声音的频谱分析(频谱如何分析)

音乐是用来听的，但有时候用乐器分析音乐的频谱特性，有助于我们了解不同音乐载体的特性。毕竟耳朵的分辨率是有限的，所以通过频谱分析软件更直观，还可以验证你听到的和你“看到”的区别……
我先介绍一下“看”音乐的软件。我用的是Adobe Audition，功能很强大。它不仅可以做音乐的频谱分析，还可以做各种编辑操作，比如降噪、滤波，声道之间的加减运算都非常方便。我只是用这个软件把我的旧磁带和唱片逐渐收集数字化，经过降噪等处理后，放入NAS，数字化播放。效果很好。让我们用这个软件来分析和欣赏几种常见的音乐载体和不同规格的数字采集音乐。
第一个是CD唱片收集的光谱：
CD (16/44.1)的格式也不落后！
如你所见，频谱在22KHz以上被切断。这是交响乐的谱。大家可以看到，12KHz以上的频谱比较细，高频没有那么夸张，听起来比较舒服。
以下是上述音轨的mp3版本的频谱：
Mp3也一直在进步。320k MP3真的够好！
这是320K的mp3。可以仔细比较一下文件和无损采集的频谱区别。据我看，感觉挺好的。现在的Mp3压缩算法优化的很好，是最高320K的码率。总的来说，无论是“看”还是听，都感觉和无损文件差距不大。
以下是之前压缩的Mp3文件的频谱：
我的MP3大部分都是这个16kHz的水平，不过也够了，呵呵。
其实这个也是320K的mp3，不过可能是原压缩版比较老。可以看到16kHz以上有明显的削波，弱高音频谱直接忽略。虽然听感尚可，但“看”起来让人感觉不舒服。可惜我的很多压缩MP3都是这样的。好在年纪大了，听不到16kHz以上的声音了，就这样吧…
下面这张CD是重金属的录音：
我真的不能欣赏重金属.太吵了！
重金属乐队的谱，还有现在的一些流行音乐，基本都是这样的。不仅频谱满屏，看上面标明的振幅。
绿色的波形也充满了整个空间，基本处于极限状态，只有数字音乐才能做到。模拟录音不能做到这一点。一旦模拟音乐波形受限，失真将不堪忍受。
以下录音摘自1963年的开场录音：
1963年，比我大。没想到这么好的效果！
这是来自美国的录音。可以看到，模拟开场磁带的高频相当丰富。虽然没有夸张的高频，但好在是自然衰减，不是刀斧削腰的感觉。
下面是中国70年代录制的《红色娘子军》开篇：
经典录音的开场版！
国内的开场录音设备好像比美国稍差，勉强能达到20kHz，但听起来还是不错的。
不知道大家有没有发现，所有的开场磁带都是以96kHz的采样频率采集的，以保证更多的细节得以保留。
这是黑胶唱片的录音：
我觉得96KHz足够收藏LP唱片了！
这是美国电影《音乐之声》主题音乐的LP唱片样本。虽然采用了96kHz的采样频率，但是这张LP的高频基本可以达到16kHz，整体感觉还是挺不错的。
下面这张LP唱片的录音是我目前为止收集到的最好的一张：
这是我收集的唯一一张好的唱片。
这是一张交响乐唱片，采样频率为192千赫超高频。从频谱上可以看到，即使在音乐的峰值，30kHz上依然有频谱分布，说明这个唱片和电唱机(头)非常优秀。听起来也不错。感觉很好。听起来很透明。
下面的磁带是录音的：
持卡人：中道1000ZXL有限公司，数字录音机：Korg MR-2000s 24/96
从这个波形可以看出，这绝对是一个重金属乐队的音乐。虽然采用了96kHz的采样频率，但在20kHz以上基本是虚的。不像音乐本身的频谱，应该是播放器电路产生的高次谐波造成的。然而，总的来说，录音带和原带的质量都很好。
以下文件是用DAT收集的LP记录的记录：
DAT LP直接录音，效果很好！
由于DAT本身是48kHz的采样频率，所以采集到的文件还是48kHz的采样速率，整体上感觉比较均衡，LP的信息也有效保存。感觉也不错。
以下是用高阶采样频率保存的CD的录音：
声音不错，但是文件太大。
由于CD的最高频谱可以达到22kHz，所以即使采样192khz的超高频样本，仍然没有保存更多的信息，22kHz以上全线下降，上面留下了巨大的空间！
这是另一项记录：
还是那句话，声音很好听！
这个问题更大。不是有用的音乐信息，而是漂浮在22KHz以上的一层高频噪音。虽然我们听不到20kHz以上的声音，但其中夹杂着高频白噪声，让人“看”起来很不舒服。虽然占用硬盘空间比较多，但是听起来还不错。
以上的撕扯和收集都是业余爱好者自己完成的。我们来看看专业录音棚的录音文件。
以下是高采样保存的DAT母带录音：
DAT是当年数码录音的神器！
可以看到，即使采用了更高的96kHz采样频率，有用的音乐信息也没有填满上部空间，感觉还是一刀切。但是如果DAT母带是通过高阶采样保存的，我感觉不会漏掉任何信息。
以下是专业录音棚收集的片头母带：
虽然听不到那么高的音频，但是看着很爽！听起来就更煽情了！
高频分量轻松达到40kHz以上，可见专业开片母带的指标真的不是吹的。我感觉在192kHz上收集这样的录音真的很有意义。毕竟高频信息非常丰富，作为专业母带，名不虚传。
这是数码大师的录音：
不知道是不是心理作用。听起来太棒了！
虽然只用到了96kHz的采样频率，但明显高频丰富，频谱达到了40kHz，作为制作CD的数码母盘绰绰有余。
以上是我收集的各版本高规格录音的频谱分析图，供大家欣赏。总的来说，录制格式和采样频率的选择需要与原始录制的水平相匹配。规格太低保留不了音乐的所有原始信息，规格太高浪费资源。比如任何一首24/192格式的歌都是200MB到300MB，对硬盘压力相当大。不过，无论如何，大家玩得开心最重要！
感谢阅读！