Spesso valutiamo la qualità del suono. Quando si sceglie un microfono, un software di elaborazione audio o un formato di registrazione file audio una delle più problemi importanti- quanto suonerà bene. Ma ci sono differenze tra le caratteristiche del suono che possono essere misurate e quelle che possono essere udite.

Tono, timbro, ottava.

Il cervello percepisce i suoni di determinate frequenze. Ciò è dovuto alle peculiarità del meccanismo dell'orecchio interno. Recettori situati sulla membrana principale orecchio interno convertire le vibrazioni sonore in potenziali elettrici che eccitano le fibre nervo uditivo. Le fibre nervose uditive hanno selettività di frequenza dovuta all'eccitazione delle cellule dell'organo del Corti situato in esso luoghi differenti membrana principale: le alte frequenze si percepiscono vicino alla finestra ovale, le basse frequenze si percepiscono nella parte superiore della spirale.

CON caratteristiche fisiche il suono, la frequenza, è strettamente correlato all'altezza che percepiamo. 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. IN vita reale pochissimi suoni hanno questa proprietà. Tuttavia, qualsiasi suono può essere rappresentato come un insieme di oscillazioni sinusoidali. Di solito chiamiamo questo set un tono. Cioè, un tono è un segnale di una certa altezza che ha uno spettro discreto (suoni musicali, suoni vocalici del discorso), in cui viene evidenziata la frequenza di un'onda sinusoidale, che ha l'ampiezza massima in questo insieme. Un segnale con un ampio spettro continuo, le cui componenti di frequenza hanno tutte la stessa intensità media, è chiamato rumore bianco.

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

Il grado di precisione con cui una persona determina l'altezza di un suono a orecchio dipende dall'acutezza e dalla formazione del suo udito. L'orecchio umano può distinguere chiaramente due toni di tono vicino. Ad esempio, nella gamma 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 frequenze di uno strumento musicale o di una voce contiene una sequenza di picchi equidistanti: armoniche. Corrispondono a frequenze multiple di una certa frequenza base, la più intensa delle onde sinusoidali che compongono il suono.

Il suono particolare (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 un riflesso soggettivo del suono percepito, non ha una valutazione quantitativa ed è caratterizzato solo qualitativamente.

In un tono “puro” esiste una sola frequenza. Tipicamente, il suono percepito è costituito dalla frequenza del tono principale e da diverse frequenze "impurità", chiamate sovratoni, che sono multipli della frequenza del tono principale e hanno un'ampiezza inferiore. Il timbro del suono dipende dalla distribuzione dell'intensità tra gli armonici. Lo spettro delle combinazioni di suoni musicali, chiamato accordo, dipende dalla distribuzione dell'intensità tra gli armonici. 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, le onde sonore “si adattano” l’una all’altra. La distanza di frequenza tra tali suoni è chiamata ottava. La gamma di frequenze percepite dagli esseri umani, 16-20.000 Hz, copre circa da dieci a undici ottave.

Ampiezza delle vibrazioni sonore e volume.

La parte udibile della gamma sonora è divisa in suoni a bassa frequenza - fino a 500 Hz, media frequenza - 500-10.000 Hz e alta frequenza - oltre 10.000 Hz. L'orecchio è più sensibile a una gamma relativamente ristretta di suoni a media frequenza da 1000 a 4000 Hz. Cioè, i suoni con la stessa intensità nella gamma delle frequenze medie possono essere percepiti come forti, ma nella gamma delle frequenze basse o alte possono essere percepiti come silenziosi o non essere affatto uditi. 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 no parametro fisico e l'intensità della sensazione uditiva è una caratteristica soggettiva del suono associata alle caratteristiche della nostra percezione.

L'analizzatore uditivo percepisce un aumento dell'ampiezza dell'onda sonora dovuto ad un aumento dell'ampiezza della vibrazione della membrana principale dell'orecchio interno e alla stimolazione di un numero crescente di cellule ciliate con la trasmissione di impulsi elettrici con maggiore frequenza e frequenza . Di più fibre nervose.

Il nostro orecchio può distinguere l'intensità del suono nella gamma dal più debole sussurro al rumore più forte, che corrisponde approssimativamente ad un aumento dell'ampiezza del movimento della membrana principale di 1 milione di volte. Tuttavia, l’orecchio interpreta questa enorme differenza nell’ampiezza del suono come un cambiamento di circa 10.000 volte. 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 nell'intensità del suono su una gamma estremamente ampia.

L'intensità del suono si misura in decibel (dB) (1 bel equivale a dieci volte l'ampiezza). Lo stesso sistema viene utilizzato per determinare le variazioni di volume.

Per confronto, possiamo fornire un livello approssimativo di intensità di diversi suoni: suono appena udibile (soglia di udibilità) 0 dB; sussurro vicino all'orecchio 25-30 dB; volume medio della parola 60-70 dB; parlato molto forte (urla) 90 dB; ai concerti di musica rock e pop al centro della sala 105-110 dB; accanto ad un aereo di linea in decollo 120 dB.

L'entità dell'incremento del volume del suono percepito ha una soglia di discriminazione. Il numero di gradazioni di sonorità distinte alle frequenze medie non supera 250; alle frequenze basse e alte diminuisce drasticamente e si aggira in media intorno a 150.

Vale la pena parlare più in dettaglio dell'argomento audio. Quanto è soggettiva la nostra percezione? E' possibile fare un test dell'udito? Oggi imparerai il modo più semplice per scoprire se il tuo udito corrisponde pienamente ai valori della tabella.

È noto che la persona media è in grado di percepire le onde acustiche con gli organi dell'udito nell'intervallo da 16 a 20.000 Hz (a seconda della sorgente - 16.000 Hz). Questa gamma è chiamata gamma udibile.

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Questo test è sufficiente per fornire una stima approssimativa, ma se non riesci a sentire i suoni superiori a 15 kHz, dovresti consultare un medico.

Tieni presente che il problema di udibilità a bassa frequenza è molto probabilmente correlato a .

Molto spesso, l'iscrizione sulla scatola nello stile di "Intervallo riproducibile: 1–25.000 Hz" non è nemmeno marketing, ma una vera e propria bugia da parte del produttore.

Sfortunatamente, le aziende non sono obbligate a certificare tutti i sistemi audio, quindi è quasi impossibile dimostrare che questa sia una bugia. Gli altoparlanti o le cuffie possono riprodurre frequenze limite... La domanda è come e a quale volume.

I problemi di spettro superiori a 15 kHz sono un fenomeno legato all'età abbastanza comune che gli utenti potrebbero incontrare. Ma 20 kHz (gli stessi per cui gli audiofili lottano così duramente) vengono solitamente ascoltati solo dai bambini di età inferiore a 8-10 anni.

È sufficiente ascoltare tutti i file in sequenza. Per uno studio più dettagliato, puoi riprodurre dei campioni, iniziando dal volume minimo, aumentandolo gradualmente. Questo ti permetterà di ottenere un risultato più corretto se il tuo udito è già leggermente danneggiato (ricorda che per percepire alcune frequenze è necessario superare un certo valore di soglia, che, per così dire, apre e aiuta l'apparecchio acustico a sentirlo).

Senti l'intera gamma di frequenze di cui è capace?

Frequenze
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Frequenza- una quantità fisica, caratteristica di un processo periodico, pari al numero di ripetizioni o occorrenze di eventi (processi) per unità di tempo.

Come sappiamo, l'orecchio umano sente frequenze da 16 Hz a 20.000 kHz. Ma questo è molto nella media.

Il suono viene da ragioni varie. Il suono è la pressione dell'aria simile a un'onda. Se non ci fosse l’aria non sentiremmo alcun suono. Non c'è suono nello spazio.
Udiamo il suono perché le nostre orecchie sono sensibili ai cambiamenti nella pressione dell'aria: le onde sonore. L'onda sonora più semplice è un breve segnale sonoro, come questo:

Le onde sonore che entrano nel condotto uditivo vibrano timpano. Attraverso la catena degli ossicini dell'orecchio medio, il movimento oscillatorio della membrana viene trasmesso al fluido della coclea. Il movimento ondulatorio di questo fluido, a sua volta, viene trasmesso alla membrana principale. Il movimento di quest'ultimo comporta l'irritazione delle terminazioni del nervo uditivo. Questo è il percorso principale del suono dalla sua sorgente alla nostra coscienza. TITOLI
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Quando batti le mani, l'aria tra i palmi viene espulsa e viene creata un'onda sonora. Ipertensione fa sì che le molecole d'aria si diffondano in tutte le direzioni alla velocità del suono, che è di 340 m/s. Quando l'onda raggiunge l'orecchio, fa vibrare il timpano, da cui il segnale viene trasmesso al cervello e si sente un pop.
Un pop è una breve, singola oscillazione che svanisce rapidamente. Il grafico della vibrazione del suono di un tipico suono del cotone si presenta così:

Un altro tipico esempio di onda sonora semplice è un'oscillazione periodica. Ad esempio, quando suona una campana, l'aria viene scossa dalle vibrazioni periodiche delle pareti della campana.

Allora a quale frequenza l'orecchio umano comune inizia a sentire? Non sentirà la frequenza di 1 Hz, ma potrà vederla solo usando l'esempio di un sistema oscillatorio. L'orecchio umano sente con precisione a partire dalle frequenze di 16 Hz. Cioè quando le vibrazioni dell'aria vengono percepite dal nostro orecchio come un certo suono.

Quanti suoni sente una persona?

Non tutte le persone con un udito normale sentono allo stesso modo. Alcuni sono in grado di distinguere suoni vicini in tono e volume e di rilevare i singoli toni nella musica o nel rumore. Altri non possono farlo. Per una persona con un udito fine ci sono più suoni che per una persona con un udito non sviluppato.

Ma quanto devono essere diverse le frequenze di due suoni affinché possano essere ascoltati come due toni diversi? È possibile, ad esempio, distinguere i toni tra loro se la differenza di frequenze è pari ad una vibrazione al secondo? Si scopre che per alcuni toni ciò è possibile, ma per altri no. Pertanto, un tono con una frequenza di 435 può essere distinto nell'altezza da toni con frequenze di 434 e 436. Ma se prendiamo toni più alti, la differenza è già evidente con una maggiore differenza di frequenza. L'orecchio percepisce i toni con il numero di vibrazioni 1000 e 1001 come identici e rileva la differenza nel suono solo tra le frequenze 1000 e 1003. Per i toni più alti questa differenza di frequenze è ancora maggiore. Ad esempio per frequenze intorno a 3000 equivale a 9 oscillazioni.

Allo stesso modo, la nostra capacità di distinguere suoni simili in volume non è la stessa. Alla frequenza 32 si possono sentire solo 3 suoni di volume diverso; a una frequenza di 125 ci sono già 94 suoni di volume variabile, a 1000 vibrazioni - 374, a 8000 - ancora meno e, infine, a una frequenza di 16.000 sentiamo solo 16 suoni. In totale, il nostro orecchio può captare più di mezzo milione di suoni, che variano in altezza e volume! Questi sono solo mezzo milione di suoni semplici. Aggiungete a ciò le innumerevoli combinazioni di due o più toni - consonanze, e avrete un'idea della diversità del mondo sonoro in cui viviamo e in cui il nostro orecchio è così libero di navigare. Ecco perché l'orecchio è considerato, insieme all'occhio, l'organo di senso più sensibile.

Pertanto, per comodità di comprensione del suono, utilizziamo una scala insolita con divisioni di 1 kHz

E logaritmico. Con rappresentazione della frequenza estesa da 0 Hz a 1000 Hz. Lo spettro di frequenza può quindi essere rappresentato sotto forma di un diagramma come questo da 16 a 20.000 Hz.

Ma non tutte le persone, anche con un udito normale, sono ugualmente sensibili ai suoni di frequenze diverse. Pertanto, i bambini di solito percepiscono i suoni con una frequenza fino a 22mila senza tensione. Nella maggior parte degli adulti, la sensibilità dell'orecchio ai suoni acuti è già ridotta a 16-18mila vibrazioni al secondo. La sensibilità dell'orecchio negli anziani è limitata ai suoni con una frequenza di 10-12 mila. Spesso non sentono affatto il canto di una zanzara, il cinguettio di una cavalletta, di un grillo e nemmeno il cinguettio di un passerotto. Pertanto, dal suono ideale (Fig. sopra), man mano che una persona invecchia, sente già i suoni da una prospettiva più ristretta

Lasciate che vi faccia un esempio della gamma di frequenze degli strumenti musicali

Ora in relazione al nostro argomento. La dinamica, in quanto sistema oscillatorio, a causa di alcune sue caratteristiche, non può riprodurre l'intero spettro di frequenze con caratteristiche lineari costanti. Idealmente, questo sarebbe un altoparlante a gamma completa che riproduce uno spettro di frequenze da 16 Hz a 20 kHz ad un livello di volume. Pertanto, nell'audio dell'auto, vengono utilizzati diversi tipi di altoparlanti per riprodurre frequenze specifiche.

Per ora il risultato è questo (per un sistema a tre vie + subwoofer).

Subwoofer da 16 Hz a 60 Hz
Mediobasso da 60 Hz a 600 Hz
Gamma media da 600 Hz a 3000 Hz
Tweeter da 3000 Hz a 20000 Hz

Il suono, come un segnale, ha numero infinito vibrazioni e possono trasportare la stessa infinita quantità di informazioni. Il grado della sua percezione varierà a seconda delle capacità fisiologiche dell'orecchio, escludendo in questo caso i fattori psicologici. A seconda del tipo di rumore, della sua frequenza e pressione, una persona ne avverte l'influenza.

Soglia di sensibilità dell'orecchio umano in decibel

Una persona percepisce frequenze sonore da 16 a 20.000 Hz. I timpani sono sensibili alla pressione delle vibrazioni sonore, il cui livello si misura in decibel (dB). Il livello ottimale va da 35 a 60 dB, il rumore di 60-70 dB migliora il lavoro mentale, più di 80 dB, al contrario, indebolisce l'attenzione e compromette il processo di pensiero e la percezione a lungo termine del suono superiore a 80 dB può provocare perdita dell'udito.

Le frequenze fino a 10-15 Hz sono infrasuoni, non percepiti dall'organo uditivo, che provocano vibrazioni risonanti. La capacità di controllare le vibrazioni create dal suono è un'arma potente distruzione di massa. Impercettibili all'orecchio, gli infrasuoni sono in grado di percorrere lunghe distanze, trasmettere ordini che costringono le persone ad agire secondo un determinato scenario, provocano panico e orrore e costringono a dimenticare tutto ciò che non ha nulla a che fare con il desiderio di nascondersi, di fuggire da questa paura. E con un certo rapporto tra frequenza e pressione sonora, un tale dispositivo è in grado non solo di sopprimere la volontà, ma anche di uccidere e ferire i tessuti umani.

Soglia di sensibilità assoluta dell'orecchio umano in decibel

Gamma da 7 a 13 Hz emissione disastri naturali: vulcani, terremoti, tifoni provocano una sensazione di panico e orrore. Poiché anche il corpo umano ha una frequenza di oscillazione che varia da 8 a 15 Hz, con l'aiuto di tali infrasuoni non costa nulla creare una risonanza e aumentare l'ampiezza decine di volte per portare una persona al suicidio o danneggiare gli organi interni.

Alle basse frequenze e ipertensione compaiono nausea e mal di stomaco, che si trasformano rapidamente in disturbi gravi gastrointestinale tratto e un aumento della pressione fino a 150 dB porta a danni fisici. Risonanze organi interni a basse frequenze provocano sanguinamento e spasmi, a medie frequenze - eccitazione nervosa e lesioni agli organi interni, ad alte frequenze - fino a 30 Hz - ustioni tissutali.

IN mondo moderno Lo sviluppo di armi sonore è in corso attivamente e, a quanto pare, non è stato invano che il microbiologo tedesco Robert Koch abbia predetto che sarebbe stato necessario cercare una “vaccinazione” contro il rumore, come contro la peste o il colera.

7 febbraio 2018

Spesso le persone (anche coloro che sono esperti in materia) sperimentano confusione e difficoltà nel comprendere chiaramente come esattamente la gamma di frequenze del suono udito dagli esseri umani sia divisa in categorie generali (bassi, medi, alti) e in sottocategorie più ristrette (bassi superiori, medio-bassa e così via.). Allo stesso tempo, queste informazioni sono estremamente importanti non solo per gli esperimenti con l'audio dell'auto, ma anche utili sviluppo generale. La conoscenza tornerà sicuramente utile durante l'installazione di un sistema audio di qualsiasi complessità e, soprattutto, aiuterà a valutare correttamente i punti di forza o lati deboli questo o quel sistema acustico o le sfumature dell'ambiente di ascolto della musica (nel nostro caso è più rilevante l'interno dell'auto), perché ha un impatto diretto sul suono finale. Se hai una buona e chiara comprensione a orecchio della predominanza di determinate frequenze nello spettro sonoro, puoi valutare facilmente e rapidamente il suono di una particolare composizione musicale, ascoltando chiaramente l'influenza dell'acustica della stanza sulla colorazione del suono , il contributo del sistema acustico stesso al suono e, in modo più sottile, analizzare 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 per dividere lo spettro delle frequenze udibili ci è venuta in parte dalla musica, in parte da mondi scientifici e dentro vista generaleè familiare a quasi tutti. La divisione più semplice e comprensibile che può testare la gamma di frequenze del suono in generale è simile alla seguente:

• Basse frequenze. I limiti della gamma delle basse frequenze rientrano 10 Hz (limite inferiore) - 200 Hz (limite superiore). Il limite inferiore inizia proprio a 10 Hz, anche se nella visione classica una persona è in grado di sentire a partire da 20 Hz (tutto al di sotto rientra nella regione degli infrasuoni), i restanti 10 Hz possono ancora essere parzialmente udibili e possono essere percepiti anche tattilmente in nel caso dei bassi profondi e persino influenzare l'umore psicologico di una persona.
  La gamma sonora a bassa frequenza ha la funzione di arricchimento, saturazione emotiva e risposta finale: se il calo nella parte a bassa frequenza dell'acustica o della registrazione originale è forte, ciò non influenzerà in alcun modo il riconoscimento di un suono. particolare composizione, melodia o voce, ma il suono sarà percepito come scarno, impoverito e mediocre, mentre soggettivamente sarà sempre più acuto in termini di percezione, poiché le frequenze medie e alte sporgeranno e prevarranno sullo sfondo dell'assenza di una buona regione dei bassi ricca.
  
  Abbastanza un gran numero di gli strumenti musicali riproducono suoni nella gamma delle basse frequenze, comprese le voci maschili che possono scendere 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 fiato.
• Medie frequenze. I limiti della gamma delle frequenze medie sono entro 200 Hz (limite inferiore) - 2400 Hz (limite superiore). La gamma media sarà sempre fondamentale, definendo e formando effettivamente la base del suono o della musica di una composizione, quindi la sua importanza è difficile da sopravvalutare.
  Ciò può essere spiegato in diversi modi, ma principalmente questa caratteristica della percezione uditiva umana è determinata dall'evoluzione: nel corso di molti anni della nostra formazione è accaduto che l'apparecchio acustico catturi in modo più acuto e chiaro la gamma delle frequenze medie, perché entro i suoi confini si trova il linguaggio umano, ed è lo strumento principale per comunicazione effettiva e sopravvivenza. Ciò spiega anche una certa non linearità della percezione uditiva, sempre rivolta alla predominanza delle frequenze medie nell'ascolto della musica, perché il nostro apparecchio acustico è più sensibile a questa gamma e si adatta automaticamente ad essa, come se “amplificasse” maggiormente sullo sfondo di altri suoni.
  
  La maggioranza assoluta dei suoni, degli strumenti musicali o delle voci si trova nella gamma media, anche se viene interessata una gamma ristretta sopra o sotto, la gamma si estende di solito fino alla metà superiore o inferiore. Di conseguenza, le voci (sia maschili che femminili), così come quasi tutti gli strumenti conosciuti, come chitarra e altri archi, pianoforte e altre tastiere, strumenti a fiato, ecc., si trovano nella gamma delle frequenze medie.
• Alte frequenze. I limiti della gamma delle alte frequenze rientrano 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 può sentire sopra i 20 kHz, ma ci sono persone rare con sensibilità fino a 30 kHz.
  Inoltre, un certo numero di armonici musicali possono teoricamente estendersi nella regione superiore a 20 kHz e, come è noto, gli armonici sono in ultima analisi responsabili del colore del suono e della percezione timbrica finale dell'immagine sonora complessiva. Frequenze ultrasoniche apparentemente “impercettibili” possono chiaramente influenzare lo stato psicologico di una persona, anche se non saranno udibili nel modo consueto. Diversamente, il ruolo delle alte frequenze, sempre per analogia con le basse frequenze, è più arricchente e complementare. Sebbene la gamma delle alte frequenze abbia un impatto molto maggiore sul riconoscimento di un particolare suono, sull'affidabilità e sulla 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 raggiungere la regione di 7000 Hz e oltre con l'aiuto di sovratoni 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) nel suono.

In ogni caso, il ruolo di assolutamente tutte le frequenze della gamma udibile dall'orecchio umano è impressionante e i problemi nel percorso a qualsiasi frequenza saranno molto probabilmente chiaramente visibili, soprattutto per un apparecchio acustico esperto. L'obiettivo della riproduzione del suono ad alta precisione della classe "hi-fi" (o superiore) è il suono affidabile e il più uniforme possibile di tutte le frequenze tra loro, come è successo quando il fonogramma è stato registrato in studio. La presenza di forti cali o picchi nella risposta in frequenza del sistema di altoparlanti indica che, a causa delle sue caratteristiche costruttive, non è in grado di riprodurre la musica come originariamente previsto dall'autore o dal tecnico del suono al momento della registrazione.

Ascoltando la musica, una persona sente la combinazione di suoni di strumenti e voci, ognuno dei quali suona in una parte della gamma di frequenze. Alcuni strumenti possono avere una gamma di frequenze molto ristretta (limitata), mentre per altri, al contrario, può letteralmente estendersi dal limite udibile inferiore a quello superiore. Bisogna tenere presente che, nonostante la stessa intensità dei suoni in diverse gamme di frequenza, l'orecchio umano percepisce queste frequenze con volumi diversi, il che è ancora una volta dovuto al meccanismo del dispositivo biologico apparecchio acustico. La natura di questo fenomeno è in gran parte spiegata anche dalla necessità biologica di adattarsi principalmente alla gamma sonora delle medie frequenze. Quindi, in pratica, un suono con una frequenza di 800 Hz con un'intensità di 50 dB verrà percepito soggettivamente dall'orecchio come più forte rispetto a un suono della stessa intensità, ma con una frequenza di 500 Hz.

Inoltre, diverso frequenze audio, inondando la gamma di frequenze udibili del suono, ci sarà una diversa sensibilità alla soglia del dolore! 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 per la percezione irregolare dell'intensità a frequenze diverse a livelli di volume normali, si osserva approssimativamente la stessa relazione rispetto alla soglia del dolore: si verifica più rapidamente alle frequenze medie, ma ai margini della gamma udibile la soglia diventa più alta. Per fare un confronto, la soglia del dolore ad una frequenza media di 2000 Hz è di 112 dB, mentre la soglia del dolore ad una bassa frequenza di 30 Hz sarà di 135 dB. La soglia del dolore alle basse frequenze è sempre più alta rispetto alle frequenze medie e alte.

Una disparità simile si osserva in relazione a soglia uditiva- questa è la soglia inferiore oltre la quale i suoni diventano udibili dall'orecchio umano. Convenzionalmente la soglia uditiva è considerata pari a 0 dB, ma anche in questo caso è valida per la frequenza di riferimento di 1000 Hz. Se, per confronto, prendiamo un suono a bassa frequenza di 30 Hz, diventerà udibile solo con un'intensità di radiazione dell'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 da questo che i suoni con intensità superiore a 90 dB sono dannosi per la salute e possono comportare un degrado e un notevole deterioramento dell'udito. Ma allo stesso tempo, un suono troppo basso e di bassa intensità 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 verrà percepito come impoverito, con una marcata mancanza (si potrebbe dire fallimento) di frequenze basse e alte. Questo problema è noto da molto tempo; per combatterlo è stata utilizzata una nota funzione chiamata compensazione del tono, che, attraverso l'equalizzazione, equalizza i livelli delle frequenze basse e alte vicino al livello medio, eliminando così cali indesiderati senza la necessità di aumentare il livello del volume, rendendo soggettivamente uniforme la gamma di frequenze udibili del suono nel grado di distribuzione del suono energia.

Tenendo conto delle caratteristiche interessanti e uniche dell'udito umano, è utile notare che all'aumentare del volume del suono, la curva di non linearità della frequenza si livella e, a circa 80-85 dB (e oltre), le frequenze del suono diventeranno soggettivamente equivalenti in intensità (con una deviazione di 3-5 dB). Anche se il livellamento non avviene completamente e sul grafico sarà comunque visibile una linea smussata ma curva, che manterrà una tendenza verso la predominanza dell'intensità delle frequenze medie rispetto al resto. Nei sistemi audio, tali irregolarità possono essere risolte con l'aiuto di un equalizzatore o con l'aiuto di controlli del volume separati nei sistemi con amplificazione di canali separati.

Suddivisione della gamma udibile in sottogruppi più piccoli

Oltre alla divisione in tre generalmente accettata e ben nota gruppi generali, a volte è necessario considerare questo o quello in modo più dettagliato e dettagliato. parte stretta, 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 designare in modo rapido e accurato il segmento previsto della gamma sonora. Considera questa divisione:

Un piccolo numero selezionato di strumenti rientra nella regione dei bassi più gravi e soprattutto dei sub-bassi: contrabbasso (40-300 Hz), violoncello (65-7000 Hz), fagotto (60-9000 Hz), tuba (45-2000 Hz), corni (60-5000 Hz), basso (32-196 Hz), grancassa (41-8000 Hz), sassofono (56-1320 Hz), pianoforte (24-1200 Hz), sintetizzatore (20-20000 Hz) Hz), organo (20-7000 Hz), arpa (36-15000 Hz), controfagotto (30-4000 Hz). Gli intervalli indicati tengono conto di tutte le armoniche dello strumento.

Bassi superiori (da 80 Hz a 200 Hz) rappresentato dalle note più alte degli strumenti bassi classici, nonché dalle frequenze udibili più basse delle singole corde, come una 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 spinta; il basso superiore è progettato per rivelare pienamente il ritmo percussivo delle composizioni dance. A differenza dei bassi più bassi, i bassi più alti sono responsabili della velocità e della pressione della regione dei bassi e dell'intero suono, quindi in un sistema audio di alta qualità viene sempre espresso in modo rapido e netto, come un colpo tattile tangibile contemporaneamente al suono percezione diretta del suono.
Pertanto, è il basso superiore ad essere responsabile dell'attacco, della pressione e della spinta musicale, e anche solo questo segmento ristretto della gamma sonora è in grado di dare all'ascoltatore la sensazione del leggendario “pugno” (dall'inglese punch - colpo ), quando un suono potente viene percepito come un colpo tangibile e forte al petto. Pertanto, in un sistema musicale, un basso superiore veloce, ben formato e corretto si riconosce dallo sviluppo di alta qualità di un ritmo energico, da un attacco raccolto e dalla buona progettazione degli strumenti nel registro inferiore delle note, come il violoncello, pianoforte o strumenti a fiato.

Negli impianti audio è consigliabile affidare un segmento dei bassi superiori agli altoparlanti dei medi con un diametro abbastanza grande di 6,5"-10" e con buoni indicatori di potenza e un forte magnete. L'approccio è spiegato dal fatto che sono gli altoparlanti di questa configurazione che saranno in grado di rivelare pienamente il potenziale energetico insito in questa regione molto esigente della gamma udibile.
Ma non dimenticare il dettaglio e l’intelligibilità del suono; questi parametri sono altrettanto importanti nel processo di ricreazione di una particolare immagine musicale. Poiché i bassi superiori sono già ben localizzati/definiti nello spazio a orecchio, la gamma superiore a 100 Hz deve essere affidata esclusivamente agli altoparlanti montati frontalmente, che modelleranno e costruiranno la scena. Nel segmento dei bassi superiori è possibile ascoltare perfettamente il panorama stereo, se previsto dalla registrazione stessa.

L'area dei bassi superiori copre già abbastanza gran numero strumenti e anche voci maschili gravi. Pertanto tra gli strumenti ci sono gli stessi che suonavano il basso basso, ma a 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). Gli intervalli indicati tengono conto di tutte le armoniche dello strumento.

Medio-bassi (da 200 Hz a 500 Hz)- l'area più estesa, che copre la maggior parte degli strumenti e delle voci, sia maschili che femminili. Dato che la regione medio-bassa si muove effettivamente dal basso alto energicamente saturo, possiamo dire che "prende il testimone" ed è anche responsabile della corretta trasmissione della sezione ritmica insieme al drive, sebbene questa influenza sia già in calo verso la pura frequenza media
In questa gamma si concentrano gli armonici inferiori e gli armonici che riempiono la voce, quindi è estremamente importante per la corretta trasmissione della voce e della saturazione. Inoltre, è nella parte medio-bassa che si trova l’intero potenziale energetico della voce dell’esecutore, senza il quale non ci sarà alcun impatto e risposta emotiva corrispondenti. Per analogia con la trasmissione della voce umana, anche molti strumenti dal vivo nascondono il loro potenziale energetico in questa parte della gamma, soprattutto quelli il cui limite udibile inferiore inizia 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, il centro inferiore è responsabile progettazione corretta la maggior parte degli strumenti e delle voci, saturando queste ultime e rendendole riconoscibili per la loro colorazione timbrica. Inoltre, i medi inferiori sono estremamente esigenti per quanto riguarda la corretta trasmissione dell'intera gamma dei bassi, poiché "raccolgono" la spinta e l'attacco del basso principale e dovrebbero sostenerlo adeguatamente e "finirlo" dolcemente, gradualmente riducendolo a nulla. Le sensazioni di purezza del suono e intelligibilità dei bassi risiedono proprio in quest'area, e se ci sono problemi nella parte medio-bassa per eccesso o presenza di frequenze di risonanza, allora il suono stancherà l'ascoltatore, sarà sporco e leggermente rimbombante.
Se c'è una carenza nei medi inferiori, 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”, assumeranno una forma errata e il loro suono diventerà notevolmente più povero, anche se rimane riconoscibile, non sarà più così completo.

Quando si costruisce un sistema audio, la gamma medio-bassa e superiore (fino a quella superiore) viene solitamente assegnata agli altoparlanti a media frequenza (MF), che, senza dubbio, dovrebbero essere posizionati nella parte anteriore davanti all'ascoltatore e costruire il palco. Per questi altoparlanti, la dimensione non è così importante, può essere 6,5" o inferiore, ma sono importanti il ​​dettaglio e la capacità di rivelare le sfumature del suono, che si ottiene grazie alle caratteristiche di design dell'altoparlante stesso (diffusore, sospensione e altro caratteristiche).
Inoltre, per l'intera gamma delle frequenze medie, la corretta localizzazione è di vitale importanza e, letteralmente, la minima inclinazione o rotazione dell'altoparlante può avere un impatto notevole sul suono dal punto di vista della corretta riproduzione realistica delle immagini di strumenti e voci in spazio, anche se ciò dipenderà in gran parte dalle caratteristiche di progettazione del cono dell'altoparlante stesso.

Il medio-basso copre quasi tutti gli strumenti e le voci umane esistenti, sebbene non svolga 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 era in grado di suonare la gamma più bassa della regione dei bassi, ma se ne aggiungono altri che partono dal medio-basso: piatti (190-17000 Hz), oboe (247-15000 Hz) , flauto (240-17000 Hz), 14500 Hz), violino (200-17000 Hz). Gli intervalli indicati tengono conto di tutte le armoniche dello strumento.

Medio medio (da 500 Hz a 1200 Hz) o semplicemente un mezzo puro, quasi secondo la teoria dell'equilibrio, questo segmento della gamma può essere considerato fondamentale e fondamentale nel suono e giustamente chiamato la “media aurea”. Nel segmento presentato della gamma di frequenza puoi trovare le note fondamentali e gli armonici della maggioranza assoluta degli strumenti e delle voci. La chiarezza, l'intelligibilità, la brillantezza e l'acutezza del suono dipendono dalla saturazione della parte centrale. Possiamo dire che l'intero suono sembra “diffondersi” lateralmente a partire dalla base, che è la gamma delle frequenze medie.

Se la parte centrale fallisce, il suono diventa noioso e inespressivo, perde sonorità e luminosità, la voce cessa di ammaliare e anzi svanisce. Il medio è anche responsabile della comprensibilità delle informazioni di base provenienti dagli strumenti e dalle voci (in misura minore, poiché i suoni consonantici sono più alti nella gamma), aiutando a distinguerli bene a orecchio. La maggior parte degli strumenti esistenti prende vita in questa gamma, diventando energici, informativi e tangibili, e lo stesso accade con le voci (soprattutto quelle femminili), che sono piene di energia nella parte centrale.

La gamma fondamentale delle frequenze medie copre la stragrande maggioranza degli strumenti già elencati in precedenza e rivela anche tutto il potenziale delle voci maschili e femminili. Solo pochi strumenti selezionati iniziano la loro vita a frequenze medie, suonando inizialmente in una gamma relativamente ristretta, ad esempio il piccolo flauto (600-15.000 Hz).

Medi superiori (da 1200 Hz a 2400 Hz) rappresenta una sezione della gamma molto delicata ed esigente che deve essere maneggiata con cura e cautela. In quest'area non ci sono molte note fondamentali che costituiscono la base del suono di uno strumento o di una voce, ma un gran numero di sovratoni e armonici, grazie ai quali il suono si colora, acquisisce nitidezza e un carattere brillante. Controllando quest'area della gamma di frequenze, puoi effettivamente giocare con il colore del suono, rendendolo vivace, brillante, trasparente e nitido; o, al contrario, secco, moderato, ma allo stesso tempo più deciso e trascinante.

Ma enfatizzare eccessivamente questa gamma ha un effetto estremamente indesiderato sull'immagine sonora, perché inizia a ferire notevolmente le orecchie, irritare e persino causare dolore malessere. Pertanto, il medio-alto richiede un atteggiamento delicato e attento, perché A causa di problemi in quest'area, è molto facile rovinare il suono o, al contrario, renderlo interessante e degno. Normalmente il colore nella zona centrale superiore determina in gran parte il genere soggettivo del sistema di altoparlanti.

Grazie alla parte centrale superiore si formano finalmente la voce e molti strumenti, diventano chiaramente distinguibili all'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 trova lo spettro dei suoni consonantici e continuano le vocali che apparivano nelle prime gamme centrali. In senso generale, la gamma medio-alta enfatizza favorevolmente e rivela pienamente quegli strumenti o voci che sono ricchi di armoniche e sovratoni superiori. In particolare, le voci femminili e molti strumenti ad arco, a corda e a fiato si rivelano in modo davvero vivido e naturale nella parte centrale superiore.

La stragrande maggioranza degli strumenti suona ancora nella parte medio-alta, sebbene molti siano già rappresentati solo sotto forma di involucri e armonici. Fanno eccezione alcuni rari, inizialmente caratterizzati da una gamma bassa limitata, ad esempio la tuba (45-2000 Hz), che termina completamente la sua esistenza nella parte medio-alta.

Bassi alti (da 2400 Hz a 4800 Hz)- si tratta di una zona/regione di maggiore distorsione che, se presente nel percorso, di solito diventa evidente in questo particolare segmento. Inoltre, gli alti più bassi sono inondati da varie armoniche di strumenti e voci, che allo stesso tempo svolgono un ruolo molto specifico e importante nel design finale dell'immagine musicale ricreata artificialmente. Gli alti più bassi portano il carico principale della gamma delle alte frequenze. Nel suono si manifestano per lo più come armonici residui e facilmente udibili delle voci (per lo più femminili) e forti armonici persistenti di alcuni strumenti, che completano l'immagine con il tocco finale della colorazione naturale del suono.

Praticamente non hanno alcun ruolo nel distinguere gli strumenti e nel riconoscere le voci, sebbene il basso-alto rimanga un'area estremamente informativa e fondamentale. Essenzialmente, queste frequenze delineano le immagini musicali di strumenti e voci, ne indicano la presenza. Se il segmento inferiore e alto della gamma di frequenza fallisce, il discorso diventerà secco, senza vita e incompleto, accade più o meno la stessa cosa con le parti strumentali: la luminosità è persa, l'essenza stessa della sorgente sonora è distorta, diventa chiaramente incompiuta e sotto -formato.

In qualsiasi normale sistema audio, il ruolo delle alte frequenze viene assunto da un altoparlante separato chiamato tweeter (alta frequenza). Di solito di piccole dimensioni, è poco impegnativo in termini di potenza assorbita (entro limiti ragionevoli) simile alle sezioni medie e soprattutto basse, ma è anche estremamente importante che il suono venga riprodotto correttamente, realisticamente e almeno magnificamente. Il tweeter copre l'intera gamma udibile delle alte frequenze da 2000-2400 Hz a 20.000 Hz. Nel caso degli altoparlanti ad alta frequenza, quasi per analogia con la sezione dei medi, la corretta posizione fisica e direzionalità è molto importante, poiché i tweeter sono coinvolti al massimo non solo nella formazione del palcoscenico, ma anche nel processo di rifinitura sintonizzandolo.

Con l'aiuto dei tweeter puoi controllare il palco in molti modi, avvicinare/allontanare gli artisti, cambiare la forma e la presentazione degli strumenti, giocare con il colore del suono e la sua luminosità. Come nel caso della regolazione degli altoparlanti di gamma media, il suono corretto dei tweeter è influenzato da quasi tutto, e spesso in modo molto, molto sensibile: la rotazione e l'inclinazione dell'altoparlante, la sua posizione verticale e orizzontale, la distanza dalle superfici vicine, ecc. Tuttavia, il successo di una corretta accordatura e la meticolosità della sezione HF dipendono dal design dell'altoparlante e dal suo diagramma polare.

Gli strumenti che suonano sugli acuti più bassi lo fanno principalmente attraverso gli armonici piuttosto che le note fondamentali. Per il resto nella gamma degli alti e dei bassi “vivono” quasi tutti gli stessi che nel segmento delle frequenze medie, cioè quasi tutti quelli esistenti. Lo stesso vale per la voce, che è particolarmente attiva nelle frequenze alte più basse, con particolare brillantezza e influenza che si avvertono nelle parti vocali femminili.

Alti superiori (da 9600 Hz a 30000 Hz) una gamma molto complessa e per molti incomprensibile, che fornisce principalmente il supporto per determinati strumenti e voci. Gli acuti superiori conferiscono al suono principalmente caratteristiche di ariosità, trasparenza, cristallinità, qualche aggiunta e colorazione a volte sottile, che può sembrare insignificante e persino impercettibile a molte persone, ma allo stesso tempo porta comunque un significato molto definito e specifico. Quando si tenta di creare un suono alta classe"hi-fi" o anche "hi-end" la gamma alta delle frequenze superiori riceve la massima attenzione, perché... Si ritiene giustamente che nel suono non si possa perdere il minimo dettaglio.

Inoltre, oltre alla parte udibile immediata, la regione degli alti superiori, trasformandosi dolcemente in frequenze ultrasoniche, può ancora avere qualche effetto impatto psicologico: anche se questi suoni non vengono uditi chiaramente, le onde vengono emesse nello spazio e possono essere percepite da una persona, inoltre, a livello della formazione dell'umore. In definitiva influenzano anche la 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 e retrogusto frizzante della musica. Se c'è una mancanza di energia nella gamma alta, è del tutto possibile provare disagio e eufemismo musicale. Inoltre, la gamma capricciosa degli acuti superiori dà all'ascoltatore un senso di profondità spaziale, come se fosse immerso nel profondo del palco e avvolgesse il suono. Tuttavia, un eccesso di saturazione del suono nell’intervallo ristretto designato può rendere il suono eccessivamente “sabbioso” e innaturalmente sottile.

Quando si parla della gamma delle alte frequenze superiori, vale la pena menzionare anche il tweeter chiamato "super tweeter", che in realtà è una versione strutturalmente ampliata di un normale tweeter. Un altoparlante di questo tipo è progettato per coprire una parte più ampia della gamma nella direzione superiore. Se il raggio d'azione di un tweeter convenzionale termina al presunto limite, al di sopra del quale l'orecchio umano teoricamente non percepisce le informazioni sonore, cioè 20 kHz, il super tweeter può aumentare questo limite a 30-35 kHz.

L’idea alla base della realizzazione di un altoparlante così sofisticato è molto interessante e curiosa, proviene dal mondo “hi-fi” e “hi-end”, dove si ritiene che nessuna frequenza possa essere ignorata nel percorso musicale 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 una certa influenza. La situazione con un super tweeter è complicata solo dal fatto che non tutte le apparecchiature (sorgenti/lettori sonori, 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 avviene con tagli della gamma di frequenze e perdita di qualità.

La divisione della gamma di frequenze udibili in segmenti convenzionali in realtà appare più o meno come quella descritta sopra, con l'aiuto della divisione è più facile comprendere i problemi nel percorso del suono per eliminarli o livellare il suono; Nonostante il fatto che ogni persona presenti un'immagine standard unica del suono che è comprensibile solo a lui, in accordo solo con le sue preferenze di gusto, la natura del suono originale tende all'equilibrio, o meglio alla media di tutte le frequenze sonore. Pertanto, il suono corretto in studio è sempre equilibrato e calmo, l'intero spettro delle frequenze sonore in esso tende a una linea piatta sul grafico della risposta in frequenza (risposta in ampiezza-frequenza). La stessa direzione sta cercando di implementare "hi-fi" e "hi-end" senza compromessi: ottenere il suono più uniforme ed equilibrato, senza picchi e buchi nell'intera gamma udibile. Un suono del genere può sembrare noioso e di natura inespressiva all'ascoltatore medio inesperto, privo di brillantezza e di nessun interesse, ma è proprio questo suono che in realtà è veramente corretto, cercando l'equilibrio per analogia con come le leggi dell'universo stesso in che viviamo si manifestano.

In un modo o nell'altro, il desiderio di ricreare un certo carattere sonoro nell'ambito del proprio sistema audio dipende interamente dalle preferenze dell'ascoltatore stesso. Ad alcuni piace un suono con una predominanza di bassi potenti, ad altri piace la maggiore brillantezza degli alti “in rilievo”, altri possono trascorrere ore godendo di voci aspre enfatizzate al centro... Ci possono essere un numero enorme di opzioni di percezione e informazioni su la divisione di frequenza della gamma in segmenti condizionali aiuterà chiunque voglia creare il suono dei propri sogni, solo ora con una comprensione più completa delle sfumature e delle sottigliezze delle leggi a cui è soggetto il suono come fenomeno fisico.

Comprendere il processo di saturazione con determinate frequenze della gamma sonora (riempiendola di energia in ciascuna delle sezioni) nella pratica non solo faciliterà l'installazione di qualsiasi sistema audio e consentirà in linea di principio di costruire un palco, ma fornirà anche preziosa esperienza nella valutazione della natura specifica del suono. Con l'esperienza, una persona sarà in grado di identificare immediatamente i difetti del suono a orecchio e di descriverne in modo molto accurato i problemi certa area gamma e suggerire una possibile soluzione per migliorare l'immagine sonora. È possibile effettuare regolazioni del suono vari metodi, dove è possibile utilizzare un equalizzatore come "leve", ad esempio, o "giocare" con la posizione e la direzione degli altoparlanti, modificando così la natura delle prime riflessioni delle onde, eliminando le onde stazionarie, ecc. Questa sarà una “storia completamente diversa” e un argomento per articoli separati.

Gamma di frequenze della voce umana nella terminologia musicale

La voce umana gioca un ruolo separato e distinto nella musica come parte vocale, perché la natura di questo fenomeno è davvero sorprendente. La voce umana è così multiforme e la sua estensione (rispetto agli strumenti musicali) è la più ampia, ad eccezione di alcuni strumenti, come il pianoforte.
Inoltre, in età diverse una persona può emettere suoni di altezze diverse, in infanzia fino ad altezze ultrasoniche, in età adulta la voce maschile è perfettamente in grado di cadere estremamente bassa. Qui, come prima, le caratteristiche individuali sono estremamente importanti. corde vocali persona, perché Ci sono persone che riescono a stupire con la loro voce nell'intervallo di 5 ottave!

Bambini
• Alto (basso)
• Soprano (alto)
• Alti (alti per i ragazzi)

Uomo
• Bassi profondi (super bassi) 43,7-262 Hz
• Bassi (bassi) 82-349 Hz
• Baritono (medio) 110-392 Hz
• Tenore (alto) 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 (altissimo) 1397 Hz