¿Cómo se ve una transmisión de voz analógica en el espectro visible?

Las señales de radio analógicas se transmiten usando luz en el área de radio del espectro.

Si se transmitiera usando el espectro visible en su lugar (usando un dispositivo emisor de luz visible en lugar de una antena de radio, obviamente), ¿cómo se vería?

¿Se vería como una luz sólida, porque las vibraciones serían imperceptiblemente rápidas? ¿O sería capaz de decir visualmente cuándo una voz comenzó y dejó de hablar? ¿Serías capaz de ver la diferencia entre tonos altos y bajos? ¿Alto y silencioso? ¿Múltiples tonos y un solo tono?

¿Alguien ha hecho esto alguna vez (por ejemplo, transmitió audio analógico a través de fibra óptica o algo así)?

Editar : otra forma de pensar en esta pregunta. ¿Sabe cómo puede tomar una grabación de video de rayos X y luego crear un video de luz visual con ella ( ejemplos )? Imagina que haces lo mismo con una cámara de video de ondas de radio apuntando a una torre de radio que transmite audio analógico.

Wow, ese es un artículo muy técnico. (Eso o está muy mal escrito). Por lo general, puedo leer cosas como esta, pero me está costando entender para qué se usa realmente un modulador electro-óptico. ¿Es lo que se usa para enviar la luz a través de un sistema de fibra óptica?
Vale la pena examinar la figura en abstrusegoose.com/421 para comprender la necesidad de compresión para que encaje. La visión humana está profundamente limitada en el dominio de la frecuencia en comparación con nuestra recepción de audio: simplemente no puedes hacer que todo encaje sin alterar la estructura armónica.
¡Eso es fascinante! ¡Es como si pudiéramos escuchar más de lo que podemos ver!

Respuestas (2)

Aquí está el espectro de la voz humana diciendo "oh":

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Si traduces el sonido directamente a la luz, ajustando las frecuencias para que sean visibles traduciendo todas las frecuencias audibles a todo el espectro visible, ¿cómo se vería? Bueno, se ve un poco similar a dos de esto:

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ese es el espectro de una estrella Wolf Rayet. Puedes encontrar más aquí . Son estrellas gigantes a punto de estallar como supernovas, y desde lejos se parecen mucho a cualquier otra estrella: un punto blanco azulado.

Ahora, un espectro 2d de una oración:ingrese la descripción de la imagen aquí

Cada columna de la gráfica es el espectro de esa parte de la oración. Las propiedades cualitativas se parecen bastante. Algunas partes tienen un punto brillante en el rango de frecuencias más altas, que se traducirá en un tono más azul, mientras que otras presentan un bulto en las frecuencias más bajas, por lo que se verán más rojas. En puntos como Fli hay señal por todas partes, que me recuerda a un cuerpo negro, por lo que será mayormente blanco.

Creo que los colores que uno vería serán algo similares a las estrellas, donde podemos decir que algunos tienen diferentes tonos, pero probablemente no sea tan obvio que lo son.

Editar

Por diversión, aquí hay un video de todo esto que estoy diciendo. El código de mierda para generar está aquí , y estoy usando ingenuamente Colorpy para transformar el espectro en color, que puede no ser exacto o correcto. El sonido real puede parecer más claro.

Por supuesto, incluso la extensión de las líneas de tono etiquetadas arriba ocupa alrededor de tres octavas y tendría que escalarse para encajar en el rango visual humano de alrededor de una octava.
Fantástica respuesta, gracias! Ese último gráfico es increíble! ¿Te imaginas si alguien pudiera 'leer' un gráfico como ese y averiguar lo que se dice?
@dmckee Buen punto, estaba asumiendo un mapa de espectro audible -> espectro visible. Lo indicaré.
A partir de los datos del gráfico, puede reconstruir la señal. Con solo mirar la trama, me temo que sería difícil. De todos modos, hice un video de cómo se ve realmente el sonido: youtube.com/watch?v=jmRhjbmgf-o
Su gráfico 2D puede (y a veces se considera) un gráfico 3D, siendo el tercer eje la magnitud (que ha mostrado como color).

En esta respuesta asumiré que estamos haciendo modulación de amplitud. Es decir, tenemos una fuente de luz a una frecuencia constante y usamos la señal de audio para modular su brillo. A diferencia de la codificación propuesta en la otra respuesta, este sería un circuito sencillo de construir utilizando un LED y un amplificador operacional o un transistor o dos. Aunque solo se usa una única frecuencia de luz como señal portadora, aún se puede codificar todo el rango de frecuencias de la señal de audio. (La radio AM usa el mismo principio).

Para el ojo humano, se parecería mucho a una fuente de luz continua, porque las frecuencias más bajas de la voz humana son más altas que la frecuencia de parpadeo más alta que puede procesar el sistema visual humano.

Para ver esto, tenga en cuenta que un televisor de tubo de rayos catódicos anticuado se enciende y se apaga efectivamente a medida que el haz de electrones barre la imagen. Esto sucede a una frecuencia de 50 Hz, pero el parpadeo resultante es imperceptible para la mayoría de las personas. Se eligió 50 Hz porque está cerca de la frecuencia más baja con la que puede salirse con la suya; mucho más baja que eso y el parpadeo se hará visible. (Las películas suelen tener una velocidad de 24 fotogramas por segundo, pero en ese caso, el obturador del proyector solo tiene que cerrarse brevemente entre fotogramas, por lo que es una situación diferente). Si se utilizara una señal de voz para modular una fuente de luz visible, la modulación sería esencialmente invisible para la mayoría de los observadores humanos.

Habiendo dicho eso, si te entrenas a ti mismo puedesvea el parpadeo de un tubo de rayos catódicos (u otra fuente de luz pulsante, como una lámpara LED barata o una farola de sodio) moviendo rápidamente sus ojos más allá de la fuente de luz y observando la imagen residual que deja en su retina. (Al menos, he podido hacer esto desde la infancia; cuando se lo explico a otras personas, parece que les resulta difícil reproducirlo. Funciona mejor de noche cuando otras fuentes de luz no interfieren. También es mejor si el la fuente de luz es bastante pequeña o está muy lejos). Esto muestra que es el cerebro y no los ojos el que filtra el parpadeo. Con esta técnica, puede ver frecuencias de hasta unos pocos cientos de hercios, lo que le permitiría extraer información de la fuente de luz modulada. Con entrenamiento probablemente podrías notar la diferencia entre vocales y consonantes,

Genial, gracias por la respuesta. Con la modulación de amplitud, si te entiendo bien, solo usaría un solo color que varía en intensidad, ¿verdad? Entonces, podría usar una sola bombilla LED con este método, pero parte de la complejidad de la señal se perdería porque se comprime en un solo color en lugar del espectro visible completo, ¿o estoy entendiendo esto mal? De todos modos, ¡gracias por la respuesta increíble y clara!
En AM, utiliza una onda portadora de alta frecuencia donde la envolvente es la onda que realmente desea. Aquí hay un ejemplo: hartfordphysics.wikispaces.com/file/view/…
@Nathaniel Como referencia, en el audio de mi video, los componentes dominantes están entre 250 y 400 Hz. Necesitarías una voz muy baja. Este tipo youtube.com/watch?v=8jCPl7Rcmm0&feature=kp parece tener sus componentes principales alrededor de los 250 Hz.
@davidmh sí, Wikipedia dice que los cantantes de bajo solo pueden bajar a unos 80 Hz. Actualizaré mi respuesta cuando tenga la oportunidad.
@brentonstribe Creo que entiendes bien, pero no perderías ningún detalle en la señal porque como dice Davidmh, la frecuencia de la luz es mucho más alta que la de la señal de audio que la modula. Con un fotodiodo, puede recuperar la señal de audio y, de hecho, los amplificadores de gama alta a veces tienen circuitos que hacen esto, para aislar los circuitos sensibles de posibles subidas de tensión.