位相は、音波の最も重要な特性の 1 つです。本質的に周期的な波サイクルのポイントの位置は、波によって指定されます。実際のアプリケーションで最も重要なのは、異なる音波間の位相差です。信号の位相の絶対値は、実際には重要ではありません。異なる音波が追加されると、最終的な出力波の特性は、与えられた 2 つの波の間の位相差に依存します。
建設的干渉
2 つの波が同じ周波数を持ち、位相差がゼロで完全に整列している場合、それらは同相であると言われます。これらの 2 つの同相波を一緒に追加すると、振幅が元の波の振幅の合計である別の波になります。このプロセス全体は建設的干渉として知られています。
破壊的干渉
2 つの波を考えてみましょう。それらは互いに同相であり、同じ周波数を持っています。一方の波を A 波、もう一方の波を B 波と呼びましょう。では、A 波を B 波より半周期分前に動かします。この動きは、波 B に対して相対的です。このプロセスにより、下の画像の波 1 と波 2 のように、波 A の振幅が最大の場合、波 B の振幅が最小になるような配置になります。
この 2 つの波は位相がずれており、互いに打ち消し合うと言われています。
これは、技術用語で破壊的干渉と呼ばれるノイズ キャンセリング ヘッドフォンの背後にある考え方です。
2 つの波の間のこの位相差は、通常、角度で表されます。波形の分数として表されません。位相差は角度として定義されます。これは、周波数を持つ特定の波が本質的に正弦波であるためです。
y(t) が波形を表す場合:
y(t) =A sin(2 π f t)
場所:
振幅は A です。
周波数は、ヘルツまたはサイクル/秒単位の f です。
時間は t 秒です。
上記の式で、項 (2πft) はラジアンで表された角度です。正弦波は周期的で、時間とともに繰り返される波形を持つことは誰もが知っています。
与えられた波形の位置を正確に予測するのに役立ちます。これらの位置は、ラジアンまたは度で角度として指定されます。
振幅
振動する波または物体上の点が平衡位置から移動できる最大距離は、振幅と呼ばれます。周期的な動きの場合、振幅の大きさは振動の経路の長さの半分です。前後に揺れる振り子のボブを考えてみましょう。この振り子の振り子の振幅は、この振り子の振り子が一方向に振れる距離の半分になります。
波の振幅はソースの振幅に比例します。
横波は弦をはじく波のようなものです。振幅は、弦が動いていないときの弦上の点の元の位置から点までの最大距離によって計算されます。一方、音波のような縦波の振幅は、平衡位置からのポイントの最大距離によって計算されます。
振幅が絶えず低下し続けるため、絶えずエネルギーを失っている場合、波は減衰したと呼ばれます。
結論
波の位相とその他の成分が一定の場合、波のパワーは振幅に基づいていることを覚えておくことが重要です。振幅が大きいということは、電力が大きいことを意味します。波形のピークが低い場合、振幅は低くなります。したがって、波形の他のすべてのコンポーネントが一定に保たれる場合に電力が提供されます。
