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La psicoacustica, un campo della scienza al confine tra fisica e psicologia, studia i dati sulla sensazione uditiva di una persona quando uno stimolo fisico, il suono, viene applicato all’orecchio. È stata accumulata una grande quantità di dati sulle reazioni umane agli stimoli uditivi. Senza questi dati è difficile comprendere correttamente il funzionamento dei sistemi di trasmissione audio. Consideriamo di più caratteristiche importanti percezione umana del suono.
Una persona avverte cambiamenti nella pressione sonora che si verificano a una frequenza di 20-20.000 Hz. I suoni con frequenze inferiori a 40 Hz sono relativamente rari nella musica e non esistono nel linguaggio parlato. A frequenze molto alte, la percezione musicale scompare e appare una certa vaga sensazione sonora, a seconda dell'individualità dell'ascoltatore e della sua età. Con l'età, la sensibilità uditiva di una persona diminuisce, soprattutto nelle frequenze superiori della gamma sonora.
Sarebbe però sbagliato concludere su questa base che la trasmissione di un'ampia banda di frequenza da parte di un impianto di riproduzione del suono non sia importante per le persone anziane. Gli esperimenti hanno dimostrato che le persone, anche se riescono a malapena a percepire i segnali superiori a 12 kHz, riconoscono molto facilmente la mancanza di alte frequenze in una trasmissione musicale.
Caratteristiche di frequenza delle sensazioni uditive
La gamma di suoni udibili dall'uomo nell'intervallo 20-20.000 Hz è limitata in intensità da soglie: sotto - udibilità e sopra - dolore.
La soglia uditiva è stimata dalla pressione minima, più precisamente, l'incremento minimo di pressione rispetto al confine è sensibile alle frequenze di 1000-5000 Hz - qui la soglia uditiva è la più bassa ( pressione sonora circa 2-10 Pa). Verso le frequenze sonore più basse e più alte, la sensibilità uditiva diminuisce drasticamente.
La soglia del dolore determina il limite superiore della percezione dell'energia sonora e corrisponde approssimativamente ad un'intensità sonora di 10 W/m ovvero 130 dB (per un segnale di riferimento con una frequenza di 1000 Hz).
All'aumentare della pressione sonora, aumenta anche l'intensità del suono e la sensazione uditiva aumenta a salti, chiamati soglia di discriminazione dell'intensità. Il numero di questi salti alle frequenze medie è di circa 250, alle frequenze basse e alte diminuisce e in media nell'intervallo di frequenze è di circa 150.
Poiché l'intervallo di variazione dell'intensità è di 130 dB, il salto elementare delle sensazioni in media nell'intervallo di ampiezza è di 0,8 dB, che corrisponde a una variazione dell'intensità del suono di 1,2 volte. A bassi livelli sentendo questi salti raggiungono i 2-3 dB, a livelli elevati scendono fino a 0,5 dB (1,1 volte). Un aumento della potenza del percorso di amplificazione inferiore a 1,44 volte non viene praticamente rilevato dall'orecchio umano. Con una minore pressione sonora sviluppata dall'altoparlante, anche raddoppiando la potenza dello stadio di uscita potrebbe non produrre un risultato apprezzabile.
Caratteristiche sonore soggettive
La qualità della trasmissione del suono viene valutata in base a percezione uditiva. Pertanto, è corretto determinarlo requisiti tecnici al percorso di trasmissione del suono o ai suoi singoli collegamenti è possibile solo studiando i modelli che collegano la sensazione del suono soggettivamente percepita e le caratteristiche oggettive del suono sono altezza, volume e timbro.
Il concetto di altezza implica una valutazione soggettiva della percezione del suono attraverso la gamma di frequenze. Il suono è solitamente caratterizzato non dalla frequenza, ma dall'altezza.
Un tono è un segnale di una certa altezza che ha uno spettro discreto (suoni musicali, suoni vocalici del parlato). Un segnale che ha un ampio spettro continuo, le cui componenti di frequenza hanno tutte la stessa potenza media, è chiamato rumore bianco.
Incremento graduale le frequenze sonore da 20 a 20.000 Hz sono percepite come un graduale cambiamento di tono dal più basso (basso) al più alto.
Il grado di precisione con cui una persona determina l'altezza di un suono a orecchio dipende dall'acutezza, dalla musicalità e dall'addestramento del suo orecchio. Va notato che l'altezza di un suono dipende in una certa misura dall'intensità del suono (a livelli elevati, i suoni di maggiore intensità appaiono più bassi di quelli più deboli.
L'orecchio umano può distinguere chiaramente due toni di tono vicino. Ad esempio, nella gamma di frequenza di circa 2000 Hz, una persona può distinguere tra due toni che differiscono l'uno dall'altro in frequenza di 3-6 Hz.
La scala soggettiva della percezione del suono in frequenza è vicina alla legge logaritmica. Pertanto, il raddoppio della frequenza di vibrazione (indipendentemente dalla frequenza iniziale) viene sempre percepito come lo stesso cambiamento di altezza. L'intervallo di altezza corrispondente a una variazione di frequenza pari a 2 volte è chiamato ottava. La gamma di frequenze percepite dall'uomo è 20-20.000 Hz, che copre circa dieci ottave.
Un'ottava è un intervallo abbastanza ampio di variazione di intonazione; una persona distingue intervalli significativamente più piccoli. Così in dieci ottave percepite dall'orecchio si possono distinguere più di mille gradazioni di altezza. La musica utilizza intervalli più piccoli chiamati semitoni, che corrispondono a un cambiamento di frequenza di circa 1.054 volte.
Un'ottava è divisa in mezze ottave e un terzo di ottava. Per quest'ultimo è standardizzato il seguente range di frequenze: 1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 3; 3,15; 4; 5; 6,3:8; 10, che sono i confini di un terzo di ottava. Se queste frequenze sono poste a distanze uguali lungo l'asse delle frequenze, si ottiene una scala logaritmica. Sulla base di ciò, tutte le caratteristiche di frequenza dei dispositivi di trasmissione del suono vengono tracciate su scala logaritmica.
L'intensità della trasmissione dipende non solo dall'intensità del suono, ma anche dalla composizione spettrale, dalle condizioni di percezione e dalla durata dell'esposizione. Pertanto, due toni sonori di media e bassa frequenza, aventi la stessa intensità (o la stessa pressione sonora), non vengono percepiti da una persona come ugualmente forti. Pertanto, è stato introdotto il concetto di livello di intensità negli sfondi per designare suoni con la stessa intensità. Per livello di volume sonoro negli sfondi si intende il livello di pressione sonora in decibel dello stesso volume di un tono puro con una frequenza di 1000 Hz, cioè per una frequenza di 1000 Hz i livelli di volume negli sfondi e in decibel sono gli stessi. Ad altre frequenze, i suoni possono apparire più forti o più deboli alla stessa pressione sonora.
L'esperienza degli ingegneri del suono nella registrazione e nel montaggio di opere musicali mostra che, per rilevare meglio i difetti sonori che possono verificarsi durante il lavoro, il livello del volume durante l'ascolto di controllo dovrebbe essere mantenuto alto, corrispondente approssimativamente al livello del volume nella sala.
Con l'esposizione prolungata a un suono intenso, la sensibilità dell'udito diminuisce gradualmente e maggiore è il volume del suono. La diminuzione della sensibilità rilevata è associata alla reazione dell'udito al sovraccarico, ad es. con il suo adattamento naturale.Dopo qualche interruzione nell'ascolto, la sensibilità uditiva viene ripristinata. A ciò va aggiunto che l'apparecchio acustico, quando percepisce segnali di alto livello, introduce le proprie distorsioni, cosiddette soggettive (che indicano la non linearità dell'udito). Pertanto, ad un livello del segnale di 100 dB, la prima e la seconda armonica soggettiva raggiungono livelli di 85 e 70 dB.
Un livello significativo di volume e la durata della sua esposizione provocano fenomeni irreversibili organo uditivo. È stato notato che le soglie uditive dei giovani sono aumentate notevolmente negli ultimi anni. La ragione di ciò era la passione per la musica pop, caratterizzata da alti livelli di volume.
Il livello del volume viene misurato utilizzando un dispositivo elettroacustico: un fonometro. Il suono misurato viene prima convertito in vibrazioni elettriche dal microfono. Dopo l'amplificazione mediante uno speciale amplificatore di tensione, queste oscillazioni vengono misurate con uno strumento indicatore regolato in decibel. Affinché le letture del dispositivo corrispondano nel modo più accurato possibile alla percezione soggettiva del volume, il dispositivo è dotato di filtri speciali che modificano la sua sensibilità alla percezione del suono di frequenze diverse in base alle caratteristiche della sensibilità uditiva.
Una caratteristica importante del suono è il timbro. La capacità dell'udito di distinguerlo consente di percepire segnali con un'ampia varietà di sfumature. Il suono di ciascuno degli strumenti e delle voci, grazie alle loro sfumature caratteristiche, diventa multicolore e ben riconoscibile.
Il timbro, essendo un riflesso soggettivo della complessità del suono percepito, non ha una valutazione quantitativa ed è caratterizzato da termini qualitativi (bello, morbido, succoso, ecc.). Quando si trasmette un segnale lungo un percorso elettroacustico, le distorsioni risultanti influenzano principalmente il timbro del suono riprodotto. La condizione per la corretta trasmissione del timbro dei suoni musicali è la trasmissione non distorta dello spettro del segnale. Lo spettro del segnale è l'insieme delle componenti sinusoidali di un suono complesso.
Lo spettro più semplice è il cosiddetto tono puro; contiene solo una frequenza. Più interessante è il suono di uno strumento musicale: il suo spettro è costituito dalla frequenza del tono fondamentale e da alcune frequenze "impurità" chiamate sovratoni (toni più alti). Gli sovratoni sono multipli della frequenza del tono fondamentale e solitamente hanno un'ampiezza minore .
Il timbro del suono dipende dalla distribuzione dell'intensità sugli armonici. I suoni dei diversi strumenti musicali variano nel timbro.
Più complesso è lo spettro di combinazioni di suoni musicali chiamato accordo. In tale spettro ci sono diverse frequenze fondamentali insieme ai corrispondenti armonici
Le differenze timbriche sono dovute principalmente alle componenti di frequenza medio-bassa del segnale, pertanto una grande varietà di timbri è associata a segnali che si trovano nella parte inferiore della gamma di frequenza. I segnali appartenenti alla sua parte superiore, man mano che aumentano, perdono sempre più la loro colorazione timbrica, dovuta al graduale allontanamento delle loro componenti armoniche oltre i limiti delle frequenze udibili. Ciò può essere spiegato dal fatto che fino a 20 o più armonici sono attivamente coinvolti nella formazione del timbro dei suoni bassi, medi 8 - 10, alti 2 - 3, poiché il resto è debole o non rientra nella gamma udibile frequenze. Pertanto, i suoni acuti, di regola, hanno un timbro più povero.
Quasi tutte le fonti sonore naturali, comprese le fonti di suoni musicali, hanno una dipendenza specifica del timbro dal livello del volume. Anche l'udito è adattato a questa dipendenza: è naturale per lui determinare l'intensità di una sorgente dal colore del suono. I suoni più forti sono solitamente più aspri.
Sorgenti sonore musicali
Numerosi fattori che caratterizzano le sorgenti sonore primarie hanno una grande influenza sulla qualità del suono dei sistemi elettroacustici.
I parametri acustici delle fonti musicali dipendono dalla composizione degli esecutori (orchestra, ensemble, gruppo, solista e tipo di musica: sinfonica, folk, pop, ecc.).
L'origine e la formazione del suono su ciascuno strumento musicale ha le sue specifiche associate alle caratteristiche acustiche della produzione del suono in un particolare strumento musicale.
Un elemento importante il suono musicale è l'attacco. Questo è un processo di transizione specifico durante il quale vengono stabilite caratteristiche sonore stabili: volume, timbro, intonazione. Qualsiasi suono musicale attraversa tre fasi: inizio, metà e fine, e sia la fase iniziale che quella finale hanno una certa durata. La fase iniziale è chiamata attacco. La sua durata è diversa: per gli strumenti a pizzico, le percussioni e alcuni strumenti a fiato dura 0-20 ms, per il fagotto dura 20-60 ms. Un attacco non è solo un aumento del volume di un suono da zero a un valore stabile; può essere accompagnato dallo stesso cambiamento nell'altezza del suono e nel suo timbro. Inoltre, le caratteristiche di attacco dello strumento non sono le stesse nelle diverse parti della sua gamma con stili esecutivi diversi: il violino è lo strumento più perfetto in termini di ricchezza di possibili metodi espressivi di attacco.
Una delle caratteristiche di qualsiasi strumento musicale è la sua gamma di frequenza. Oltre alle frequenze fondamentali, ogni strumento è caratterizzato da componenti aggiuntivi di alta qualità: armonici (o, come è consuetudine nell'elettroacustica, armoniche superiori), che ne determinano il timbro specifico.
È noto che l'energia sonora è distribuita in modo non uniforme sull'intero spettro delle frequenze sonore emesse da una sorgente.
La maggior parte degli strumenti sono caratterizzati dall'amplificazione delle frequenze fondamentali, nonché dei singoli armonici, in alcune (una o più) bande di frequenza relativamente strette (formanti), diverse per ciascuno strumento. Le frequenze di risonanza (in hertz) della regione formante sono: per tromba 100-200, corno 200-400, trombone 300-900, tromba 800-1750, sassofono 350-900, oboe 800-1500, fagotto 300-900, clarinetto 250 -600.
Un'altra proprietà caratteristica degli strumenti musicali è la forza del loro suono, che è determinata dalla maggiore o minore ampiezza (span) del loro corpo sonoro o colonna d'aria (ad un'ampiezza maggiore corrisponde un suono più forte e viceversa). I valori di potenza acustica di picco (in watt) sono: per grande orchestra 70, grancassa 25, timpani 20, rullante 12, trombone 6, pianoforte 0,4, tromba e sassofono 0,3, tromba 0,2, contrabbasso 0,(6, flauto piccolo 0,08, clarinetto, corno e triangolo 0,05.
Il rapporto tra la potenza sonora estratta da uno strumento quando suonato “fortissimo” e la potenza del suono quando suonato “pianissimo” è solitamente chiamato gamma dinamica del suono degli strumenti musicali.
La gamma dinamica di una sorgente sonora musicale dipende dal tipo di gruppo che si esibisce e dalla natura dell'esecuzione.
Consideriamo la gamma dinamica delle singole sorgenti sonore. La gamma dinamica dei singoli strumenti musicali e degli ensemble (orchestre e cori di varie composizioni), nonché delle voci, è intesa come il rapporto tra la pressione sonora massima creata da una determinata sorgente e quella minima, espressa in decibel.
In pratica, quando si determina la gamma dinamica di una sorgente sonora, si opera solitamente solo sui livelli di pressione sonora, calcolando o misurando la loro corrispondente differenza. Ad esempio, se il livello sonoro massimo di un'orchestra è 90 e il minimo è 50 dB, la gamma dinamica si dice che sia 90 - 50 = 40 dB. In questo caso 90 e 50 dB sono livelli di pressione sonora relativi al livello acustico zero.
La gamma dinamica per una determinata sorgente sonora non è un valore costante. Dipende dalla natura dell'opera eseguita e dalle condizioni acustiche della stanza in cui si svolge la performance. Il riverbero espande la gamma dinamica tipica valore massimo in stanze con grande volume e minimo assorbimento acustico. Quasi tutti gli strumenti e le voci umane hanno una gamma dinamica non uniforme tra i registri sonori. Ad esempio, il livello del volume del suono più basso di un forte per un cantante è uguale al livello del suono più alto di un pianoforte.
La gamma dinamica di un particolare programma musicale è espressa allo stesso modo delle singole sorgenti sonore, ma la pressione sonora massima viene indicata con un tono dinamico ff (fortissimo) e la minima con pp (pianissimo).
Il volume più alto, indicato nelle note fff (forte, fortissimo), corrisponde ad un livello di pressione sonora acustica di circa 110 dB, e il volume più basso, indicato nelle note ppr (piano-pianissimo), di circa 40 dB.
Va notato che le sfumature dinamiche dell'esecuzione musicale sono relative e la loro relazione con i corrispondenti livelli di pressione sonora è in una certa misura condizionata. La gamma dinamica di un particolare programma musicale dipende dalla natura della composizione. Pertanto, la gamma dinamica delle opere classiche di Haydn, Mozart, Vivaldi raramente supera i 30-35 dB. La gamma dinamica della musica pop di solito non supera i 40 dB, mentre quella della musica dance e jazz è solo di circa 20 dB. La maggior parte delle opere per orchestra di strumenti popolari russi hanno anche una piccola gamma dinamica (25-30 dB). Questo vale anche per una banda di ottoni. Tuttavia, il livello sonoro massimo di una banda di ottoni in una stanza può raggiungere un livello abbastanza elevato alto livello(fino a 110dB).
Effetto mascherante
La valutazione soggettiva del volume dipende dalle condizioni in cui il suono viene percepito dall'ascoltatore. In condizioni reali non esiste un segnale acustico nel silenzio assoluto. Allo stesso tempo, il rumore estraneo influisce sull'udito, complicando la percezione del suono, mascherando in una certa misura il segnale principale. L'effetto del mascheramento di un'onda sinusoidale pura da parte di rumore estraneo viene misurato dal valore indicato. di quanti decibel aumenta la soglia di udibilità del segnale mascherato sopra la soglia della sua percezione nel silenzio.
Esperimenti per determinare il grado di mascheramento di un segnale sonoro da parte di un altro mostrano che un tono di qualsiasi frequenza viene mascherato dai toni più bassi in modo molto più efficace che da quelli più alti. Ad esempio, se due diapason (1200 e 440 Hz) emettono suoni con la stessa intensità, allora smettiamo di sentire il primo tono, esso viene mascherato dal secondo (spegnendo la vibrazione del secondo diapason, sentiremo il primo Ancora).
Se esistono contemporaneamente due segnali sonori complessi costituiti da determinati spettri di frequenza sonora, si verifica un effetto di mascheramento reciproco. Inoltre, se l'energia principale di entrambi i segnali si trova nella stessa regione della gamma di frequenze audio, l'effetto di mascheramento sarà più forte, quindi durante la trasmissione di un brano orchestrale, a causa del mascheramento da parte dell'accompagnamento, la parte del solista potrebbe risultare poco nitida. intelligibile e indistinto.
Raggiungere la chiarezza o, come si suol dire, la “trasparenza” del suono nella trasmissione del suono di orchestre o ensemble pop diventa molto difficile se uno strumento o singoli gruppi di strumenti dell'orchestra suonano contemporaneamente in uno o registri simili.
Il regista, quando registra un'orchestra, deve tenere conto delle caratteristiche del camuffamento. Durante le prove, con l'aiuto del direttore, stabilisce un equilibrio tra la forza del suono degli strumenti di un gruppo, nonché tra i gruppi dell'intera orchestra. La chiarezza delle principali linee melodiche e delle singole parti musicali è ottenuta in questi casi grazie al posizionamento ravvicinato dei microfoni rispetto agli esecutori, alla scelta deliberata da parte del tecnico del suono degli strumenti più importanti in un dato luogo dell'opera e ad altri strumenti sonori speciali. tecniche di ingegneria.
Al fenomeno del mascheramento si oppone la capacità psicofisiologica degli organi uditivi di individuare dalla massa generale dei suoni uno o più portatori delle informazioni più importanti. Ad esempio, quando suona un'orchestra, il direttore nota la minima imprecisione nell'esecuzione di una parte su qualsiasi strumento.
Il mascheramento può influenzare notevolmente la qualità della trasmissione del segnale. Una percezione chiara del suono ricevuto è possibile se la sua intensità supera significativamente il livello dei componenti di interferenza situati nella stessa banda del suono ricevuto. Con un'interferenza uniforme, l'eccesso di segnale dovrebbe essere di 10-15 dB. Questa caratteristica della percezione uditiva è uso pratico, ad esempio, quando si valutano le caratteristiche elettroacustiche dei media. Pertanto, se il rapporto segnale-rumore di una registrazione analogica è 60 dB, la gamma dinamica del programma registrato non può essere superiore a 45-48 dB.
Caratteristiche temporali della percezione uditiva
L'apparecchio acustico, come qualsiasi altro sistema oscillatorio, è inerziale. Quando il suono scompare, la sensazione uditiva non scompare immediatamente, ma gradualmente, diminuendo fino a zero. Il tempo durante il quale il livello del rumore diminuisce di 8-10 sottofondi è chiamato costante di tempo dell'udito. Questa costante dipende da una serie di circostanze, nonché dai parametri del suono percepito. Se all'ascoltatore arrivano due brevi impulsi sonori, identici nella composizione di frequenza e nel livello, ma uno di essi è ritardato, verranno percepiti insieme con un ritardo non superiore a 50 ms. A grandi intervalli di ritardo, entrambi gli impulsi vengono percepiti separatamente e si verifica un'eco.
Questa caratteristica dell'udito viene presa in considerazione quando si progettano alcuni dispositivi di elaborazione del segnale, ad esempio linee di ritardo elettroniche, riverberi, ecc.
Va notato che grazie a proprietà speciale udito, la percezione del volume di un impulso sonoro a breve termine dipende non solo dal suo livello, ma anche dalla durata dell'impatto dell'impulso sull'orecchio. Pertanto, un suono a breve termine, della durata di soli 10-12 ms, viene percepito dall'orecchio in modo più silenzioso di un suono dello stesso livello, ma che influenza l'udito, ad esempio, per 150-400 ms. Pertanto, quando si ascolta una trasmissione, il volume è il risultato della media dell'energia dell'onda sonora su un certo intervallo. Inoltre, l'udito umano ha inerzia, in particolare, quando percepisce distorsioni non lineari, non le avverte se la durata dell'impulso sonoro è inferiore a 10-20 ms. Questo è il motivo per cui negli indicatori di livello delle apparecchiature radioelettroniche domestiche per la registrazione del suono, i valori istantanei del segnale vengono mediati su un periodo selezionato in base alle caratteristiche temporali degli organi uditivi.
Rappresentazione spaziale del suono
Una delle abilità umane importanti è la capacità di determinare la direzione di una sorgente sonora. Questa capacità è chiamata effetto binaurale ed è spiegata dal fatto che una persona ha due orecchie. I dati sperimentali mostrano da dove proviene il suono: uno per i toni ad alta frequenza, uno per i toni a bassa frequenza.
Il suono percorre una distanza più breve verso l'orecchio rivolto verso la sorgente rispetto all'altro orecchio. Di conseguenza, la pressione delle onde sonore nei canali uditivi varia in fase e ampiezza. Le differenze di ampiezza sono significative solo alle alte frequenze, quando la lunghezza d'onda del suono diventa paragonabile alla dimensione della testa. Quando la differenza di ampiezza supera un valore di soglia di 1 dB, la sorgente sonora sembra trovarsi sul lato dove l'ampiezza è maggiore. L'angolo di deviazione della sorgente sonora dalla linea centrale (linea di simmetria) è approssimativamente proporzionale al logaritmo del rapporto di ampiezza.
Per determinare la direzione di una sorgente sonora con frequenze inferiori a 1500-2000 Hz, le differenze di fase sono significative. A una persona sembra che il suono provenga dal lato da cui l'onda, che è in fase anticipata, raggiunge l'orecchio. L'angolo di deviazione del suono dalla linea mediana è proporzionale alla differenza nel tempo di arrivo delle onde sonore ad entrambe le orecchie. Una persona addestrata può notare una differenza di fase con una differenza temporale di 100 ms.
La capacità di determinare la direzione del suono sul piano verticale è molto meno sviluppata (circa 10 volte). Questa caratteristica fisiologica è associata all'orientamento degli organi uditivi sul piano orizzontale.
Una caratteristica specifica della percezione spaziale del suono da parte di una persona si manifesta nel fatto che gli organi uditivi sono in grado di percepire la localizzazione totale e integrale creata con l'aiuto di mezzi di influenza artificiali. Ad esempio, in una stanza, due altoparlanti sono installati frontalmente a una distanza di 2-3 m l'uno dall'altro. L'ascoltatore si trova alla stessa distanza dall'asse del sistema di collegamento, rigorosamente al centro. In una stanza, attraverso gli altoparlanti vengono emessi due suoni di uguale fase, frequenza e intensità. Come risultato dell'identità dei suoni che passano nell'organo dell'udito, una persona non può separarli; le sue sensazioni danno idee su un'unica, apparente fonte sonora (virtuale), che si trova rigorosamente al centro sull'asse di simmetria.
Se ora riduciamo il volume di un altoparlante, la sorgente apparente si sposterà verso l'altoparlante più forte. L'illusione di una sorgente sonora in movimento può essere ottenuta non solo modificando il livello del segnale, ma anche ritardando artificialmente un suono rispetto a un altro; in questo caso la sorgente apparente si sposterà verso l'altoparlante che emette anticipatamente il segnale.
Per illustrare la localizzazione integrale, diamo un esempio. La distanza tra gli altoparlanti è di 2 m, la distanza dalla prima linea all'ascoltatore è di 2 m; affinché la sorgente si sposti di 40 cm a sinistra o a destra, è necessario inviare due segnali con una differenza di livello di intensità di 5 dB o con un ritardo di 0,3 ms. Con una differenza di livello di 10 dB o un ritardo di 0,6 ms, la sorgente si “sposterà” di 70 cm dal centro.
Pertanto, se si modifica la pressione sonora creata dall'altoparlante, nasce l'illusione di spostare la sorgente sonora. Questo fenomeno è chiamato localizzazione sommaria. Per creare una localizzazione sommaria viene utilizzato un sistema di trasmissione del suono stereofonico a due canali.
Nella stanza principale sono installati due microfoni, ognuno dei quali funziona sul proprio canale. Il secondario ha due altoparlanti. I microfoni si trovano ad una certa distanza l'uno dall'altro lungo una linea parallela alla posizione dell'emettitore sonoro. Quando si sposta l'emettitore sonoro, sul microfono agirà una pressione sonora diversa e il tempo di arrivo dell'onda sonora sarà diverso a causa della distanza ineguale tra l'emettitore sonoro e i microfoni. Questa differenza crea un effetto di localizzazione totale nell'ambiente secondario, per cui la sorgente apparente viene localizzata in un certo punto dello spazio situato tra due altoparlanti.
Va detto del sistema di trasmissione del suono binaurale. Con questo sistema, chiamato sistema a testa artificiale, nella stanza principale vengono posizionati due microfoni separati, distanziati l'uno dall'altro pari alla distanza tra le orecchie di una persona. Ciascuno dei microfoni dispone di un canale di trasmissione del suono indipendente, la cui uscita nella stanza secondaria comprende i telefoni per l'orecchio sinistro e destro. Se i canali di trasmissione del suono sono identici, un tale sistema trasmette accuratamente l'effetto binaurale creato vicino alle orecchie della “testa artificiale” nella stanza principale. Avere le cuffie e doverle utilizzare per molto tempo è uno svantaggio.
L'organo dell'udito determina la distanza dalla sorgente sonora utilizzando una serie di segni indiretti e con alcuni errori. A seconda che la distanza dalla sorgente del segnale sia piccola o grande, la sua valutazione soggettiva cambia sotto l'influenza di diversi fattori. Si è riscontrato che se le distanze determinate sono piccole (fino a 3 m), la loro valutazione soggettiva è quasi linearmente correlata alla variazione del volume della sorgente sonora che si muove lungo la profondità. Un ulteriore fattore per un segnale complesso è il suo timbro, che diventa sempre più “pesante” man mano che la sorgente si avvicina all'ascoltatore, ciò è dovuto alla crescente amplificazione dei toni bassi rispetto a quelli alti, causata dal conseguente aumento del livello del volume.
Per distanze medie di 3-10 m, l'allontanamento della sorgente dall'ascoltatore sarà accompagnato da una proporzionale diminuzione del volume, e questa variazione si applicherà ugualmente alla frequenza fondamentale e alle componenti armoniche. Di conseguenza, si verifica un relativo rafforzamento della parte ad alta frequenza dello spettro e il timbro diventa più luminoso.
All’aumentare della distanza, le perdite di energia nell’aria aumenteranno in proporzione al quadrato della frequenza. Una maggiore perdita delle armoniche del registro acuto risulterà in una diminuzione della brillantezza timbrica. Pertanto, la valutazione soggettiva delle distanze è associata a cambiamenti nel suo volume e timbro.
In un ambiente chiuso i segnali delle prime riflessioni, ritardati di 20-40 ms rispetto alla riflessione diretta, vengono percepiti dall'organo uditivo come provenienti da direzioni diverse. Allo stesso tempo, il loro crescente ritardo crea l'impressione di una distanza significativa dai punti da cui avvengono queste riflessioni. Pertanto, dal tempo di ritardo si può giudicare la distanza relativa delle fonti secondarie o, che è lo stesso, la dimensione della stanza.
Alcune caratteristiche della percezione soggettiva delle trasmissioni stereofoniche.
Un sistema di trasmissione del suono stereofonico presenta una serie di caratteristiche significative rispetto a quello monofonico convenzionale.
La qualità che distingue il suono stereofonico, il volume, cioè la prospettiva acustica naturale può essere valutata utilizzando alcuni indicatori aggiuntivi che non hanno senso con una tecnica di trasmissione del suono monofonica. Tali indicatori aggiuntivi includono: angolo di udienza, ad es. l'angolo al quale l'ascoltatore percepisce l'immagine sonora stereofonica; risoluzione stereo, ad es. localizzazione determinata soggettivamente di singoli elementi dell'immagine sonora in determinati punti dello spazio all'interno dell'angolo udibile; atmosfera acustica, ad es. l'effetto di dare all'ascoltatore una sensazione di presenza nella stanza primaria in cui avviene l'evento sonoro trasmesso.
Sul ruolo dell'acustica ambientale
Il suono colorato si ottiene non solo con l'aiuto di apparecchiature di riproduzione del suono. Anche con apparecchiature abbastanza buone, la qualità del suono potrebbe essere scarsa se la stanza di ascolto non presenta determinate caratteristiche. È noto che in un ambiente chiuso si verifica un fenomeno sonoro nasale chiamato riverbero. Colpendo gli organi dell'udito, il riverbero (a seconda della sua durata) può migliorare o peggiorare la qualità del suono.
Una persona in una stanza percepisce non solo le onde sonore dirette create direttamente dalla sorgente sonora, ma anche le onde riflesse dal soffitto e dalle pareti della stanza. Le onde riflesse si sentono per qualche tempo dopo che la sorgente sonora si è fermata.
A volte si ritiene che i segnali riflessi svolgano solo un ruolo negativo, interferendo con la percezione del segnale principale. Tuttavia, questa idea non è corretta. Una certa parte dell'energia dei segnali eco riflessi iniziali, raggiungendo le orecchie umane con brevi ritardi, amplifica il segnale principale e ne arricchisce il suono. Al contrario, gli echi successivi si riflettevano. il cui tempo di ritardo supera un certo valore critico, formano un sottofondo sonoro che rende difficile la percezione del segnale principale.
La sala d'ascolto non dovrebbe averne alla grande riverbero. I soggiorni, di norma, hanno poco riverbero a causa delle loro dimensioni limitate e della presenza di superfici fonoassorbenti, mobili imbottiti, tappeti, tende, ecc.
Ostacoli di diversa natura e proprietà sono caratterizzati da un coefficiente di assorbimento acustico, che è il rapporto tra l'energia assorbita e l'energia totale dell'onda sonora incidente.
Per aumentare le proprietà fonoassorbenti del tappeto (e ridurre il rumore in soggiorno), è consigliabile appendere il tappeto non vicino al muro, ma con uno spazio di 30-50 mm).
Oggi scopriremo come decifrare un audiogramma. Svetlana Leonidovna Kovalenko, dottoressa dell'istruzione superiore, ci aiuta in questo categoria di qualificazione, capo audiologo-otorinolaringoiatra pediatrico di Krasnodar, candidato in scienze mediche.
Riepilogo
L'articolo si è rivelato ampio e dettagliato: per capire come decifrare un audiogramma, devi prima acquisire familiarità con i termini di base dell'audiometria e guardare gli esempi. Se non hai tempo di leggere a lungo e comprendere i dettagli, la scheda qui sotto è un riepilogo dell'articolo.
Un audiogramma è un grafico delle sensazioni uditive del paziente. Aiuta a diagnosticare i disturbi dell'udito. L'audiogramma ha due assi: orizzontale - frequenza (il numero di vibrazioni sonore al secondo, espresso in hertz) e verticale - intensità del suono (valore relativo, espresso in decibel). L'audiogramma mostra la conduzione ossea (il suono che vibra nell'orecchio interno attraverso le ossa del cranio) e la conduzione aerea (il suono che raggiunge l'orecchio interno nel modo consueto - attraverso l'orecchio esterno e medio).
Durante l'audiometria, al paziente viene fornito un segnale di diverse frequenze e intensità e l'entità del suono minimo che il paziente sente è contrassegnata da punti. Ogni punto rappresenta l'intensità sonora minima alla quale il paziente può sentire ad una frequenza specifica. Unendo i punti, otteniamo un grafico, o meglio due: uno per la conduzione del suono osseo, l'altro per la conduzione del suono aereo.
La norma uditiva è quando i grafici rientrano nell'intervallo da 0 a 25 dB. La differenza tra i grafici della conduzione ossea e aerea è chiamata intervallo aria-ossa. Se il grafico della conduzione ossea è normale e il grafico della conduzione aerea è al di sotto del normale (c'è un intervallo ossa-aria), questo è un indicatore di perdita dell'udito trasmissiva. Se il grafico della conduzione ossea segue il grafico della conduzione aerea ed entrambi sono al di sotto del range normale, ciò indica una perdita dell'udito neurosensoriale. Se l'intervallo aereo-osseo è chiaramente definito ed entrambi i grafici mostrano disturbi, si parla di perdita uditiva mista.
Concetti base di audiometria
Per capire come decifrare un audiogramma, diamo prima un'occhiata ad alcuni termini e alla tecnica audiometrica stessa.
Il suono ha due principali caratteristiche fisiche: intensità e frequenza.
Intensità del suonoè determinato dalla forza della pressione sonora, che è molto variabile nell'uomo. Pertanto, per comodità, è consuetudine utilizzare valori relativi, come decibel (dB): questa è una scala decimale di logaritmi.
La frequenza di un tono è stimata dal numero di vibrazioni sonore al secondo ed è espressa in hertz (Hz). Convenzionalmente, la gamma delle frequenze sonore è divisa in bassa - inferiore a 500 Hz, media (parlato) 500-4000 Hz e alta - 4000 Hz e superiore.
L'audiometria è la misurazione dell'acuità uditiva. Questa tecnica è soggettiva e richiede il feedback del paziente. L'esaminatore (colui che conduce la ricerca) utilizza un audiometro per dare un segnale e il soggetto (il cui udito viene esaminato) gli fa sapere se sente o meno questo suono. Molto spesso, per farlo, preme un pulsante, meno spesso alza la mano o annuisce, ei bambini mettono i giocattoli in un cestino.
Esistono diversi tipi di audiometria: soglia tonale, soprasoglia e vocale. In pratica, il metodo più comunemente utilizzato è l'audiometria a soglia tonale pura, che determina la soglia uditiva minima (il suono più debole che una persona può sentire, misurato in decibel (dB)) a frequenze diverse ah (di solito nell'intervallo 125 Hz - 8000 Hz, meno spesso fino a 12.500 e anche fino a 20.000 Hz). Tali dati vengono annotati su un apposito modulo.
Un audiogramma è un grafico delle sensazioni uditive del paziente. Queste sensazioni possono dipendere sia dalla persona stessa, sia dalla sua condizione generale, arterioso e Pressione intracranica, umore, ecc., e da fattori esterni - fenomeni atmosferici, rumore nella stanza, distrazioni, ecc.
Come costruire un grafico dell'audiogramma
Per ciascun orecchio, la conduzione aerea (tramite cuffie) e la conduzione ossea (tramite un vibratore osseo posizionato dietro l'orecchio) vengono misurate separatamente.
Conduzione aerea- questo è l'udito diretto del paziente, e la conduzione ossea è l'udito umano, escluso il sistema di conduzione del suono (orecchio esterno e medio), è anche chiamata riserva della coclea (orecchio interno).
Conduzione ossea a causa del fatto che le ossa del cranio captano le vibrazioni sonore che entrano nell'orecchio interno. Pertanto, se è presente un'ostruzione nell'orecchio esterno e medio (qualsiasi condizioni patologiche), quindi l'onda sonora raggiunge la coclea per conduzione ossea.
Modulo audiogramma
Sul modulo dell'audiogramma, le orecchie destra e sinistra sono spesso raffigurate separatamente ed etichettate (il più delle volte orecchio destro a sinistra e l'orecchio sinistro a destra), come nelle Figure 2 e 3. A volte entrambe le orecchie sono contrassegnate sullo stesso modulo, si distinguono per colore (l'orecchio destro è sempre rosso e il sinistro è sempre blu ) o tramite simboli (quello di destra è un cerchio o quadrato (0-- -0---0) e quello di sinistra - con una croce (x---x---x)). Conduzione aerea sempre contrassegnato con una linea continua e la linea ossea con una linea tratteggiata.
Verticalmente, il livello uditivo (intensità dello stimolo) viene indicato in decibel (dB) in incrementi di 5 o 10 dB, dall'alto verso il basso, iniziando da −5 o −10 e terminando con 100 dB, meno spesso 110 dB, 120 dB . Le frequenze sono contrassegnate orizzontalmente, da sinistra a destra, partendo da 125 Hz, poi 250 Hz, 500 Hz, 1000 Hz (1 kHz), 2000 Hz (2 kHz), 4000 Hz (4 kHz), 6000 Hz (6 kHz), 8000 Hz (8 kHz), ecc., possono esserci alcune variazioni. Ad ogni frequenza viene annotato il livello uditivo in decibel, quindi i punti vengono collegati per creare un grafico. Più alto è il grafico, migliore è l'udito.
Come decifrare un audiogramma
Quando si esamina un paziente, è prima necessario determinare l'argomento (livello) della lesione e il grado di deficit uditivo. L’audiometria eseguita correttamente risponde a entrambe queste domande.
La patologia dell'udito può essere a livello della conduzione delle onde sonore (responsabili di questo meccanismo l'orecchio esterno e medio); tale perdita uditiva è detta conduttiva o conduttiva; a livello dell'orecchio interno (apparato recettivo della coclea), questa perdita dell'udito è neurosensoriale (neurosensoriale), a volte è presente una lesione combinata, tale perdita dell'udito è detta mista. I disturbi a livello delle vie uditive e della corteccia cerebrale sono estremamente rari, e quindi si parla di perdita dell'udito retrococleare.
Gli audiogrammi (grafici) possono essere ascendenti (il più delle volte con perdita dell'udito trasmissiva), discendenti (di solito con perdita dell'udito neurosensoriale), orizzontali (piatti), così come un'altra configurazione. Lo spazio tra il grafico della conduzione ossea e il grafico della conduzione aerea è l'intervallo osso-aria. Viene utilizzato per determinare con quale tipo di perdita uditiva abbiamo a che fare: neurosensoriale, conduttiva o mista.
Se il grafico dell'audiogramma rientra nell'intervallo da 0 a 25 dB per tutte le frequenze testate, si ritiene che la persona abbia un udito normale. Se il grafico dell'audiogramma scende, allora questa è una patologia. La gravità della patologia è determinata dal grado di perdita dell'udito. Esistono diversi calcoli per il grado di perdita dell'udito. Tuttavia, quella più utilizzata è la classificazione internazionale della perdita dell'udito, che calcola la media aritmetica della perdita dell'udito a 4 frequenze principali (le più importanti per la percezione del parlato): 500 Hz, 1000 Hz, 2000 Hz e 4000 Hz.
1 grado di perdita dell'udito— violazione entro 26-40 dB,
2o grado - violazione nell'intervallo 41-55 dB,
3o grado - violazione 56-70 dB,
4° grado - 71-90 dB e oltre 91 dB - zona di sordità.
Il grado 1 è definito lieve, 2 moderato, 3 e 4 grave e la sordità è estremamente grave.
Se la conduzione del suono osseo è normale (0-25 dB) e la conduzione aerea è compromessa, questo è un indicatore perdita dell'udito conduttivo. Nei casi in cui sia la conduzione del suono ossea che quella aerea sono compromesse, ma è presente un intervallo osso-aria, il paziente tipo misto di perdita dell'udito(disturbi sia dell'orecchio medio che interno). Se la conduzione del suono osseo ripete la conduzione aerea, allora questo perdita dell'udito neurosensoriale. Tuttavia, quando si determina la conduzione del suono osseo, è necessario ricordare che le basse frequenze (125 Hz, 250 Hz) danno l'effetto della vibrazione e il soggetto può confondere questa sensazione con quella uditiva. Pertanto, è necessario essere critici nei confronti dell'intervallo aereo-osseo a queste frequenze, soprattutto in caso di gravi gradi di perdita dell'udito (gradi 3-4 e sordità).
La perdita dell'udito trasmissiva è raramente grave, molto spesso una perdita dell'udito di grado 1-2. Le eccezioni includono la cronica malattie infiammatorie orecchio medio, dopo un intervento chirurgico all'orecchio medio, ecc., anomalie congenite sviluppo dell'orecchio esterno e medio (microotia, atresia dei canali uditivi esterni, ecc.), nonché con otosclerosi.
La Figura 1 è un esempio di audiogramma normale: conduzione aerea e ossea entro 25 dB su tutta la gamma di frequenze studiate su entrambi i lati.
Le figure 2 e 3 mostrano esempi tipici di perdita dell'udito trasmissiva: la conduzione del suono osseo rientra nei limiti normali (0-25 dB), ma la conduzione aerea è compromessa, c'è un intervallo osseo-aria.
Riso. 2. Audiogramma di un paziente con ipoacusia trasmissiva bilaterale.
Per calcolare il grado di perdita dell'udito, sommare 4 valori: intensità del suono a 500, 1000, 2000 e 4000 Hz e dividere per 4 per ottenere la media aritmetica. Arriviamo a destra: a 500Hz - 40dB, 1000Hz - 40dB, 2000Hz - 40dB, 4000Hz - 45dB, in totale - 165 dB. Dividere per 4 equivale a 41,25 dB. Secondo classificazione internazionale, questa è una perdita dell'udito di grado 2. Determiniamo la perdita dell'udito a sinistra: 500Hz - 40dB, 1000Hz - 40 dB, 2000Hz - 40 dB, 4000Hz - 30dB = 150, dividendo per 4, otteniamo 37,5 dB, che corrisponde a 1 grado di perdita dell'udito. Sulla base di questo audiogramma si può trarre la seguente conclusione: perdita dell'udito trasmissiva bilaterale a destra, 2° grado, a sinistra, 1° grado.
Riso. 3. Audiogramma di un paziente con ipoacusia trasmissiva bilaterale.
Eseguiamo un'operazione simile per la Figura 3. Grado di perdita uditiva a destra: 40+40+30+20=130; 130:4=32,5, ovvero 1 grado di perdita dell'udito. A sinistra rispettivamente: 45+45+40+20=150; 150:4=37,5, che è anche 1 grado. Pertanto, possiamo trarre la seguente conclusione: perdita dell'udito trasmissiva bilaterale di 1 grado.
Esempi di perdita dell'udito neurosensoriale sono le Figure 4 e 5. Esse mostrano che la conduzione ossea segue la conduzione aerea. Allo stesso tempo, nella Figura 4, l'udito nell'orecchio destro è normale (entro 25 dB), e a sinistra c'è una perdita dell'udito neurosensoriale, con una lesione predominante delle alte frequenze.
Riso. 4. Audiogramma di un paziente con perdita dell'udito neurosensoriale a sinistra, l'orecchio destro è normale.
Calcoliamo il grado di perdita uditiva dell'orecchio sinistro: 20+30+40+55=145; 145:4=36,25, che corrisponde a 1 grado di perdita dell'udito. Conclusione: perdita dell'udito neurosensoriale sinistra di 1° grado.
Riso. 5. Audiogramma di un paziente con ipoacusia neurosensoriale bilaterale.
Per questo audiogramma è indicativa l'assenza di conduzione ossea a sinistra. Ciò è spiegato dalle limitazioni dei dispositivi (l'intensità massima del vibratore osseo è 45-70 dB). Calcoliamo il grado di perdita dell'udito: a destra: 20+25+40+50=135; 135:4=33,75, che corrisponde a 1 grado di perdita dell'udito; sinistra - 90+90+95+100=375; 375:4=93,75, che corrisponde alla sordità. Conclusione: ipoacusia neurosensoriale bilaterale di 1° grado a destra, sordità a sinistra.
L'audiogramma per la perdita dell'udito mista è mostrato nella Figura 6.
Figura 6. Sono presenti disturbi nella conduzione del suono sia aerea che ossea. L'intervallo aria-ossa è chiaramente definito.
Il grado di perdita dell'udito viene calcolato secondo la classificazione internazionale, che è un valore medio aritmetico di 31,25 dB per l'orecchio destro e 36,25 dB per l'orecchio sinistro, che corrisponde a 1 grado di perdita dell'udito. Conclusione: perdita uditiva bilaterale di 1° grado di tipo misto.
Hanno fatto un audiogramma. Cosa poi?
In conclusione, va notato che l'audiometria non è l'unico metodo per studiare l'udito. Di norma, per stabilire una diagnosi definitiva, è necessario un esame audiologico completo che, oltre all'audiometria, comprende misurazioni dell'impedenza acustica, emissioni otoacustiche, potenziali evocati uditivi e test dell'udito utilizzando parlato sussurrato e parlato. Inoltre, in alcuni casi, l'esame audiologico deve essere integrato con altri metodi di ricerca, nonché con il coinvolgimento di specialisti in specialità correlate.
Dopo aver diagnosticato i disturbi dell'udito, è necessario risolvere i problemi di trattamento, prevenzione e riabilitazione dei pazienti con perdita dell'udito.
Il trattamento più promettente è per la perdita dell’udito conduttiva. La scelta della direzione del trattamento: farmaci, fisioterapia o intervento chirurgico è determinata dal medico curante. In caso di perdita dell'udito neurosensoriale, il miglioramento o il ripristino dell'udito è possibile solo nella sua forma acuta (con una durata della perdita dell'udito non superiore a 1 mese).
In caso di perdita uditiva persistente e irreversibile, il medico determina i metodi di riabilitazione: apparecchi acustici o impianto cocleare. Tali pazienti dovrebbero essere osservati da un audiologo almeno 2 volte l'anno e, al fine di prevenire un'ulteriore progressione della perdita dell'udito, ricevere cicli di trattamento farmacologico.
Il contenuto dell'articolo
UDITO, capacità di percepire i suoni. L'udito dipende: 1) dall'orecchio - esterno, medio e interno - che percepisce le vibrazioni sonore; 2) il nervo uditivo, che trasmette i segnali ricevuti dall'orecchio; 3) alcune parti del cervello (centri uditivi), in cui gli impulsi trasmessi dai nervi uditivi provocano la consapevolezza dei segnali sonori originali.
Qualsiasi fonte sonora - una corda di violino lungo la quale viene teso un arco, una colonna d'aria che si muove in una canna d'organo o le corde vocali di una persona che parla - provoca vibrazioni nell'aria circostante: prima compressione istantanea, poi rarefazione istantanea. In altre parole, ciascuna sorgente sonora emette una serie di onde alternate di alta e bassa pressione che viaggiano velocemente nell'aria. Questo flusso di onde in movimento crea il suono percepito dagli organi uditivi.
La maggior parte dei suoni che incontriamo ogni giorno sono piuttosto complessi. Sono generati da complessi movimenti oscillatori di una sorgente sonora, creando un intero complesso di onde sonore. Negli esperimenti di ricerca sull'udito, cercano di scegliere i segnali sonori più semplici possibili per facilitare la valutazione dei risultati. Vengono spesi molti sforzi per garantire semplici oscillazioni periodiche della sorgente sonora (come un pendolo). Il flusso risultante di onde sonore di una frequenza è chiamato tono puro; rappresenta un cambiamento regolare e graduale di alto e bassa pressione.
Confini della percezione uditiva.
La sorgente sonora "ideale" descritta può essere fatta vibrare velocemente o lentamente. Ciò permette di chiarire una delle principali domande che si pongono nello studio dell'udito, ovvero quale sia la frequenza minima e massima delle vibrazioni percepite dall'orecchio umano come suono. Gli esperimenti hanno dimostrato quanto segue. Quando le oscillazioni si verificano molto lentamente, meno di 20 cicli di oscillazione completi al secondo (20 Hz), ciascuna onda sonora viene ascoltata separatamente e non forma un tono continuo. All'aumentare della frequenza di vibrazione, una persona inizia a sentire un tono basso e continuo, simile al suono della canna dei bassi più bassa di un organo. Man mano che la frequenza aumenta ulteriormente, l'altezza percepita diventa più alta; a 1000 Hz assomiglia al Do acuto di un soprano. Tuttavia, questa nota è ancora lontana limite superiore udito umano. È solo quando la frequenza si avvicina a circa 20.000 Hz che l’orecchio umano normale gradualmente diventa incapace di sentire.
Sensibilità dell'orecchio a vibrazioni sonore frequenze diverse non sono la stessa cosa. Risponde in modo particolarmente sensibile alle fluttuazioni delle frequenze medie (da 1000 a 4000 Hz). Qui la sensibilità è così grande che qualsiasi aumento significativo della stessa sarebbe sfavorevole: allo stesso tempo si percepirebbe un rumore di fondo costante del movimento casuale delle molecole d'aria. Man mano che la frequenza diminuisce o aumenta rispetto alla gamma media, l'acuità uditiva diminuisce gradualmente. Ai margini della gamma di frequenze percepibili, il suono deve essere molto forte per essere udito, così forte che a volte viene percepito fisicamente prima di essere udito.
Il suono e la sua percezione.
Un tono puro ha due caratteristiche indipendenti: 1) frequenza e 2) forza o intensità. La frequenza è misurata in hertz, cioè determinato dal numero di cicli oscillatori completi al secondo. L'intensità viene misurata dall'entità della pressione pulsante delle onde sonore su qualsiasi superficie in arrivo ed è solitamente espressa in unità logaritmiche relative - decibel (dB). Va ricordato che i concetti di frequenza e intensità si applicano solo al suono come stimolo fisico esterno; questo è il cosiddetto caratteristiche acustiche suono. Quando parliamo di percezione, ad es. riguardo ad un processo fisiologico, un suono viene valutato come alto o basso e la sua forza è percepita come volume. In generale l'altezza, caratteristica soggettiva del suono, è strettamente correlata alla sua frequenza; I suoni ad alta frequenza vengono percepiti come acuti. Inoltre, per generalizzare, possiamo dire che l'intensità percepita dipende dalla forza del suono: sentiamo i suoni più intensi più forti. Tali rapporti, tuttavia, non sono immutabili e assoluti, come spesso si crede. L'altezza percepita di un suono è influenzata in una certa misura dalla sua intensità, e il volume percepito è influenzato in una certa misura dalla frequenza. Pertanto, modificando la frequenza di un suono, si può evitare di modificare l'altezza percepita, variandone di conseguenza l'intensità.
"Differenza minima evidente."
Sia dal punto di vista pratico che teorico, determinare la differenza minima di frequenza e intensità del suono che può essere rilevata dall'orecchio è un problema molto importante. Come dovrebbero essere modificate la frequenza e l'intensità dei segnali sonori in modo che l'ascoltatore se ne accorga? Si scopre che la differenza minima percepibile è determinata da un cambiamento relativo nelle caratteristiche del suono piuttosto che da un cambiamento assoluto. Questo vale sia per la frequenza che per l'intensità del suono.
La variazione relativa di frequenza necessaria per la discriminazione è diversa sia per suoni di frequenze diverse che per suoni della stessa frequenza, ma di diversa intensità. Si può dire però che sia pari a circa lo 0,5% su un ampio intervallo di frequenze da 1000 a 12.000 Hz. Questa percentuale (la cosiddetta soglia di discriminazione) è leggermente più alta alle frequenze più alte e significativamente più alta alle frequenze più basse. Di conseguenza, l'orecchio è meno sensibile ai cambiamenti di frequenza ai margini della gamma di frequenze che ai valori medi, e questo viene spesso notato da tutti coloro che suonano il pianoforte; l'intervallo tra due note molto alte o molto gravi appare inferiore a quello delle note della gamma media.
La differenza minima evidente è leggermente diversa quando si tratta di intensità del suono. La discriminazione richiede una variazione abbastanza ampia, circa il 10%, nella pressione delle onde sonore (cioè circa 1 dB), e questo valore è relativamente costante per suoni di quasi tutte le frequenze e intensità. Tuttavia, quando l’intensità dello stimolo è bassa, la differenza minima percepibile aumenta notevolmente, soprattutto per i toni a bassa frequenza.
Sovratoni nell'orecchio.
Una proprietà caratteristica di quasi tutte le sorgenti sonore è che non solo produce semplici oscillazioni periodiche (tono puro), ma esegue anche movimenti oscillatori complessi che producono più toni puri contemporaneamente. Tipicamente, un tono così complesso è costituito da serie armoniche (armoniche), ad es. dalla frequenza più bassa, fondamentale, più gli armonici, le cui frequenze superano la fondamentale per un numero intero di volte (2, 3, 4, ecc.). Pertanto, un oggetto che vibra ad una frequenza fondamentale di 500 Hz può produrre anche armonici di 1000, 1500, 2000 Hz, ecc. Orecchio umano in risposta a segnale sonoro si comporta in modo simile. Le caratteristiche anatomiche dell'orecchio offrono molte opportunità per convertire l'energia del tono puro in arrivo, almeno parzialmente, in sovratoni. Ciò significa che anche quando la sorgente produce un tono puro, un ascoltatore attento può sentire non solo il tono principale, ma anche uno o due armonici sottili.
Interazione di due toni.
Quando due toni puri vengono percepiti contemporaneamente dall'orecchio, si possono osservare le seguenti varianti della loro azione congiunta, a seconda della natura dei toni stessi. Possono mascherarsi a vicenda riducendo reciprocamente il volume. Ciò si verifica più spesso quando i toni non differiscono molto in frequenza. I due toni possono connettersi tra loro. Allo stesso tempo, sentiamo suoni che corrispondono alla differenza di frequenze tra loro o alla somma delle loro frequenze. Quando due toni hanno una frequenza molto vicina, sentiamo un singolo tono la cui altezza è approssimativamente uguale a quella frequenza. Questo tono, tuttavia, diventa più forte e più basso poiché i due segnali acustici leggermente discordanti interagiscono continuamente, potenziandosi o annullandosi a vicenda.
Timbro.
Oggettivamente parlando, gli stessi toni complessi possono variare in grado di complessità, ad es. per composizione e intensità degli armonici. Una caratteristica soggettiva della percezione, che generalmente riflette la peculiarità del suono, è il timbro. Pertanto, le sensazioni causate da un tono complesso sono caratterizzate non solo da una certa altezza e volume, ma anche dal timbro. Alcuni suoni sembrano ricchi e pieni, altri no. Grazie soprattutto alle differenze timbriche, tra tanti suoni riconosciamo le voci di vari strumenti. Una nota LA suonata su un pianoforte può essere facilmente distinta dalla stessa nota suonata su un corno. Se però si riesce a filtrare e smorzare gli armonici di ciascuno strumento, queste note non potranno essere distinte.
Localizzazione dei suoni.
L'orecchio umano non solo distingue i suoni e le loro fonti; entrambe le orecchie, lavorando insieme, sono in grado di determinare con precisione la direzione da cui proviene il suono. Poiché le orecchie si trovano ai lati opposti della testa, le onde sonore della sorgente sonora non le raggiungono esattamente nello stesso momento e agiscono con intensità leggermente diverse. A causa della differenza minima di tempo e forza, il cervello determina in modo abbastanza accurato la direzione della sorgente sonora. Se la sorgente sonora è rigorosamente di fronte, il cervello la localizza lungo l'asse orizzontale con una precisione di diversi gradi. Se la sorgente viene spostata da un lato, la precisione della localizzazione risulta leggermente inferiore. Distinguere il suono dietro dal suono davanti e localizzarlo anche lungo Asse verticale risulta essere un po' più difficile.
Rumore
spesso descritto come un suono atonale, cioè composto da vari. frequenze non correlate e quindi non ripete costantemente tale alternanza di onde di alta e bassa pressione per produrre una frequenza specifica. Tuttavia, in realtà, quasi ogni "rumore" ha una propria altezza, che è facile da verificare ascoltando e confrontando i rumori ordinari. D'altra parte, qualsiasi "tono" ha elementi di ruvidità. Pertanto, le differenze tra rumore e tono sono difficili da definire in questi termini. Oggi c’è la tendenza a definire il rumore dal punto di vista psicologico piuttosto che acustico, definendolo semplicemente un suono indesiderato. Ridurre il rumore in questo senso è diventato un problema moderno urgente. Anche se permanente forte rumore, porta senza dubbio alla sordità e lavorare in un ambiente rumoroso provoca uno stress temporaneo, ma probabilmente ha un effetto meno duraturo e potente di quanto talvolta gli viene attribuito.
Udito anormale e udito degli animali.
Un incentivo naturale per orecchio umano il suono si propaga nell'aria, ma l'orecchio può essere influenzato in altri modi. Tutti sanno, ad esempio, che sott'acqua si sente il rumore. Inoltre, se si applica una fonte di vibrazione alla parte ossea della testa, si avverte una sensazione di suono dovuta alla conduzione ossea. Questo fenomeno è molto utile in alcune forme di sordità: si applica direttamente un piccolo trasmettitore processo mastoideo(la parte del cranio situata subito dietro l'orecchio), permette al paziente di sentire i suoni amplificati dal trasmettitore attraverso le ossa del cranio grazie alla conduzione ossea.
Naturalmente, non solo le persone hanno l'udito. La capacità di sentire nasce nelle prime fasi dell'evoluzione ed esiste già negli insetti. Diverse specie di animali percepiscono suoni di frequenze diverse. Alcuni sentono una gamma di suoni più piccola rispetto agli esseri umani, altri ne sentono una più ampia. Buon esempio– un cane il cui orecchio è sensibile a frequenze oltre la portata dell’udito umano. Uno degli usi è quello di produrre fischi, il cui suono non è udibile dagli esseri umani ma abbastanza forte da essere sentito dai cani.
7 febbraio 2018
Spesso le persone (anche quelle che sono esperte in materia) sperimentano confusione e difficoltà nel capire chiaramente come esattamente udibile dall'uomoè suddivisa la gamma di frequenze del suono categorie generali(basso, medio, alto) e in sottocategorie più ristrette (basso superiore, medio inferiore, ecc.). Allo stesso tempo, queste informazioni sono estremamente importanti non solo per gli esperimenti con l'audio dell'auto, ma anche utili per lo sviluppo generale. La conoscenza tornerà sicuramente utile durante l'installazione di un sistema audio di qualsiasi complessità e, soprattutto, aiuterà a valutare correttamente i punti di forza o lati deboli questo o quel sistema acustico o le sfumature dell'ambiente di ascolto della musica (nel nostro caso è più rilevante l'interno dell'auto), perché ha un impatto diretto sul suono finale. Se hai una buona e chiara comprensione a orecchio della predominanza di determinate frequenze nello spettro sonoro, puoi valutare facilmente e rapidamente il suono di una particolare composizione musicale, ascoltando chiaramente l'influenza dell'acustica della stanza sulla colorazione del suono , il contributo del sistema acustico stesso al suono e, più sottilmente, a risolvere tutte le sfumature, che è ciò a cui aspira l'ideologia del suono "hi-fi".
Divisione della gamma udibile in tre gruppi principali
La terminologia per la suddivisione dello spettro delle frequenze udibili ci è venuta in parte dal mondo musicale, in parte dal mondo scientifico e in vista generaleè familiare a quasi tutti. La divisione più semplice e comprensibile che può testare la gamma di frequenze del suono in generale è simile alla seguente:
- Basse frequenze. I limiti della gamma delle basse frequenze rientrano 10 Hz (limite inferiore) - 200 Hz (limite superiore). Il limite inferiore inizia proprio a 10 Hz, anche se nella visione classica una persona è in grado di sentire a partire da 20 Hz (tutto al di sotto rientra nella regione degli infrasuoni), i restanti 10 Hz possono ancora essere parzialmente udibili e possono essere percepiti anche tattilmente in nel caso dei bassi profondi e persino influenzare l'umore psicologico di una persona.
La gamma sonora a bassa frequenza ha la funzione di arricchimento, saturazione emotiva e risposta finale: se il calo nella parte a bassa frequenza dell'acustica o della registrazione originale è forte, ciò non influenzerà in alcun modo il riconoscimento di un suono. particolare composizione, melodia o voce, ma il suono sarà percepito come scarno, impoverito e mediocre, mentre soggettivamente sarà sempre più acuto in termini di percezione, poiché le frequenze medie e alte sporgeranno e prevarranno sullo sfondo dell'assenza di una buona regione dei bassi ricca. 
Abbastanza un gran numero di gli strumenti musicali riproducono suoni nella gamma delle basse frequenze, comprese le voci maschili che possono scendere fino a 100 Hz. Lo strumento più pronunciato che suona fin dall'inizio gamma udibile(da 20 Hz) può facilmente essere definito un organo a fiato. - Medie frequenze. I limiti della gamma delle frequenze medie sono entro 200 Hz (limite inferiore) - 2400 Hz (limite superiore). La gamma media sarà sempre fondamentale, definendo e formando effettivamente la base del suono o della musica di una composizione, quindi la sua importanza è difficile da sopravvalutare.
Ciò può essere spiegato in diversi modi, ma principalmente questa caratteristica della percezione uditiva umana è determinata dall'evoluzione: nel corso di molti anni della nostra formazione è accaduto che l'apparecchio acustico catturi in modo più acuto e chiaro la gamma delle frequenze medie, perché entro i suoi confini si trova il linguaggio umano ed è lo strumento principale per una comunicazione e una sopravvivenza efficaci. Ciò spiega anche una certa non linearità della percezione uditiva, sempre volta alla predominanza delle frequenze medie nell'ascolto della musica, perché il nostro apparecchio acustico è più sensibile a questa gamma e si adatta automaticamente ad essa, come se “amplificasse” maggiormente sullo sfondo di altri suoni. 
La maggioranza assoluta dei suoni, degli strumenti musicali o delle voci si trova nella gamma media, anche se viene interessata una gamma ristretta sopra o sotto, la gamma si estende di solito fino alla metà superiore o inferiore. Di conseguenza, le voci (sia maschili che femminili), così come quasi tutti gli strumenti conosciuti, come chitarra e altri archi, pianoforte e altre tastiere, strumenti a fiato, ecc., si trovano nella gamma delle frequenze medie. - Alte frequenze. I limiti della gamma delle alte frequenze rientrano 2400 Hz (limite inferiore) - 30000 Hz (limite superiore). Il limite superiore, come nel caso della gamma delle basse frequenze, è alquanto arbitrario e anche individuale: la persona media non può sentire sopra i 20 kHz, ma ci sono persone rare con sensibilità fino a 30 kHz.
Inoltre, un certo numero di armonici musicali possono teoricamente estendersi nella regione superiore a 20 kHz e, come è noto, gli armonici sono in ultima analisi responsabili del colore del suono e della percezione timbrica finale dell'immagine sonora complessiva. Le frequenze ultrasoniche apparentemente “impercettibili” possono chiaramente influenzare condizione psicologica persona, anche se non verranno sfruttati nel modo consueto. Diversamente, il ruolo delle alte frequenze, sempre per analogia con le basse frequenze, è più arricchente e complementare. Sebbene la gamma delle alte frequenze abbia un impatto molto maggiore sul riconoscimento di un particolare suono, sull'affidabilità e sulla conservazione del timbro originale, rispetto alla sezione delle basse frequenze. Le alte frequenze conferiscono ai brani musicali "ariosità", trasparenza, purezza e chiarezza. 
Molti strumenti musicali suonano anche nella gamma delle alte frequenze, comprese le voci che possono raggiungere la regione di 7000 Hz e oltre con l'aiuto di sovratoni e armoniche. Il gruppo di strumenti più pronunciato nel segmento delle alte frequenze sono gli archi e i fiati, mentre i piatti e il violino raggiungono quasi il limite superiore della gamma udibile (20 kHz) nel suono.
In ogni caso, il ruolo di assolutamente tutte le frequenze della gamma udibile dall'orecchio umano è impressionante e i problemi nel percorso a qualsiasi frequenza saranno molto probabilmente chiaramente visibili, soprattutto per un apparecchio acustico esperto. L'obiettivo della riproduzione del suono ad alta precisione della classe "hi-fi" (o superiore) è il suono affidabile e il più uniforme possibile di tutte le frequenze tra loro, come è successo quando il fonogramma è stato registrato in studio. La presenza di forti cali o picchi nella risposta in frequenza del sistema acustico indica che, a causa della sua caratteristiche del progetto non è in grado di riprodurre la musica come originariamente intesa dall'autore o dal tecnico del suono al momento della registrazione. 
Ascoltando la musica, una persona sente la totalità dei suoni di strumenti e voci, ognuno dei quali suona in qualche segmento intervallo di frequenze. Alcuni strumenti possono avere una gamma di frequenze molto ristretta (limitata), mentre per altri, al contrario, può letteralmente estendersi dal limite udibile inferiore a quello superiore. Va tenuto presente che, nonostante la stessa intensità dei suoni in diverse gamme di frequenza, l'orecchio umano percepisce queste frequenze con volumi diversi, che è ancora una volta dovuto al meccanismo della struttura biologica dell'apparecchio acustico. La natura di questo fenomeno è in gran parte spiegata anche dalla necessità biologica di adattarsi principalmente alla gamma sonora delle medie frequenze. Quindi, in pratica, un suono con una frequenza di 800 Hz con un'intensità di 50 dB verrà percepito soggettivamente dall'orecchio come più forte rispetto a un suono della stessa intensità, ma con una frequenza di 500 Hz.
Inoltre, diverse frequenze sonore che inondano la gamma di frequenze udibili del suono avranno una diversa sensibilità alla soglia del dolore! Soglia del dolore
il riferimento è considerato ad una frequenza media di 1000 Hz con una sensibilità di circa 120 dB (può variare leggermente a seconda delle caratteristiche individuali della persona). Come nel caso della percezione di intensità irregolare a frequenze diverse quando livelli normali volume, si osserva approssimativamente la stessa dipendenza rispetto alla soglia del dolore: si manifesta più rapidamente alle medie frequenze, ma ai margini della gamma udibile la soglia diventa più alta. Per fare un confronto, la soglia del dolore ad una frequenza media di 2000 Hz è di 112 dB, mentre la soglia del dolore ad una bassa frequenza di 30 Hz sarà di 135 dB. La soglia del dolore alle basse frequenze è sempre più alta rispetto alle frequenze medie e alte. 
Una disparità simile si osserva in relazione a soglia uditiva- questa è la soglia inferiore oltre la quale i suoni diventano udibili dall'orecchio umano. Convenzionalmente la soglia uditiva è considerata pari a 0 dB, ma anche in questo caso è valida per la frequenza di riferimento di 1000 Hz. Se, per confronto, prendiamo un suono a bassa frequenza di 30 Hz, diventerà udibile solo con un'intensità di radiazione dell'onda di 53 dB.
Le caratteristiche elencate della percezione uditiva umana, ovviamente, hanno un impatto diretto quando viene sollevata la questione dell'ascolto della musica e del raggiungimento di un certo effetto psicologico della percezione. Ricordiamo da questo che i suoni con intensità superiore a 90 dB sono dannosi per la salute e possono comportare un degrado e un notevole deterioramento dell'udito. Tuttavia, un suono a bassa intensità troppo debole soffrirà di gravi irregolarità di frequenza dovute a caratteristiche biologiche percezione uditiva, che è di natura non lineare. Pertanto, un percorso musicale con un volume di 40-50 dB verrà percepito come impoverito, con una marcata mancanza (si potrebbe dire fallimento) di frequenze basse e alte. Questo problema è noto da molto tempo; per combatterlo è stata utilizzata una nota funzione chiamata compensazione del tono, che, attraverso l'equalizzazione, equalizza i livelli delle frequenze basse e alte vicino al livello medio, eliminando così cali indesiderati senza la necessità di aumentare il livello del volume, rendendo soggettivamente uniforme la gamma di frequenze udibili del suono nel grado di distribuzione del suono energia. 
Tenendo conto delle caratteristiche interessanti e uniche dell'udito umano, è utile notare che all'aumentare del volume del suono, la curva di non linearità della frequenza si livella e, a circa 80-85 dB (e oltre), le frequenze del suono diventeranno soggettivamente equivalenti in intensità (con una deviazione di 3-5 dB). Anche se il livellamento non avviene completamente e sul grafico sarà comunque visibile una linea smussata ma curva, che manterrà una tendenza verso la predominanza dell'intensità delle frequenze medie rispetto al resto. Nei sistemi audio, tali irregolarità possono essere risolte con l'aiuto di un equalizzatore o con l'aiuto di controlli del volume separati nei sistemi con amplificazione di canali separati.
Suddivisione della gamma udibile in sottogruppi più piccoli
Oltre alla divisione in tre generalmente accettata e ben nota gruppi generali, a volte è necessario considerare questo o quello in modo più dettagliato e dettagliato. parte stretta, dividendo così la gamma di frequenze del suono in “frammenti” ancora più piccoli. Grazie a ciò, è apparsa una divisione più dettagliata, utilizzando la quale è possibile designare in modo rapido e accurato il segmento previsto della gamma sonora. Considera questa divisione:
Un piccolo numero selezionato di strumenti rientra nella regione dei bassi più gravi e soprattutto dei sub-bassi: contrabbasso (40-300 Hz), violoncello (65-7000 Hz), fagotto (60-9000 Hz), tuba (45-2000 Hz), corni (60-5000 Hz), basso (32-196 Hz), grancassa (41-8000 Hz), sassofono (56-1320 Hz), pianoforte (24-1200 Hz), sintetizzatore (20-20000 Hz) Hz), organo (20-7000 Hz), arpa (36-15000 Hz), controfagotto (30-4000 Hz). Gli intervalli indicati tengono conto di tutte le armoniche dello strumento.
Pertanto, è il basso superiore ad essere responsabile dell'attacco, della pressione e della spinta musicale, e anche solo questo segmento ristretto della gamma sonora è in grado di dare all'ascoltatore la sensazione del leggendario “pugno” (dall'inglese punch - colpo ), quando un suono potente viene percepito come un colpo tangibile e forte al petto. Pertanto, in un sistema musicale, un basso superiore veloce, ben formato e corretto si riconosce dallo sviluppo di alta qualità di un ritmo energico, da un attacco raccolto e dalla buona progettazione degli strumenti nel registro inferiore delle note, come il violoncello, pianoforte o strumenti a fiato. Negli impianti audio è consigliabile affidare un segmento dei bassi superiori agli altoparlanti dei medi con un diametro abbastanza grande di 6,5"-10" e con buone caratteristiche di potenza e un forte magnete. L'approccio è spiegato dal fatto che sono gli altoparlanti di questa configurazione che saranno in grado di rivelare pienamente il potenziale energetico insito in questa regione molto esigente della gamma udibile. 
Ma non dimenticare il dettaglio e l'intelligibilità del suono: questi parametri sono altrettanto importanti nel processo di ricreazione di una particolare immagine musicale. Poiché i bassi superiori sono già ben localizzati/definiti nello spazio a orecchio, la gamma superiore a 100 Hz deve essere affidata esclusivamente agli altoparlanti montati frontalmente, che daranno forma e costruiranno la scena. Nel segmento dei bassi superiori è possibile ascoltare perfettamente il panorama stereo, se previsto dalla registrazione stessa.
L'area dei bassi superiori copre già abbastanza gran numero strumenti e anche voci maschili gravi. Pertanto tra gli strumenti ci sono gli stessi che suonavano il basso basso, ma a essi se ne aggiungono molti altri: tom (70-7000 Hz), rullante (100-10000 Hz), percussioni (150-5000 Hz), trombone tenore ( 80-10000 Hz), tromba (160-9000 Hz), sassofono tenore (120-16000 Hz), sassofono contralto (140-16000 Hz), clarinetto (140-15000 Hz), violino contralto (130-6700 Hz), chitarra (80-5000Hz). Gli intervalli indicati tengono conto di tutte le armoniche dello strumento.
In questa gamma si concentrano gli armonici inferiori e gli armonici che riempiono la voce, quindi è estremamente importante per la corretta trasmissione della voce e della saturazione. Inoltre, è nella parte medio-bassa che si trova l’intero potenziale energetico della voce dell’esecutore, senza il quale non ci sarà alcun impatto e risposta emotiva corrispondenti. Per analogia con la trasmissione della voce umana, anche molti strumenti dal vivo nascondono il loro potenziale energetico in questa parte della gamma, soprattutto quelli il cui limite udibile inferiore inizia da 200-250 Hz (oboe, violino). La parte centrale inferiore consente di ascoltare la melodia del suono, ma non consente di distinguere chiaramente gli strumenti. Di conseguenza, il medio inferiore è responsabile della corretta progettazione della maggior parte degli strumenti e delle voci, saturando queste ultime e rendendole riconoscibili per la loro colorazione timbrica. Inoltre, i medi inferiori sono estremamente esigenti per quanto riguarda la corretta trasmissione dell'intera gamma dei bassi, poiché "raccolgono" la spinta e l'attacco del basso principale e dovrebbero sostenerlo adeguatamente e "finirlo" dolcemente, gradualmente riducendolo a nulla. Le sensazioni di purezza del suono e di intelligibilità dei bassi risiedono proprio in quest'area e, se ci sono problemi nella parte medio-bassa per eccesso o presenza frequenze di risonanza- allora il suono stancherà l'ascoltatore, sarà sporco e leggermente borbottante. 
Se c'è una carenza nei medi inferiori, ne risentiranno la corretta sensazione dei bassi e la trasmissione affidabile della parte vocale, che sarà priva di pressione e ritorno di energia. Lo stesso vale per la maggior parte degli strumenti, che senza il supporto del medio basso perderanno “la loro faccia”, assumeranno una forma errata e il loro suono diventerà notevolmente più povero, anche se rimane riconoscibile, non sarà più così completo.
Quando si costruisce un sistema audio, la gamma medio-bassa e superiore (fino a quella superiore) viene solitamente assegnata agli altoparlanti a media frequenza (MF), che, senza dubbio, dovrebbero essere posizionati nella parte anteriore davanti all'ascoltatore e costruire il palco. Per questi altoparlanti, la dimensione non è così importante, può essere 6,5" o inferiore, ma sono importanti il dettaglio e la capacità di rivelare le sfumature del suono, che si ottiene grazie alle caratteristiche di design dell'altoparlante stesso (diffusore, sospensione e altro caratteristiche). 
Inoltre, per l'intera gamma delle frequenze medie, la corretta localizzazione è di vitale importanza e, letteralmente, la minima inclinazione o rotazione dell'altoparlante può avere un impatto notevole sul suono dal punto di vista della corretta riproduzione realistica delle immagini di strumenti e voci in spazio, anche se ciò dipenderà in gran parte dalle caratteristiche di progettazione del cono dell'altoparlante stesso.
Il medio-basso copre quasi tutti gli strumenti e le voci umane esistenti, sebbene non svolga un ruolo fondamentale, ma è comunque molto importante per la piena percezione della musica o dei suoni. Tra gli strumenti ci sarà lo stesso set che era in grado di suonare la gamma più bassa della regione dei bassi, ma se ne aggiungono altri che partono dal medio-basso: piatti (190-17000 Hz), oboe (247-15000 Hz) , flauto (240-17000 Hz), 14500 Hz), violino (200-17000 Hz). Gli intervalli indicati tengono conto di tutte le armoniche dello strumento.
Se la parte centrale fallisce, il suono diventa noioso e inespressivo, perde sonorità e luminosità, la voce cessa di ammaliare e anzi svanisce. Il medio è anche responsabile della comprensibilità delle informazioni di base provenienti dagli strumenti e dalle voci (in misura minore, poiché i suoni consonantici sono più alti nella gamma), aiutando a distinguerli bene a orecchio. Maggioranza strumenti esistenti prendono vita in questa gamma, diventando energici, informativi e tangibili, la stessa cosa accade con le voci (soprattutto quelle femminili), che sono piene di energia nella parte centrale. 
La gamma fondamentale delle frequenze medie copre la stragrande maggioranza degli strumenti già elencati in precedenza e rivela anche tutto il potenziale delle voci maschili e femminili. Solo pochi strumenti selezionati iniziano la loro vita a frequenze medie, suonando inizialmente in una gamma relativamente ristretta, ad esempio il piccolo flauto (600-15.000 Hz).
Ma enfatizzare eccessivamente questa gamma ha un effetto estremamente indesiderato sull'immagine sonora, perché inizia a ferire notevolmente l'orecchio, irritare e persino causare disagio doloroso. Pertanto, il medio-alto richiede un atteggiamento delicato e attento, perché A causa di problemi in quest'area, è molto facile rovinare il suono o, al contrario, renderlo interessante e degno. Normalmente il colore nella zona centrale superiore determina in gran parte il genere soggettivo del sistema di altoparlanti. Grazie alla parte centrale superiore si formano finalmente la voce e molti strumenti, diventano chiaramente distinguibili all'orecchio e appare l'intelligibilità del suono. Ciò è particolarmente vero per le sfumature della riproduzione della voce umana, perché è nella parte centrale superiore che si trova lo spettro dei suoni consonantici e continuano le vocali che apparivano nelle prime gamme centrali. In senso generale, la gamma medio-alta enfatizza favorevolmente e rivela pienamente quegli strumenti o voci che sono ricchi di armoniche e sovratoni superiori. In particolare, le voci femminili e molti strumenti ad arco, a corda e a fiato si rivelano in modo davvero vivido e naturale nella parte centrale superiore. 
La stragrande maggioranza degli strumenti suona ancora nella parte medio-alta, sebbene molti siano già rappresentati solo sotto forma di involucri e armonici. Fanno eccezione alcuni rari, inizialmente caratterizzati da una gamma bassa limitata, ad esempio la tuba (45-2000 Hz), che termina completamente la sua esistenza nella parte medio-alta.
Praticamente non hanno alcun ruolo nel distinguere gli strumenti e nel riconoscere le voci, sebbene il basso-alto rimanga un'area estremamente informativa e fondamentale. Essenzialmente, queste frequenze delineano le immagini musicali di strumenti e voci, ne indicano la presenza. Se il segmento inferiore e alto della gamma di frequenza fallisce, il discorso diventerà secco, senza vita e incompleto, accade più o meno la stessa cosa con le parti strumentali: la luminosità è persa, l'essenza stessa della sorgente sonora è distorta, diventa chiaramente incompiuta e sotto -formato. In qualsiasi normale sistema audio, il ruolo delle alte frequenze viene assunto da un altoparlante separato chiamato tweeter (alta frequenza). Di solito di piccole dimensioni, è poco impegnativo in termini di potenza assorbita (entro limiti ragionevoli) simile alle sezioni medie e soprattutto basse, ma è anche estremamente importante che il suono venga riprodotto correttamente, realisticamente e almeno magnificamente. Il tweeter copre l'intera gamma udibile delle alte frequenze da 2000-2400 Hz a 20.000 Hz. Nel caso degli altoparlanti ad alta frequenza, quasi per analogia con la sezione dei medi, la corretta posizione fisica e direzionalità è molto importante, poiché i tweeter sono coinvolti al massimo non solo nella formazione del palcoscenico, ma anche nel processo di rifinitura sintonizzandolo. 
Con l'aiuto dei tweeter puoi controllare il palco in molti modi, avvicinare/allontanare gli artisti, cambiare la forma e la presentazione degli strumenti, giocare con il colore del suono e la sua luminosità. Come nel caso della regolazione degli altoparlanti di gamma media, il suono corretto dei tweeter è influenzato da quasi tutto, e spesso in modo molto, molto sensibile: la rotazione e l'inclinazione dell'altoparlante, la sua posizione verticale e orizzontale, la distanza dalle superfici vicine, ecc. Tuttavia, successo impostazioni corrette e la pignoleria della sezione HF dipende dal design dell'altoparlante e dal suo diagramma polare.
Gli strumenti che suonano sugli acuti più bassi lo fanno principalmente attraverso gli armonici piuttosto che le note fondamentali. Per il resto nella gamma degli alti e dei bassi “vivono” quasi tutti gli stessi che nel segmento delle frequenze medie, cioè quasi tutti quelli esistenti. Lo stesso vale per la voce, che è particolarmente attiva nelle frequenze alte più basse, con particolare brillantezza e influenza che si avvertono nelle parti vocali femminili.
Infatti, il segmento di gamma presentato è paragonabile ad una maggiore chiarezza e dettaglio del suono: se non c'è flessione nella gamma medio-alta, allora la sorgente sonora è ben localizzata mentalmente nello spazio, concentrata in un certo punto ed espressa da un sensazione di una certa distanza; e viceversa, se manca il top inferiore, allora la limpidezza del suono sembra offuscata e le immagini si perdono nello spazio, il suono diventa torbido, compresso e sinteticamente irrealistico. Di conseguenza, la regolazione del segmento inferiore delle alte frequenze è paragonabile alla capacità di “muovere” virtualmente la scena sonora nello spazio, cioè allontanarlo o avvicinarlo. 
Le frequenze medio-alte forniscono in definitiva l'effetto di presenza desiderato (o meglio, lo completano al meglio, poiché alla base dell'effetto ci sono le frequenze basse profonde e penetranti), grazie a queste frequenze gli strumenti e la voce diventano altrettanto realistici e affidabili possibile. Possiamo anche dire dei medio-alti che sono responsabili del dettaglio del suono, di numerose piccole sfumature e sovratoni sia in relazione alla parte strumentale che nelle parti vocali. Alla fine del segmento medio-alto iniziano “l'aria” e la trasparenza, che si avvertono anche abbastanza chiaramente e influenzano la percezione.
Nonostante il suono sia in costante declino, in questa parte della gamma sono ancora attivi: voci maschili e femminili, grancassa (41-8000 Hz), tom (70-7000 Hz), rullante (100-10000 Hz), piatti (190-17000 Hz), trombone di supporto aereo (80-10000 Hz), tromba (160-9000 Hz), fagotto (60-9000 Hz), sassofono (56-1320 Hz), clarinetto (140-15000 Hz), oboe (247-15000 Hz), flauto (240-14500 Hz), flauto piccolo (600-15000 Hz), violoncello (65-7000 Hz), violino (200-17000 Hz), arpa (36-15000 Hz ), organo (20-7000 Hz), sintetizzatore (20-20000 Hz), timpani (60-3000 Hz).
Inoltre, oltre alla parte udibile immediata, la regione degli alti superiori, trasformandosi dolcemente in frequenze ultrasoniche, può ancora avere qualche effetto impatto psicologico: anche se questi suoni non vengono uditi chiaramente, le onde vengono emesse nello spazio e possono essere percepite da una persona, inoltre, a livello della formazione dell'umore. In definitiva influenzano anche la qualità del suono. In generale, queste frequenze sono le più sottili e delicate dell'intera gamma, ma sono anche responsabili della sensazione di bellezza, eleganza e retrogusto frizzante della musica. Se c'è una mancanza di energia nella gamma alta, è del tutto possibile provare disagio e eufemismo musicale. Inoltre, la gamma capricciosa degli acuti superiori dà all'ascoltatore un senso di profondità spaziale, come se fosse immerso nel profondo del palco e avvolgesse il suono. Tuttavia, un eccesso di saturazione del suono nell’intervallo ristretto designato può rendere il suono eccessivamente “sabbioso” e innaturalmente sottile. 
Quando si parla della gamma delle alte frequenze superiori, vale la pena menzionare anche il tweeter chiamato "super tweeter", che in realtà è una versione strutturalmente ampliata di un normale tweeter. Un altoparlante di questo tipo è progettato per coprire una parte più ampia della gamma nella direzione superiore. Se il raggio d'azione di un tweeter convenzionale termina al presunto limite, al di sopra del quale l'orecchio umano teoricamente non percepisce le informazioni sonore, cioè 20 kHz, il super tweeter può aumentare questo limite a 30-35 kHz. L’idea alla base della realizzazione di un altoparlante così sofisticato è molto interessante e curiosa, proviene dal mondo “hi-fi” e “hi-end”, dove si ritiene che nessuna frequenza possa essere ignorata nel percorso musicale e, anche se non li sentiamo direttamente, sono comunque inizialmente presenti durante l'esecuzione dal vivo di una particolare composizione, il che significa che possono indirettamente avere una certa influenza. La situazione con un super tweeter è complicata solo dal fatto che non tutte le apparecchiature (sorgenti/lettori sonori, amplificatori, ecc.) sono in grado di emettere un segnale nell'intera gamma, senza tagliare le frequenze dall'alto. Lo stesso vale per la registrazione stessa, che spesso avviene con tagli della gamma di frequenze e perdita di qualità.
La divisione della gamma di frequenze udibili in segmenti convenzionali in realtà appare più o meno come quella descritta sopra; con l'aiuto della divisione è più facile comprendere i problemi nel percorso del suono per eliminarli o livellare il suono. Nonostante il fatto che ogni persona presenti un'immagine standard unica del suono che è comprensibile solo a lui, in accordo solo con le sue preferenze di gusto, la natura del suono originale tende all'equilibrio, o meglio alla media di tutte le frequenze sonore. Pertanto, il suono corretto in studio è sempre equilibrato e calmo, l'intero spettro delle frequenze sonore in esso tende a una linea piatta sul grafico della risposta in frequenza (risposta in ampiezza-frequenza). La stessa direzione sta cercando di implementare "hi-fi" e "hi-end" senza compromessi: ottenere il suono più uniforme ed equilibrato, senza picchi e buchi nell'intera gamma udibile. Un suono del genere può sembrare noioso e di natura inespressiva all'ascoltatore medio inesperto, privo di brillantezza e di nessun interesse, ma è proprio questo suono che in effetti è veramente corretto, cercando l'equilibrio per analogia con come le leggi dell'universo stesso in che viviamo si manifestano.
In un modo o nell'altro, il desiderio di ricreare un certo carattere sonoro nell'ambito del proprio sistema audio dipende interamente dalle preferenze dell'ascoltatore stesso. Ad alcuni piace un suono con una predominanza di bassi potenti, ad altri piace la maggiore brillantezza degli alti “in rilievo”, altri possono trascorrere ore godendo di voci aspre enfatizzate al centro... Ci possono essere un numero enorme di opzioni di percezione e informazioni su la divisione di frequenza della gamma in segmenti condizionali aiuterà chiunque voglia creare il suono dei propri sogni, solo ora con una comprensione più completa delle sfumature e delle sottigliezze delle leggi a cui è soggetto il suono come fenomeno fisico. 
Comprendere il processo di saturazione con determinate frequenze della gamma sonora (riempiendola di energia in ciascuna delle sezioni) nella pratica non solo faciliterà l'installazione di qualsiasi sistema audio e consentirà in linea di principio di costruire un palco, ma fornirà anche preziosa esperienza nella valutazione della natura specifica del suono. Con l'esperienza, una persona sarà in grado di identificare immediatamente i difetti del suono a orecchio, descrivere in modo molto accurato i problemi in una determinata parte della gamma e suggerire una possibile soluzione per migliorare l'immagine sonora. La regolazione del suono può essere eseguita utilizzando vari metodi, ad esempio è possibile utilizzare un equalizzatore come "leve" o "giocare" con la posizione e la direzione degli altoparlanti, modificando così la natura delle prime riflessioni delle onde, eliminando le onde stazionarie, eccetera. Questa sarà una “storia completamente diversa” e un argomento per articoli separati.
Gamma di frequenze della voce umana nella terminologia musicale
La voce umana gioca un ruolo separato e distinto nella musica come parte vocale, perché la natura di questo fenomeno è davvero sorprendente. La voce umana è così multiforme e la sua estensione (rispetto agli strumenti musicali) è la più ampia, ad eccezione di alcuni strumenti, come il pianoforte. 
Inoltre, in età diverse una persona può produrre suoni di tonalità diverse, nell'infanzia fino ad altezze ultrasoniche, nell'età adulta la voce di un uomo è perfettamente in grado di cadere estremamente bassa. Qui, come prima, è estremamente importante caratteristiche individuali corde vocali persona, perché Ci sono persone che riescono a stupire con la loro voce nell'estensione delle 5 ottave!
- Bambini
- Alto (basso)
- Soprano (alto)
- Alti (alti per i ragazzi)
- Uomo
- Bassi profondi (super bassi) 43,7-262 Hz
- Bassi (bassi) 82-349 Hz
- Baritono (medio) 110-392 Hz
- Tenore (alto) 132-532 Hz
- Tenore-altino (altissimo) 131-700 Hz
- Da donna
- Contralto (basso) 165-692 Hz
- Mezzosoprano (medio) 220-880 Hz
- Soprano (alto) 262-1046 Hz
- Coloratura soprano (altissimo) 1397 Hz
Tutti hanno visto un parametro di volume simile o uno ad esso associato su audiogrammi o apparecchiature audio. Questa è un'unità di misura del volume. Un tempo si concordava e si indicava che normalmente una persona sente a partire da 0 dB, il che in realtà significa una certa pressione sonora percepita dall'orecchio. Le statistiche dicono che il range normale è un leggero calo fino a 20 dB, oppure l'udito è al di sopra del normale sotto forma di -10 dB! Il delta della “norma” è di 30 dB, che in qualche modo è parecchio.
Qual è la gamma dinamica dell'udito? Questa è la capacità di sentire suoni a volumi diversi. È generalmente accettato come un dato di fatto che l'orecchio umano possa sentire da 0 dB a 120-140 dB. Si consiglia vivamente di non ascoltare suoni di 90 dB e oltre per lungo tempo.
La gamma dinamica di ciascun orecchio ci dice che a 0 dB l'orecchio sente bene e in dettaglio, a 50 dB l'orecchio sente bene e in dettaglio. È possibile a 100 dB. In pratica, tutti sono stati in un club o in un concerto dove la musica veniva suonata ad alto volume - e il dettaglio era meraviglioso. Abbiamo ascoltato la registrazione tranquillamente tramite le cuffie stando sdraiati in una stanza silenziosa - e anche tutti i dettagli erano a posto.
In effetti, una diminuzione dell'udito può essere descritta come una riduzione della gamma dinamica. Infatti, una persona con problemi di udito non può sentire i dettagli a basso volume. La sua gamma dinamica è ridotta. Invece di 130 dB diventa 50-80 dB. Ecco perché: non c'è modo di “spingere” informazioni che in realtà sono nell'intervallo 130 dB nell'intervallo 80 dB. E se ricordiamo anche che i decibel sono una relazione non lineare, allora la tragedia della situazione diventa chiara.
Ma ora ricordiamoci del buon udito. Qui qualcuno sente tutto ad un livello di circa 10 dB di calo. Questo è normale e socialmente accettabile. In pratica, una persona del genere può sentire il parlato normale a 10 metri di distanza. Ma poi appare una persona con un udito perfetto - superiore a 0 x 10 dB - e sente lo stesso discorso da 50 metri a parità di condizioni. La gamma dinamica è più ampia: ci sono più dettagli e possibilità.
Un'ampia gamma dinamica fa funzionare il cervello in un modo completamente, qualitativamente diverso. Tanto maggiori informazioni, è molto più accurato e dettagliato, perché Si sentono sempre più sfumature e armoniche diverse, che scompaiono con una gamma dinamica ristretta: sfuggono all'attenzione umana, perché impossibile sentirli.
A proposito, poiché è disponibile una gamma dinamica di 100 dB+, ciò significa anche che una persona può utilizzarla costantemente. Ho appena ascoltato a un livello di volume di 70 dB, poi all'improvviso ho iniziato ad ascoltare: 20 dB, poi 100 dB. La transizione dovrebbe richiedere un tempo minimo. E in effetti possiamo dire che una persona con declino non si permette di avere un'ampia gamma dinamica. Le persone con problemi di udito sembrano sostituire l'idea che adesso tutto sia molto rumoroso - e l'orecchio si prepara a sentire forte o molto forte, invece della situazione reale.
Allo stesso tempo, la presenza della gamma dinamica mostra che l'orecchio non solo registra i suoni, ma si adatta anche al volume attuale per sentire tutto bene. Il parametro complessivo del volume viene trasmesso al cervello allo stesso modo dei segnali sonori.
Ma una persona con un'orecchio assoluto può variare la sua gamma dinamica in modo molto flessibile. E per sentire qualcosa, non si irrigidisce, ma semplicemente si rilassa. Pertanto, l'udito rimane eccellente sia nella gamma dinamica che contemporaneamente nella gamma di frequenza.
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