Abtastung, FFT und Auflösung

Moin,

ich bräuchte ein paar Tipps und Anregungen zu meinem Problem.

Aufgabe: Ich möchte die Töne von einem Klavier identifizieren.

Messaufbau: Mithilfe von einem Mikrofon wird der angeschlagene Ton aufgenommen. Das Mikrofon ist mit einer Messkarte verbunden.

Problem: Um alle Töne zu unterscheiden, brauche ich eine hohe Auflösung im Frequenzbereich. Zwischen dem A0 und dem H0 liegen gerade mal 3 Hertz. Die Auflösung bei der FFT ergibt sich ja aus Samplerate/Sample. Die Höchste Frequenz des Klaviers liegt bei 4186 Hz, um das Abtasttheorem nicht zu verletzen wird mit 10KHz abgetastet. Um nun eine Auflösung von 1Hz zubekommen, bräuchte ich 10000 Sample. Dadurch habe ich aber einen sehr langen „Beobachtungszeitraum“. Mein Problem ist, das die Anwendung sehr schnell arbeiten soll. Was kann ich tun, damit ich eine hohe Auflösung bei einem kurzen „Beobachtungszeitraum“ bekomme? Vielen Dank für eure Hilfe.

Gruß Mr. Crypsis

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Hallo Mr. Crypsis,

könnte mir vorstellen dass du über eine Zoom FFT die Genauigkeit im Frequenzbereich erhöhen könntest.
Im Prinzip wird hierbei wenn du eine Genauigkeit von 1Hz bei 10kHz forderst und du nur 5000 Samples aufgezeichnet hast der Rest mit 0 aufgefüllt sodass du wieder 10000 Samples hast und anschließend führst du eine FFT durch.

lg panduci

Um tiefe Frequenzen bis herunter zu ca.32Hz beim Klavier in einem vernünftigen Beobachtungszeitraum genau zu messen zu können, mußt Du die Methode ändern: Periodendauer-Messung statt Periodenzählung.
Beipiel: 32 Hz ist ca. 30ms Periodendauer. Bei Abtastung mit 1 Mhz hätte man einen theoretischen Frequenzfehler 1/30000 = 1/30 Promille.
Mit zunehmender Frequenz sollte dann über mehrere Perioden gemessen werden, und bei noch höherer Frequenz kann dann die Frequenz so wie von Dir vorgeschlagen gemessen werden.
Aber warum sich überhaupt mit so einer Programmentwicklung quälen, zum Klavier Stimmen gibt es doch genügend Programm zum Download. Ich benutze z.B TuneLabPro.

Das Ziel ist es, nicht nur einen Ton zu erkennen, sondern Dreiklänge. Ich möchte sowohl den Dreiklang, als auch die Zeit zwischen den Tastenanschlägen ausgeben. Ist der Vorschlag mit der Messung der Periodendauer dann überhaupt noch umsetzbar für mehrere gleichzeitig angeschlagene Töne? Diese überlagern sich dann doch und die Messung mit der Periodendauer ist nicht zielführend?

Grüße Mr. Crypsis

Probiere mal das tone detection.vi . Ab ca. 12 Perioden ist die Frequenzauflösung recht gut
Arbeitet mit DFT, aber bezieht die benachbarten BINs mit ein.
Es kann das Residuum (den Rest ohne die gefundene Frequenz) ausgeben, in einer Schleife mit Shiftregister findet man dann schnell die X stärksten Frequenzanteile (oder man schränkt den Suchbereich ein).

Ggf noch genauer ist SAM (sine approximation method) dafür gibt's aber kein fertiges vi von NI.

Anschlagtiming wird schwieriger, STFT/Spektrogram??