Esercitazioni sul suono e la sua percezione

Fenomeni oscillatòri complessi

- Costruzione di forme d'onda e loro valutazione all'ascolto

Per costruire, elaborare e ascoltare forme d'onda è possibile, come primo passo, usare un programma di wave editing come Cool Edit della Syntrillium Software Corporation. Di seguito vediamo alcune schermate che illustrano praticamente la metodologia di generazione di forme d'onda con Cool Edit.

Il primo passo è la creazione di uno spazio per la forma d'onda

La selezione del comando New del menù File provoca la comparsa della seguente Dialog Box da cui è possibile impostare le caratteristiche del file sonoro che conterrà l'onda che si creerà

Adesso è possibile generare la forma d'onda. A questo scopo occorre usare la voce di menù Generate

Selezionando Tones apparirà la seguente Dialog Box

Come si può vedere, sono molti i parametri dell'oscillazione che possono essere modificati. L'esempio mostra i parametri da configurare per generare una sinusoide (dalla Combo Box General Flavor) di ampiezza -6dB (vedi la slide dB Volume), frequenza 440 Hz (v. la text box Base Frequency), fase 0 (v. la text box Start Phase) e durata 1 secondo (v. la text box Duration). Il risultato, conseguente alla pressione del bottone OK, sarà il seguente

Per generare forme d'onda non sinusoidali è possibile sommare fino a 5 sinusoidi la cui frequenza è in rapporto armonico (cioè multiplo intero) della frequenza fondamentale (Base Frequency). Il peso con cui ognuna sinusoide entra nella "mistura" è determinabile spostando il cursore del relativo slide del gruppo Frequency Components (la proporzione è data in percentuale); il numero di armonica (quindi, indirettamente, la frequenza) di ogni componente sinusoidale può essere impostato nelle text box situate sotto le suddette slide. La Dialog Box sottostante mostra come generare l'onda quadra approssimata già vista come esempio di forma d'onda complessa

Il risultato sarà il seguente la cui forma già conosciamo

Fare parecchi esperimenti modificando i numeri di armonica, le ampiezze, le frequenza base e altro. Con poche componenti si possono ottenere anche forme d'onda molto complesse, come le seguenti immagini dimostrano.

ottenendo

Percezione dei parametri fisici relativi a fenomeni oscillatori

- Esperimenti di psicoacustica

Proponiamo un'esperienza dimostrativa dei diagrammi di Fletcher e Munson usando Cool Edit. A questo scopo dobbiamo generare delle sinusoidi alle frequenze di 20, 50, 100, 300, 500, 1000, 2000, 3000, 5000, 7000, 10000, 15000 Hz a scatti di ampiezza di 20 dB a partire da 0 dB (soglia di udibilità) fino a 100 dB. Poiché la scala di ampiezze di Cool Edit è normalizzata a 0 dB, dovremo fare in modo di eguagliare i 100-120 dB della scala psicoacustica allo 0 della scala del programma. Ciò può essere effettuato solo in maniera approsimativa ed empirica nel seguente modo:

1. generare una sinusoide a 1000Hz al massimo dell'ampiezza (appunto 0 dB)
2. ruotare la manopola del volume dell'amplificatore fino a che il suono della sinusoide non diventi veramente fastidioso
3. l'ampiezza trovata corrisponderà ai 120 dB della scala acustica
4. tutte le altre ampiezze saranno ottenute a scatti di 20 dB a scendere (-20, -40, etc.)

Le sinusoidi generate a diverse frequenze e ampiezze saranno fatte ascoltare a un campione di colleghi presenti in aula che dovranno dire quando, ad una certa frequenza, la sensazione di ampiezza sia simile a quella relativa a un'altra sinusoide di diversa frequenza. Se si annotano le risposte relative ai parametri delle sinusoidi associate dovrebbe essere possibile disegnare un grafico che ricorda la caratteristica forma di quello di Fletcher e Munson.

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