8、声音的频率调制、合成与噪声特性解析

声音的频率调制、合成与噪声特性解析

1. 频率调制的听觉感知范围

频率调制（FM）在声音感知中呈现出不同的听觉范围，这与调制频率（MF）密切相关。如同双音复合体和调幅正弦波（SAM）音调一样，当慢调频（SFM）音调的MF降低到特定范围时，会进入不同的听觉感知阶段。

• 节奏感知范围 ：当SFM音调的MF降至低于15Hz时，就进入了节奏感知范围。此时能清晰听到一个纯音，其音高频率有强烈的调制。单独的波动会产生节拍，形成有规律的节奏。在课堂播放这类声音时，常有学生随着节奏同步移动，这体现了节奏的同步性，与之前提到的双音复合体和SAM音调的情况类似。
• 缓慢调制感知范围 ：当SFM正弦波的MF低于1Hz时，真正的节奏感知消失。例如，一个1200Hz的载波分别以0.50、0.44、0.39、0.34和0.30Hz的MF进行频率调制，调制深度（MD）为600Hz，所有五个声音的瞬时频率在600 - 1800Hz之间波动。此时听到的是一个音高缓慢波动的纯音。

SFM音调的感知方式取决于我们听觉系统的频率和时间分辨率，在时域上可分为四个范围：
| 调制频率范围 | 感知情况 |
| ---- | ---- |
| MF > 100 - 200Hz | 感知为稳定的音调。存在非谐和与谐和两种情况，谐和情况下听众能听到SFM音调基频（F0）的音高，且由于SFM音调有无限多个分音，这个音高并非虚拟的。 |
| MF降低 | 频率分量开始在感知上相互干扰，产生粗糙感。 |
| MF < 20Hz | 能更好地区分SFM音