מי אנחנו מוצרים מציאות וידאו סטודנטים סקי צור קשר

 

תדירות וזמן מחזור
תדירות (f) היא מספר מחזורי התנודה שמבצע אובייקט מתנודד בשנייה אחת, ונמדדת ביחידות "הרץ" (Hz).
במקרה של זרם חילופין, מדובר במספר הפעמים שהוא מחליף את כיוונו בשנייה אחת.
במקרה של צליל, מדובר במספר התנודות שמבצעות מולקולות האוויר בשנייה, או באופן שקול, במספר הרטיטות שמבצעת ממברנת הרמקול בשנייה.
זמן המחזור (T) הוא הזמן הנדרש להשלמת מחזור תנודה אחד. ככל שגבוהה התדירות מתקצר זמן המחזור.
למשל, כשהתדירות היא 20Hz זמן המחזור הוא 0.05 שניות, וכשהיא 20,000Hz זמן המחזור הוא 0.00005 שניות.
באופן מתמטי התדירות וזמן המחזור הם הופכיים: f=1/T, ז"א מכפלתם מניבה 1. תמונה
אורך גל
צליל מתפשט באוויר כהפרעה גלית אורכית הנעה במהירות הקול (c=343 m/s).
אורך הגל הוא המרחק שעובר הצליל במשך זמן מחזור אחד.
ככל שגבוהה התדירות מתקצר זמן המחזור, ועימו אורך הגל.
למשל, אורך הגל המתקבל בתדירות 20Hz הוא 17.15 מטר, בעוד זה המתקבל בתדירות 20,000Hz הוא 17.15 מילימטר.
אורך הגל הוא גם המרחק שבין שני שיאים עוקבים (חיוביים או שליליים) של הגל המתפשט באוויר.
באופן מתמטי, מכפלת התדירות באורך הגל מניבה את מהירות הקול: f·λ=c . תמונה
משטר זמן ומשטר תדר
במשטר הזמן נתפסת התנודה כפי שתוארה לעיל: תופעה מחזורית המתרחשת לאורך זמן ומוצגת לכן על ציר זמן.
במשטר התדר נתפסת התנודה כבעלת תדירות מסוימת, ומוצגת לכן על ציר תדר.
חשוב לציין כי משטר תדר מתייחס רק לתנודות סינוסואידליות, שהן הבסיסיות ביותר. תמונה
ספקטרום
ספקטרום הוא תחום תדרים הנוגע לתופעה פיזיקאלית כלשהי.
במקרה של שמע אנושי, הספקטרום הוא 20-20,000 הרץ.
את ספקטרום השמע נהוג לפלח לשלושה תת-תחומים:
נמוך (Bass), המשתרע על הטווח 20-300 הרץ.
התחום הנמוך מפולח בעצמו לשני תת-תחומים: באס תחתון - 20-100 הרץ, ובאס עליון - 100-300 הרץ.
אמצעי (Midrange), המשתרע על הטווח 300-1,200 הרץ.
התחום האמצעי מפולח בעצמו לשני תת-תחומים:
אמצעי תחתון - 300-700 הרץ, ואמצעי עליון - 700-1,200 הרץ.
גבוה (Treble), המשתרע על הטווח 1,200-20,000 הרץ.
התחום הגבוה מפולח בעצמו לשני תת-תחומים:
גבוה תחתון - 1,200-6,000 הרץ, וגבוה עליון - 6,000-20,000 הרץ.
פילוח הספקטרום שלעיל הוא שרירותי, וניתן למצוא פילוחים שונים מעט במקורות אחרים.  תמונה
אוקטאבה
אוקטאבה היא תחום התדרים שבין תדר כלשהו לזה הכפול ממנו.
לדוגמה, האוקטאבה התחתונה בספקטרום השמע היא 20-40 הרץ.
מעליה האוקטאבות 40-80 הרץ, 80-160 הרץ, 160-320, 320-640 וכן הלאה.
ספקטרום השמע משתרע על פני עשר אוקטאבות כמעט.
המושג "אוקטאבה" שאול מתחום המוזיקה בו נהוג לומר כי תו כלשהו, למשל "רה", גבוה באוקטאבה אחת מה"רה" שמתחתיו.
מבחינה פיזיקאלית ה"רה" הגבוה הינו בעל תדירות כפולה מזו של ה"רה" שמתחתיו, והדבר נכון כמובן גם ל"דו", "מי" וכל יתר התווים.
קוראים בעלי רקע בהנדסת חשמל רגילים לחשוב ב"דקאדות" (עשורים), המתייחסות לתחום התדרים שבין תדר כלשהו לזה הגבוה ממנו פי עשרה, אך בנישה של שחזור צליל מקובלות ה"אוקטאבות" בשל הקשר לעולם המוזיקה. תמונה
העתק, משרעת וערך אפקטיבי
העתק (ξ) של תנודה הוא ערכה הרגעי.
משרעת (A) של תנודה היא ערכה המרבי.
כשמדובר באות מתנודד חשמלי, יחידות המדידה הן "וולט" (מתח) או "אמפר" (זרם).
כשמדובר בממברנה או במולקולות אוויר מתנודדות, יחידות המדידה הן ס"מ.
כשמדובר בלחץ מתנודד המופעל על יחידת שטח, ז"א לחץ צליל (Sound Pressure), יחידות המדידה הן פסקל.
ערך אפקטיבי (RMS) של תנודה הוא הממוצע האנרגטי שלה.
הערך האפקטיבי של תנודה סינוסואידלית מתקבל מחילוק משרעתה בשורש שתיים:
RMS = A/√2 = 0.707xA תמונה
מתח, עכבה, זרם והספק
מתח חשמלי (V) הוא ה"לחץ החשמלי" אשר גורם למטענים חשמליים לנוע, ממש כשם שלחץ הידראולי גורם למים לנוע.
עכבה (Z) של עצם היא התנגדותו לתנועת מטענים חשמליים דרכו. עצם בעל עכבה גבוהה הוא מוליך גרוע, ועצם בעל עכבה נמוכה הוא מוליך טוב. ככלל בנויה העכבה משני רכיבים - התנגדותי (R) והיגבי (X).
ישנם עצמים אשר היגבם אפסי, גוף חימום למשל, ולכן מכילה עכבתם רכיב התנגדותי בלבד.
מנגד עומדים הסליל (L) והקבל (C) אשר התנגדותם אפסית, ולכן מכילה עכבתם רכיב היגבי בלבד - השראי (XL) או קיבולי (XC) בהתאמה.
על כל פנים, עכבתם של רוב העצמים מכילה הן התנגדות והן היגב, קיבולי או השראי.
עכבתו של דרייבר דינאמי (ז"א אלקטרומגנטי) בנויה מהתנגדות ומהיגב השראי, אשר מצטרפים יחדיו לכדי הערך הרשום על הרמקול [8Ω ,4Ω או כל ערך אחר]. לעומת זאת עכבתו של פנל אלקטרוסטאטי בנויה מהיגב קיבולי בעיקרה, בעוד רכיבה ההתנגדותי נמוך יחסית.
זרם חשמלי (I) הוא כמות המטען שעוברת דרך עצם במשך שנייה אחת. כשהמתח גבוה והעכבה נמוכה, הזרם גבוה. אם המתח הוא מתח חילופין, כפי שהדבר באות שמע, הוא מתנודד בתדירות כלשהי ומשנה את ערכו ואת קוטביותו ללא הרף. בהתאם עושה זאת גם הזרם - משנה את עוצמתו ואת כיוונו ללא הרף.
כאשר לעכבה רכיב התנגדותי בלבד (גוף חימום), מתוזמן הזרם עם המתח, ז"א לשניהם אותו המופע.
כאשר לעכבה רכיב היגבי-קיבולי בלבד (קבל טהור), מקדים הזרם את המתח ברבע מחזור, וכאשר לעכבה רכיב היגבי-השראי בלבד (סליל טהור), מפגר הזרם אחרי המתח ברבע מחזור.
עכבתם של רוב העצמים הינה שילוב של התנגדות והיגב, קיבולי או השראי, לכן יקדים הזרם את המתח או יפגר אחריו בפחות מרבע מחזור.
הספק (P) פירושו קצב העברה של אנרגיה, והוא שווה למכפלת המתח בזרם (P=V٠I). מאחר ואלה משתנים ללא הרף, משתנה גם מכפלתם ללא הרף ועימה ההספק. נוח לכן לדבר על מתח וזרם אפקטיביים (VRMS IRMS), ועל הספק ממוצע (PRMS). כשהמתח והזרם מתוזמנים (גוף חימום) מתקבל הספק ממוצע מרבי. ככל שגדל הפרש המופע ביניהם (נוכחות גוברת של היגב) פוחת ההספק הממוצע, עד כדי אפס כשהפרש המופע מגיע לשיאו - רבע מחזור (עכבה היגבית טהורה).  תמונה
חיבור מקבילי וטורי
"חיבור מקבילי" ו"חיבור טורי" הן שתי הצורות הבסיסיות לחיבורם יחדיו של מספר רכיבים חשמליים.
כשהחיבור מקבילי, נופל על כל אחד מהרכיבים מתח המקור המזין אותם (בהנחה שהתנגדות החוטים זניחה), ולכן אין זה משנה לרכיב כלשהו אם מחברים אליו במקביל רכיבים אחרים. רק המקור חש בכך, כיוון שכעת עליו לספק יותר זרם. מכשירי החשמל הביתיים מחוברים לרשת החשמל באופן זה, ולכן נופל על כ"א מהם המתח שמספקת חברת החשמל (מתח סינוסואידלי שמשרעתו 325V, ז"א 230Vrms). מכשיר המחובר לשקע החשמל אינו חש שינוי כלשהו כאשר מחברים לרשת החשמל מכשירים נוספים. רק מונה החשמל מסתובב מהר יותר.
כשהחיבור טורי, מתחלקים הרכיבים במתח המקור המזין אותם ביחס ישר לעכבותיהם. אם יחובר רכיב נוסף, יחושו בכך האחרים מפני שהוא יגזול חלק ממתח המקור ולהם יישאר פחות. הזרם דרך כ"א מהם, שהינו זהה בכולם מעצם היות המעגל טורי, יפחת בהתאמה. מסיבה זו מעדיף המגבר "לראות" דרייברים המחוברים בטור, הוא נדרש אז לפחות זרם ולכן אינו צריך "להתאמץ". בהתאם מתקבל הספק נמוך יותר כמובן. תמונה
צפיפות ספקטראלית
צפיפות ספקטראלית היא האופן בו מפולגת האנרגיה לרוחב הספקטרום.
כאשר מרבית האנרגיה מרוכזת בתחום צר של תדרים, גבוהה בו הצפיפות הספקטראלית.
כאשר הצפיפות הספקטראלית אחידה לכל רוחב הספקטרום, מתקבל "רעש לבן".
כאשר הצפיפות הספקטראלית פוחתת כדי מחצית עם כל הכפלה של התדר מתקבל "רעש ורוד". תמונה
כשמתנגנת מוזיקה משתנה הצפיפות הספקטראלית בכל רגע ורגע, ולכן מדובר בד"כ בצפיפות הספקטראלית הממוצעת (על פני זמן). ברוב סוגי המוזיקה גבוהה יותר הצפיפות הספקטראלית הממוצעת בבאס העליון ובאמצעי התחתון (ראה סעיף "ספקטרום"). לרוב נכון הדבר גם לגבי הצפיפות הספקטראלית הרגעית, אלא שלמשך שברירי שנייה, בד"כ במהלך התפרצות דינאמית, יכולה זו להשתנות מאוד ולרכז את מרבית האנרגיה באמצעי העליון ובגבוה.
מופע
במשטר הזמן מדובר בתזמונו של גל סינוס יחסית לרגע האפס אשר נקבע שרירותית על ציר הזמן.
בד"כ אנו מתעניינים בהפרש המופע (הפרש התזמון) שבין גלים כאלה, ולא במופע של כ"א מהם בפני עצמו.
במשטר התדר מדובר בזווית המופע של גל סינוס, כאשר לתזמון אפס מיוחסת זווית אפס, לתזמון T¼ (רבע זמן מחזור) מיוחסת הזווית 90°, לתזמון T½ הזווית 180°, לתזמון T¾ הזווית 270° ולתזמון T הזווית 360°.
גם כאן אנו מתעניינים בד"כ בהפרש המופע (הפרש הזווית) שבין גלים כאלה, ולא בזווית של כ"א מהם בפני עצמו.
בנישה של שחזור צליל נוח לעבוד במשטר הזמן כשעוסקים בהפרשי מופע. אנו רוצים כמובן שכל הפרש מופע יתקבל בהשמעה בדיוק כפי שהיה באירוע המוקלט, ללא שינוי. תמונה
אות שמע חלק א' - מבוא
כאשר האוויר רוטט 20 פעם בשנייה (תדר 20Hz) לכל הפחות או 20,000 פעם בשנייה (תדר 20kHz) לכל היותר מתקבל אות שמע (Audio Signal).*
כדי שהאות יהיה חזק מספיק לשמיעה על הרטיטות להיות גדולות מספיק, כך שייווצר לחץ צליל (Sound Pressure) גבוה דיו על עור התוף.
לחץ הצליל עומד ביחס ישר לתאוצתן התנודית של מולקולות האוויר: SP a ( פירושו "פרופורציוני ל..").
תאוצתן התנודית של מולקולות האוויר עומדת ביחס ישר למשרעת הרטיטה שלהן וביחס ריבועי לתדירות הרטיטה: a A·f ². מכך נובע שבכדי לשמר לחץ צליל אחיד לרוחב תחום תדרים כלשהו (היענות תדר אחידה), על רטיטות האוויר לקטון כדי רבע עם כל הכפלה של התדר.
היחידה המקובלת בענף השמע למדידת לחץ קרויה "פסקל" (כאשר כוח בן 1 ניוטון פועל על שטח בן 1 מ"ר מתקבל לחץ בן 1 פסקל). לחץ הצליל המינימאלי שיש להפעיל על עור התוף בכדי לחולל שמע נקרא "סף השמע", ומשתנה מתדר לתדר ומאדם לאדם.**
לדוגמה, סף השמע של בוגר ממוצע בסביבת התדר 3 קילוהרץ הוא 20 מיקרופסקל (20 מיליוניות הפסקל).
לחץ צליל בן 112.5 פסקל בתדר זה או באחרים יגרום כבר לכאב באוזננו.
תחום לחצי הצליל (העוצמות) שבין סף השמע לבין סף הכאב נקרא התחום הדינאמי של האוזן.
הלחץ האטמוספרי הוא בן 100,000 פסקל. מדוע אין הוא גורם לכאב באוזננו? מכיוון שאינו מתנודד ולכן אינו מהווה לחץ צליל.
לחץ הצליל "רוכב" בעצם על הלחץ האטמוספרי, ובכך מגבירו ומחלישו לסירוגין בשברי האחוז. תמונה
אות חשמלי המתנודד בתדר שמע מכונה אף הוא "אות שמע", מהטעם שאם יוזן לרמקול תתנודד הממברנה בהתאם ותפיק צליל.

הרטיטות הקיימות בעולמנו הן סינוסואידליות, ז"א בעלות צורה של גל סינוס.
בד"כ נחשף המאזין לאוסף של רטיטות כאלה המתרחשות בו זמנית ומצטיירות במשטר הזמן כ"רוכבות" זו על זו. לכל רטיטה שבאוסף תדירות, עוצמה ומופע משלה, והיא מהווה בעצם רכיב של האות המתקבל. אותו אות, למרות היותו סכום של רכיבים סינוסואידליים, מצטייר במשטר הזמן כלא סינוסואידלי.
את אותות השמע ניתן לחלק במשטר הזמן לשתי קטגוריות ראשיות: אותות מחזוריים ואותות שאינם מחזוריים.

* תדרים נמוכים מ- 20Hz נקראים "תדרים אינפראסוניים"(Infrasonic frequencies).
  תדרים גבוהים מ- 20kHz נקראים "תדרים אולטראסוניים" (Ultrasonic frequencies).
** אותות חלשים מסף השמע נקראים "אותות סאבסוניים" (Subsonic signals).
אות שמע חלק ב' - אותות מחזוריים
אות מחזורי (Periodic Signal) הוא אות אשר כל מחזור בו מהווה העתק מדויק של קודמו.
רכיביו של אות מחזורי הינם מסוימים, ז"א תמונתו הספקטראלית אינה משתנה עם הזמן.
האינפורמציה שבאות מחזורי משתקפת כולה בתמונתו הספקטראלית, ז"א במשטר התדר.
משטר הזמן לא מעניק כל מידע נוסף אודות האות.
תדירותו של אות מחזורי היא לכל היותר כזו של רכיבו הנמוך ביותר.

האות המחזורי הפשוט ביותר הוא סינוסואידה מתמשכת. לאות זה רכיב (תדר) יחיד בעל משרעת קבועה, וניתן להפיקו באמצעות גנרטור (מחולל אותות). אם נזין סינוסואידה כזו למבואו של רמקול (כזרם חשמלי), תרטוט הממברנה בהתאם: רטיטות גליות "חלקות" שקצבן זהה לתדירות הסינוסואידה ומשרעתן מתאימה למשרעתה. בהתאם ירטוט גם האוויר. אם תדירות הסינוסואידה תהיה בתחום 20-20,000 הרץ יתקבל אות שמע. כדי שנוכל לשומעו על משרעת הרטיטות להיות גבוהה מספיק, כך שעל עור התוף יופעל לחץ צליל (SPL) גבוה מסף השמע. תמונה

אות מחזורי מורכב יותר מתקבל ממיזוגן של שתי סינוסואידות כנ"ל המופקות בו זמנית, כ"א בתדר אחר. משרעותיהן יכולות להיות שונות זו מזו או זהות זו לזו.
לאות שכזה שני רכיבים (תדרים) בעלי משרעת קבועה, ותדירותו היא לכל היותר כזו של הרכיב הנמוך.
אם נזין אות זה למבואו של רמקול (כזרם חשמלי) תרטוט הממברנה בהתאם: רטיטות לא "חלקות" שקצבן זהה לתדר האות. צורת הרטיטה תושפע בעיקר מהרכיב הנמוך, כיוון שמשרעת הרטיטה גדולה יותר בתדרים נמוכים. עם זאת, יחסי העוצמה האקוסטיים שבין הרכיבים יישמרו כפי שהיו בגרסתו החשמלית של האות.
באופן מפתיע, אם תוזן כל סינוסואידה בנפרד לרמקול "משלה" ושני הרמקולים ימוקמו בסמיכות ו"ינגנו יחדיו", ירטוט האוויר בדיוק כפי שרטט קודם. תופעה זו נובעת מ"עקרון ההתאבכות" ("סופרפוזיציה"), התקף לכל תהליך ליניארי: אין זה משנה אם הסינוסואידות מוזגו כאותות חשמליים והוזנו לרמקול יחיד, או אם הוזנו בנפרד לרמקולים נפרדים ומוזגו רק אח"כ כגלי קול סינוסואידליים.
האפשרות השנייה פשוט יקרה יותר, כיוון שנחוץ אז יותר מרמקול אחד. תמונה

אות מחזורי מורכב עוד יותר הוא האות המתקבל מכלי נגינה שמנגן תו יחיד באופן מתמשך ויציב.
במקרה זה קיים קשר הרמוני בין רכיבי האות, ז"א תדירותו של כל רכיב מהווה כפולה שלמה של תדירות הרכיב הנמוך ביותר. הרכיב הנמוך ביותר מכונה אז "פנדמנטאל", ושאר הרכיבים מכונים "הרמוניות".
לדוגמה, כלי המנגן את התו A3 מפיק פנדמנטאל בתדר 220 הרץ, הרמוניה שנייה בתדר 440 הרץ, הרמוניה שלישית בתדר 660 הרץ וכן הלאה. כך הוא בכל כלי נגינה המנגן את התו A3, יהא זה טרומבון, כינור או כל כלי אחר. כולם יציגו תמונה ספקטראלית המכילה את אותן ההרמוניות.
מדוע אם כן נשמע הטרומבון שונה מהכינור, אפילו כששניהם מנגנים את התו A3?
בשל יחסי העוצמה השונים שבין ההרמוניות.
בתרשים הבא ניתן לראות כי לכינור פנדמנטאל דומיננטי, לעומת הטרומבון בו דומיננטית ההרמוניה השנייה. ברוב הכלים דומיננטי הפנדמנטאל, כך שהטרומבון הינו יוצא דופן מבחינה זו. תמונה
חליל הצד הינו דוגמה לקיצוניות הפוכה: פנדמנטאל עתיר אנרגיה עם נוכחות מועטה מאוד של הרמוניות.
לכן, מכל הכלים, חליל הצד מפיק את האות הדומה ביותר לסינוסואידה.
כל כלי נגינה מאופיין אם כן ביחס עוצמות מסוים בין ההרמוניות, היחס ההרמונאלי, הגורם לו להישמע כפי שהוא נשמע. לכלים מאותו סוג יש יחס הרמונאלי כה דומה, עד שרק מומחה מסוגל להבדיל בין שני פרטים שונים, שני כינורות למשל.
ומה לגבי מופען של ההרמוניות, או ליתר דיוק, הפרשי המופע שבין ההרמוניות?
ובכן, לכל כלי ישנם הפרשי מופע אופייניים בין ההרמוניות, אשר ביחד עם היחס ההרמונאלי יוצרים את צורת האות האופיינית לו. מסקרן לדעת אם שני אותות בעלי יחס הרמונאלי זהה אך הפרשי מופע שונים בין ההרמוניות נשמעים שונים זה מזה, והתשובה היא בד"כ לא. בעלי סינתיסייזר או תוכנת מחשב מתאימה יכולים לבדוק זאת בעצמם, כל שעליהם לעשות הוא להפיק סינוסואידה אשר תשמש פנדמנטאל לתו כלשהו (למשל בתדר 440 הרץ המהווה פנדמנטאל לתו A4), ובו זמנית להפיק סינוסואידות בתדרים הרמוניים מתאימים (עבור A4 בתדרים 880 הרץ, 1320 הרץ וכן הלאה).
בעזרת שינוי עוצמתן היחסית של הסינוסואידות ניתן לשנות לחלוטין את הצליל המתקבל, כך שפעם יישמע דומה לכינור, פעם לטרומבון ופעם לכלי שאינו קיים בכלל.
לעומת זאת שינוי הפרשי המופע שבין הסינוסואידות ספק אם ישפיע על אופי הצליל המתקבל - אוזננו אדישה בד"כ להפרשי מופע כשמדובר באות מחזורי. כדאי לשים לב לכך שצורת האות משתנה באופן דרמטי כתוצאה משינוי הפרשי המופע, ז"א יתכנו אותות בעלי צורה שונה לחלוטין הנשמעים זהים זה לזה.
עם זאת ישנם אותות מחזוריים מסוימים אשר בהם שינוי הפרשי המופע יכול להיות שמיע. אותות אלה מאופיינים לרוב בנוכחות בולטת של הרמוניות זוגיות ובא-סימטריה קיצונית, ז"א החלק החיובי שלהם שונה מאוד בצורתו ובמשרעתו מהחלק השלילי. שינוי הפרשי המופע עלול לטשטש את אי הסימטריות שלהם, ואוזננו שניחנה בקורטוב של אי-ליניאריות א-סימטרית מסוגלת להבחין בכך לעיתים.

אם ינגן הכלי שני תווים בו זמנית (אקורד) באופן מתמשך ויציב, A3 ו- E3 למשל, יתקבל אות מחזורי מורכב עוד יותר. כעת לא יהיה עוד קשר הרמוני בין רכיבי האות. כ"א משני התווים יפיק אומנם סדרת רכיבים הרמונית, אך הסדרה שתתקבל משתי הסדרות כשהן שלובות יחדיו לא תהיה הרמונית. מספר הרכיבים מהם בנוי האות יגדל, וקצת קשה יהיה לזהות לאיזו משתי הסדרות ההרמוניות שייך רכיב זה או אחר.
בתרשים שלהלן מנוגן כל תו ע"י כלי אחר, כדי לעשותה יותר מעניינת. תמונה
ע"פ אותו העיקרון, אם ינגן הכלי אקורד בן שלושה תווים, E3, A3, ו-C3 למשל, יגדל עוד יותר מספר הרכיבים מהם בנוי האות, וכך הלאה בהתאם למספר התווים המרכיבים את האקורד.
שילובן יחד של מספר סדרות הרמוניות מקטין את הסיכוי למצוא רכיבים סמוכים השייכים לאותה סדרה הרמונית, ז"א לאותו תו. נוצר לכן הרושם כי רכיבי האות מפוזרים לרוחב הספקטרום באופן אקראי.
ניתן לדבר בהקשר זה על צפיפותו הספקטראלית של האות לאמור, כמה מרכיביו ממוקמים באזור זה או אחר של הספקטרום. על אזור בו ממוקמים רכיבים רבים יותר נאמר כי הוא צפוף יותר מבחינה ספקטראלית. בד"כ תרוכז באזור שכזה גם מרבית האנרגיה שבאות, אך לא בהכרח. יתכן כי באזור אחר שהינו פחות צפוף ממוקמים רכיבים בעלי משרעת גבוהה יותר אשר "יכריעו את הכף לטובתו" מבחינה אנרגטית.
ככל שמרוכזת יותר אנרגיה באזור הנמוך של הספקטרום, מתקבל צליל יותר "באסי".
באותו אופן, ככל שמרוכזת יותר אנרגיה באזור הגבוה של הספקטרום מתקבל צליל יותר "טרבלי".
כעת שוו בנפשכם אקורדיון אשר בין מנענעו הנמוך ביותר לזה הגבוה ביותר "דחפו" הרבה יותר מנענעים מהמקובל. אקורדיון שכזה יפיק לא רק תווים "מקובלים" (C, B, A וכן הלאה) אלא גם אין ספור תווים שבניהם. כל המנענעים נלחצים יחדיו, כך שכל התווים הרבים והשונים מתנגנים בו זמנית באופן מתמשך ויציב. כל תו מפיק סדרת רכיבים הרמונית, אך שילובן של כל הסדרות יחדיו נראה כאוסף עצום ואקראי של רכיבים המצטופפים לרוחב הספקטרום.
לו היה מספר המנענעים אינסופי היה בהתאם גם מספר התווים אינסופי ולכן, על אחת כמה וכמה, גם מספר הרכיבים המצטופפים לרוחב הספקטרום. במצב תיאורטי זה תהיה צפיפות הרכיבים אינסופית, ולכן תתקבל תמונה רציפה של צפיפות ספקטראלית במקום זו הבדידה שהתקבלה קודם לכן. כעת לא יהיה עוד טעם לדבר על רכיבים אלה או אחרים המרכיבים את האות, כיוון שממילא הוא יהיה מורכב מכל הרכיבים (תדרי השמע) שישנם בעולם.
המושג "צפיפות ספקטראלית" אשר קודם לכן התייחס לצפיפות הרכיבים באזור זה או אחר של הספקטרום, יתייחס כעת לכמות האנרגיה הנמצאת באזור הנדון.
אות שמע חלק ג' - אותות שאינם מחזוריים
אותות שאינם מחזוריים (Non Periodic Signals) הם האותות בהם אנו נתקלים ב"עולם האמיתי", שבו כלים אינם מפיקים תווים קבועים באופן מתמשך ויציב.
למעשה, ההיפך הוא הנכון. תווים מופקים לרגעים קצרים, כאשר הזמן הדרוש להתהוותם ולדעיכתם ארוך לפעמים מהזמן שבו הם מתקיימים כצליל מתמשך ויציב.
התרשמותנו מצליל מושפעת מהמעטפת שלו, ז"א מהאופן שבו הוא מתהווה, מתקיים ודועך במשטר הזמן, לא פחות משהיא מושפעת מהרכבו הספקטראלי. האינפורמציה שבאות בלתי מחזורי משתקפת באופן חלקי במשטר התדר, ובאופן חלקי במשטר הזמן. אותות מוזיקליים הם לרוב "קצת מחזוריים", ז"א תנודה דומה לקודמתה אך אינה זהה לה.
ככל שרב השוני בין תנודה לקודמתה, נושא האות אינפורמציה רבה יותר במשטר הזמן. צפיפותו הספקטראלית של אות בלתי מחזורי משתנה מתנודה לתנודה, ולכן יש לציין אם מדובר בצפיפות הרגעית או בזו הממוצעת על פני זמן. הצפיפות הספקטראלית הממוצעת מהווה אומדן ל"כמה באס" או "כמה טרבל" יש בקטע המוזיקאלי. לעומתה, הצפיפות הספקטראלית הרגעית חשובה למהנדס המערכת, המתעניין במצבים הקיצוניים ביותר עימהם תיאלץ המערכת להתמודד.
נאמר קודם כי אוזננו אדישה בד"כ להפרשי מופע כשמדובר באות מחזורי, אך האם כך הוא גם לגבי אות שאינו מחזורי? כדי לבדוק זאת יש להבין כי שינוי הפרשי המופע שבין רכיבי האות משמעו עיכובם בזמן של אלה יחסית לאחרים, וברור שאם יהיה העיכוב משמעותי מספיק נוכל להבחין בו. למשל, אם יעוכבו רק רכיביו הנמוכים של האות הלא מחזורי המופק מנקישת פסנתר ויגיעו לאוזננו דקה אחרי הרכיבים הגבוהים, ברור שנבחין בכך.
לו היה זה אות מחזורי לא הייתה לעיכוב הארוך כל משמעות - רכיביו של האות היו קבועים ממילא ולכן לא היה זה משנה אם חלקם "נוצרו" לפני שעה בעוד האחרים "הצטרפו" אליהם רק לפני דקה, אוזננו איננה יכולה "לדעת" זאת. מהו אם כן העיכוב המינימאלי (באות בלתי מחזורי) שניתן לשמעו? התשובה לכך תלויה באופיו של האות, אך מסתמן כי עיכוב קצר מ-200 מיקרו שנייה אינו שמיע בשום מקרה.
מידת עיכובם בזמן של רכיבי האות משתקפת הרבה פעמים, אך לא תמיד, ב"עיכוב החבורה" (Group Delay). עיכוב חבורה אחיד לרוחב ספקטרום השמע מהווה תנאי הכרחי (אם כי לא מספיק) לכך שכל הרכיבים יעוכבו באותה המידה, ז"א תנאי הכרחי לכך שהפרשי המופע המקוריים שביניהם יישמרו.
אות שמע חלק ד' - מתקפים
מתקף (Transient) הוא "יריית הפתיחה" של אות השמע, עוד לפני שהוא הופך להפרעה תנודתית. המתקף יכול להיות עוצמתי יותר כמו זה הנגרם מהקשה על מנענעו של פסנתר, או עוצמתי פחות כמו זה הנגרם מנשיפה רכה לפייתו של חליל צד, אך הוא מהווה את "חזיתו" של כל אות שמע.
ככלל, ניתן לחלק את התהוותו של אות השמע לשלושה שלבים:
1) מתקף - הלם ראשוני המגיע לשיאו תוך מילישנייה (אלפית השנייה) לכל היותר. מההפרש שבין זמני ההגעה של המתקף לאוזן שמאל ולאוזן ימין ומעוד מספר אינדיקציות המתאפשרות הודות למבנן הא-סימטרי של האפרכסת ושל הגולגולת, מסיק המוח מהו מיקומו של מקור הקול.
2) השוואת לחצים - לחץ האוויר שיצר המתקף שואף להשתוות ללחץ האטמוספרי. השוואת הלחצים נמשכת זמן רב יותר ככל שמקור הקול גדול יותר, עד כדי 30 מילישניות כאשר הוא גדול מאוד, והמוח מנצל זאת בכדי לאמוד את גודלו של המקור.
3) התנודדות - לחץ הצליל הופך להפרעה תנודתית. כעת ניתן לדבר כבר על תדירות וצורת גל (במשטר הזמן) או על פנדמנטאל והרמוניות (במשטר התדר), ובתוך 10 עד 30 מילישניות מזהה המוח את גובה הצליל ואת גוונו.
מהאמור לעיל נובע כי מידע רב מוסק אודות המקור עוד בטרם הופך הקול המופק ממנו להפרעה תנודתית בעלת תדירות וצורת גל, ולכן נודעת חשיבות רבה לשחזורם המדוייק של מתקפים.
המתקף הוא האות הבלתי מחזורי בהתגלמותו, וככזה הוא מכיל את "כל התדרים" כפי שהוכיח המתמטיקאי הצרפתי ז'אן פורייה. אנו שומעים כמובן רק את חלקם - אלה שבספקטרום השמע, אך יש לזכור כי הגבוהים שבין אלה מספיקים להשלים מחזורים שלמים בעוד הנמוכים נמצאים עדיין בשלב השוואת הלחצים. עיכוב סלקטיבי של תדרים מסוימים עלול "למרוח" את המתקף בזמן ולערפל בשל כך את המידע הטמון בו. כדי לשמר היענות מתקף טובה יש להקפיד על כך שכל עיכוב, אם ישנו, יחול במידה שווה על כל התדרים. כפי שכבר הוזכר, עיכוב חבורה אחיד לרוחב הספקטרום מהווה תנאי הכרחי לכך.
אות השמע במשטר הזמן ובמשטר התדר
במשטר הזמן נתפס האות כאוסף של גלים סינוסואידליים מתנודדים, כ"א בתדירות ובמשרעת משלו. כל גל שכזה מהווה רכיב של האות. ניתן לדבר על משרעת האות, תדירותו ומופעו, לפחות במובנם הרגעי. המשרעת הרגעית של האות היא העתקו המרבי במחזור התנודה הנוכחי. תדירותו הרגעית של האות היא מספר הפעמים שהוא ישנה קוטביות (כיוון) בשנייה אחת, לו ייוותרו רכיביו כפי שהם כרגע. מופעו של האות היא מידת עיכובו בזמן, ובהקשר זה אנו מתעניינים בד"כ בהפרשי המופע שבין רכיביו, ז"א במידת עיכובו בזמן של רכיב זה לעומת רכיב אחר.
משטר הזמן מאפשר חקירת אופיו הדינאמי של האות, למשל השפעתן של התפרצויות עוצמה רגעיות על תחושתו הסובייקטיבית של המאזין. דיבורים על "באס מרוח", למשל, הם בשפה של משטר הזמן.

במשטר התדר נתפס האות כאוסף של תדרים. כל תדר שכזה מהווה רכיב של האות, והוא בעצם תדירותו של רכיב סינוסואידלי אשר תואר לעיל במשטר הזמן.
משטר התדר מאפשר חקירת אופיו הספקטראלי של האות, כיוון שהוא חושף איזה תדרים מכיל האות ומהי עוצמתו של כ"א מהם. דיבורים על "יותר באס" או "פחות טרבל", למשל, הם בשפה של משטר התדר.
מכשירים לניתוח צליל עושים שימוש באלגוריתם מתמטי המכונה "התמרת פורייה מהירה" (FFT) כדי לדלג בין שני המשטרים ולאסוף אינפורמציה מרבית אודות האות.
דציבל
הדציבל (dB) היא יחידה המשמשת להצגה לוגריתמית של יחס בין הספקים (הספק הוא כמות האנרגיה המועברת ביחידת זמן). הצגה לוגריתמית "מתרגמת" כל הכפלה לתוספת, וכל חילוק להפחתה:
הוכפל פי 2 ההספק - נוספו 3 דציבל. הוכפל שוב פי 2 - נוספו שוב 3 דציבל, וכן הלאה.
הוכפל פי ½ ההספק - נגרעו 3 דציבל. הוכפל שוב פי ½ - נגרעו שוב 3 דציבל, וכן הלאה.
לחץ הצליל (Sound Pressure), ז"א עוצמת הצליל, עומד ביחס שורש ריבועי להספק האקוסטי (Acoustic Power). הוכפל פי 2 הלחץ - רובע ההספק ונוספו 6 דציבל. הוכפל שוב פי 2 הלחץ - רובע שוב ההספק ונוספו שוב 6 דציבל. הוכפל פי ½ הלחץ - הוכפל פי ¼ ההספק ונגרעו 6 דציבל. הוכפל שוב פי ½ הלחץ - הוכפל שוב פי ¼ ההספק ונגרעו שוב 6 דציבל.

והשינוי בדציבל הוא אז ההספק האקוסטי הוכפל פי אם לחץ הצליל הוכפל פי
0 1 1
-3 +3 1/2 2 1/√2 √2
-4.8 +4.8 1/3 3 1/√3 √3
-6 +6 1/4 4 1/2 2
-7 +7 1/5 5 1/√5 √5
-7.8 +7.8 1/6 6 1/√6 √6
-8.5 +8.5 1/7 7 1/√7 √7
-9 +9 1/8 8 1/√8 √8
-9.5 +9.5 1/9 9 1/3 3
-10 +10 1/10 10 1/√10 √10



















נהוג לקבוע לחץ צליל כלשהו כרמת הייחוס 0dB. לחצים גבוהים ממנו מסומנים כחיוביים (dB+) ונמוכים ממנו כשליליים (dB-). אם לא צוין אחרת, מהווה סף השמע (20 מיקרופסקל) את רמת הייחוס. במקרה זה מדברים על "רמת לחץ צליל" (Sound Pressure Level). הקיצור הנהוג באנגלית הוא SPL ובעברית יונהג כאן הקיצור רל"צ. בטקסטים המופיעים באתר זה נעשה שימוש תכוף במילה "עוצמת צליל" או פשוט "עוצמה", כתחליף למושגים המדוייקים "לחץ צליל" ו-"רמת לחץ צליל"

מקור צליל לחץ צליל (פסקל) רל"צ (דציבל)
סף השמע 0.00002 0
אוושת עלים 0.0002 20
דיבור 0.02 60
אקדח מסמרים 20 120
סף הכאב 112.5 135

הצגה לוגריתמית הינה נוחה מפני שתגובת האוזן לתדירות ולעוצמה היא לוגריתמית, ז"א "הכפלה פי..." מתפרשת ע"י מערכת השמיעה כ"תוספת ב...":
הוכפלה התדירות פי X, מפרשת זאת אוזננו כתוספת מסוימת לגובה הצליל.
הוכפלה שוב התדירות פי X, מפרשת זאת אוזננו שוב כאותה התוספת לגובה הצליל.
הוכפל לחץ הצליל פי Y, מפרשת זאת אוזננו כתוספת מסוימת לעוצמה.
הוכפל שוב לחץ הצליל פי Y, מפרשת זאת אוזננו שוב כאותה התוספת לעוצמה.* תמונה
שאלה מעניינת היא: פי כמה יש להכפיל את לחץ הצליל בכדי שאוזננו תפרש זאת כהכפלת העוצמה? והתשובה היא: תלוי בתדר.
בתדרים גבוהים ובינוניים פי 3.16 = 10√ (10dB+) בערך.
לדוגמה, נניח שאנו מאזינים לתדר 3 קילוהרץ ברל"צ בת 94 דציבל, שמשמעה לחץ צליל בן 1 פסקל על עור התוף. בכדי להכפיל את לחץ הצליל עלינו להוסיף 6 דציבל, ז"א להאזין ברל"צ בת 100 דציבל שמשמעה לחץ צליל בן 2 פסקל על עור התוף. אבל, בכדי להכפיל את העוצמה הסובייקטיבית עלינו להוסיף 10 דציבל, ז"א להאזין ברל"צ בת 104 דציבל שמשמעה לחץ צליל בן 3.16 פסקל על עור התוף.
אלה הן חדשות רעות, ראשית מפני שנזקי העוצמה למערכת השמיעה נגרמים ע"י העוצמה האמיתית ולא הסובייקטיבית, ושנית מפני שהכפלת העוצמה הסובייקטיבית מחייבת הכפלתו של ההספק פי עשרה(!) ולא פי ארבעה "בלבד", עובדה המכבידה על מהנדס המערכת ועל כיסו של הלקוח.
נחמה ניתן למצוא באוקטאבה התחתונה, בה תגובת האוזן לעוצמה היא ליניארית כל עוד הרל"צ נמוכה מכ- 100 דציבל. במילים אחרות, כל עוד לחץ הצליל בבאס הנמוך אינו גבוה, תגרום כל הכפלה שלו גם להכפלתה של העוצמה הסובייקטיבית.
בשל חוסר התאימות שבין העוצמה האמיתית לזו הסובייקטיבית, נמדדת האחרונה ביחידות מקבילות הקרויות "פון". תוספת בת 10 פון משמעה הכפלת העוצמה הסובייקטיבית. לצורך השגת תוספת בת 10 פון בתדרים גבוהים ובינוניים נדרשת תוספת בת 10 דציבל. בבאס הנמוך, כל עוד הרל"צ בו אינה גבוהה, מספיקה לשם כך תוספת בת 6 דציבל ואפילו פחות! תמונה

* ההסבר לכך נעוץ באבולוציה בת מיליוני שנים: רעם חזק מפעיל על עור התוף לחץ גבוה פי מליון בערך מזה שמפעיל עליו זמזומו של יתוש. זהו תחום דינאמי (פער בין עוצמה מזערית למרבית) בן 120 דציבל.
תגובה ליניארית לעוצמה על פני תחום דינאמי כה רחב הייתה מעניקה אומנם יכולת הבחנה (רזולוציה) גבוהה לכל רוחבו, אך דורשת משאבים פיזיולוגיים כבדים.
תגובה לוגריתמית לעוצמה יוצרת "כיווץ פרוגרסיבי" של התחום הדינאמי - מעט בתחילה כשהעוצמה נמוכה, אך יותר ויותר בהמשך כשהיא מתגברת. בכך מוקדש חלק הארי של התחום הדינאמי לעוצמות הנמוכות, ולא נפגעת יכולת ההבחנה ביניהן (צעדים מתקרבים או מתרחקים לאיטם, למשל).
יכולת הבחנה בין עוצמות גבוהות חשובה פחות להישרדות בטבע, מן הסתם.
ומדוע אין זה כך בתדרים נמוכים מאוד? משום שאת תדרי הבאס ממילא אין אנו מסוגלים לשמוע כשעוצמתם נמוכה, כך שבתדרים אלה התחום הדינאמי צר בהרבה ומאפשר תגובה ליניארית, אם לא לכול רוחבו אז לפחות בשלישו התחתון (השקט).
ליניאריות
מכשיר ליניארי מסוגל להגביר אות או להמירו מבלי לשנות את תכולתו הספקטראלית, ז"א מבלי להוסיף לו רכיבים זרים אשר לא היו קיימים בו מלכתחילה. "להגביר" פירושו להגדיל משרעת. "להמיר" פירושו, למשל, להמיר לחץ צליל לאות חשמלי (כפי שעושה מיקרופון) או להיפך (כפי שעושה רמקול).
בעולמנו אין מכשירים ליניאריים באמת, לצערנו, אבל הטובים שבהם מתקרבים לכך, ז"א הם אומנם מוסיפים רכיבים זרים אבל בעלי משרעת קטנה יחסית. כשאות חשמלי כלשהו מוזן למבואו של מגבר, הוא אמור להתקבל במוצאו של המגבר ללא כל שינוי ספקטראלי. בבדיקת ליניאריות של מגבר, מושווה הספקטרום של אות המוצא לזה של אות המבוא לצורך איתורם של רכיבים זרים (כאלה הקיימים באות המוצא אך אינם קיימים באות המבוא). אם משרעותיהם של הרכיבים הזרים קטנות יחסית, יתואר המגבר כ"ליניארי". במידה ומתרחש הגבר, תהיינה משרעות הרכיבים של אות המוצא גבוהות בהתאמה ממשרעות הרכיבים של אות המבוא. תמונה
רמקול יתואר כ"ליניארי" אם הצליל שהוא מפיק מכיל רכיבים זרים בעלי משרעות קטנות יחסית. גם כאן, רכיבים זרים הם רכיבים הקיימים באות המוצא האקוסטי של הרמקול אך אינם קיימים באות המבוא החשמלי המוזן לרמקול.
מידת הליניאריות של מערכת שמע קובעת את איכותה, ולכן ליניאריות היא עיקר העיקרים!
במערכות שמע ההתקן הפחות ליניארי מכולם הוא הרמקול, וככל שגדלות רטיטות הממברנה כן פוחתת הליניאריות, ז"א גדלות משרעותיהם של הרכיבים הזרים ומורגשת יותר נוכחותם בצליל המשוחזר.
הממברנה רוטטת בהתאם לאות המבוא החשמלי המוזן לרמקול רק אם רטיטותיה קטנות יחסית.
כשמגבר פועל בקרבת שיא ההספק לו הוא מסוגל נפגעת הליניאריות שלו במידת מה, וכשהוא "נדחף" לפעול מעבר לכך היא נפגעת אנושות.
כדי לשחזר צליל באופן אמין, יש לדרוש ממערכת השמע הרבה פחות מה"מקסימום" לו היא מסוגלת.
עיוותים
"עיוותים" משמשים בדיבור חופשי כמדד ל"חוסר הניקיון" של אות.
נהוג להבחין בין עיוותים בלתי ליניאריים לבין עיוותים ליניאריים.
הראשונים מתייחסים לרכיבי אות הקיימים באות המוצא למרות שאינם קיימים באות המבוא.
על אלה נמנים עיוותים הרמוניים ועיוותי אפנון הדדי, רעש, זמזומים וכיו"ב.
השניים מתייחסים לרכיבי אות שאומנם קיימים באות המבוא, אך מופיעים באות המוצא באופן שונה מהרצוי.
על אלה נמנים היענות תדר והיענות מופע לא אחידות, והחזרים מקירות החדר.
במערכות שמע הרמקול הוא המעוות העיקרי, וממסך בהרבה מקרים את העיוותים שמחוללים רכיבי המערכת האחרים.
העיוותים הבלתי ליניאריים הם הצורמים ביותר לאוזננו, והם מתעצמים ככל שאנו מגבירים את עוצמת הצליל.
היענות תדר והיענות הספק
היענות התדר (Frequency Response) של התקן כלשהו היא מידת ההגבר שהוא מעניק לאות בכל תדר ותדר, ז"א הגבר כפונקציה של תדר. אם מוזן למבואו של התקן אות "שטוח" (בעל אותה משרעת בכל תדר ותדר) ולהתקן היענות תדר אחידה, יהיה גם אות המוצא של ההתקן "שטוח". כשאנו מגבירים או מחלישים באיקוולייזר תחום תדרים כלשהו, אנו בכוונה הופכים את היענות התדר ללא אחידה. תמונה
היענות התדר של מגבר מתוארת באמצעות המתח במוצאו כפונקציה של התדר, כשלמבואו מוזן אות "שטוח".
היענות התדר של רמקול מתוארת באמצעות לחץ הצליל מול חזיתו כפונקציה של התדר, כשלמבואו מוזן אות "שטוח". ממערכות שמע נדרשת בד"כ היענות תדר אחידה.
רשמית מתייחס "היענות תדר" גם למידה בה מוסט המופע בכל תדר ותדר, אך לשם בהירות נהוג לכנות היבט זה בשם "היענות מופע" (Phase Response).
לעיתים קרובות משתמשים במושג "היענות תדר" כשמתכוונים בעצם לרוחב פס (ראה בהמשך).
היענות ההספק (Power Response) של רמקול היא ההספק האקוסטי שהוא מקרין לחלל החדר כפונקציה של התדר, כשלמבואו מוזן אות "שטוח".
למרבית הרמקולים היענות תדר אחידה יותר והיענות הספק אחידה פחות, למרות ששתיהן חשובות.
רוחב פס, מסנן הצלבה ותדר הצלבה
רוחב פס (Bandwidth) מתייחס לתחום התדרים בו מסוגלת מערכת כלשהי לטפל, החל מתדר מסוים - הנמוך ביותר, וכלה בתדר אחר - הגבוה ביותר. רוחב הפס של האוזן האנושית, למשל, הוא 20-20,000 הרץ.
פס רחב מפולח בד"כ לפסים צרים יותר (נמוך, בינוני, גבוה) בכדי לאפשר למספר מערכות בעלות רוחב פס פחות לחלוק בנטל. מערכות שכאלה הן ה"וופר" (דרייבר הנמוכים-באס), ה"מיד" (דרייבר הבינוניים) וה"טוויטר" (דרייבר הגבוהים-טרבל). תמונה
הפילוח מבוצע באמצעות מסננים חשמליים "מעבירי פס" (Bandpass Filters) - כאלה המעבירים רק תחום תדרים מסוים וחוסמים תחומי תדר אחרים. התדר הגבוה ביותר בפס המועבר מכונה "תדר קיטעון גבוה", ואילו הנמוך ביותר מכונה "תדר קיטעון נמוך". תדר הקיטעון הגבוה של כל מסנן זהה לתדר הקיטעון הנמוך של המסנן ש"מעליו". מסיבה זו נקראים תדרי הקיטעון "תדרי הצלבה" (crossover frequencies) והמסננים נקראים "מסנני הצלבה" (crossover filters). מסנני ההצלבה יכולים להיות פסיביים או אקטיביים. תמונה מסנני הצלבה אינם אידיאליים - משרעותיהם של התדרים הנחסמים מונחתות בהדרגה ולא בבת אחת, וחלקם של התדרים המועברים מעוכב בתהליך הסינון יותר מאחרים, ז"א הפרשי המופע המקוריים שביניהם אינם נשמרים ונוצרים עיוותי מופע.
קצב ההנחתה של התדרים הנחסמים מכונה "שיפוע המסנן", ונמדד בדציבל לאוקטאבה.
שיפוע המסנן נקבע ע"פ "סדר המסנן", וניתן להגדילו בקפיצות של 6 דציבל לאוקטאבה:
למסנן מסדר ראשון שיפוע בן 6 דציבל לאוקטאבה, למסנן מסדר שני שיפוע בן 12 דציבל לאוקטאבה, למסנן מסדר שלישי שיפוע בן 18 דציבל לאוקטאבה וכן הלאה. למסנן אידיאלי שיפוע אינסופי (Brickwall).
ככל ששיפוע המסנן תלול יותר הסינון יעיל יותר, אך עיכוב החבורה הופך פחות אחיד ולכן גדל הסיכוי לעיכוב משמעותי של התדרים הנמוכים יחסית לגבוהים, ז"א לעיוותי מופע משמעותיים. תמונה
הוויכוח לגבי יכולתנו לשמוע עיכובים אלה ניטש כבר שנים רבות, אך מסתמן ממחקרים כי עיכוב בן 200 מיקרושניה או פחות הינו בלתי שמיע בכל תנאי. בניסויים שערכתי בעצמי לא הצלחתי להבחין בהשפעה כלשהי של עיכוב אפילו בשיפועים תלולים, ולכן אני מעדיפם. כך מובטח כי לא מגיעים אל ה"מיד" תדרים אשר נועדו ל"וופר" ולהפך, ולא מגיעים אל ה"טוויטר" תדרים אשר נועדו ל"מיד" ולהפך.
לכל מסנן "פונקצית תמסורת" המגדירה את הקשר שבין מוצאו למבואו. קשר זה מוגדר באמצעות שיפוע המסנן, ובאמצעות פרמטרים אחרים כגון היענות התדר לרוחבו של הפס המועבר, עיכוב החבורה, ועוד.
הפרמטרים "האחרים" הם שמבדילים בין סוגים שונים של מסננים, הנקראים בד"כ על שם מפתחי פונקציות התמסורת שלהם: Butterworth, Chebichev, Bessel ועוד רבים אחרים. תמונה
כיום הולך ומתרחב השימוש במסננים ספרתיים, בשל הקלות הרבה שבה ניתן לשנות את פונקצית התמסורת שלהם ובכך להגיע במהירות לאופטימיזציה. ניתן להשיג באמצעותם שיפועים תלולים מאוד אשר אך לפני שנים ספורות נחשבו בלתי ניתנים להשגה, 96 דציבל לאוקטאבה למשל.
תהודות חדר, זמן הדהוד ותדירות שרודר
תהודות חדר (גלים עומדים) הן המכשול העיקרי בדרך להשגתה של היענות תדר אחידה, בעיקר בחלקו התחתון של הספקטרום - תחום הבאס. הן יכולות להיווצר רק בתדרי התהודה של החדר, אלה אשר חצי אורך גל שלהם נכנס מספר שלם של פעמים במימד כלשהו (אורך, רוחב או גובה) של החדר.
כל תדר שכזה מתאים ל"אופן של החדר" (Room Mode), המהווה תהודת חדר פוטנציאלית.
אם ההספק הנמסר לחדר בתדר תהודה כלשהו גבוה מההספק הנגרע ממנו בתדר זה (דרך שיכוך או רטיטת קירות), נאצרת תוך פרק זמן כלשהו אנרגיה מספקת בחלל החדר והאופן הרלוונטי מעורר לתהודה, ז"א נוצרת תהודת חדר. כאשר חדל ההספק באותו תדר להימסר לחדר דועכת התהודה, בד"כ לאיטה כיוון שההספק הנגרע מחדר טיפוסי הינו נמוך.

גל עומד, מעצם היותו כזה, מביא להגברתו של התדר הרלוונטי באזורים מסוימים של החדר ולהחלשתו באזורים אחרים. ככל שהגל ארוך יותר (התדר נמוך יותר) רחוקים יותר האזורים האלה זה מזה, ולכן כאשר מתקיימות בו זמנית מספר תהודות חדר מוגבר או מוחלש כל אחד מהתדרים הרלוונטיים באזורים אחרים של החדר. נובע מכך שבאזור מסוים בחדר מוגברים תדרי תהודה אלה ומוחלשים אחרים, ובאזור אחר בחדר מוגברים דווקא האחרים ומוחלשים אלה.

בתחומו הנמוך של הספקטרום, תחום הבאס, גדולים המרווחים שבין תדרי התהודה הן בתדר והן במרחב, ז"א מרווחים גדולים מפרידים בין מיקומיהם על ציר התדר, ומרחקים גדולים מפרידים בין אזורי החדר בהם מוגברים או מוחלשים תדרי תהודה שונים. קל לכן לזהותם, וכאשר מי מהם מוגבר או מוחלש אנו חשים בברור את הפגיעה באחידותה של היענות התדר. בשל ריווחם של תדרי התהודה בתחום הבאס הוענק לו הכינוי "התחום הדיסקרטי (הבדיד) של תהודות החדר". תחום זה מתאפיין בהיענות תדר מאוד לא אחידה.

ככל שמטפסים מעלה בספקטרום קטנים המרווחים שבין תדרי התהודה והם הופכים צפופים יותר הן בתדר והן במרחב, עד שבתחום הבינוני-גבוה כבר לא ניתן להבחין בניהם. במצב זה ניתן לנתח את תהודות החדר רק בכלים סטטיסטיים, ולכן נקרא התחום הבינוני-גבוה של הספקטרום "התחום הסטטיסטי של תהודות החדר".
דרך חלופית ופשוטה לניתוח אקוסטיקת החדר בתחום הסטטיסטי נקראת "זמן ההדהוד" RT60 של החדר.
זהו פרק הזמן בו מאבד ההדהוד 60 דציבלים מעוצמתו. בשדה פתוח יהיה זמן ההדהוד 0 שניות, כיוון שאין כל הדהוד. בחדר סגור וחשוף קירות יכול זמן ההדהוד להתארך עד כדי מספר שניות.
התדירות שבה מסתיים התחום הדיסקרטי ומתחיל התחום הסטטיסטי נקראת "תדירות שרודר".
ככל שהחדר גדול יותר נמוכה יותר תדירות שרודר. בחדר ממוצע בעל מידות של 6X4X3 מ', תדירות שרודר היא כ- 200 הרץ.
שחזור צליל
שר אדם, מנגנת תזמורת, נטרקת דלת או נושבת רוח. ארבע דוגמאות לאירועים אקוסטיים.
אם נגרום לאוויר שבקרבת אוזנו של מאזין לרטוט בדיוק כפי שרטט בעת האירוע האקוסטי, לא יוכל לדעת כי אינו עד ל"דבר האמיתי". זוהי תכליתו של שחזור הצליל, לייצר אשליה שאנו נוכחים באירוע האקוסטי.
קל לומר, קשה יותר לבצע. האוויר הרוטט בעת האירוע האקוסטי נחבט בדפנות מקרופון ההקלטה תוך שהוא מרטיט את ממברנתו, ועלול לייצר החזרות אשר ירטיטו אף הן את הממברנה. הממברנה הרוטטת מרטיטה את הסליל החשמלי המחובר אליה, ועקב כך מושרה בו מתח חשמלי. המתח המושרה אמור לייצג במדויק את האופן בו רוטטת הממברנה, אבל אין מיקרופונים שהם ליניאריים לחלוטין. אח"כ מוגבר המתח באמצעות מגבר שאינו ליניארי לחלוטין, נדגם באמצעות ממיר אנלוגי-לספרתי שגם הוא אינו ליניארי לחלוטין ונשמר כאוסף של מספרים על גבי דיסק.
בביתו של המאזין עובר האות את מחציתו השנייה של "מסע הייסורים" - תהליך השחזור:
אוסף המספרים נקרא ומפוענח בחזרה לאות אנלוגי (רציף) באמצעות ממיר ספרתי-לאנלוגי שאינו ליניארי לחלוטין. לאחר סינון תדרים בלתי רצויים הוא מוגבר באמצעות המגבר הביתי שאינו ליניארי לחלוטין, ומרטיט את ממברנת הרמקול שאינו ליניארי לחלוטין. קירות החדר תורמים אף הם את חלקם בייצרם החזרות וגלים עומדים, ולמאזין נותר רק לגחך כשהוא נשאל אם יש הבדל בין מה שהוא שומע לבין "הדבר האמיתי".
ובכל זאת ישנן מערכות שמע המצליחות "לעשות את העבודה", הן בצד ההקלטה והן בצד השחזור. מדוע? כיוון שהן ליניאריות מספיק בכדי לשכנע את המאזין שהוא עד ל"דבר האמיתי".
מערכת שמע שתוכננה היטב היא למעשה אוסף של פשרות אשר מטרתו למקסם את הליניאריות שלה.
פלצבו
השפעתו של השכנוע על תגובותינו הפיזיולוגיות לגירויים ועל האופן שבו אנו מפרשים אותם.
הדוגמה הקלאסית היא זו של מים הניתנים לחולה כ"תרופה", ומשפרים את הרגשתו.
בהקשר שלנו מדובר ב"שינוי" כלשהו במערכת השמע הגורם לה להישמע "טוב" יותר באוזני המאזין.
אין להקל ראש בתופעת הפלצבו. אולי ראוי יותר למילה "טוב" שבשורה הקודמת להיכתב ללא מירכאות.
כשאנו "מספרים" למאזין שבמערכת השמע בוצע שינוי כלשהו האמור להשביחה, והוא מאשר כי הוא שומע את הבדל, אין הוא בהכרח ממציא זאת. ה"סיפור" שסופר לו משפיע על מה שהוא שומע.
שימו לב, לא על מה שהוא חושב שהוא שומע, אלא על מה שהוא שומע!!!
אפשר לומר באירוניה כי הדרך הזולה ביותר להשביח מערכת שמע היא "למכור" למאזין סיפור על השבחתה.

את אות השמע ניתן למדוד רק כל עוד הוא כזה - אות פיזיקאלי נושא מידע.
הדפקים העצביים המגיעים מהאוזן אל המוח הם עדיין אות שמע. הם נושאים עימם מידע הניתן למדידה אובייקטיבית באמצעות סט של פרמטרים פיזיקאליים - היענות תדר ומופע, עיוותים בזמן ובתדר, יחס אות לרעש ועוד. מרגע שעובדו בידי המוח הם הופכים לחוויה סובייקטיבית - מוזיקה. האופן שבו משפיעים הפרמטרים הפיזיקאליים על החוויה הסובייקטיבית נחקר בדיסציפלינה מדעית שנקראת "פסיכו-אקוסטיקה".

ניתן לטעון כי ישנם אולי פרמטרים פיזיקאליים של אות השמע אשר אינם ידועים עדיין, ולכן סט הפרמטרים המשמש למדידה עודנו אינו שלם. טענה זו משמשת את "אנשי הכבלים", הטוענים כי ישנם הבדלים "אמיתיים" בין צליליהם של כבלים שונים, ואפילו בין סוגי הבדיל המשמש להלחמת החיבורים. "כשסט הפרמטרים יהיה שלם, תוכח טענתנו שאין מדובר בפלצבו", הם אומרים.
תשובתי היא שאין צורך להמתין לפיזיקאים. די בהשוואת A-B פשוטה. בהשוואה מסוג זה מכסים את עיני המאזין, ומידי חמש דקות מודיעים לו על ביצוע החלפה בין כבל A לכבל B. לפעמים מבוצעת ההחלפה באמת ולפעמים לא. אם הצליח המאזין לזהות לאיזה כבל האזין בכל פעם, או אפילו ברובן המובהק של הפעמים, הוכחה טענתו שאין מדובר בפלצבו. מישהו מתנדב?

ברצוני להדגיש כי אין כל פסול בפלצבו. אם המאזין שומע צליל "טוב" יותר בעטיו, הרי הוא מועיל ולפיכך טוב שהוא קיים. הסתייגותי היחידה היא מעלותו הגבוהה דה-פקטו. למשל, אנשים רוכשים כבלים אקזוטיים במיטב כספם מבלי שערכו השוואת A-B בינם לבין כבלים יקרים פחות. לדעתי כדאי יותר להשקיע את התקציב בשיפורם של הפרמטרים הפיזיקאליים הידועים של המערכת, ורק אז אם נותר תקציב פנוי להשקיעו בפלצבו (סליחה, בפרמטרים הפיזיקאליים שעדיין אינם ידועים).