Espectro sonoro

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Espectro sonoro é o conjunto de todos as ondas que compõem os sons audíveis e não audíveis pelo ser humano.

Uma onda triangular no domínio do tempo (topo) e o gráfico de espectro correspondente (embaixo). A freqüência fundamental é de 220 Hz (Lá2). Cada linha vertical indica a amplitude de uma das freqüências componentes da onda.

Explicando com mais minúcia, sendo um som complexo (som composto por mais do que uma frequência) constituído por parcias harmónicos e não harmónicos (ou inarmónicos), entende-se por espectro o conjunto de sons parciais, ordenados a partir de um som fundamental, segundo uma relação frequência/amplitude. Definindo o valor da frequência do som fundamental, é possível assinalar quais são e não são parciais harmónicos calculando, numa proporção de 2 para 1, os valores das frequências dos parcias harmónicos. Parciais inarmónicos são todos os outros que não obedecem à harmonia desta relação. O espectro de um som complexo caracteriza graficamente a forma da onda que o define, e está sempre presente ao distinguirmos uma voz de um instrumento musical, e estes dois de um carro a buzinar, entre outras situações. Esta onda resultante contribui para determinar a fonte (mecânica ou digital) de sons complexos a partir do som em si, para posteriormente poderem ser organizados por Timbre e outras propriedades.

Matematicamente, representa-se o espectro sonoro como uma série de Fourier, uma função no domínio das frequências, em oposição à forma de onda que é uma função no domínio do tempo. Qualquer onda sonora, assim como qualquer outro fenômeno ondulatório, pode ser representado através de seu espectro. Um gráfico de espectro sonoro é composto de barras, cada uma delas representando a amplitude de uma das frequências componentes do som analisado. Este tipo de gráfico é utilizado em equipamentos eletrônicos, tais como analisadores de espectro ou em equalizadores. No caso dos analisadores digitais, o cálculo é realizado através da Transformada Rápida de Fourier - FFT (Fast Fourier Transform), um algoritmo bastante eficiente que permite calcular o valor de uma transformada discreta de Fourier, em tempo real.

Os sons de frequência inferior a 20 Hz chamam-se infrassom e provocam náuseas e perturbações intestinais. Os sons de frequência superior a 20 000 Hz são os ultrassom e são usados, por exemplo, nas ecografias e nos sonares. O Homem consegue ouvir sons entre 20 Hz e 20 000 Hz e produzir sons entre 85 Hz e 1 100 Hz. Os cães conseguem ouvir sons entre os 15 Hz e os 50 000 Hz e produzem sons entre os 452 Hz e os 1 800 Hz. Os morcegos conseguem ouvir sons de frequências entre os 1000 Hz e os 120 000 Hz mas só produzem sons a partir dos 10 000 Hz.

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