Distorsione_Aurale
21 giugno 2018
MB


L'orecchio, come trasduttore, non è lineare e produce distorsione armonica e di intermodulazione. La distorsione aurale è stata stimata con una certa precisione utilizzando i battimenti.

Distorsione aurale (vedere suono dell’amplificatore)

L’apparato uditivo non è lineare e produce distorsione di intermodulazione (vds terzo suono). Necessariamente produce anche distorsione armonica detta distorsione aurale. La distorsione aurale nasce nelle coclea ed è nota dal 1924 (effetto del primo ordine). Studi successivi hanno confermato il fenomeno che è stato misurato sfruttando i battimenti.

 

Alcune considerazioni personali:

Se la distorsione nasce nella coclea c’è un problema:

 

-          un suono di forte intensità raggiunge il timpano e lo stapedio regola la sensibilità

-          alla coclea non arriva un segnale con intensità proporzionale alla pressione sul timpano ma inferiore

-          non c’è motivo di produrre più distorsione.

 

Se invece la distorsione nasce nel timpano (la cui tensione viene modificata) e ad una intensità maggiore corrisponde una distorsione aurale maggiore, allora l’apparato uditivo può dedurre il livello di loudness dal pattern di distorsione (ammesso che possegga un riferimento).

Visto che il livello di loudness è ricavabile dalla tensione dello stapedio perché l’apparato uditivo non prende le informazioni da lì?

Bisogna anche tenere conto che lo stapedio ha un margine di intervento limitato e può ridurre la sensibilità di una certa quantità (diciamo 30 dB) quindi, in effetti alla coclea possono arrivare vibrazioni di intensità tale da indurla a distorcere.

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La compressione tollerabile in un segnale musicale è dello stesso ordine di grandezza della compressione operata dallo stapedio. A fronte di un segnale intenso la compressione avviene “esternamente” all’orecchio se lo stapedio non deve intervenire (o interviene meno) la sensibilità rimane più alta

 

 

Frequenza delle armoniche autogenerate in funzione del livello del suono percepito

Livello del armoniche autogenerate in funzione del livello del suono percepito

 

 

Nel 1967 Olson ha misurato le prime 8 armoniche su una vasta gamma di livelli SPL (vds figura).

 

Si noti che l'orecchio crea livelli significativi della seconda armonica, quasi il 10% della fondamentale, per i livelli di pressione sonora (SPL) di 90 dBA e oltre.

 

Il grafico riporta l’energia di ciascuna armonica quindi l’1% si trova a –20 dB anziché a –40 come di norma.

 

Olsen, Harry F. “Music, Physics and Engineering”

Dover Publications, Inc. N.Y., 2nd ed. : 1967.

 

 

Questi dati provengono dalla tesi di leurea A NEW METHODOLOGY FOR AUDIO FREQUENCY POWER AMPLIFIER TESTING BASED ON PSYCHOACOUSTIC DATA THAT BETTER CORRELATES WITH SOUND QUALITY di Daniel H. Cheever (2001)

 

La seconda armonica di un tono a 1kHz sta 50dB sopra alla soglia di udibilità…..

Inspecting this data, the second harmonic of a 1kHz fundamental tone is 50dB above the threshold of hearing. In 1967 Olson[28] from RCA/Victor R&D Labs continued testing the first 8 harmonics and over a broad range of sound pressure levels, reproduced here in Fig. 2-2. This has been redrawn for clarity in Fig 2-3. Notice that the ear creates significant levels of the second harmonic, nearly 10% of the fundamental for sound pressure levels (SPL’s) of 90dBA and above.

 

Il livello delle armoniche oltre il terzo ordine rimane sotto allo 0.1% fino a pressioni di 120 dBA (prossime alla soglia del dolore) C’è da chiedersi come sia stato possibile misurare una nona armonica a oltre –100 dB a 80dBA.

 

Un aumento della distorsione con il livello d’ascolto (per esempio di un amplificatore) viene interpretata dal cervello come distorsione dell’orecchio stesso, che la giudica causata da un aumento di livello superiore al reale. In questo caso l’ascoltatore potrà attribuire alla catena di riproduzione una “capacità dinamica” superiore… “(Giussani)