Fino a che punto può sentire una persona? Psicoacustica e caratteristiche della percezione

Valutiamo spesso la qualità del suono. Quando si sceglie un microfono, un programma di elaborazione audio o un formato di registrazione di file audio, uno dei più problemi importanti- quanto suonerà bene. Ma ci sono differenze tra le caratteristiche del suono che possono essere misurate e quelle che possono essere ascoltate.

Tono, timbro, ottava.

Il cervello percepisce suoni di determinate frequenze. Ciò è dovuto alle peculiarità del meccanismo dell'orecchio interno. Recettori situati sulla membrana principale orecchio interno convertire le vibrazioni sonore in potenziali elettrici che eccitano le fibre del nervo uditivo. Le fibre del nervo uditivo hanno una selettività di frequenza dovuta all'eccitazione delle cellule dell'organo del Corti situate in luoghi differenti membrana principale: le alte frequenze sono percepite vicino alla finestra ovale, basse - nella parte superiore della spirale.

Strettamente correlato alla caratteristica fisica del suono, la frequenza, è il tono che sentiamo. La frequenza è misurata come numero cicli completi onda sinusoidale in un secondo (hertz, Hz). Questa definizione di frequenza si basa sul fatto che un'onda sinusoidale ha esattamente la stessa forma d'onda. Nella vita reale, pochissimi suoni hanno questa proprietà. Tuttavia, qualsiasi suono può essere rappresentato da un insieme di oscillazioni sinusoidali. Di solito chiamiamo un tale set un tono. Cioè, un tono è un segnale di una certa altezza, con uno spettro discreto (suoni musicali, suoni vocalici della parola), in cui si distingue la frequenza di un'onda sinusoidale, che ha la massima ampiezza in questo insieme. Un segnale che ha un ampio spettro continuo, le cui componenti di frequenza hanno tutte la stessa intensità media, è chiamato rumore bianco.

Un graduale aumento della frequenza delle vibrazioni sonore viene percepito 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 e dall'allenamento del suo udito. L'orecchio umano è bravo a distinguere due toni che sono vicini in tono. Ad esempio, nella regione 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 o anche meno.

Lo spettro di frequenza di uno strumento musicale o di una voce contiene una sequenza di picchi equidistanti: le armoniche. Corrispondono a frequenze che sono multipli di una frequenza base, la più intensa delle onde sinusoidali che compongono il suono.

Il suono speciale (timbro) di uno strumento musicale (voce) è associato all'ampiezza relativa di varie armoniche e il tono percepito da una persona trasmette in modo più accurato la frequenza di base. Il timbro, essendo un riflesso soggettivo del suono percepito, non ha una valutazione quantitativa ed è caratterizzato solo qualitativamente.

In un tono "puro", c'è solo una frequenza. Solitamente, il suono percepito è costituito dalla frequenza del tono fondamentale e da diverse frequenze di "impurità", chiamate armonici. Gli armonici sono un multiplo della frequenza del tono fondamentale e minori della sua ampiezza. Il timbro del suono dipende dall'intensità distribuzione sugli armonici.Lo spettro della combinazione di suoni musicali, chiamato accordo, risulta essere più complesso.In tale spettro, ci sono diverse frequenze fondamentali insieme a armonici di accompagnamento.

Se la frequenza di un suono è esattamente il doppio della frequenza di un altro, l'onda sonora "si adatta" l'una all'altra. La distanza di frequenza tra tali suoni è chiamata ottava. La gamma di frequenze percepite da una persona, 16-20.000 Hz, copre approssimativamente da dieci a undici ottave.

Ampiezza delle vibrazioni sonore e loudness.

La parte udibile della gamma di suoni è suddivisa in suoni a bassa frequenza - fino a 500 Hz, suoni a media frequenza - 500-10.000 Hz e suoni ad alta frequenza - oltre 10.000 hertz. L'orecchio è più sensibile a una gamma relativamente ristretta di suoni a media frequenza da 1000 a 4000 Hz. Cioè, i suoni della stessa forza nella gamma delle frequenze medie possono essere percepiti come forti e nella gamma delle frequenze basse o alte - come bassi o non essere affatto ascoltati. Questa caratteristica della percezione del suono è dovuta al fatto che le informazioni sonore necessarie per l'esistenza di una persona - la parola oi suoni della natura - vengono trasmesse principalmente nella gamma delle frequenze medie. Pertanto, il volume non è un parametro fisico, ma l'intensità di una sensazione uditiva, una caratteristica soggettiva del suono associata alle peculiarità della nostra percezione.

L'analizzatore uditivo percepisce un aumento dell'ampiezza dell'onda sonora dovuto ad un aumento dell'ampiezza di vibrazione della membrana principale dell'orecchio interno e alla stimolazione di un numero crescente di cellule ciliate con la trasmissione di impulsi elettrici con una frequenza più elevata e Di più fibre nervose.

Il nostro orecchio può distinguere l'intensità del suono nella gamma dal più debole sussurro al rumore più forte, che corrisponde all'incirca a un aumento di 1 milione di volte nell'ampiezza del movimento della membrana principale. Tuttavia, l'orecchio interpreta questa enorme differenza nell'ampiezza del suono come un cambiamento di circa 10.000 volte. Cioè, la scala dell'intensità è fortemente "compressa" dal meccanismo della percezione del suono analizzatore uditivo. Ciò consente a una persona di interpretare le differenze nell'intensità del suono su una gamma estremamente ampia.

L'intensità del suono è misurata in decibel (dB) (1 bel è pari a dieci volte l'ampiezza). Lo stesso sistema viene utilizzato per determinare la variazione di volume.

Per confronto, possiamo fornire un livello approssimativo di intensità di suoni diversi: a malapena suono udibile(soglia di udibilità) 0 dB; sussurro vicino all'orecchio 25-30 dB; parlato di volume medio 60-70 dB; parlato molto forte (urla) 90 dB; ai concerti di musica rock e pop al centro della sala 105-110 dB; accanto a un aereo di linea che decolla 120 dB.

L'entità dell'aumento del volume del suono percepito ha una soglia di discriminazione. Il numero di gradazioni di volume distinguibili alle medie frequenze non supera i 250, alle basse e alle alte frequenze diminuisce bruscamente e si attesta in media intorno ai 150.

Tutti hanno visto su audiogrammi o apparecchiature audio un tale parametro del volume o ad esso associato -. Questa è un'unità di misura per il volume. C'era una volta, le persone concordavano e denotavano che normalmente una persona sente da 0 dB, che in realtà significa una certa pressione sonora che viene percepita dall'orecchio. Le statistiche dicono che l'intervallo normale è sia un leggero calo a 20 dB, sia un udito al di sopra della norma 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 ascoltare i suoni a diversi volumi. Di solito è accettato come un dato di fatto che orecchio umano può sentire da 0dB a 120-140dB. Si sconsiglia vivamente di ascoltare suoni già da 90 dB e oltre per lungo tempo.

La gamma dinamica di ciascun orecchio ci dice che a 0dB l'orecchio sente bene e in dettaglio, a 50dB sente bene e in dettaglio. Puoi farlo a 100 dB. In pratica, tutti sono stati in un club oa un concerto dove la musica suonava ad alto volume - e il dettaglio è meraviglioso. Abbiamo ascoltato il cibo, a malapena in silenzio attraverso le cuffie, sdraiati stanza silenziosa- e anche tutti i dettagli sono a posto.

In effetti, la perdita dell'udito può essere descritta come una riduzione della gamma dinamica. Infatti, una persona con problemi di udito non riesce a sentire i dettagli a basso volume. La sua gamma dinamica si restringe. Invece di 130dB, diventa 50-80dB. Ecco perché: non c'è modo di "spingere" informazioni che in realtà sono nella gamma di 130 dB nella gamma di 80 dB. E se ricordi anche che i decibel sono una dipendenza non lineare, allora l'intera tragedia della situazione diventa chiara.

Ma ora ricordiamo buon udito. Qui qualcuno sente tutto a un livello di caduta di circa 10 dB. Questo è normale e socialmente accettabile. In pratica, una persona del genere può ascoltare un discorso ordinario da 10 metri. Ma poi appare un uomo udito perfetto-- sopra 0 per 10 dB -- e sente lo stesso discorso da 50 metri con condizioni uguali. 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. Molte più informazioni, è molto più preciso e dettagliato, perché. si sentono sempre più armonici e armonici diversi, che, con uno stretto gamma dinamica scompaiono: sfuggono all'attenzione di una persona, perché impossibile ascoltarli.

A proposito, poiché è disponibile una gamma dinamica di 100dB+, significa anche che una persona può usarla costantemente. Ho appena ascoltato a un livello di volume di 70 dB, poi ho iniziato improvvisamente ad ascoltare: 20 dB, quindi 100 dB. La transizione dovrebbe richiedere il minor tempo possibile. E infatti si può dire che una persona con una caduta non si permette di avere un'ampia gamma dinamica. Le persone sorde sembrano sostituire l'idea che ora tutto è molto rumoroso - e l'orecchio si sta preparando a sentire forte o molto forte, invece della situazione reale.

Allo stesso tempo, la gamma dinamica con la sua presenza mostra che l'orecchio non solo registra i suoni, ma si adatta anche al volume corrente per sentire tutto bene. Il parametro del volume complessivo viene trasmesso al cervello esattamente allo stesso modo di segnali sonori.

Ma una persona con un udito perfetto può variare in modo molto flessibile la sua gamma dinamica. E per sentire qualcosa, non si irrigidisce, ma si rilassa puramente. Pertanto, l'udito rimane eccellente sia nella gamma dinamica che allo stesso tempo nella gamma di frequenze.

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7 febbraio 2018

Spesso le persone (anche quelle esperte in materia) hanno confusione e difficoltà a comprendere chiaramente come esattamente la gamma di frequenze del suono udito da una persona sia suddivisa in categorie generali (basse, medie, alte) e sottocategorie più ristrette (bassi superiori, inferiore medio e così via.). Allo stesso tempo, questa informazione è estremamente importante non solo per gli esperimenti con l'audio per auto, ma anche utile per lo sviluppo generale. La conoscenza tornerà sicuramente utile quando si imposta un sistema audio di qualsiasi complessità e, soprattutto, aiuterà a valutare correttamente il forte o lati deboli questo o quel sistema acustico o le sfumature della stanza che ascolta la musica (nel nostro caso l'interno dell'auto è più rilevante), perché ha un impatto diretto sul suono finale. Se c'è una buona e chiara comprensione della predominanza di determinate frequenze nello spettro sonoro a orecchio, allora è elementare e rapidamente possibile valutare 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 distinguere tutte le sfumature, che è ciò a cui mira l'ideologia del suono "hi-fi".

Divisione della gamma udibile in tre gruppi principali

La terminologia della divisione dello spettro delle frequenze udibili ci è venuta in parte dal mondo musicale, in parte da quello scientifico, e in generale è familiare a quasi tutti. La divisione più semplice e comprensibile che può sperimentare la gamma di frequenze del suono in termini generali è la seguente:

• basse frequenze. I limiti della gamma delle basse frequenze sono entro 10 Hz (limite inferiore) - 200 Hz (limite superiore). Il limite inferiore parte esattamente da 10 Hz, sebbene nella visione classica una persona sia in grado di udire da 20 Hz (tutto ciò che è al di sotto cade nella regione degli infrasuoni), i restanti 10 Hz possono ancora essere parzialmente uditi, oltre che percepiti tattilmente nel caso di bassi profondi e persino influenzare lo stato mentale di una persona.
  La gamma del suono a bassa frequenza ha la funzione di arricchimento, saturazione emotiva e risposta finale - se il fallimento nella parte a bassa frequenza dell'acustica o della registrazione originale è forte, ciò non influirà sul riconoscimento di una particolare composizione, melodia o voce, ma il suono sarà percepito male, impoverito e mediocre, mentre soggettivamente sarà sempre più nitido in termini di percezione, poiché i medi e gli alti si gonfieranno e domineranno sullo sfondo dell'assenza di una buona regione dei bassi saturi.
  
  Abbastanza un gran numero di gli strumenti musicali riproducono suoni nella gamma delle basse frequenze, comprese le voci maschili che possono rientrare nella regione fino a 100 Hz. Lo strumento più pronunciato che suona dall'inizio gamma udibile(da 20 Hz) può essere tranquillamente definito un organo a fiato.
• Medie frequenze. I limiti della gamma di frequenze medie sono entro 200 Hz (limite inferiore) - 2400 Hz (limite superiore). La gamma media sarà sempre fondamentale, definendo e costituendo effettivamente la base del suono o della musica della composizione, quindi la sua importanza non può essere sopravvalutata.
  Ciò è spiegato in modi diversi, ma principalmente questa caratteristica della percezione uditiva umana è determinata dall'evoluzione: è successo così nel corso di molti anni della nostra formazione che l'apparecchio acustico cattura in modo più nitido e chiaro la gamma delle frequenze medie, perché. dentro c'è discorso umano, ed è lo strumento principale per comunicazione effettiva e sopravvivenza. Questo spiega anche una certa non linearità della percezione uditiva, che è sempre finalizzata alla predominanza delle frequenze medie durante l'ascolto della musica, perché. il nostro apparecchio acustico è più sensibile a questa gamma, e si adatta anche automaticamente ad essa, come se "amplificasse" di più sullo sfondo di altri suoni.
  
  La stragrande maggioranza dei suoni, degli strumenti musicali o delle voci si trova nella gamma media, anche se una gamma ristretta è influenzata dall'alto o dal basso, quindi la gamma di solito si estende comunque al centro superiore o inferiore. Di conseguenza, le voci (sia maschili che femminili) si trovano nella gamma delle frequenze medie, così come quasi tutti gli strumenti noti, come: chitarra e altri archi, pianoforte e altre tastiere, strumenti a fiato, ecc.
• Alte frequenze. I confini della gamma delle alte frequenze sono all'interno 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 oltre i 20 kHz, ma ci sono persone rare con sensibilità fino a 30 kHz.
  Inoltre, un certo numero di sfumature musicali può teoricamente andare nella regione sopra i 20 kHz e, come sapete, le sfumature sono in ultima analisi responsabili della colorazione del suono e della percezione timbrica finale dell'intera immagine sonora. Le frequenze ultrasoniche apparentemente "impercettibili" possono influenzare chiaramente lo stato psicologico di una persona, sebbene non vengano udite nel modo consueto. Diversamente, il ruolo delle alte frequenze, sempre per analogia con quelle basse, è più arricchente e complementare. Sebbene la gamma delle alte frequenze abbia un impatto molto maggiore sul riconoscimento di un particolare suono, l'affidabilità e la 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 andare nella regione di 7000 Hz e oltre con l'aiuto di sfumature e armoniche. Il gruppo di strumenti più pronunciato nel segmento ad alta frequenza sono gli archi e gli strumenti a fiato, e più pienamente nel suono raggiungono quasi limite superiore gamma udibile (20 kHz) piatti e violino.

In ogni caso, il ruolo di assolutamente tutte le frequenze nella gamma udibile dall'orecchio umano è impressionante, ed è probabile che i problemi nel percorso a qualsiasi frequenza siano chiaramente visibili, specialmente a un apparecchio acustico addestrato. L'obiettivo di riprodurre un suono hi-fi ad alta fedeltà di classe (o superiore) è garantire che tutte le frequenze suonino nel modo più accurato e uniforme possibile l'una con l'altra, come accadeva al momento della registrazione della colonna sonora in studio. La presenza di forti cali o picchi nella risposta in frequenza del sistema acustico indica che, a causa delle sue caratteristiche progettuali, non è in grado di riprodurre la musica nel modo originariamente previsto dall'autore o dal tecnico del suono al momento della registrazione.

Ascoltando la musica, una persona sente una combinazione del suono di strumenti e voci, ognuno dei quali suona nel proprio segmento della gamma di frequenze. Alcuni strumenti possono avere una gamma di frequenze molto ristretta (limitata), mentre altri, al contrario, possono letteralmente estendersi dal limite inferiore a quello superiore dell'udibile. Va tenuto presente che nonostante la stessa intensità dei suoni a diversi intervalli di frequenza, l'orecchio umano percepisce queste frequenze con un volume diverso, che è ancora una volta dovuto al meccanismo del dispositivo biologico. apparecchio acustico. La natura di questo fenomeno è anche spiegata per molti aspetti dalla necessità biologica di adattamento principalmente alla gamma sonora di media frequenza. Quindi, in pratica, un suono avente una frequenza di 800 Hz ad un'intensità di 50 dB sarà percepito soggettivamente dall'orecchio come più forte di 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 soglia di sensibilità al dolore! soglia del dolore considerata una norma media frequenza 1000 Hz con una sensibilità di circa 120 dB (può variare leggermente a seconda dell'individuo). Come nel caso della percezione non uniforme dell'intensità a frequenze diverse con livelli normali volume, si osserva approssimativamente la stessa dipendenza in relazione alla soglia del dolore: si verifica più rapidamente alle medie frequenze, ma ai margini della gamma udibile, la soglia diventa più alta. Per confronto, la soglia del dolore a una frequenza media di 2000 Hz è di 112 dB, mentre la soglia del dolore a una bassa frequenza di 30 Hz sarà già di 135 dB. Soglia del dolore per basse frequenze sempre superiore a medio e alto.

Una disparità simile si osserva rispetto a soglia uditivaè la soglia inferiore dopo la quale i suoni diventano udibili dall'orecchio umano. Convenzionalmente, la soglia dell'udito è considerata 0 dB, ma ancora una volta è vero per la frequenza di riferimento di 1000 Hz. Se, per confronto, prendiamo un suono a bassa frequenza con una 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 la questione dell'ascolto della musica e del raggiungimento di un certo effetto psicologico percezione. Ricordiamo che i suoni con un'intensità superiore a 90 dB sono dannosi per la salute e possono portare a degrado e danni significativi all'udito. Ma allo stesso tempo, un suono a bassa intensità troppo basso soffrirà di forti 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 sarà percepito come esaurito, con una pronunciata mancanza (si potrebbe dire un fallimento) delle frequenze basse e alte. Il problema nominato è ben noto da tempo, per combatterlo anche una nota funzione chiamata compensazione del volume, che, mediante equalizzazione, equalizza i livelli delle frequenze basse e alte vicine al livello delle medie, eliminando così un abbassamento indesiderato senza la necessità di alzare il livello del volume, rendendo la gamma di frequenze udibili del suono soggettivamente uniforme in termini di grado di distribuzione dell'energia sonora.

Tenendo conto delle caratteristiche interessanti e uniche dell'udito umano, è utile notare che con un aumento del volume del suono, la curva di non linearità della frequenza si appiattisce e a circa 80-85 dB (e oltre) le frequenze del suono diventeranno soggettivamente equivalenti in intensità (con una deviazione di 3-5 dB). Sebbene l'allineamento non sia completo e il grafico sarà comunque visibile, seppur smussato, ma una linea curva, che manterrà una tendenza alla predominanza dell'intensità delle frequenze medie rispetto al resto. Nei sistemi audio, tale irregolarità può essere risolta con l'aiuto di un equalizzatore o con l'aiuto di controlli del volume separati nei sistemi con amplificazione canale per canale separata.

Dividendo la gamma udibile in sottogruppi più piccoli

Oltre alla divisione generalmente accettata e ben nota in tre gruppi generali, a volte diventa necessario considerare l'una o l'altra parte ristretta in modo più dettagliato e dettagliato, 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 indicare semplicemente in modo rapido e abbastanza accurato il segmento previsto della gamma sonora. Considera questa divisione:

Un piccolo numero selezionato di strumenti scende nella regione dei bassi più bassi, e ancor più 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), organo (20-7000 Hz), arpa (36-15000 Hz), controfagotto (30-4000 Hz). Le gamme indicate comprendono tutte le armoniche degli strumenti.

Bassi superiori (da 80 Hz a 200 Hz) rappresentato dalle note alte degli strumenti bassi classici, nonché dalle frequenze udibili più basse delle singole corde, come la chitarra. La gamma dei bassi superiori è responsabile della sensazione di potenza e della trasmissione del potenziale energetico dell'onda sonora. Dà anche una sensazione di guida, il basso superiore è progettato per rivelare completamente il ritmo percussivo delle composizioni dance. Contrariamente al basso inferiore, quello superiore è responsabile della velocità e della pressione della regione dei bassi e dell'intero suono, quindi, in un sistema audio di alta qualità, è sempre espresso come veloce e graffiante, come impatto tattile tangibile contemporaneamente alla percezione diretta del suono.
Pertanto, è il basso superiore che è responsabile dell'attacco, della pressione e della spinta musicale, e solo questo ristretto segmento della gamma sonora è in grado di dare all'ascoltatore la sensazione del leggendario "punch" (dall'inglese pugno - colpo) , quando un suono potente viene percepito in modo tangibile e con un forte colpo nel petto. Pertanto, è possibile riconoscere un basso veloce veloce e ben formato in un sistema musicale dall'elaborazione di alta qualità di un ritmo energico, un attacco raccolto e dagli strumenti ben formati nel registro inferiore delle note, come violoncello, pianoforte o strumenti a fiato.

Nei sistemi audio, è più opportuno assegnare un segmento della gamma dei bassi superiori a diffusori medio-bassi di diametro abbastanza grande 6,5 "-10" e con buoni indicatori di potenza, un forte magnete. L'approccio è spiegato dal fatto che sono proprio questi diffusori in termini di configurazione che saranno in grado di rivelare appieno il potenziale energetico insito in questa regione molto esigente della gamma udibile.
Ma non dimenticare i dettagli e l'intelligibilità del suono, questi parametri sono importanti anche nel processo di ricreazione di una particolare immagine musicale. Poiché i bassi superiori sono già ben localizzati/definiti nello spazio dall'orecchio, la gamma superiore a 100 Hz deve essere data esclusivamente agli altoparlanti montati frontalmente che formeranno e costruiranno la scena. Nel segmento dei bassi superiori si sente perfettamente un panorama stereo, se previsto dalla registrazione stessa.

L'area dei bassi superiori copre già abbastanza grande numero strumenti e persino voci maschili dal tono basso. Pertanto, tra gli strumenti ci sono gli stessi che suonavano il basso basso, ma ad 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 (80-5000 Hz). Le gamme indicate comprendono tutte le armoniche degli strumenti.

Basso medio (da 200 Hz a 500 Hz)- l'area più estesa, che cattura la maggior parte degli strumenti e delle voci, sia maschili che femminili. Poiché l'area della gamma medio-bassa passa effettivamente dai bassi superiori energeticamente saturi, si può dire che "prende il sopravvento" ed è anche responsabile del corretto trasferimento della sezione ritmica insieme al drive, sebbene questa influenza sia già in calo verso le frequenze medie pulite.
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 la saturazione. È anche nella parte centrale inferiore che si trova l'intero potenziale energetico della voce dell'esecutore, senza il quale non ci sarà alcun ritorno e risposta emotiva corrispondenti. Per analogia con la trasmissione della voce umana, anche molti strumenti dal vivo nascondono il loro potenziale energetico in questo segmento della gamma, soprattutto quelli il cui limite inferiore udibile parte da 200-250 Hz (oboe, violino). Il centro inferiore consente di ascoltare la melodia del suono, ma non consente di distinguere chiaramente gli strumenti.

Di conseguenza, il centro inferiore è responsabile progettazione corretta maggior parte degli strumenti e delle voci, saturando queste ultime e rendendole riconoscibili per colorazione timbrica. Inoltre, il medio inferiore è estremamente esigente in termini di corretta trasmissione di una gamma di bassi a tutti gli effetti, poiché "raccoglie" la spinta e l'attacco del basso percussivo principale e dovrebbe supportarlo adeguatamente e "finire" senza intoppi riducendolo gradualmente a nulla. Le sensazioni di purezza del suono e intelligibilità dei bassi risiedono proprio in quest'area, e se ci sono problemi nella parte medio-bassa per sovrabbondanza o presenza di frequenze risonanti, allora il suono stancherà l'ascoltatore, sarà sporco e leggermente borbottante .
Se c'è una carenza nella regione del centro inferiore, 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", si inquadrano in modo errato e il loro suono diventerà notevolmente più povero, anche se rimane riconoscibile, non sarà più così pieno.

Quando si costruisce un sistema audio, la gamma del centro inferiore e superiore (fino alla parte superiore) viene solitamente assegnata agli altoparlanti di fascia media (MF), che, senza dubbio, dovrebbero essere posizionati nella parte anteriore davanti all'ascoltatore e costruire il palcoscenico. Per questi diffusori la dimensione non è così importante, può essere 6,5 "e inferiore, quanto è importante il dettaglio e la capacità di rivelare le sfumature del suono, che si ottiene grazie alle caratteristiche del design del diffusore stesso (diffusore, sospensione e altre caratteristiche).
Inoltre, la corretta localizzazione è vitale per l'intera gamma di frequenze medie, e letteralmente la minima inclinazione o rotazione dell'altoparlante può avere un impatto tangibile sul suono in termini di corretta riproduzione realistica delle immagini di strumenti e voci nello spazio, sebbene questo dipenderà in gran parte dalle caratteristiche del design del cono dell'altoparlante stesso.

Il centro inferiore 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 riprodurre la gamma bassa della regione dei bassi, ma ad essi se ne aggiungono altri che partono già dal basso medio: piatti (190-17000 Hz), oboe (247-15000 Hz), flauto (240-14500 Hz), violino (200-17000 Hz). Le gamme indicate comprendono tutte le armoniche degli strumenti.

Medio Medio (da 500 Hz a 1200 Hz) o solo un puro mezzo, quasi secondo la teoria dell'equilibrio, questo segmento della gamma può essere considerato fondamentale e fondamentale nel suono e giustamente soprannominato il "mezzo aureo". Nel segmento presentato della gamma di frequenze, puoi trovare le note e le armoniche principali della stragrande maggioranza degli strumenti e delle voci. Chiarezza, intelligibilità, luminosità e suono penetrante dipendono dalla saturazione del mezzo. Possiamo dire che l'intero suono, per così dire, "si diffonde" ai lati dalla base, che è la gamma delle frequenze medie.

In caso di guasto nel mezzo, il suono diventa noioso e inespressivo, perde sonorità e luminosità, la voce cessa di affascinare e addirittura scompare. Inoltre, il mezzo è responsabile dell'intelligibilità delle informazioni principali provenienti da strumenti e voci (in misura minore, perché le consonanti vanno in una gamma più alta), aiutando a distinguerle bene a orecchio. La maggior parte degli strumenti esistenti prendono vita in questa gamma, diventano energici, informativi e tangibili, lo stesso accade con le voci (soprattutto quelle femminili), che sono piene di energia nel mezzo.

La gamma fondamentale delle frequenze medie copre la maggioranza assoluta degli strumenti già elencati in precedenza, e rivela anche il pieno potenziale delle voci maschili e femminili. Solo rari strumenti selezionati iniziano la loro vita a frequenze medie, suonando inizialmente in una gamma relativamente ristretta, ad esempio un piccolo flauto (600-15000 Hz).

Medio superiore (da 1200 Hz a 2400 Hz) rappresenta una sezione molto delicata ed esigente della gamma, che deve essere maneggiata con cura e attenzione. In quest'area non ci sono tante note fondamentali che costituiscono il fondamento del suono di uno strumento o di una voce, ma un gran numero di armonici e armonici, grazie ai quali il suono è colorato, affilato e carattere brillante. Controllando questa regione della gamma di frequenze, si può effettivamente giocare con la colorazione del suono, rendendolo vivace, scintillante, trasparente e tagliente; o viceversa secco, moderato, ma allo stesso tempo più deciso e trainante.

Ma enfatizzare eccessivamente questa gamma ha un effetto estremamente indesiderabile sull'immagine sonora, perché. inizia a tagliare notevolmente l'orecchio, irritare e persino causare dolore malessere. Pertanto, il centro superiore richiede un atteggiamento delicato e attento con esso, tk. a causa di problemi in quest'area, è molto facile rovinare il suono o, al contrario, renderlo interessante e degno. Di solito, la colorazione nella regione medio-alta determina in gran parte l'aspetto soggettivo del genere del sistema acustico.

Grazie al centro superiore, le voci e molti strumenti si formano finalmente, diventano ben distinti dall'orecchio e appare l'intelligibilità del suono. Ciò è particolarmente vero per le sfumature della riproduzione della voce umana, perché è nel mezzo superiore che si colloca lo spettro delle consonanti e continuano le vocali apparse nelle prime gamme del mezzo. In senso generale, il centro superiore enfatizza favorevolmente e rivela pienamente quegli strumenti o voci che sono saturi di armonici superiori, armonici. In particolare, le voci femminili, molti strumenti ad arco, a corda ea fiato si rivelano in modo davvero vivace e naturale nella parte medio-alta.

La stragrande maggioranza degli strumenti suona ancora nella parte medio-alta, anche se molti sono già rappresentati solo sotto forma di impacchi e armoniche. L'eccezione sono alcuni rari, inizialmente contraddistinti da una gamma limitata di basse frequenze, ad esempio una tuba (45-2000 Hz), che termina completamente la sua esistenza nella parte medio-alta.

Alti bassi (da 2400 Hz a 4800 Hz)- questa è una zona / area di maggiore distorsione, che, se presente nel percorso, di solito diventa evidente in questo segmento. Inoltre, gli alti più bassi sono inondati da varie armoniche di strumenti e voci, che allo stesso tempo portano un suono molto specifico e ruolo importante nel progetto finale dell'immagine musicale ricreata artificialmente. Gli alti più bassi portano il carico principale della gamma delle alte frequenze. Nel suono si manifestano per lo più con armonici residui e ben ascoltati di voci (principalmente femminili) e armonici forti incessanti di alcuni strumenti, che completano l'immagine con gli ultimi tocchi di colorazione naturale del suono.

Praticamente non svolgono un ruolo in termini di distinzione degli strumenti e riconoscimento delle voci, sebbene la parte superiore inferiore rimanga un'area altamente informativa e fondamentale. Queste frequenze, infatti, delineano le immagini musicali di strumenti e voci, ne indicano la presenza. In caso di guasto del segmento alto inferiore della gamma di frequenze, il discorso diventerà secco, senza vita e incompleto, approssimativamente la stessa cosa accade con le parti strumentali: la luminosità si perde, l'essenza stessa della sorgente sonora viene distorta, diventa nettamente incompleto e sottoformato.

In qualsiasi sistema audio normale, il ruolo delle alte frequenze è assunto da un altoparlante separato chiamato tweeter (alta frequenza). Solitamente di piccole dimensioni, è poco impegnativo per la potenza in ingresso (entro limiti ragionevoli) per analogia con la sezione centrale e soprattutto dei bassi, ma è anche estremamente importante che il suono venga riprodotto correttamente, realisticamente e almeno magnificamente. Il tweeter copre l'intera gamma udibile ad alta frequenza da 2000-2400 Hz a 20000 Hz. Nel caso dei driver 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 sonoro, ma anche nel processo di perfezionarlo.

Con l'aiuto dei tweeter, puoi controllare ampiamente la scena, ingrandire/rimpicciolire gli artisti, cambiare la forma e il flusso degli strumenti, giocare con il colore del suono e la sua luminosità. Come nel caso della regolazione degli altoparlanti midrange, quasi tutto influisce sul suono corretto dei tweeter, e spesso in modo molto, molto sensibile: rotazione e inclinazione dell'altoparlante, posizione verticale e orizzontale, distanza dalle superfici vicine, ecc. Tuttavia, il successo della corretta sintonizzazione e la precisione della sezione HF dipendono dal design dell'altoparlante e dal suo diagramma polare.

Strumenti che suonano fino agli alti più bassi, lo fanno prevalentemente attraverso gli armonici piuttosto che i fondamentali. Altrimenti, nella gamma alta inferiore, quasi tutti gli stessi che erano nel segmento delle frequenze medie "dal vivo", cioè quasi tutti quelli esistenti. È lo stesso con la voce, che è particolarmente attiva nelle frequenze alte più basse, una luminosità e un'influenza speciali possono essere ascoltate nelle parti vocali femminili.

Medio alto (da 4800 Hz a 9600 Hz) La gamma di frequenze medio-alte è spesso considerata il limite della percezione (ad esempio, nella terminologia medica), anche se in pratica ciò non è vero e dipende sia dalle caratteristiche individuali della persona che dalla sua età (più la persona è anziana, più più la soglia di percezione diminuisce). Nel percorso musicale, queste frequenze danno una sensazione di purezza, trasparenza, "ariosità" e una certa completezza soggettiva.

Infatti, il segmento presentato della gamma è confrontabile con una maggiore chiarezza e dettaglio del suono: se non c'è un calo nella parte superiore centrale, allora la sorgente sonora è mentalmente ben localizzata 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 nitidezza del suono sembra sfumare e le immagini si perdono nello spazio, il suono diventa torbido, serrato e sinteticamente irrealistico. Di conseguenza, la regolazione delle alte frequenze più basse è paragonabile alla capacità di "spostare" virtualmente il palcoscenico nello spazio, vale a dire allontanarlo o avvicinarlo.

Le frequenze medio-alte alla fine forniscono l'effetto di presenza desiderato (più precisamente, lo completano al massimo, poiché l'effetto si basa su bassi profondi e pieni di sentimento), grazie a queste frequenze, gli strumenti e la voce diventano il più realistici e affidabili possibile . Possiamo anche dire dei medi alti che sono responsabili del dettaglio nel suono, di numerose piccole sfumature e armonici sia in relazione alla parte strumentale che nelle parti vocali. Alla fine del segmento medio-alto iniziano "l'aria" e la trasparenza, che possono essere percepite anche abbastanza chiaramente e influenzano la percezione.

Nonostante il suono sia in costante declino, in questo segmento della gamma sono ancora attivi: voce maschile e femminile, grancassa (41-8000 Hz), tom (70-7000 Hz), rullante (100-10000 Hz), Hz), piatti (190-17000 Hz), trombone con supporto aereo (80-10000 Hz), tromba (160-9000 Hz), fagotto (60-9000 Hz), sassofono (56-1320 Hz), clarinetto (140-15000 Hz). Hz), oboe (247-15000 Hz), flauto (240-14500 Hz), ottavino (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).

Alta superiore (da 9600 Hz a 30000 Hz) una gamma molto complessa e incomprensibile per molti, che fornisce per la maggior parte supporto a determinati strumenti e voci. Gli acuti superiori forniscono principalmente al suono le caratteristiche di ariosità, trasparenza, cristallinità, alcune aggiunte e colorazioni a volte sottili, che possono sembrare insignificanti e persino impercettibili a molte persone, ma hanno comunque un significato molto definito e specifico. Quando si cerca di costruire un suono high-end "hi-fi" o addirittura "hi-end", la gamma degli acuti superiori riceve la massima attenzione, poiché si ritiene giustamente che non si possa perdere il minimo dettaglio nel suono.

Inoltre, oltre alla parte udibile immediata, la regione alta superiore, trasformandosi dolcemente in frequenze ultrasoniche, può ancora avere alcune impatto psicologico: anche se questi suoni non si sentono chiaramente, ma le onde si irradiano nello spazio e possono essere percepite da una persona, mentre più a livello di formazione dell'umore. Alla fine 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, retrogusto scintillante della musica. Con una mancanza di energia nella gamma alta superiore, è del tutto possibile provare disagio e understatement musicale. Inoltre, la capricciosa gamma alta superiore dà all'ascoltatore un senso di profondità spaziale, come se si tuffasse in profondità nel palco e fosse avvolto dal suono. Tuttavia, un eccesso di saturazione del suono nella gamma ristretta indicata può rendere il suono inutilmente "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 espansa del tweeter convenzionale. Tale altoparlante è progettato per coprire una porzione più ampia della gamma nella parte superiore. Se il raggio d'azione di un tweeter convenzionale termina al segno limite previsto, al di sopra del quale udito umano teoricamente non percepisce informazioni sonore, ad es. 20 kHz, quindi il super tweeter può alzare questo limite a 30-35 kHz.

L'idea perseguita dalla realizzazione di un diffusore così sofisticato è molto interessante e curiosa, è venuta dal mondo "hi-fi" e "hi-end", dove si ritiene che nessuna frequenza nel percorso musicale possa essere ignorata 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 qualche tipo di influenza. La situazione con il 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 viene eseguita con un taglio nella gamma di frequenze e perdita di qualità.

Approssimativamente nel modo sopra descritto, la divisione della gamma di frequenze udibili in segmenti condizionali sembra nella realtà, con l'aiuto della divisione è più facile comprendere i problemi nel percorso audio per eliminarli o equalizzare il suono. Nonostante il fatto che ogni persona ne immagini esclusivamente la propria e comprensibile solo per lui un'immagine standard del suono in accordo solo con la sua preferenze di gusto, la natura del suono originale tende all'equilibrio, o meglio alla media di tutte le frequenze sonore. Pertanto, il suono da studio corretto 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 frequenza di ampiezza). La stessa direzione sta cercando di implementare "hi-fi" e "hi-end" senza compromessi: per ottenere il suono più uniforme ed equilibrato, senza picchi e cali nell'intera gamma udibile. Un suono del genere, per sua natura, può sembrare noioso e inespressivo, privo di luminosità e di nessun interesse per un normale ascoltatore inesperto, ma è proprio questo suono che è veramente corretto in realtà, cercando l'equilibrio per analogia con come le leggi di l'universo stesso in cui viviamo si manifestano. .

In un modo o nell'altro, il desiderio di ricreare un carattere specifico del suono all'interno del proprio sistema audio dipende interamente dalle preferenze dell'ascoltatore. Ad alcune persone piace il suono con bassi prevalentemente potenti, ad altri piace la maggiore luminosità degli alti "alzati", altri possono godersi ore di voci aspre accentuate nel mezzo ... Le opzioni di percezione possono essere grande moltitudine, e le informazioni sulla divisione di frequenza dell'intervallo in segmenti condizionali aiuteranno solo chiunque voglia creare il suono dei propri sogni, solo ora con una comprensione più completa delle sfumature e delle sottigliezze di quelle leggi che suonano come un fenomeno fisico obbedisce.

Comprendere il processo di saturazione con determinate frequenze della gamma sonora (riempiendolo di energia in ciascuna delle sezioni) in pratica non solo faciliterà la messa a punto di qualsiasi sistema audio e consentirà di costruire una scena in linea di principio, ma darà anche esperienza inestimabile nella valutazione della natura specifica del suono. Con l'esperienza, una persona sarà in grado di determinare istantaneamente le carenze del suono a orecchio, inoltre, descrivere in modo molto accurato i problemi in una certa parte della gamma e suggerire Possibile soluzione per migliorare l'immagine sonora. È possibile eseguire la correzione del suono vari metodi, dove è possibile utilizzare un equalizzatore come "leve", ad esempio, o "giocare" con la posizione e la direzione degli altoparlanti, modificando così il carattere prime riflessioni onde, eliminando le onde stazionarie, ecc. Questa sarà già una "storia completamente diversa" e un argomento per articoli separati.

La gamma di frequenze della voce umana nella terminologia musicale

Separatamente e separatamente nella musica, viene assegnato il ruolo della voce umana come parte vocale, perché la natura di questo fenomeno è davvero sorprendente. La voce umana è così sfaccettata e la sua gamma (rispetto a strumenti musicali) è il più ampio, ad eccezione di alcuni strumenti, come il pianoforte.
Inoltre, dentro età diverse una persona può emettere suoni di tono diverso, in infanzia ad altezze ultrasoniche, in età adulta, la voce maschile è perfettamente in grado di scendere estremamente in basso. Qui, come prima, è estremamente importante caratteristiche individuali corde vocali persona, perché ci sono persone che riescono a stupire con la loro voce nella gamma delle 5 ottave!

Bambino
• Contralto (basso)
• Soprano (alto)
• Treble (alto nei ragazzi)

Uomo
• Bassi profondi (extra 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 (altissima) 1397 Hz

Il video realizzato da AsapSCIENCE è una sorta di test dell'ipoacusia legata all'età che ti aiuterà a conoscere i limiti del tuo udito.

Vari suoni vengono riprodotti nel video, a partire da 8000 Hz, il che significa che non hai problemi di udito.

Quindi la frequenza aumenta e questo indica l'età del tuo udito, a seconda di quando smetti di sentire un certo suono.

Quindi, se senti una frequenza:

12.000 Hz - hai meno di 50 anni

15.000 Hz - hai meno di 40 anni

16.000 Hz - hai meno di 30 anni

17 000 – 18 000 – hai meno di 24 anni

19 000 – hai meno di 20 anni

Se vuoi che il test sia più accurato, dovresti impostare la qualità del video su 720p, o meglio 1080p, e ascoltare con le cuffie.

Test dell'udito (video)

perdita dell'udito

Se hai sentito tutti i suoni, molto probabilmente hai meno di 20 anni. I risultati dipendono dai recettori sensoriali nell'orecchio chiamato cellule ciliate che si danneggiano e degenerano nel tempo.

Questo tipo di perdita dell'udito è chiamato ipoacusia neurosensoriale. Questo disturbo può essere causato intera linea infezioni, farmaci e malattie autoimmuni. Le cellule ciliate esterne, che sono sintonizzate per captare le frequenze più alte, di solito muoiono prima, e quindi si verifica l'effetto della perdita dell'udito legata all'età, come dimostrato in questo video.

Udito umano: fatti interessanti

1. Tra persone sane gamma di frequenza udibile dall'orecchio umano varia da 20 (più bassa della nota più bassa di un pianoforte) a 20.000 Hertz (più alta della nota più alta di un piccolo flauto). Tuttavia, il limite superiore di questo intervallo diminuisce costantemente con l'età.

2 persone parlano tra loro a una frequenza compresa tra 200 e 8000 Hz, e l'orecchio umano è più sensibile a una frequenza di 1000 - 3500 Hz

3. Vengono chiamati i suoni che sono al di sopra del limite dell'udito umano ecografia, e quelli sottostanti infrasuoni.

4. Il nostro le orecchie non smettono di funzionare nemmeno nel sonno pur continuando a sentire i suoni. Tuttavia, il nostro cervello li ignora.

5. Il suono viaggia a 344 metri al secondo. Un boom sonico si verifica quando un oggetto supera la velocità del suono. Le onde sonore davanti e dietro l'oggetto si scontrano e creano un impatto.

6. Orecchie - organo autopulente. I pori nel condotto uditivo secernono cerume e minuscoli peli chiamati ciglia spingono la cera fuori dall'orecchio

7. Il suono di un bambino che piange è di circa 115 dB ed è più forte di un clacson.

8. In Africa c'è la tribù Maaban, che vive in un silenzio tale da essere anche in età avanzata. sentire sussurri fino a 300 metri di distanza.

9. Livello il suono di un bulldozer inattivo è di circa 85 dB (decibel), che può causare danni all'udito dopo una sola giornata lavorativa di 8 ore.

10. Seduto davanti relatori a un concerto rock, ti esponi a 120 dB, che iniziano a danneggiare il tuo udito dopo soli 7,5 minuti.

Udito umano

Udito- la capacità degli organismi biologici di percepire i suoni con gli organi dell'udito; funzione speciale apparecchio acustico, eccitato vibrazioni sonore ambiente, come aria o acqua. Una delle sensazioni biologiche a distanza, detta anche percezione acustica. Fornito dal sistema sensoriale uditivo.

L'udito umano è in grado di udire suoni che vanno da 16 Hz a 22 kHz quando si trasmettono vibrazioni attraverso l'aria e fino a 220 kHz quando si trasmettono suoni attraverso le ossa del cranio. Queste onde sono importanti significato biologico, Per esempio, onde sonore nella gamma di 300-4000 Hz corrispondono alla voce umana. I suoni sopra i 20.000 Hz hanno poco valore pratico, perché rallentano velocemente; le vibrazioni sotto i 60 Hz sono percepite attraverso il senso vibrazionale. La gamma di frequenze che una persona è in grado di udire è chiamata gamma uditiva o sonora; le frequenze più alte sono chiamate ultrasuoni e le frequenze più basse sono chiamate infrasuoni.

La capacità di distinguere le frequenze sonore dipende fortemente da una persona in particolare: la sua età, sesso, eredità, suscettibilità alle malattie dell'organo uditivo, allenamento e affaticamento dell'udito. Alcune persone sono in grado di percepire suoni di una frequenza relativamente alta, fino a 22 kHz e forse più in alto.
Nell'uomo, come nella maggior parte dei mammiferi, l'organo dell'udito è l'orecchio. In un certo numero di animali, la percezione uditiva viene effettuata attraverso una combinazione vari corpi, che possono differire in modo significativo nella loro struttura dall'orecchio dei mammiferi. Alcuni animali sono in grado di percepire le vibrazioni acustiche, no udibile dall'uomo(ultrasuoni o infrasuoni). I pipistrelli Durante il volo, usano gli ultrasuoni per l'ecolocalizzazione. I cani sono in grado di sentire gli ultrasuoni, che sono la base per il lavoro dei fischi silenziosi. Ci sono prove che balene ed elefanti possono usare gli infrasuoni per comunicare.
Una persona può distinguere più suoni contemporaneamente a causa del fatto che possono esserci più onde stazionarie nella coclea contemporaneamente.

Meccanismo funzionante sistema uditivo:

Un segnale audio di qualsiasi natura può essere descritto da un certo insieme di caratteristiche fisiche:
frequenza, intensità, durata, struttura temporale, spettro, ecc.

Corrispondono a determinate sensazioni soggettive derivanti dalla percezione dei suoni da parte del sistema uditivo: volume, tono, timbro, battiti, consonanze-dissonanze, mascheramento, localizzazione-effetto stereo, ecc.
Le sensazioni uditive sono associate a caratteristiche fisiche ambiguo e non lineare, ad esempio, il volume dipende dall'intensità del suono, dalla sua frequenza, dallo spettro, ecc. Anche nel secolo scorso è stata stabilita la legge di Fechner, che ha confermato che questa relazione non è lineare: "Sensazioni
proporzionale al rapporto tra i logaritmi dello stimolo ". Ad esempio, le sensazioni di un cambiamento di volume sono principalmente associate a un cambiamento nel logaritmo di intensità, tono - con un cambiamento nel logaritmo di frequenza, ecc.

Tutte le informazioni sonore che una persona riceve dal mondo esterno (costituisce circa il 25% del totale), le riconosce con l'aiuto del sistema uditivo e il lavoro delle parti superiori del cervello, le traduce nel mondo di le sue sensazioni e prende decisioni su come rispondere ad esse.
Prima di procedere allo studio del problema di come il sistema uditivo percepisce il tono, soffermiamoci brevemente sul meccanismo del sistema uditivo.
Molti risultati nuovi e molto interessanti sono stati ora ottenuti in questa direzione.
Il sistema uditivo è una sorta di ricevitore di informazioni ed è costituito dalla parte periferica e dalle parti superiori del sistema uditivo. I processi di conversione dei segnali sonori nella parte periferica dell'analizzatore uditivo sono i più studiati.

parte periferica

Si tratta di un'antenna acustica che riceve, localizza, focalizza e amplifica il segnale sonoro;
- microfono;
- analizzatore di frequenza e tempo;
- un convertitore analogico-digitale che converte un segnale analogico in impulsi nervosi binari - scariche elettriche.

Una vista generale del sistema uditivo periferico è mostrata nella prima figura. Il sistema uditivo periferico è solitamente diviso in tre parti: esterno, medio e orecchio interno.

orecchio esterno costituito dal padiglione auricolare e dal canale uditivo, che terminano in una sottile membrana chiamata membrana timpanica.
Le orecchie esterne e la testa sono componenti dell'antenna acustica esterna che collega (abbina) il timpano al campo sonoro esterno.
Le funzioni principali dell'orecchio esterno sono la percezione binaurale (spaziale), la localizzazione di una sorgente sonora e l'amplificazione dell'energia sonora, specialmente nelle frequenze medie e alte.

Canale uditivo è un tubo cilindrico curvo lungo 22,5 mm, che ha una prima frequenza di risonanza di circa 2,6 kHz, quindi in questa gamma di frequenze amplifica notevolmente il segnale sonoro, ed è qui che si trova la regione di massima sensibilità uditiva.

Timpano - una pellicola sottile con uno spessore di 74 micron, ha la forma di un cono rivolto con la punta verso l'orecchio medio.
Alle basse frequenze si muove come un pistone, alle alte frequenze forma un complesso sistema di linee nodali, importante anche per l'amplificazione del suono.

Orecchio medio- una cavità piena d'aria collegata al rinofaringe tromba d'Eustachio per l'allineamento pressione atmosferica.
Quando la pressione atmosferica cambia, l'aria può entrare o uscire dall'orecchio medio, quindi il timpano non risponde ai lenti cambiamenti della pressione statica - su e giù, ecc. Ci sono tre piccoli ossicini uditivi nell'orecchio medio:
martello, incudine e staffa.
Il martello è attaccato a timpano un'estremità, l'altra viene a contatto con l'incudine, che è collegata alla staffa con l'ausilio di un piccolo fascio. La base della staffa è collegata a finestra ovale nell'orecchio interno.

Orecchio medio svolge le seguenti funzioni:
abbinare l'impedenza dell'ambiente aereo con l'ambiente liquido della coclea dell'orecchio interno; difesa da suoni forti(riflesso acustico); amplificazione (meccanismo a leva), grazie alla quale la pressione sonora trasmessa all'orecchio interno viene aumentata di quasi 38 dB rispetto a quella che entra nel timpano.

orecchio interno situato nel labirinto di canali in osso temporale, e comprende l'organo dell'equilibrio ( apparato vestibolare) e una lumaca.

Lumaca(coclea) svolge un ruolo importante nella percezione uditiva. È un tubo di sezione variabile, piegato tre volte come la coda di un serpente. Nello stato aperto, ha una lunghezza di 3,5 cm, all'interno la lumaca ha un aspetto estremamente struttura complessa. Lungo tutta la sua lunghezza è diviso da due membrane in tre cavità: la scala vestibuli, la cavità mediana e la scala tympani.

Nell'organo del Corti avviene la trasformazione delle vibrazioni meccaniche della membrana in discreti impulsi elettrici delle fibre nervose. Quando la membrana basilare vibra, le ciglia sulle cellule ciliate si flettono e questo genera un potenziale elettrico, che provoca un flusso di energia elettrica impulsi nervosi, portando tutte le informazioni necessarie sul segnale sonoro ricevuto al cervello per un'ulteriore elaborazione e risposta.

Le parti superiori del sistema uditivo (compresa la corteccia uditiva) possono essere considerate come un processore logico che estrae (decodifica) segnali sonori utili sullo sfondo del rumore, li raggruppa secondo determinate caratteristiche, li confronta con le immagini in memoria, determina il loro valore informativo e decide le azioni di risposta.