周波数に関することです。

質問

第一の質問ですが、１０００Ｈｚのサイン波の音を再生したら１０００Ｈｚの音が出るとします。それのスピーカーケーブルの片方にダイオードなどをいれ、片方の位相を消した場合、その音は何Ｈｚの音になるのですか？

第二の質問ですが、１００Ｈｚのサイン波の音を１秒間流したら１００Ｈｚの音が聞こえますよね、０，５秒流しても１００Ｈｚの音になりますよね？ですが１００Ｈｚの音を０，０１秒間、０，００５秒間、０，００２５秒間流したらそれらは何Ｈｚの音になるのですか？
機器の性能や、人間の感度、可聴域等は無視して理論的な解答をお願いします。

回答No.4

denwaha4126 · ベストアンサー

結論を言うと、1kHzの歪波になります。
歪波というのは基本波の整数倍の高調波成分を含んでいます。
つまり、1kHz＋2kHz＋3kHz＋・・・・・
というように、整数倍の周波数の正弦波が合わさった音です。
例えば、楽器の音は正弦波ではなく歪波です。この歪具合（高調波成分の割合）が楽器の音色になるわけです。

オーディオをやっているなら、「全高調波歪率」という言葉をきいたことがあるはずです。
オーディオ製品のカタログに「THD：0.01%」なんてスペックがありますね。
これがどういう意味なのか調べたら勉強になりますよ。

歪を理解するにはスペクトラムアナライザーを使えば一目瞭然です。
パソコンの「FFTソフト」を使えば簡単。フリーソフトでは「WaveSpectra」なんかが有名です。
正弦波以外の音はどんな周波数成分で出来ているのか、眼で確認できます。

第二の質問は・・・
その時間だと過渡現象の領域なので、正弦波というより単発のパルスですね。

回答No.6

migsis

理論的ということでなく、周波数とは定義する指標です。周波数は波動現象における周期の逆数である、と明確に定義されています。

何か加工して波形を変化させた場合、周期がどうなったかを見ればいいのであって、ダイオードを片方にいれて半波整流した場合は周期に変化がないので、１０００Ｈｚのままです。

かつては周波数の表記がＨｚでなくＣ／Ｓ（サイクル／秒）でした。そちらの方が定義をよく表現していますね。

回答No.5

John_Papa

正解がNo.4に出てますね。

Ｈｚというのは周波数の単位ですが、周波数の周とは「繰り返し」の意味です。
サイン波であろうが歪み波であろうが、同じパターンが繰り返される、その繰り返し回数を一秒間単位で数えたものが周波数です。

１００Ｈｚを０．０１秒間、０．００５秒間、０．００２５秒間でカットされると、もはや繰り返しではありませんからパルスということになり、ノイズ（周波数成分無し、FFT分析すれば広い帯域に分散する）として扱われます。
パルスのうち特に、＋－どちらか片側のみのパルスをインパルスと言います。１００Ｈｚサイン波の周期角度０度から始まるとすれば０．００５秒間、０．００２５秒間ではインパルスという事になります。

質問に有りませんが１０００Ｈｚで０．０１秒間（その間に１０波入ります）とかということになると、バースト波と呼ばれ、パルスの一種ですが、FFT分析するとインパルスより狭い帯域のノイズになります。バーストする時間が長くなればFFT分析もその周波数に収束して行きます。
どこからバーストでなくなるかということは使用目的（オーディオの場合は聴感）次第で境は流動的です。
人間の感度、可聴域等は無視という設定ですが、
ちなみに１０００Ｈｚで０．０１秒間なら敏感な人は音程を感じることが可能です。

回答No.3

nonlinia

音の要素として昔から言われているのは、音の高さ（周波数で決まり）、
大きさ（振幅の大きさ）、音色（二つ以上の周波数の波の混合で決まり）の三要素です。
１０００Ｈｚがピーという高い音であるとすれば１００Ｈｚはプーという低い音になります。
確か昔、NHKのアナログ放送で時報の、プッ、プッ、プッ、ピーのプッは４００Ｈｚ、
ピーは８００Ｈｚという正弦波を使っていたそうです。

そこで質問の一は
　１０００Ｈｚの音をダイオードを通すと、半波だけになって振幅が半分になるだけで
　音の周波数は変わらないので音の大きさが半分の同じ高さの音が出るだけ。
質問の第二は
　周波数は同じな場合、１００Ｈｚの同じ音の出る時間だけ変化するだけだと思います。

ダイオードを通すと半波になると言う原理は面白くて

例えば音声などのはきれいな正弦波ではなくいろんな周波数（音声としては聞こえるのは
８０ＨＺぐらいから３０００Ｈｚぐらいでしょうか）で構成されています。
こうした音声をラジオで放送する場合、電波として発信できる高い周波数に乗せるのですが
例えばNHKなどの６６６ＫHz（搬送波と呼ぶ）と混合すると、６６６０００Ｈｚの正弦波の振幅が
音声の波によって変化する波（音声搬送波＝電波）として、放送局から発信されるわけです。
これをラジオなどで受信して、ダイオードを通すと半波だけ残り、さらにそれに含まれる
６６６ｋＨｚ分の高周波正弦波分だけをコンデンサーで除外すれば（半波整流＝検波とも言います）
元の音声波だけ残り、私たちはイヤホーンなど通して音声として聞くことが出来るわけですね。

お礼

解答ありがとうございます。

それは、ＡＭのことであっていますか？

回答No.2

noname#252929

Ｎｏ．１
１０００Ｈｚです。
周波数ですから、半波整流したとしても振幅は１０００Hzです。

Ｎｏ．２
すべて１００Ｈｚです。
人間の感度、可聴域は無視しろと言う事ですので、上記の様になります。

サイン波は、時間と信号の高さの話で、どんなに一部に限定した所で、その限定された中での時間と信号の高さの上昇する部分の波形を観測すれば、周波数として導き出す事が可能です。
ですので、どんなに短く区切って１周期未満にしたとしても、１００Hzサイン波信号の周波数は、１００Hzでしかありません。

ただ、そもそも音と言う概念ではなく、実際に聞こえるのは単なるノイズですが、貴方の指定する条件が人間の感覚や可聴域を無視するとして居ますので、信号としては１００Hzになります。

回答No.1

noname#149600

第一に質問については、第二の質問の中に答えがありますね。
ご自分で分かっていらっしゃる。

第二の質問は、
周波数の定義が分かれば、自ずと分かる・・ですね。