SUONO

La possibilità di comprendere e manipolare le caratteristiche dei suoni, finora appannaggio dei musicisti e degli audiofili, è oggi molto più accessibile, grazie al fatto che qualsiasi personal computer è in grado non solo di registrare e riprodurre file audio, ma anche, tramite appositi programmi (un classico è Sound Forge della Sonic, Audacity è un ottimo programma gratuito), di visualizzarne le caratteristiche e di compiere su di essi un gran numero di operazioni.

Come è noto, noi percepiamo come suono le vibrazioni comprese tra i 20 e i 20.000 hertz ( Hz, cicli al secondo) trasmesse attraverso l'aria, captate dai nostri timpani e trasformate in segnali elettrici e inviate al cervello dall'organo del Corti.

Un microfono permette di trasformare le piccole variazioni di pressione dell'aria determinate dalla vibrazione acustica nelle variazioni di una tensione elettrica, che, ad opera della scheda audio del computer, viene digitalizzata secondo una certa frequenza di campionamento, ad esempio 44.100 Hz che è la frequenza di campionamento usata nei CD audio.

Ciò vuol dire che 44.100 volte al secondo viene misurata la tensione generata dal microfono e che tale misura viene descritta da un numero che può assumere 256 diversi valori, se la registrazione avviene utilizzando "parole" da 8 bit, o 65536 valori se vengono usate parole da 16 bit. (in altre parole possiamo dire che un secondo di audio digitalizzato -non compresso- codificato a 8 bit e campionato a 44.100 Hz è costituito da una sequenza di 44.100 numeri compresi tra -128 e +127)

Una volta che il suono è stato digitalizzato un programma per la gestione dell'audio ci permette di visualizzarlo con un grafico (intensità in funzione del tempo) che visto a scala opportuna ha ovviamente lo stesso aspetto della traccia di un disco fonografico in vinile.

in tal modo possiamo letteralmente vedere i parametri fondamentali del suono, ovvero la sua frequenza fondamentale (misurata in hertz), l'ampiezza (misurata in decibel, dB ) e la forma d'onda.

La forma d'onda, che in definitiva è quella che ci fa distinguere una A da una E, oppure il La di un violino da quello di una tromba, può anche essere vista (e matematicamente descritta) come una "serie di Fourier", ovvero un insieme di armoniche della fondamentale che viene rappresentato graficamente come uno "spettro di frequenze".

A questo punto possiamo comprendere alcuni altri termini:

dinamica

espressa in decibel, indica la differenza tra l'intensità minima e quella massima. Può essere riferita a un brano musicale, a un microfono (la differenza tra la minima intensità rilevabile e la massima intensità captata senza distorsioni), a un sistema di registrazione o di amplificazione.

saturazione (clipping)

distorsione che occorre quando un segnale in ingresso ha un'intensità maggiore di quella trattabile dal sistema in cui entra. Un segnale acustico troppo forte può saturare un microfono, un segnale elettrico troppo forte può saturare un registratore o un amplificatore, l'uscita troppo forte di un amplificatore può saturare un altoparlante. Il caratteristico "suono" di un audio saturato è determinato dal fatto che le "creste delle onde" vengono bruscamente troncate, come si vede nell'immagine qui sotto .

risposta in frequenza

Col termine "risposta" si intende la modalità con cui un apparecchio genera un segnale di uscita in risposta, appunto, a un segnale di ingresso: ad esempio la trasformazione di una pressione acustica in segnale elettrico nel microfono, l'amplificazione di un segnale, il processo di registrazione/riproduzione, la trasformazione di una corrente elettrica in pressione acustica in un altoparlante.

Si parla di risposta lineare quando il rapporto tra il valore in ingresso ( ad es. il voltaggio del segnale che entra dalla presa line-in di un amplificatore ) e il segnale in uscita ( la corrente che va all'altoparlante ) è costante. Quando abbiamo a che fare con un segnale di natura ondulatoria come quello acustico, la risposta del sistema tende però a cambiare al variare della frequenza.

Per ogni apparecchio o sistema di apparecchi si usano quindi indicare due valori espressi in hertz, uno minimo e uno massimo (ad es. 20 a 20.000 Hz), che delimitano l'intervallo di frequenze in cui la risposta è lineare.

La risposta in frequenza è un indice della "fedeltà" di un apparecchio o di un sistema di apparecchi: dato che, come abbiamo visto prima, una qualsiasi forma d'onda può essere vista come la somma di diverse armoniche, è chiaro che un apparecchio che risponda in maniera diversa alle diverse frequenze restituirà una forma d'onda poco fedele.

Ad esempio un classico modo di migliorare la risposta in frequenza degli altoparlanti è quello di riunire in un unico diffusore tre altoparlanti, uno con risposta lineare agli acuti, uno per le frequenze intermedie e uno per i bassi.

In rapporto alle nostre possibilità di percezione, una risposta in frequenza da 20 a 20.000 Hz è considerata eccellente, una da 50 a 15.000 Hz è più che sufficiente per il parlato, da 200 a 10.000 Hz caratterizza sistemi amatoriali.

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