Domínios temporal e espectral

Na física clássica, tem-se representado graficamente o som como a variação da amplitude de pressão, produzida pelo movimento das moléculas de um certo ponto no espaço, em um certo espaço de tempo. Assim pudemos estudar as definições de frequência, período, amplitude, etc.. Essa representação é chamada domínio temporal ou do tempo, que equivale ao quanto certa quantidade (como a amplitude, varia no tempo). As diferentes formas de onda podem ser bem definidas dessa forma.

A outra representação que podemos ter de uma onda sonora relaciona a amplitude com a frequência.

Ou seja, em um eixo vertical temos a amplitude, que neste caso não é a amplitude instantânea de pressão da onda, mas o pico de amplitude média e em outro temos a frequência.

Essa representação é chamada de domínio espectral, das frequências ou apenas espectro. Por que precisamos dessa representação para melhor entender o timbre? A resposta está relacionada com o fato, de que as ondas mais simples, senóides, são unidades em que ondas complexas podem ser decompostas.

Nesse caso, as frequências das ondas senoidais são frequências puras, que vão aparecer no nosso gráfico amplitude versus tempo como uma barra vertical, de altura proporcional à sua amplitude de pressão. O gráfico de uma senóide de amplitude arbitrária e 440 Hz de frequência é mostrado abaixo:

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Gráfico Amplitude x Frequência, fonte: LAZZARINI, 1998

Como já explicitado no capitulo histórico anterior, um som complexo, não importando se é periódico, poderá sempre ser decomposto em um número de sons senoidais, cada um com frequência, amplitude de pico e fase individual. A representação espectral é como se fosse a fotografia de um som em um determinado momento, um congelamento do tempo, onde retiramos da variação temporal da onda informações sobre as componentes senoidais dessa vibração complexa.

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