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Inicio/Ondas y sonido/Forma de onda y espectro del sonido

Forma de onda y espectro del sonido

Oscilograma de presión y espectro de frecuencias del micrófono: la señal en vivo se descompone con la transformada de Fourier.

Analizador

11

→ 2048 muestras (bins de frecuencia: 1024)

0.65

Se usa Web Audio AnalyserNode. Hacen falta HTTPS (o localhost) y permiso para el micrófono. Más FFT → bins de frecuencia más finos, actualización más lenta.

Magnitudes medidas

Frecuencia de muestreo—Hz
Bins de frecuencia—

Sobre el modelo

La forma de onda y el espectro del sonido muestran la misma onda longitudinal de presión en el aire de dos maneras. La señal del micrófono aparece a la vez como oscilograma p(t) y como espectro de amplitudes frente a la frecuencia. El espectro lo da la transformada rápida de Fourier (FFT): el sonido complejo se descompone en senoides. Un tono puro es un solo pico; la voz y la música, el tono fundamental más los armónicos (el timbre). La frecuencia se liga a la altura del tono; la amplitud, a la sonoridad. El análisis va en una ventana corta, de modo que el espectro es «instantáneo»; no se calcula la propagación en la sala ni las resonancias del recinto. El tamaño de la FFT fija la resolución en frecuencia: ventana más grande, bins más estrechos, actualización más lenta.

Para quién: Bachillerato e inicio de facultad: sonido, superposición, espectro y transformada de Fourier.

Conceptos clave

  • oscilograma
  • espectro de frecuencias
  • transformada rápida de Fourier
  • amplitud
  • frecuencia
  • altura del tono
  • timbre

Cómo funciona

El micrófono entrega la presión en función del tiempo. El oscilograma muestra p(t); el espectro, las amplitudes después de la FFT. La voz, un aplauso o una nota se ven como picos en las frecuencias donde se concentra la energía. Hacen falta permiso para el micrófono y una conexión segura.

Fórmulas principales

Bin i ≈ i · (sampleRate / tamaño FFT) Hz hasta la frecuencia de Nyquist f_N = sampleRate / 2

Preguntas frecuentes

¿Por qué la voz da muchas líneas en el espectro y no una sola?
Las cuerdas vocales fijan la frecuencia fundamental y el tracto vocal refuerza los armónicos: múltiplos enteros del fundamental. Ese conjunto de sobretonos es el timbre, a diferencia del tono puro de un diapasón.
¿Qué significa la altura de las barras del espectro?
La fuerza relativa de esa frecuencia. En un tono puro una barra es alta; en un aplauso muchas barras son casi iguales: el ruido llena un intervalo ancho.
¿Por qué el oscilograma es enredado si la nota se oye estable?
Una nota estable sigue siendo la suma del fundamental y los armónicos. El período se repite, pero la forma ya no es una senoide. Un silbido se acerca más a la senoide pura.
¿Se puede medir así la sonoridad en decibeles?
No: el eje de amplitud está en unidades relativas y no hay calibración con una presión de referencia. Comparar «más bajo / más alto» sí se puede; el nivel absoluto de presión sonora, no.