucediendo aquí. Las dos fuentes de no mantener una diferencia de fase constante. Cuando la interferencia se produce (con una constante relación de fase entre las dos fuentes), tendrá una red de intensidad de $(E_1 + E_2)^2$, que es cuatro veces, ya sea si son iguales. En el destructivo caso, el resultado neto da $0$ intensidad (por una diferencia de fase de $\pi$). Sin embargo, cuando no hay ninguna relación de fase constante, la diferencia de fase sería distribuidos al azar de entre $0$ y $2\pi$, y en este caso, sólo se tiene que el promedio de la intensidad de sumar, dar $\langle E_1^2 \rangle + \langle E_2^2 \rangle$, que es 2 veces, ya sea si son iguales. Eso es lo que se oye, y lo confunden con la interferencia constructiva.

Answer 2

Las ondas de sonido hacen difractan al igual que otros tipos de onda.

En realidad no es difícil de obtener las dos guitarras tocando en la fase (o en la constante de fase relativa). Ellos solo necesitan estar en sintonía, y que el oído humano es muy bueno en la detección de incluso pequeñas diferencias en la frecuencia. Sin embargo, las guitarras no son fuentes puntuales, no producen un tono puro y en la mayoría de los ajustes que hay mucha dispersión y reflexión del sonido de los objetos cercanos y las paredes de la habitación. El resultado final es que cualquier patrón de difracción es borrosa.

En más cuidadosamente los experimentos controlados se puede escuchar el patrón de difracción. Ver por ejemplo este video, o Google para muchos vídeos similares.

Answer 3

Sus condiciones son más difíciles de lograr que usted puede ser consciente de. Para lograr la plena interferencia destructiva, las señales que se necesitan para tener exactamente la misma forma / fase y amplitud. Esto se puede lograr fácilmente con un grabado o sintetizados de la señal, pero en forma manual jugado instrumentos es bastante difícil de replicar todos los parámetros a la precisión requerida. Usted puede hacer: grabar una guitarra eléctrica directamente en un DAW, dos veces la misma cadena abierta golpeó exactamente en el mismo lugar, exactamente con la misma fuerza, a continuación, cortar las notas en dos pistas y alinear los transitorios. Darle la vuelta a la fase en una de las pistas que va a hacer una muy notable diferencia, pero incluso aquí el fuera de fase, la versión no estar completamente en silencio: será tranquila y muy delgada (es decir, los bajos armónicos cancelar bien), pero el ataque y algunos armónicos superiores siempre será audible.

• La forma transitoria depende sutilmente en incontrolable detalles microscópicos (exactamente cuando la cadena se desliza fuera de la selección, el dedo, y la fricción patrón de allí hasta que se balancea libremente)
• Cuanto más se asciende en la armónicos, más difícil se vuelve a alinear con precisión anti-fase. Esto se aplica tanto para el lugar de la huelga de la cadena (que es lo que determina la fase inicial y la amplitud de las relaciones entre la cadena de la armónicos) y a la forma en que se superponen las muestras registradas.

Ambos de estos puntos de conseguir mucho más fuerte cuando usted no está tratando con dos veces la misma guitarra tocar la misma nota en las mismas circunstancias, bu simplemente diferentes jugadores de juego similar guitarras, bajo circunstancias similares. En primer lugar, van a tener un tiempo difícil jugar precisamente el tiempo suficiente como para que los transitorios son simultáneos – que sólo puede trabajar en un lugar en la sala de todos modos, un par de centímetros a la izquierda o a la derecha ya mucho de las señales en parte en la fase. E incluso con electrónica activa, sincronizado ataque de las cuerdas, aún no se puede controlar la exactitud de los armónicos' interrelación de la guitarra. De hecho, guitarras diferentes, ni siquiera el deporte exactamente las mismas frecuencias de los armónicos, debido a ligeramente diferente inharmonicity. Lo mejor que puedes hacer es sintonizar los fundamentos para que coincida exactamente (el uso de una FFT alcance y la estancia para pequeñas amplitudes). Entonces usted puede lograr exactamente-la cancelación de los fundamentos, pero incluso para los armónicos segundo va a ser mucho más difícil.

En efecto parcial, incluso la cancelación total de la fundamental o de otra armónicos sigue ocurriendo todo el tiempo en el juego conjunto – siempre solo por un momento. Y, de hecho, esto ocurre incluso cuando sólo un instrumento único que juega, porque reflexiones hacen para los efectos del filtro de peine. Porque sucede tan a menudo, nuestros oídos, en gran medida compensar / ignorar este tipo de fenómeno. La ausencia de una única armónica normalmente no es notable, e incluso de lo fundamental es no es una gran cosa.

Answer 4

Solo instrumento, en lugar fijo

Instrumentos musicales absolutamente y pueden causar interferencia destructiva. Esto sucede todo el tiempo. Normalmente, sólo se aprecia si las dos notas están en sintonía dentro de un par de Hertz, o incluso un par de decihertz.

Esto hace que la audiencia para oír a las interferencias "beats", donde la magnitud del sonido sube y baja en un notable frecuencia. Los afinadores de Piano usar esto para afinar pianos: esta tarea es más fácil ya que la velocidad de los latidos es igual a la diferencia (por lo que dos cadenas a 100 Hz y 100.5 Hz "beat" cada dos segundos), las cuerdas de una nota, en particular, son en gran parte idénticos, y que han extrema control sobre el tono de la cuerda está afinada. Un poco fuera de tono de piano tendrá notable beats.

Cuanto más complejo sea el tono, más difícil es para escuchar los latidos. Es más apreciable en tono alto instrumentos que emitan más pura de las ondas (por ejemplo, las flautas). Puede ser un problema real en la grabadora de consortes, hasta el punto de ser precisamente en la melodía es más doloroso que ser unos pocos centavos (cientos de medio paso) de la melodía. En la música electrónica, donde los músicos tienen mucho más control sobre el tono y la forma de la onda, algunos artistas han utilizado esto como un efecto específico.

La interferencia también puede convertirse en una tercera voz; en la armonía clásica, esto refuerza el acorde. Por ejemplo, la quinta de la escala es de 50% por encima de la fundamental; para un acorde centrado en 100Hz con un quinto en 150Hz, hay un 50Hz ritmo de tono-que es la octava por debajo de la fundamental, y por lo tanto de sonidos "en sintonía"! Esta es una buena razón por la que anarmónicos los acordes suenen "más crujiente"; la interferencia de tono en sí es disonante así.

Múltiples instrumentos

Si dos instrumentos (o más, pero es más evidente con dos) son casi en sintonía, el público podrá escuchar los latidos así. Normalmente la mayoría de los evidentes en el registro superior con un tono puro, lo que significa que es en su mayoría escuchado con flautas y piccolos, soprano cantantes, y similares.

(Esto lleva a que el músico de la 'broma': "¿Cómo se puede conseguir de dos sopranos para cantar en sintonía?" "Disparar".)

A veces es mejor intencionalmente jugar fuera de tono, 10 centavos o más, así que los tiempos no son tan obvios.

La reverberación acústica y

En una bien preparada, sala de conciertos, el espacio en sí está construido en una manera de proporcionar múltiples rebotes para que el sonido llegue a cada miembro de la audiencia. Esto es a propósito, para reducir la aparición de interferencia destructiva. Algunas de las residencias han conocido "puntos muertos", donde los artistas intérpretes o ejecutantes no se oye, o donde los miembros de la audiencia no puede oír; moderno acústica de la teoría de los usos de los difusores para evitar esto.

Por el contrario, en un preparado de espacio (por ejemplo, un plano rectangular armario con paredes duras), es fácil escuchar la interferencia causada por la reflexión, y usted puede configurar las ondas estacionarias donde usted puede aumentar o disminuir la amplitud de movimiento de su cabeza alrededor.

Answer 5

El problema es que las guitarras, a diferencia de la electrónica de los osciladores que pueden producir casi de tonos puros, no son del todo coherentes. Si usted tiene dos puro (coherente) de tonos,, a continuación, si la línea de las fases apenas a la derecha, se cancelan y usted no consigue nada.

Pero las guitarras no producen tonos puros: producen una gran cantidad de armónicos impares, y también algo de ruido aleatorio de la cadena se deslice fuera de la selección. La relación de fase y amplitud de estos armónicos no será el mismo para dos guitarras. Ellos son aleatorios por el único de la madera en cada una guitarra y la manera particular en que las cadenas son arrancadas.

En consecuencia, usted no puede obtener una cancelación completa como usted puede con decir, transmisores de radio. Usted puede cancelar cualquiera de los componentes de la frecuencia del sonido, pero la relación de la fase y la amplitud de todo el resto de armónicos en el sonido no será el mismo, así que no se pueden cancelar simultáneamente los. Usted nunca tendrá que cancelar por completo el sonido de dos guitarras: usted puede, en el mejor de lograr parcial de la cancelación.

Esta cancelación parcial es fácil de escuchar, y familiar para cualquier músico: el "beat" que escucho cuando dos instrumentos son muy ligeramente fuera de tono es el resultado de la alternancia de interferencia constructiva y destructiva.