Introduzione
FFT Analyzer è disponibile in AudioTools e FFT è disponibile anche come applicazione
autonoma. Le informazioni contenute in questo manuale si applicano in gran parte al
modulo FFT disponibile in AudioTools, sebbene le due app siano pressoché identiche.
Troverai FFT nella sezione Acustica di AudioTools. Per vedere rapidamente FFT Analyzer in
azione, assicurati di guardare i nostri video dimostrativi FFT in Supporto -> Centro video di
AudioTools.
FFT, o Fast Fourier Transform, prende un segnale di input variabile nel tempo e lo
trasforma in uno spettro di frequenza. L'algoritmo utilizzato in FFT Analyzer di Studio Six
Digital fornisce gli stessi risultati di misurazione di qualità professionale che troveresti in
qualsiasi altro analizzatore FFT basato su hardware o software.
Nota: questa applicazione è stata progettata per lavori di acustica, quindi i bin FFT sono
stati normalizzati in ottave per ottenere una visualizzazione che mostrerà una linea piatta
per un segnale di input di rumore rosa.
Informazioni sull'algoritmo FFT
L'algoritmo FFT è una procedura matematica che suddivide un segnale in bin di frequenza.
Ogni bin ha le stesse dimensioni in Hertz. La dimensione della FFT determina la larghezza
dei bin in Hertz. La larghezza del bin = frequenza di campionamento / dimensione FFT. Ad
esempio, eseguendo alla massima frequenza di campionamento del dispositivo iOS di
48.000 campioni/secondo, una FFT da 1.024 punti determinerebbe una larghezza di 48 Hz
per ogni bin di frequenza. Ciò ci fornisce un'ottima risoluzione a 10 kHz, ma una scarsa
risoluzione a 32 Hz.
È possibile eseguire FFT sempre più grandi, ma poiché prima dobbiamo memorizzare tutti i
campioni per riempire il buffer FFT e poi fare i calcoli, il tempo di ritardo inizia ad
aumentare e il display diventa sempre meno reattivo.
In FFT Analyzer, forniamo la scelta della dimensione FFT (da 4.096 punti a 32.768 punti).
Inoltre, è disponibile un'altra modalità chiamata: Equal Points Per Octave (EPPO). In questa
modalità, viene eseguita una FFT piuttosto piccola (512 punti), ma viene utilizzata solo
l'ottava superiore di questa FFT. Quindi otteniamo una risoluzione a 10 kHz di circa 93 Hz.
Un altro modo di vederla è che otteniamo circa 120 punti dati nell'ottava superiore
(pensatela come una risoluzione di 1/120 di ottava). Quindi, decimiamo e filtriamo per
ottenere la frequenza di campionamento fino a 24 kHz, quindi eseguiamo un'altra FFT a
512 punti. Quindi, di nuovo, otteniamo una risoluzione di 1/120 di ottava.
Continuiamo questo processo fino all'ottava più bassa. Il risultato è un'eccellente
risoluzione su tutto lo spettro di frequenza. Il costo è che ogni ottava si aggiorna solo a
metà della velocità dell'ottava superiore, quindi le ottave basse si aggiornano molto più
lentamente. Le ottave superiori, tuttavia, mantengono una risposta molto rapida.
EPPO è meglio utilizzato con segnali a stato stazionario, come il rumore rosa, o per
analizzare segnali di rumore costante. Se vuoi vedere l'intero grafico aggiornarsi
rapidamente, usa 4.096 o 8.192 punti. Nota che a causa del fatto che ci sono FFTS
individuali in esecuzione per ogni ottava, potresti vedere anomalie grafiche nel rumore di
fondo, ad esempio, poiché il filtro di decimazione taglia le frequenze sopra la frequenza di
Nyquist (frequenza di campionamento/2), le FFT inferiori non ottengono nemmeno le
frequenze più alte e quindi potrebbero avere un rumore di fondo inferiore rispetto alle FFT
superiori. Questo è normale. Se lo si desidera, è possibile regolare il grafico per spostare
l'intero rumore di fondo FFT dalla parte inferiore dello schermo per ottenere un grafico
dall'aspetto più pulito.
Tutti i calcoli vengono eseguiti in virgola mobile a 64 bit per la massima accuratezza e per
ottenere il rumore di fondo più basso possibile.
INTERFACCIA GRAFICA
Facciamo un rapido giro dell'interfaccia dell'analizzatore FFT:
Questa sezione descrive gli elementi della schermata principale dell'analizzatore FFT (viene
mostrata l'interfaccia iPad).
A -- Ingresso audio: Questo testo mostrerà l'ingresso da cui l'analizzatore FFT sta
acquisendo l'audio. Le opzioni includono Microfono interno, iAudioInterface,
iAudioInterface2, iTestMic e Audio USB se si utilizza un'interfaccia audio USB e il kit di
collegamento della fotocamera. Toccando il testo Ingresso sulla barra dell'intestazione di
FFT sarà possibile selezionare l'opzione di ingresso o anche disattivare l'elaborazione audio
se si desidera semplicemente caricare una risposta FFT premisurata all'analisi senza
eseguire l'FFT live.
B -- Bin FFT: Visualizza il numero di punti FFT attualmente selezionato. Seleziona il
numero di punti dalla schermata FFT Setup. Ogni bin raccoglie l'ampiezza del segnale da
un piccolo intervallo di frequenza in base alla frequenza di campionamento. Nell'esempio
sopra, abbiamo 16.384 punti a una frequenza di campionamento di 48.000 Hz. In questo
caso, ogni bin di frequenza è largo circa 2,93 Hz. Un numero maggiore di punti fornirà una
risoluzione di frequenza aggiuntiva. Sull'ultima generazione di dispositivi iOS, è disponibile
una potenza di elaborazione sufficiente per utilizzare una qualsiasi delle scelte di bin FFT
disponibili, fino a 32.768 punti.
C -- Visualizzazione grafico: Questa area mostra la risposta in frequenza corrente del
segnale audio in ingresso. L'asse X mostra la frequenza e l'asse Y mostra il dB SPL della
frequenza data.
D -- SPL complessivo: Questo è il dB SPL complessivo del segnale a banda larga in fase di
registrazione. La lettura SPL può essere impostata su Flat, A-Weighted o C-Weighted dalla
configurazione FFT.
Sempre sul lato destro dello schermo in alto vedrai la frequenza di campionamento audio
e la profondità di bit attualmente in vigore. In modalità Full Frequency FFT vedrai una
frequenza di campionamento, normalmente 48 kHz, ma in modalità Low Frequency ne
vedrai due, come 48k/8k. Il primo valore è la frequenza di campionamento dell'hardware e
il secondo è la frequenza di campionamento dell'elaborazione FFT. 8 kHz fornisce la
migliore risposta a bassa frequenza secondo i nostri test, ma non tutte le combinazioni
hardware possono funzionare a 8 kHz.
E -- Cattura immagine: Toccando l'icona miniatura dell'immagine verrà salvata una
cattura dello schermo dell'analisi corrente nel rullino fotografico del tuo dispositivo iOS.
F -- Selettore di smoothing di frequenza: Toccando questa casella di selezione verrà
visualizzato il selettore di smoothing di frequenza (in basso). Questo combinerà un certo
numero di bin di frequenza individuali in un bin di larghezza di banda più grande in modo
logaritmico. Sono disponibili opzioni di smoothing da 1 ottava a 1/24 di ottava. Toccando
Nessuno smoothing verrà visualizzato ogni bin FFT individuale sul grafico. Tocca il pulsante
Seleziona adiacente per modificare la quantità di smoothing attualmente utilizzata per
l'analisi.
G -- Avvia analisi: Toccando il pulsante di riproduzione/pausa si avvia o si arresta
l'analizzatore FFT in tempo reale.
H -- Schermata Salva/Richiama: Toccando l'icona della cartella si aprirà la schermata
Salva/Richiama FFT, dove le misurazioni possono essere salvate, condivise o richiamate per
il confronto con la misurazione corrente.
FFT supporta tutte le funzionalità standard Salva/Richiama, descritte in dettaglio nella
schermata Info a cui si accede dalla pagina Salva/Richiama. Inoltre, sono disponibili diverse
altre funzionalità.
Salvataggio rapido: Dalla schermata principale, se si lascia il dito sull'icona della cartella
per 2 secondi, il grafico corrente verrà salvato, utilizzando il nome dalle impostazioni di
denominazione del salvataggio automatico (vedere il mini-menu in basso), e quindi
immediatamente richiamato sullo schermo. Ciò è utile per catturare rapidamente i grafici.
Cancella grafici richiamati: nella schermata Salva/Richiama c'è un'icona che sembra 3
linee con punti. Toccando questa icona si apre il mini-menu, con diverse opzioni
aggiuntive. Una di queste opzioni è "Cancella grafici richiamati", che rimuoverà i grafici
richiamati dalla schermata principale.
Richiama a grafico live: Sempre nel mini-menu, questa opzione consente di richiamare un
grafico memorizzato nel grafico live principale. Ciò può essere utile se si desidera, ad
esempio, confrontare due grafici memorizzati utilizzando la modalità di confronto.
Nota che quando richiami un grafico, le impostazioni per la FFT, in particolare la
dimensione FFT e la modalità Full/Low, devono corrispondere a quelle del grafico
memorizzato. Ciò è dovuto al modo in cui i dati FFT vengono gestiti quando il grafico
viene creato matematicamente.
I -- Generatore: L'icona dell'onda sinusoidale, quando registrata, fa apparire il generatore
di segnali (vedi sotto). Il generatore riprodurrà segnali di prova dall'uscita del dispositivo
audio collegato o dagli altoparlanti interni del dispositivo iOS. Il generatore può creare toni
sinusoidali o quadrati da 5 Hz a 20.000 Hz, rumore bianco o rumore rosa. Per modificare il
valore della frequenza del tono, usa il cursore o tocca semplicemente la frequenza corrente
visualizzata e digita la frequenza desiderata con la tastiera a comparsa.
Quando iAudioInterface2 è collegato e sono stati acquistati i moduli Surround Generator
(Utilità -> Surround Generator), sarà disponibile anche l'opzione per riprodurre il segnale
da uno qualsiasi dei canali surround tramite l'uscita ottica di iAudioInterface2.
J -- Configurazione FFT: toccando l'icona della chiave inglese si visualizza il menu di
configurazione. Questo menu visualizza le opzioni di configurazione del generatore FFT,
che saranno descritte in dettaglio nella sezione Configurazione FFT.
K -- Modalità di decadimento: questo selettore (mostrato di seguito) regolerà il tempo di
decadimento utilizzato per l'analisi.
I tempi di decadimento si applicano ai valori dB del grafico. Un tempo di decadimento di
un secondo causerà il decadimento di un punto alla velocità di 20 dB/secondo. Peak Hold
mantiene il valore più alto ricevuto e Average è una vera media lineare di tutte le letture
nel tempo della media. Per cancellare la modalità Peak o Average, tocca il pulsante Reset
nella casella Average, che appare quando queste modalità sono selezionate.
NOTA: In modalità EPPO, il tempo di decadimento sulle ottave inferiori è lo stesso delle
ottave superiori, ma poiché non vengono aggiornate così spesso, saliranno e poi scenderanno
di nuovo.
Clipping: Se si verifica il clipping dell'input, le parole "Clipping Detected" verranno
visualizzate sopra il grafico nell'angolo in alto a sinistra in rosso per 1,5 secondi.
Menu di configurazione FFT
Toccando l'icona chiave inglese aprirà il menu FFT Setup. Da qui, puoi personalizzare il
funzionamento dell'analizzatore FFT. Toccando il pulsante Done in qualsiasi momento
tornerai alla finestra principale dell'analizzatore. Diamo un'occhiata a cosa fa ogni opzione
disponibile all'analisi.
A -- Gamma di frequenza: L'analizzatore FFT ha due opzioni per la gamma di frequenza:
Low Frequency e Full Range. Full Range mostra un intervallo di 20 Hz-20 kHz, mentre la
modalità Low Frequency mostra da 5 Hz a 3,1 kHz. La modalità Low Frequency è
particolarmente utile quando hai bisogno della massima risoluzione nelle ottave più basse
dell'analisi, ad esempio quando misuri la risposta di un subwoofer in una stanza.
B -- Audio Monitor: Attiva o disattiva per consentire all'audio in arrivo nell'interfaccia
audio di essere presentato in uscita. Nota: l'attivazione del generatore sostituisce il
passaggio audio.
C -- Tipo FFT: Toccando questa casella è possibile modificare il numero di punti utilizzati
per l'analisi. Sono disponibili 2.048, 4.096, 8.192, 16.384 e 32.768, oltre alla modalità EPPO.
La risoluzione FFT scelta verrà visualizzata in Hz sotto il testo di selezione del tipo FFT.
D -- Modalità differenza: La modalità differenza consente di confrontare lo spettro di
frequenza di un segnale in arrivo con il segnale attualmente misurato. Toccare il pulsante
On e quindi richiamare un segnale di riferimento dalla schermata Salva/Richiama
(toccando l'icona della cartella dalla finestra principale). Notare che il grafico diventerà
verde e il nome del file richiamato verrà visualizzato come mostrato di seguito. Il grafico
richiamato viene sottratto dalla misurazione corrente. Nell'esempio mostrato qui, la
misurazione corrente mostra meno energia ad alta frequenza rispetto alla misurazione
richiamata. Accendendo l'interruttore di normalizzazione dei grafici si normalizzerà l'SPL a
banda larga in modo che venga confrontato solo lo spettro di frequenza relativo e non il
livello assoluto. Toccando l'interruttore di inversione si cambierà l'ordine della sottrazione:
la risposta corrente verrà sottratta dal segnale di riferimento.
NOTA: La modalità Differenza ora si chiama "Modalità Confronta". Inoltre nelle ultime
versioni puoi selezionare la modalità di confronto, dove "L" è il grafico live e "R" è il grafico
richiamato (o grafici, se è attivato il grafico medio".
E -- Tracciamento picco: Attivando il tracciamento picco traccerai il bin FFT con
l'ampiezza più elevata e visualizzerai la frequenza sul cursore o in testo grande sullo
schermo. Il nostro algoritmo utilizza il bin FFT più elevato effettivo e non utilizza la
compensazione di calibrazione, quindi potrebbe non essere il punto più alto sul grafico.
Grafico sottile/spesso: Seleziona se desideri visualizzare una linea di grafico sottile o una
più spessa per una maggiore leggibilità, ma una risoluzione inferiore.
F -- Scale grafico: Questo selezionerà la scala di frequenza sull'asse X della schermata di
analisi principale. Normalmente, è impostato su Log, dove la scala è contrassegnata da
ottave. Scegliendo Linear verrà visualizzata una scala di frequenza lineare. Puoi anche
impostare i limiti inferiore e superiore della scala dB e della scala di frequenza qui.
G -- Sorgente di input: Questa è la schermata di selezione della sorgente di input
standard di AudioTools, dove puoi scegliere il guadagno del microfono o modificare le
impostazioni.
H -- Grafici medi: Attiva questo interruttore per istanziare la modalità grafico medio.
Quando questa modalità è attiva, invece di richiamare solo un singolo grafico alla volta, è
possibile richiamare e mediare un numero qualsiasi di grafici. Ciò vale anche per la
modalità differenza, dove n misurazioni richiamate saranno mediate insieme per essere la
base per il calcolo. Ciò è utile quando esegui numerose misurazioni in una stanza, ad
esempio, e vuoi confrontarle con la successiva misurazione individuale.
I -- Lettura SPL: Regola il filtro utilizzato per la lettura SPL a banda larga nella schermata
principale dell'analizzatore FFT. Scegli tra filtri di ponderazione Flat, A e C. Nella sezione
FFT Setup, puoi anche applicare filtri di ponderazione Flat, A o C all'intera analisi FFT
modificando le opzioni presenti.
J -- Finestra di input: Quando attivata, i dati vengono sottoposti a finestra prima di essere
inviati alla FFT. Le finestre vengono utilizzate come funzione di ponderazione temporale e
per ridurre al minimo gli errori di frequenza al di fuori del bin FFT causati dalla natura
discreta del campione e per ridurre la perdita spettrale. Queste finestre tentano di
ponderare pesantemente l'inizio e la fine del campione FFT in modo che siano zero e la
parte centrale del campione in modo che sia ponderata verso il guadagno unitario. Leggi
di più sulle finestre per l'analisi spettrale. Ci sono tre opzioni per la finestra FFT: Hamming,
Hann e Blackman. Hamming è l'impostazione predefinita utilizzata. Leggi di più sulle
finestre Hamming, Hann e Blackman. Sotto le opzioni di finestratura c'è un cursore per
regolare la quantità di sovrapposizione utilizzata nell'analisi FFT. L'impostazione predefinita
è 50%. Riducendo il valore del cursore, l'analisi fornirà una migliore risposta transitoria
nella tua analisi, utile per suoni impulsivi come la batteria. Spostando la sovrapposizione
verso destra, l'analisi ottiene una risposta complessiva più fluida.
K -- Blocca intervalli: Questo interruttore accenderà e spegnerà gli assi X e Y fissi di una
determinata misurazione. Quando il blocco degli intervalli è attivato, questa icona di
blocco verrà visualizzata nella finestra di analisi della finestra principale. Qualsiasi
misurazione successiva o misurazione richiamata sarà relativa a questa scala fissa.
L -- Curva di riferimento: Toccando questo testo si aprirà la schermata Curva di
riferimento. Questa opzione è un aggiornamento in-app che, una volta acquistato, è
disponibile per l'intero programma in AudioTools. Le curve di riferimento sono utili se si
desidera confrontare le misurazioni in tempo reale con un livello predefinito o provare ad
abbinare la curva utilizzando l'EQ, ad esempio, o per verificare se un pezzo di
equipaggiamento rientra nelle specifiche. I dettagli completi sull'utilizzo sono disponibili
nella schermata informativa sulle curve di riferimento.
Mostra nota musicale: attiva questo interruttore per abilitare la visualizzazione della nota
della scala musicale più vicina, sia sul cursore che sul display Peak Tracking.
Utilizzo dei gesti
Numerosi gesti sono supportati nella schermata principale dell'analizzatore FFT per
regolare la visualizzazione della misurazione corrente.
Doppio tocco: In qualsiasi momento, tocca due volte lo schermo per normalizzarlo. Ciò
mostrerà l'intera gamma di frequenza e adatterà il grafico allo schermo.
Scorrimento grafico: Il grafico scorrerà verso l'alto e verso il basso quando fai scorrere un
dito verso l'alto e verso il basso sullo schermo. Usa un pizzico verticale a due dita per
regolare la scala dello schermo, per vedere più o meno dB sullo schermo. Usa un gesto di
pizzico orizzontale aperto per allargare lo schermo e ingrandire l'asse della frequenza.
Quando la scala della frequenza è ingrandita, puoi usare due dita per spostare il grafico
orizzontalmente. Nota: se Blocca scala grafico è attivato nel menu Impostazioni FFT, il
gesto di pizzico a due dita non funzionerà.
Lo stato del grafico viene memorizzato mentre apporti modifiche, quindi la prossima volta
che avvii l'app FFT, le impostazioni di zoom e scala vengono ripristinate.
Cursore: scorrendo verso sinistra e destra apparirà un cursore, che puoi chiudere
scorrendo verso sinistra dal grafico.
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