Quanto lontano può sentire una persona? Psicoacustica e caratteristiche della percezione

Spesso valutiamo la qualità del suono. Quando si sceglie un microfono, un programma di elaborazione audio o un formato di registrazione di file audio, una delle domande più importanti è 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 i suoni di determinate frequenze. Ciò è dovuto alle peculiarità del meccanismo dell'orecchio interno. I recettori situati sulla membrana principale dell'orecchio interno convertono le vibrazioni sonore in potenziali elettrici che eccitano le fibre del nervo uditivo. Le fibre del nervo uditivo hanno selettività in frequenza dovuta all'eccitazione delle cellule dell'organo di Corti situate in diversi punti della membrana principale: le alte frequenze sono percepite vicino alla finestra ovale, le basse frequenze - nella parte superiore della spirale.

Strettamente correlato alla caratteristica fisica del suono, la frequenza, è il tono che sentiamo. La frequenza viene misurata come il numero di cicli completi di un'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, che ha uno spettro discreto (suoni musicali, suoni vocalici della parola), in cui si distingue la frequenza di un'onda sinusoidale, che ha l'ampiezza massima in questo insieme. Un segnale che ha un ampio spettro continuo, le cui componenti di frequenza hanno la stessa intensità media, è chiamato rumore bianco.

Un graduale aumento della frequenza delle vibrazioni sonore è percepito come un graduale cambiamento di tono dal più basso (bassi) al più alto.

Il grado di precisione con cui una persona determina l'altezza di un suono a orecchio dipende dalla nitidezza e dall'allenamento del suo udito. L'orecchio umano è bravo a distinguere due toni che sono vicini nel 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 - armoniche. Corrispondono a frequenze che sono multipli di una certa frequenza di 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 l'altezza percepita da una persona trasmette in modo più accurato la frequenza di base. Il timbro, essendo 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 "impurità", dette armoniche. Gli armonici sono un multiplo della frequenza del tono fondamentale e minore della sua ampiezza. Il timbro del suono dipende dalla distribuzione di intensità sugli armonici. Lo spettro della combinazione di suoni musicali, chiamato accordo, risulta essere più complesso. In tale spettro, ci sono diverse frequenze fondamentali insieme agli 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 frequenza percepita da una persona, 16-20.000 Hz, copre da circa dieci a undici ottave.

Ampiezza delle vibrazioni sonore e volume.

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 basse o delle alte frequenze - come silenziosi o non udibili affatto. Questa caratteristica della percezione del suono è dovuta al fatto che le informazioni sonore necessarie per l'esistenza umana - parole o suoni della natura - vengono trasmesse principalmente nella gamma delle frequenze medie. Quindi, 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 ad una frequenza più alta e lungo un maggior numero di fibre nervose.

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

L'intensità del suono è misurata in decibel (dB) (1 bel è uguale 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: un suono appena udibile (soglia uditiva) 0 dB; sussurro vicino all'orecchio 25-30 dB; discorso di volume medio 60-70 dB; parlato molto forte (urlando) 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 sonorità distinguibili alle medie frequenze non supera i 250, alle basse e alle alte frequenze diminuisce drasticamente e si attesta in media a circa 150.

Tutti hanno visto su audiogrammi o apparecchiature audio un tale parametro del volume o associato ad esso -. 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, il che in realtà significa una certa pressione sonora percepita dall'orecchio. Le statistiche dicono che l'intervallo normale è sia un leggero calo a 20dB, sia un udito al di sopra della norma sotto forma di -10dB! Il delta della "norma" è di 30 dB, che in qualche modo è abbastanza.

Qual è la gamma dinamica dell'udito? Questa è la capacità di ascoltare i suoni a diversi volumi. È generalmente accettato come un dato di fatto che l'orecchio umano può sentire da 0dB a 120-140dB. Si sconsiglia vivamente di ascoltare suoni già a partire da 90dB e oltre per molto 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 100dB. In pratica, tutti sono stati in un club o in un concerto in cui la musica suonava ad alto volume - e il dettaglio è meraviglioso. Abbiamo ascoltato la registrazione a malapena silenziosamente attraverso le cuffie, sdraiati in una stanza tranquilla - e anche tutti i dettagli erano a posto.

In effetti, la perdita dell'udito può essere descritta come una riduzione della gamma dinamica. In effetti, una persona con problemi di udito non può 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" le informazioni che in realtà sono comprese tra i 130 dB e gli 80 dB. E se ti ricordi anche che i decibel sono una dipendenza non lineare, allora l'intera tragedia della situazione diventa chiara.

Ma ora parliamo di 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 sentire il discorso ordinario da 10 metri. Ma poi appare una persona con un udito perfetto - sopra lo 0 per 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 lavorare il cervello in un modo completamente e qualitativamente diverso. Molte più informazioni, è molto più accurato e dettagliato, perché. si sentono sfumature e armoniche sempre più diverse, che scompaiono con una gamma dinamica ristretta: 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 70dB, poi improvvisamente ho iniziato ad ascoltare - 20dB, poi 100dB. La transizione dovrebbe richiedere il minor tempo possibile. E infatti, si può dire che una persona con una caduta non si permette di avere una vasta gamma dinamica. Le persone sorde sembrano sostituire l'idea che tutto è molto rumoroso ora - e l'orecchio si prepara a sentire forte o molto forte, invece della situazione reale.

Allo stesso tempo, la gamma dinamica per la sua presenza mostra che l'orecchio non solo registra i suoni, ma si adatta anche al volume attuale per ascoltare tutto bene. Il parametro del volume complessivo viene trasmesso al cervello esattamente allo stesso modo dei 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 semplicemente. Pertanto, l'udito rimane eccellente sia nella gamma dinamica che allo stesso tempo nella gamma di frequenza.

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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 ascoltato da una persona sia suddivisa in categorie generali (bassi, medi, alti) e in sottocategorie più ristrette (bassi alti , medio-basso ecc.). Allo stesso tempo, queste informazioni sono estremamente importanti non solo per gli esperimenti con l'audio per auto, ma anche utili per lo sviluppo generale. La conoscenza tornerà sicuramente utile quando si configura un sistema audio di qualsiasi complessità e, soprattutto, aiuterà a valutare correttamente i punti di forza o di debolezza di un particolare sistema di altoparlanti o le sfumature della stanza in cui si ascolta la musica (nel nostro caso, il 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 ambientale sulla colorazione del suono, il contributo del sistema acustico stesso a suonare e in modo più sottile a distinguere 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 della divisione dello spettro delle frequenze udibili ci è venuta in parte dal mondo musicale, in parte dal mondo 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 all'interno 10 Hz (limite inferiore) - 200 Hz (limite superiore). Il limite inferiore parte esattamente da 10 Hz, anche se nella visione classica una persona è in grado di sentire da 20 Hz (tutto al di sotto cade nella regione infrasuonica), i restanti 10 Hz possono ancora essere parzialmente ascoltati, e anche 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 guasto 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 acuto in termini di percezione, poiché i medi e gli alti si gonfieranno e prevarranno sullo sfondo dell'assenza di una buona regione satura dei bassi.
  
  Un numero abbastanza elevato di strumenti musicali riproduce 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 fin dall'inizio della gamma udibile (da 20 Hz) può essere tranquillamente chiamato organo a fiati.
• Medie frequenze. I limiti della gamma delle frequenze medie sono all'interno 200 Hz (limite inferiore) - 2400 Hz (limite superiore). La gamma media sarà sempre fondamentale, determinante e di fatto costituisce la base del suono o della musica della composizione, quindi la sua importanza non può essere sopravvalutata.
  Questo è spiegato in diversi modi, ma principalmente questa caratteristica della percezione uditiva umana è determinata dall'evoluzione: è successo così nel corso dei molti anni della nostra formazione che l'apparecchio acustico cattura la gamma delle frequenze medie in modo più nitido e chiaro, perché. al suo interno c'è il linguaggio umano ed è lo strumento principale per una comunicazione efficace e per la sopravvivenza. Questo spiega anche una certa non linearità della percezione uditiva, che è sempre mirata alla predominanza delle medie frequenze nell'ascolto della musica, perché. il nostro apparecchio acustico è più sensibile a questa gamma e si adatta automaticamente anche ad essa, come se "amplificasse" di più sullo sfondo di altri suoni.
  
  Nella gamma media c'è la stragrande maggioranza dei suoni, degli strumenti musicali o delle voci, anche se una gamma ristretta è influenzata dall'alto o dal basso, 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 altre corde, 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 riesce a sentire oltre i 20 kHz, ma ci sono rare persone con sensibilità fino a 30 kHz.
  Inoltre, un certo numero di armonici musicali può teoricamente entrare nella regione sopra i 20 kHz e, come sapete, gli armonici sono in definitiva responsabili della colorazione del suono e della percezione timbrica finale dell'intera immagine sonora. Le frequenze ultrasoniche apparentemente "non udibili" possono chiaramente influenzare lo stato psicologico di una persona, anche se non verranno ascoltate nel solito modo. 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 arrivare nella regione di 7000 Hz e oltre con l'aiuto di sfumature 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) in modo più completo nel suono.

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, per le sue caratteristiche costruttive, non è in grado di riprodurre la musica nel modo che l'autore o il tecnico del suono intendeva originariamente al momento della registrazione.

Ascoltando la musica, una persona sente una combinazione del suono di strumenti e voci, ognuna delle 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 udibile inferiore a quello superiore. Va tenuto presente che, nonostante la stessa intensità dei suoni a diverse gamme di frequenza, l'orecchio umano percepisce queste frequenze con un volume diverso, il che è ancora una volta dovuto al meccanismo del dispositivo biologico dell'apparecchio acustico. La natura di questo fenomeno è spiegata sotto molti aspetti anche dalla necessità biologica di adattamento principalmente alla gamma sonora delle frequenze medie. Quindi, in pratica, un suono avente una frequenza di 800 Hz con un'intensità di 50 dB sarà percepito soggettivamente dall'orecchio come più forte di un suono della stessa forza, ma con una frequenza di 500 Hz.

Inoltre, diverse frequenze sonore che inondano la gamma di frequenze udibili del suono avranno una sensibilità al dolore di soglia diversa! 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 non uniforme dell'intensità a diverse frequenze a livelli di volume normali, si osserva all'incirca la stessa dipendenza rispetto alla soglia del dolore: si manifesta più rapidamente alle medie frequenze, ma ai margini del range udibile la soglia diventa più alto. Per confronto, la soglia del dolore a una frequenza media di 2000 Hz è di 112 dB, mentre la soglia del dolore a una frequenza bassa di 30 Hz sarà già di 135 dB. La soglia del dolore alle basse frequenze è sempre più alta che alle medie e alte frequenze.

Una simile disparità 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 emissione d'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 che i suoni con un'intensità superiore a 90 dB sono dannosi per la salute e possono portare a degrado e notevoli danni all'udito. Ma allo stesso tempo, un suono a bassa intensità troppo basso soffrirà di forti irregolarità di frequenza dovute alle caratteristiche biologiche della 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 marcata mancanza (si potrebbe dire un fallimento) di basse e alte frequenze. Il problema nominato è noto da tempo, per combatterlo anche una nota funzione chiamata compensazione del volume, che, per equalizzazione, equalizza i livelli delle frequenze basse e alte vicino al livello delle medie, eliminando così un calo 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 equivalente in intensità (con una deviazione di 3-5 dB). Anche se l'allineamento non è 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 in sistemi con amplificazione canale per canale separata.

Dividere 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 preciso il segmento previsto della gamma sonora. Considera questa divisione:

Un piccolo numero selezionato di strumenti scendono nella regione del basso più basso, e ancor di più il sub-basso: contrabbasso (40-300 Hz), violoncello (65-7000 Hz), fagotto (60-9000 Hz), tuba ( 45-2000 Hz), fiati (60-5000Hz), basso (32-196Hz), grancassa (41-8000Hz), sassofono (56-1320Hz), pianoforte (24-1200Hz), sintetizzatore (20-20000Hz) , 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 acute 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. A differenza dei bassi inferiori, 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, si esprime sempre come veloce e pungente, come un 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 segmento ristretto della gamma sonora può dare all'ascoltatore la sensazione del leggendario "pugno" (dall'inglese pugno - colpo), quando un suono potente è percepito da un colpo tangibile e forte al petto. Pertanto, un basso veloce superiore ben formato e corretto in un sistema musicale può essere riconosciuto dallo sviluppo di alta qualità di un ritmo energico, un attacco raccolto e dagli strumenti ben formati nel registro inferiore delle note, come il violoncello , pianoforte o strumenti a fiato.

Nei sistemi audio, è più opportuno dare un segmento della gamma dei bassi alti a altoparlanti 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 di configurazione che saranno in grado di rivelare pienamente 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 il basso superiore è già ben localizzato/definito nello spazio a orecchio, la gamma sopra i 100 Hz deve essere data esclusivamente agli altoparlanti frontali 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 un numero abbastanza elevato di strumenti e persino voci maschili a bassa frequenza. Pertanto, tra gli strumenti ci sono gli stessi che suonavano il 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.

Medio-basso (da 200 Hz a 500 Hz)- l'area più vasta, che cattura la maggior parte degli strumenti e delle voci, sia maschili che femminili. Poiché l'area medio-bassa passa effettivamente dal basso superiore saturato di energia, 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 sono concentrate le armoniche più basse e gli armonici che riempiono la voce, quindi è estremamente importante per la corretta trasmissione della voce e della saturazione. È anche nella parte centrale inferiore che si trova l'intero potenziale energetico della voce dell'esecutore, senza il quale non ci sarà un corrispondente ritorno e risposta emotiva. Per analogia con la trasmissione della voce umana, anche molti strumenti dal vivo nascondono il loro potenziale energetico in questo segmento della gamma, specialmente quelli il cui limite udibile inferiore parte 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, la parte centrale inferiore è responsabile del corretto design della maggior parte degli strumenti e delle voci, saturando queste ultime e rendendole riconoscibili dal timbro. Inoltre, la parte medio-bassa è estremamente impegnativa in termini di corretta trasmissione di una gamma di bassi a tutti gli effetti, poiché "raccoglie" l'unità e l'attacco del basso a percussione principale e dovrebbe supportarlo correttamente e "finire" senza intoppi. riducendolo gradualmente 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 da una sovrabbondanza o dalla presenza di frequenze risonanti, allora il suono stancherà l'ascoltatore, risulterà sporco e leggermente borbottio .
Se c'è una carenza nella regione medio-bassa, 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", verranno inquadrati 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 della parte medio-bassa 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 costruisci 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 dalle caratteristiche di design del diffusore stesso (diffusore, sospensione e altre caratteristiche).
Inoltre, una corretta localizzazione è fondamentale per l'intera gamma delle 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 ciò dipenderà in gran parte dalle caratteristiche del design del cono dell'altoparlante stesso.

Il medio basso copre quasi tutti gli strumenti esistenti e le voci umane, anche se non gioca 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 ha saputo riconquistare la gamma bassa della regione dei bassi, ma ad essi se ne aggiungono altri che partono già dal medio basso: 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 mezzo puro, 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 frequenza, puoi trovare le note principali e le armoniche 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 cedimento nel mezzo, il suono diventa noioso e inespressivo, perde sonorità e luminosità, la voce cessa di affascinare e di fatto scompare. Inoltre, la parte centrale 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 che sono già stati 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 della gamma molto delicata ed esigente, che deve essere maneggiata con cura e attenzione. In quest'area non ci sono tante note fondamentali che costituiscono la base del suono di uno strumento o di una voce, ma un gran numero di armonici e armonici, grazie ai quali il suono si colora, diventa acuto e brillante. Controllando questa regione della gamma di frequenze, si può effettivamente giocare con la colorazione del suono, rendendolo vivo, scintillante, trasparente e acuto; o viceversa secco, moderato, ma allo stesso tempo più deciso e trascinante.

Ma enfatizzare eccessivamente questa gamma ha un effetto estremamente indesiderabile sull'immagine sonora, perché. inizia a tagliare notevolmente l'orecchio, irritare e persino causare doloroso disagio. 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 alla parte medio-alta, alla fine si formano voci e molti strumenti, che si distinguono bene per l'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 colloca lo spettro delle consonanti e continuano le vocali che apparivano nelle prime gamme del mezzo. In senso generale, la parte centrale superiore enfatizza favorevolmente e rivela pienamente quegli strumenti o voci che sono saturati di armoniche superiori, armoniche. In particolare, le voci femminili, molti strumenti ad arco, ad arco 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, sebbene molti siano già rappresentati solo sotto forma di avvolgimenti e armoniche. L'eccezione sono alcuni rari, inizialmente contraddistinti da una gamma di basse frequenze limitata, ad esempio una tuba (45-2000 Hz), che termina completamente la sua esistenza nella parte medio-alta.

Bassi alti (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. Gli alti più bassi sono anche inondati da varie armoniche di strumenti e voci, che allo stesso tempo svolgono un ruolo molto specifico e importante nel disegno finale dell'immagine musicale ricreata artificialmente. Gli alti più bassi portano il carico principale della gamma delle alte frequenze. Nel suono si manifestano per la maggior parte con residui e ben ascoltati armonici vocali (principalmente femminili) e incessanti forti armoniche di alcuni strumenti, che completano l'immagine con i tocchi finali di naturale colorazione 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 parlato diventerà secco, senza vita e incompleto, all'incirca la stessa cosa accade con le parti strumentali: la luminosità si perde, l'essenza stessa della sorgente sonora è 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, non è impegnativo per la potenza in ingresso (entro limiti ragionevoli) per analogia con la sezione centrale e soprattutto con la sezione dei bassi, ma è anche estremamente importante che il suono suoni correttamente, realisticamente e almeno magnificamente. Il tweeter copre l'intera gamma udibile delle alte frequenze da 2000-2400 Hz a 20000 Hz. Nel caso dei tweeter, proprio come la sezione dei medi, il corretto posizionamento fisico e la direttività sono molto importanti, poiché i tweeter non sono coinvolti solo nella modellazione del palcoscenico, ma anche nella messa a punto.

Con l'aiuto dei tweeter, puoi controllare in gran parte la scena, ingrandire/ridurre 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 di fascia media, 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 dell'accordatura corretta e la delicatezza della sezione HF dipendono dal design dell'altoparlante e dal suo diagramma polare.

Strumenti che suonano fino agli alti più bassi, lo fanno principalmente attraverso gli armonici piuttosto che i fondamentali. Diversamente, negli acuti più bassi, quasi tutti gli stessi che erano nel segmento dei medi "live", cioè quasi tutti quelli esistenti. È lo stesso con la voce, che è particolarmente attiva nelle alte frequenze più basse, una particolare luminosità e influenza si può sentire 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, il più diminuisce la soglia di percezione). Nel percorso musicale, queste frequenze danno una sensazione di purezza, trasparenza, "ariosità" e una certa completezza soggettiva.

In effetti, il segmento di gamma presentato è paragonabile con una maggiore chiarezza e dettaglio del suono: se non c'è avvallamento nella parte centrale alta, 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 la parte superiore inferiore, la nitidezza del suono sembra essere sfocata 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 sonoro nello spazio, cioè allontanalo o avvicinalo.

Le frequenze medio-alte alla fine forniscono l'effetto presenza desiderato (più precisamente, lo completano al meglio, 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 sfumature sia in relazione alla parte strumentale che nelle parti vocali. Alla fine del segmento medio-alto, iniziano "aria" e trasparenza, che possono anche essere percepite abbastanza chiaramente e influenzare la percezione.

Nonostante il suono sia in costante diminuzione, in questo segmento 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 Air Support (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), 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).

Alto alto (da 9600 Hz a 30000 Hz) una gamma molto complessa e incomprensibile per molti, che fornisce per la maggior parte supporto per determinati strumenti e voci. Gli alti 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 preciso e specifico. Quando si cerca di creare un suono "hi-fi" di fascia alta o anche "hi-end", viene prestata la massima attenzione alla gamma degli acuti superiori, poiché si crede giustamente che nel suono non si possa perdere il minimo dettaglio.

Inoltre, oltre alla parte udibile immediata, la regione alta superiore, trasformandosi dolcemente in frequenze ultrasoniche, può avere ancora qualche effetto psicologico: anche se questi suoni non sono udibili chiaramente, le onde vengono irradiate nello spazio e possono essere percepite da un persona, mentre più a livello di formazione dell'umore. Alla fine influiscono anche sulla 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 frizzante 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 immergesse in profondità nel palcoscenico e fosse avvolto dal suono. Tuttavia, un eccesso di saturazione del suono nell'intervallo ristretto indicato può rendere il suono inutilmente "sabbioso" e innaturalmente sottile.

Quando si parla della gamma delle alte frequenze superiori, vale anche la pena menzionare il tweeter chiamato "super tweeter", che in realtà è una versione strutturalmente ampliata del tweeter convenzionale. Tale altoparlante è progettato per coprire una porzione più ampia della gamma nella parte superiore. Se la portata operativa di un tweeter convenzionale termina al limite previsto, al di sopra del quale l'orecchio umano teoricamente non percepisce informazioni sonore, ad es. 20 kHz, quindi il super tweeter può aumentare questo confine a 30-35 kHz.

L'idea perseguita dalla realizzazione di un diffusore così sofisticato è molto interessante e curiosa, proveniva 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 sonore/lettori, 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 una perdita di qualità.

In realtà la divisione della gamma di frequenze udibili in segmenti condizionali si presenta come sopra descritto, in realtà con l'ausilio della divisione è più facile capire problemi nel percorso audio per eliminarli o equalizzare il suono. Nonostante ogni persona immagini una sorta di immagine di riferimento del suono che è esclusivamente sua e comprensibile solo a lui, in accordo solo con le sue preferenze di gusto, la natura del suono originale tende a bilanciare, o meglio a mediare tutte le frequenze sonore . Pertanto, il suono da studio corretto è sempre equilibrato e calmo, l'intero spettro delle frequenze sonore in esso contenuto tende a una linea piatta sul grafico della risposta in frequenza (risposta ampiezza-frequenza). 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 su tutta la gamma udibile. Un tale suono, per sua natura, può sembrare noioso e inespressivo, privo di lucentezza e di nessun interesse per un normale ascoltatore inesperto, ma è lui che è veramente corretto in effetti, lottando per l'equilibrio per analogia con come le leggi della universo in cui viviamo si manifestano. .

In un modo o nell'altro, il desiderio di ricreare un carattere specifico del suono all'interno della struttura del proprio sistema audio dipende interamente dalle preferenze dell'ascoltatore stesso. Ad alcune persone piace il suono con bassi potenti prevalenti, ad altri piace la maggiore luminosità dei picchi "sollevati", altri possono godersi la voce aspra enfatizzata nel mezzo per ore ... Ci può essere un'enorme varietà di opzioni di percezione e informazioni su la divisione in frequenza della gamma in segmenti condizionali aiuterà solo chiunque voglia creare il suono dei propri sogni, solo ora con una comprensione più completa delle sfumature e delle sottigliezze delle leggi a cui obbedisce un fenomeno fisico.

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 in linea di principio di costruire una scena, ma darà anche preziosa esperienza nella valutazione della specificità del suono. Con l'esperienza, una persona sarà in grado di identificare istantaneamente i difetti del suono a orecchio, inoltre, descrivere in modo molto accurato i problemi in una determinata parte dell'intervallo e suggerire una possibile soluzione per migliorare l'immagine sonora. La correzione del suono può essere eseguita con vari metodi, in cui un equalizzatore può essere utilizzato come "leve", ad esempio, oppure è possibile "giocare" con la posizione e la direzione degli altoparlanti, cambiando così la natura delle prime riflessioni di l'onda, 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 estensione (rispetto agli strumenti musicali) è la più ampia, ad eccezione di alcuni strumenti, come il pianoforte.
Inoltre, a diverse età una persona può emettere suoni di diverse altezze, nell'infanzia fino ad altezze ultrasoniche, nell'età adulta una voce maschile è abbastanza capace di cadere estremamente bassa. Qui, come prima, le caratteristiche individuali delle corde vocali umane sono estremamente importanti, perché. ci sono persone che possono stupire con la loro voce nella gamma di 5 ottave!

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

Uomini
• Basso profondo (extra basso) 43,7-262 Hz
• Bassi (bassi) 82-349 Hz
• Baritono (medio) 110-392 Hz
• Tenore (acuto) 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 di perdita dell'udito legato all'età che ti aiuterà a conoscere i limiti del tuo udito.

Nel video vengono riprodotti vari suoni, 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 chiamati cellule ciliate che si danneggiano e degenerano nel tempo.

Questo tipo di perdita dell'udito è chiamato ipoacusia neurosensoriale. Una serie di infezioni, farmaci e malattie autoimmuni possono causare questo disturbo. Le cellule ciliate esterne, che sono sintonizzate per captare le frequenze più alte, di solito muoiono per prime, 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 che può essere ascoltata dall'orecchio umano varia da 20 (inferiore alla nota più bassa su un pianoforte) a 20.000 Hertz (superiore alla nota più alta su un piccolo flauto). Tuttavia, il limite superiore di questo intervallo diminuisce costantemente con l'età.

2 persone parlarsi 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 ultrasuoni, e quelli sotto infrasuoni.

4. Il nostro le orecchie non smettono di funzionare anche 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 tale silenzio da essere anche in vecchiaia. sentire sussurri fino a 300 metri di distanza.

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

10. Seduto davanti relatori a un concerto rock, ti stai esponendo 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; una funzione speciale dell'apparecchio acustico che viene eccitata dalle vibrazioni sonore dell'ambiente, come aria o acqua. Una delle sensazioni distanti biologiche, chiamata anche percezione acustica. Fornito dal sistema sensoriale uditivo.

L'udito umano è in grado di ascoltare suoni che vanno da 16 Hz a 22 kHz quando si trasmette vibrazioni attraverso l'aria e fino a 220 kHz quando si trasmette il suono attraverso le ossa del cranio. Queste onde hanno un importante significato biologico, ad esempio onde sonore nell'intervallo 300-4000 Hz corrispondono alla voce umana. I suoni superiori a 20.000 Hz hanno scarso valore pratico, poiché vengono rapidamente decelerati; le vibrazioni inferiori a 60 Hz sono percepite attraverso il senso vibrazionale. La gamma di frequenze che una persona è in grado di sentire 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: 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 anche più alta.
Negli esseri umani, 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 di vari organi, che possono differire significativamente nella loro struttura dall'orecchio dei mammiferi. Alcuni animali sono in grado di percepire vibrazioni acustiche non udibili dall'uomo (ultrasuoni o infrasuoni). I pipistrelli usano gli ultrasuoni per l'ecolocalizzazione durante il volo. I cani sono in grado di sentire gli ultrasuoni, che sono la base per il lavoro dei fischietti 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.

Il meccanismo del 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, altezza, timbro, battiti, consonanze-dissonanze, mascheramento, localizzazione-effetto stereo, ecc.
Le sensazioni uditive sono associate a caratteristiche fisiche in modo ambiguo e non lineare, ad esempio il volume dipende dall'intensità del suono, dalla sua frequenza, dallo spettro, ecc. Anche nel secolo scorso si è affermata la legge di Fechner, che ha confermato che questo rapporto è non 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, altezza - con un cambiamento nel logaritmo di frequenza e così via.

Tutte le informazioni sonore che una persona riceve dal mondo esterno (costituisce circa il 25% del totale), riconosce con l'aiuto del sistema uditivo e il lavoro delle parti superiori del cervello, le traduce nel mondo di le sue sensazioni e decide 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.

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

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

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

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

Orecchio medio svolge le seguenti funzioni:
far corrispondere l'impedenza dell'ambiente aereo con l'ambiente liquido della coclea dell'orecchio interno; protezione dai suoni forti (riflesso acustico); amplificazione (meccanismo a leva), per cui 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 dei canali nell'osso temporale, e comprende l'organo dell'equilibrio (apparato vestibolare) e la coclea.

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

La trasformazione delle vibrazioni meccaniche della membrana in impulsi elettrici discreti delle fibre nervose avviene nell'organo di Corti. Quando la membrana basilare vibra, le ciglia sulle cellule ciliate si piegano e questo genera un potenziale elettrico, che provoca un flusso di impulsi nervosi elettrici che trasportano tutte le informazioni necessarie sul segnale sonoro in ingresso 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) utili segnali sonori sullo sfondo del rumore, li raggruppa secondo determinate caratteristiche, li confronta con le immagini in memoria, determina il loro valore informativo e prende una decisione sulle azioni di risposta.