En psicoacústica , un tono puro es un sonido con una forma de onda sinusoidal ; es decir, una onda sinusoidal de frecuencia , cambio de fase y amplitud constantes . [1] Por extensión, en el procesamiento de señales, un tono de frecuencia única o tono puro es una señal puramente sinusoidal (por ejemplo, un voltaje). Un tono puro tiene la propiedad, única entre las formas de onda de valor real, de que su forma de onda no cambia en sistemas lineales invariantes en el tiempo ; es decir, solo cambian la fase y la amplitud entre la entrada de tono puro de dicho sistema y su salida.
Las ondas sinusoidales y coseno se pueden utilizar como componentes básicos de ondas más complejas. A medida que se combinan ondas sinusoidales adicionales con diferentes frecuencias , la forma de onda se transforma de una forma sinusoidal a una forma más compleja. Cuando se considera como parte de un espectro completo , un tono puro también puede denominarse componente espectral .
En audiología clínica , los tonos puros se utilizan para la audiometría de tonos puros con el fin de caracterizar los umbrales auditivos en diferentes frecuencias. La localización del sonido suele ser más difícil con tonos puros que con otros sonidos. [2] [3]
Los tonos puros han sido utilizados por físicos del siglo XIX como Georg Ohm y Hermann von Helmholtz para apoyar teorías que afirman que el oído funciona de una manera equivalente a un análisis de frecuencia de Fourier . [4] [5] En la ley acústica de Ohm , posteriormente elaborada por Helmholtz, los tonos musicales se perciben como un conjunto de tonos puros. La percepción del tono depende de la frecuencia del tono más prominente y se descartan las fases de los componentes individuales. A menudo se ha culpado a esta teoría de crear una confusión entre el tono, la frecuencia y los tonos puros. [6]
A diferencia de los tonos musicales , que se componen de la suma de una serie de componentes sinusoidales armónicamente relacionados, los tonos puros solo contienen una de esas formas de onda sinusoidales. Cuando se presentan de forma aislada y su frecuencia pertenece a un cierto rango, los tonos puros dan lugar a una única percepción de tono, que se puede caracterizar por su frecuencia. En esta situación, la fase instantánea del tono puro varía linealmente con el tiempo. Si un tono puro da lugar a una percepción constante y estable, entonces se puede concluir que su fase no influye en esta percepción. Sin embargo, cuando se presentan varios tonos puros a la vez, como en los tonos musicales, su fase relativa juega un papel en la percepción resultante. En tal situación, el tono percibido no está determinado por la frecuencia de ningún componente individual, sino por la relación de frecuencia entre estos componentes (véase la fundamental faltante ).
