FREQUENZE UDIBILI, INUDIBILI E DINTORNI

Pubblicato il 12/06/2020

{1}Argomento|]1,Inf]Argomenti: Riproduzione audio hi-fi

Il mondo è essenzialmente costituito da frequenze, tuttavia a noi interessano solo una minima parte di esse: quelle che vanno dai 20Hz ai 20kHz.

 

I famosi 20-20 sono le frequenze che l'uomo percepisce, tuttavia non dobbiamo intenderle come delle regole ferree. Questo intervallo è infatti una media: ci sono persone che sentono anche 16Hz e persone che odono chiaramente anche i 23kHz. Nessun superuomo comunque: chi sente sotto i 20Hz non arriva a 20kHz e chi sale a 23kHz rischia ben spesso di non sentire i 45Hz.

 

Insomma quanto sente una persona non è propriamente una regola matematica, ma comunque possiamo compiere delle approssimazioni senza far torto a nessuno.

 

QUELLI CHE SONO GOLEM O PIPISTRELLI

Eppure nella nostra quotidianità quante volte abbiamo incontrato persone che dicevano di sentire qualcosa di inudibile. Quelli che affermano di sentire anche frequenze di 4Hz li definsco golem, gli altri... quelli che manca poco e sentono i GHz li definisco batman.

Effettivamente a sentirli parlare sembrano abbastanza convincenti... ma i 4Hz o i 100kHz mai essere umano li potrà udire. Il fatto è che qualsiasi persona è, volente o nolente, anche psiche. Di fatto si parla spesso di psicoacustica... e ad essere pignoli anche l'effetto stereo è psicoacustica, di fatto noi stiamo sentendo due casse che suonano due tracce elaborate per creare nel nostro cervello una scena. Quando si parla di psicoacustica non bisogna infatti pensare ad oli miracolosi o stronzate varie che i fintotecnici continuano a propinare come elementi di psicosi acustica (mostrando che non conoscono bene nè il termine psicosi, nè il funzionamento complesso dell'essere umano)... psicoacustica è qualcosa che coinvolge il nostro cervello! Ma non addentriamoci troppo in questo interessante argomento: stiamo su qualcosa di misurabile! Torniamo agli HZ e a cercare di capire come queste persone effettivamente vadano a sentire così tanto di più o di meno.

Bhè 4Hz è una frequenza da terremoto; elemento giustamente traumatico e che spaventa anche chi mai l'ha vissuto in prima persona. In effetti la persona che li "sente" di solito o ha vissuto il trauma del terremoto, oppure è una buona osservatrice della realtà; vede qualcosa che non quadra nella natura ed allora dice: "lo sentivo". Spesso adduce anche elementi fisici a cui spesso si dà poca importanza come un lieve mal di testa o una minima indisposizione. Tuttavia le orecchie non hanno realmente sentito nulla.

Chi invece sente frequenze molto sopra il normale (un conto è sentire i 23kHz... ma i 40kHz proprio no) invece non sono mai riuscito a trovare una spiegazione plausibile ed in effetti spesso queste persone definiscono il loro sentire con termini abbastanza strani: uno su tutti "ariosità". In realtà non è successo nulla a livello di frequenze, spesso infatti sentono, come tutti, il miglioramento di linearità di fase (avviene solitamente in ascolto di qualcosa, mai in una situazione reale).

 

MA! IO SENTO LA DIFFERENZA TRA I 40kHz e i 45kHZ! INSOMMA NON DIRE STUPIDAGGINI!

Calma! Calma! Prima si parlava di toni puri... quando passiamo a qualcosa di multitonale (basta anche un bitonale) noi effettivamente sentiamo perfettamente una frequenza. Nel caso dei 40kHz e dei 45kHz, se non lo avete mai fatto provate (no non si spacca nulla)... Se create due tracce tonali con queste due frequenze separate e le lanciate una alla volta effettivamente non sentirete un cavolo di nulla; provate a metterle una sul diffusore destro e una sul diffusore sinistro... non dovreste sentire nulla (ma se non avete una buona sala potreste sentire qualcosa); ora provate a farle suonare entrambe su entrambi i diffusori ... Magia! Si sente!

 

No calma! Figa aspettate ed evitate di correre a soluzioni spesso assurde!

 

Ecco bravi! Ora create una traccia con la frequenza udibile di 5kHz.

Ascoltate... ebbene si è la stessa frequenza che stavate sentendo prima.

 

No Marco scusa io prima la sentivo più alta!

 

Vero quando ascoltavamo due frequenze oltre la banda udibile la sentivamo diversa, ma se ci attaccate subito la traccia da 5kHz capirete che in realtà è solo una percezione e che il nostro sistema la interpretava esattamente come 5kHz.

 

In effetti è così: il nostro orecchio contiene al suo interno delle parti che a conti fatti potrebbero sentire anche ben più in alto dei 20kHz, ma entrano in funzione quando abbiamo delle onde somma o sottrazione (no non sono armoniche). Queste onde sono il risultato che abbiamo udito prima: un onda a 40kHz ed un onda a 45kHz... sommate danno 85kHz, ma sottratte danno esattamente i famosi 5kHz di prima.

 

ALLORA SERVONO ELETTRONICHE CHE POSSANO RIPRODURRE ANCHE I GHZ E MICROFONI ADATTI

Ma anche no! Sapete che questo giochetto funziona anche con un subwoofer? Basta dare 40000Hz e 40050 ed il gioco è fatto!

Pensate che il giochetto funziona anche sui microfoni e che anche nello "schifoso" CD banalmente troviamo tutto quello che serve... perchè il microfono l'ha già registrato.

In effetti se state leggendo questo articolo probabilmente i produttori usano il giochetto dei bit e dei kHz per cercare di propinarvi l'idea che una cosa sia migliore di quell'altra. Ebbene gli alti campionamenti servono quando si registra, non quando si ascolta.

No non perchè si arriva più in alto, è per la latenza: i microfoni che di norma si usano spesso calano infatti già a 15/18kHz ed andare oltre i 20kHz è quasi un miraggio, mentre una latenza minore permette una migliore registrazione su supporto digitale.

 

COME IN EFFETTI SENTIAMO

Se qualche esperto (reale non cazzaro che ha leggiucchiato in internet qualcosa) puù rispondere in modo anche interessante a questo punto si faccia avanti... non scherzo: su Estatica se uno sa, trova spazio.

A livello puramente matematico diciamo che alcune frequenze non le possiamo sentire solo con le orecchie, per alcune il corpo ci viene in aiuto, mentre dal punto di vista direzionale in effetti riusciamo a percepire direzionalità solo con alcuni suoni... che guardacaso sono confrontabili alla nostra altezza!

Quando il suono ha una lunghezza d'onda maggiore infatti non riusciamo a capire bene la direzione da cui provenga... bene a conti fatti prendendo una persona di un paio di metri abbiamo una frequenza di 172Hz circa, ed in effetti nella media si incominciano a direzionare, con un po' di sudore, frequenze di 150Hz, tuttavia diciamo che iniziamo a direzionare bene dai 250Hz... praticamente la soglia della gamma media.

 

GAMME E MICA GAMME

Il fatto è che siamo abituati a parlare di bassi medi ed alti... ma siamo così certi di sapere bene bene cosa siano?

 

Vediamolo!

 

Allora praticamente i bassi sono dai 20Hz ai 320Hz: esattamente quattro ottave. (20-40, 40-80, 80-160, 160-320)

 

Tra i bassi possiamo creare ulteriori due gruppi: ultrabasse, le prime due ottave; e bassi, ovvero le ultime due ottave della gamma.

Queste tonalità non sono suonate da molti strumenti, addirittura se consideriamo la prima ottava questi si contano sulle dita di una mano: alcuni bassi e contrabbassi particolari, organo, pianoforte, grancassa... più qualche strumento esotico poco conosciuto.

 

Salendo troviamo i medi... ma calma i medi sono da questi famosi 320Hz a ben 3kHZ: infatti sono stati divisi in ben tre categorie.

I mediobassi vanno dai 320Hz ai 1kHz, e medi da 1kHz a 2kHz , dai 2kHz ai 3kHz i medioalti. Praticamente in queste tre bande ci stanno il 99% degli strumenti...

Dai 3kHz ai 6kHz abbiamo gli alti praticamente suonati da molti strumenti quali note più acute, anche se pochi si spingono veramente oltre i 4kHz.

Oltre i 6kz abbiamo le fondamentali di alcuni rari strumenti (giusto qualche piatto, ma per lo più qui finisce la banda strumentale e si entra nel mondo delle armoniche) e si va a parlare di ultralte.

Dai 10kHz ai 20kHz abbiamo l'ultima ottava in cui praticamente troviamo solo armoniche.

 

Onestamente parlando troviamo anche altre suddivisioni, personalmente preferisco quella appena esposta, che fonda, come avete potuto notare, le sue basi sulle fondamentali degli strumenti.

 

ARMONICHE E FONDAMENTALI

Fin qui abbiamo usato il termine fondamentale ed armonica come se fossero termini di uso comune. In realtà sono concetti molto semplici da capire se si ragiona pensando ad un qualsiasi strumento a corda, come una chitarra o un basso.

Se noi prendiamo il Mi più grave di un basso (in accordatura EADG che è la classica Mi-La-Re-Sol) questa nota corrisponde a 45Hz. Bene questa è la fondamentale.

Non confondete le armoniche col timbro. Il timbro è la forma d'onda della nota suonata dallo strumento. Le armoniche del Mi di prima sono tutte le onde naturalmente suonate dal Mi... quindi 90Hz, 135Hz etc etc, per calcolarle basta moltiplicare la fondamentale per un qualsiasi numero naturale, ovviamente anche le armoniche intercorrono a creare il timbro, ma questo è decisamente più complesso altrimenti avremmo un solo marchio per tipo di strumento.

Le armoniche sono importanti? Bhè si la gestione di queste da parte di uno strumento è abbastanza importante nella creazione del timbro, ma non pensiamo che siano tutte importanti; quelle di cui sono certo tutti potrete riconoscerne gli effetti le armoniche di secondo e terzo grado (il primo è infattio la fondamentale) perchè sono ancora di un ampiezza considerevole. Dalla quinta in poi diciamo tranquillamente che sono quasi impossibili da riconoscere perchè incominciano a suonare al 20% dell'ampiezza della fondamentale. La seconda armonica suona a metà ampiezza e la terza siamo ancora attorno ad un ragguardevole 35% dell'ampiezza della fondamentale. Considertando che teoricamente le armoniche calano in ampiezza seguendo una scala logaritmica con limite posto a 0 soppiamo benissimo capire che ben presto si arriva ad un abbattimento importante dell'ampiezza delle armoniche e perciò del loro peso globale in db.

 

CONCLUSIONI

Sperando di aver reso il tutto semplice e maccaronico... quale una perfetta discussione da bar!

Spero di aver posto dei minimi paletti ai vagheggiamenti audio.

In primis il nostro orecchio ha dei limiti, ma ha anche la capacità di darci informazioni interessanti sul non udibile.

In secundis spero di aver chiarito un po' di più cosa sono le bande audio, anche se ho seguito l'interpretazione più musicale.

In terzis spero di aver chiarito a tutti come funziona l'audio posizionale reale e del perchè forse bisogna smettere di star li a parlare di suoni evidentemente non posizionali (ovviamente dovete aver letto https://estatica.it/it/letture/articolo/audio-surround-cose-serve-veramente)

In quartis spero che anche l'immagine abbia aiutato a far capire il perchè chi dice di sentire ogni songola armonica debba essere preso con le pinze.

Children of Bodom

Fondamentale a 100Hz e successive 20 armoniche.