专属夏天的声音：数据看蝉鸣

weixin

　　这个夏天，除了

　　空调WiFi西瓜，蚊子闪电晒瞎

　　你还记得什么?

　　无知了不夏天

　　蝉鸣在盛夏的声音中占领了不可或缺的一席。

　　科普
　　知了，即蝉，幼年生长在地下，夏天羽化成虫。幼虫在地下蛰伏的年数，少则2~3年，多则13甚至17年。然而等到飞上枝头，却只能存活几个月。

　　(想到这，就为小时候拿长杆捕蝉这事心存愧疚)

　　蝉喜欢扎堆群鸣，要找到一只离群索居的蝉颇为不易。最近，我们有幸采访到了一只蝉先生。

　　下面这段黑蚱蝉的采访，用2250手持式分析仪，以48kHz、24bits采样，录制于北京海淀。
http://m.v.qq.com/play/play.html?vid=i05414btr68&ptag=4_5.8.5.20726_copy

　　发声原理

　　雄蝉的鸣叫声是由腹部两侧的鼓膜肌牵动鼓膜交替收缩振动产生。一次蝉鸣从开始的前奏，逐渐增大音量、再到尾声持续可达数十秒。

　　周期及峰值

　　上面的录音是一只的蝉鸣的尾声，拽入Reflex Core中ManualDisplay，可以观察到每次鸣叫包含多个明显的约1秒左右的周期，峰值声压在0.6~0.7Pa，即90dB左右。

　　频谱分析

　　如果展开每个1秒的周期，又可以观察到每个周期又由多个脉冲序列构成。对上述数据，在Reflex Core中进行FFT vs Time分析得到均方根值谱密度，如下图。可观察到蝉鸣的频谱在1.2k~12.8kHz之间，其中主要能量位于2.5k~6.1kHz之间，主峰频率在5.7kHz附近。

　　再过几日，秋风起，叶落天微凉，

　　蝉们发声困难，知生命将尽而变声凄厉...

　　那时的波形频谱也透着悲鸣模样。

　　不等蝉声落幕，秋天就来了。

　　来源：BK声学与振动(ID：bksv_china)