声谱分析shengpu fenxi

对声振动或声波进行测量、计算，以取得其组成的简谐振动成分（或简谐波）和能量（或振幅）的频率分布图形的技术。实验和理论均已证明，一切复杂的振动都可以看作由一系列频率不同、振幅不同的谐振动叠加的结果。同样，一切复杂波都可以看作由一系列不同频率、不同振幅的简谐波叠加的结果。声谱分析就是研究声振动或声波的组成成分，并确定各个成分的振幅分布规律。为显示实际声振动所含分振动与振幅之间的关系，将各分振动振幅按其频率的大小排列而成的图象称为该声振动的声谱。在声谱图中，纵坐标表示振幅，横坐标表示分振动的圆频率（或频率）。对任何一个频率为f的周期性声振动，按照傅里叶定理，可分解为一系列频率为f的整数倍的谐振动。谐振动的频率称为谐频。其中一个与原振动频率一致的分振动称为基频振动，其频率称为基频（相应地称为基音），也称第一谐频。其他分振动的频率为2f、3f、4f…等，这些频率也称为倍频或泛频，频率为2f的称为二倍频或一次泛频（相应地称为一次泛音），又称二次谐频（相应地称为二次谐音）。这些分振动称为倍频振动。各个频率的谐振动的振幅按一定规律分布，并且可以应用傅立叶定理计算出来。这种周期性声振动的声谱是分立的线状谱。图中表示钢琴发出基频为100赫兹时的声谱。其中每一条线称为谱线。对于非周期性的声振动，可以按照傅立叶积分分解为频率连续分布的无限多个简谐振动之和，其振动谱为连续谱。如撞击引起的阻尼振动的声谱就是连续谱。声谱分析表明，振动系统的结构特点、振动方式和声谱之间存在着明显的对应关系。例如，乐器的声谱可以反映出乐器的不同和曲调的差别，语言的声谱可以反映出不同人说话的差别及说话的含义，这对于经过训练的人或具备记忆、对比和按逻辑条件作出判断的机器来说是可以识别的。声谱分析主要靠现代化的声谱测量分析仪完成。声谱分析是声学中一门重要技术，在许多领域中均有重要应用。凡直接涉及到声振动的地方要掌握其振动结构特点都要用到声谱分析。如为控制或消除噪声污染，必须对噪声进行声谱分析以掌握噪声源的特点，有针对性地采取消声的减振措施。工业生产中机械的安装、调整和运行，可借助于声谱分析进行监察。在医疗中通过对人体的心音、肠鸣等脏器的声谱分析来诊断疾病。在器乐制作中，声谱分析是各种乐器制作的质量保证。另外在利用声波的通信技术、国防侦察、破案等也都离不开声谱分析。