Domande tecnologia

Da "Fisica, onde Musica": un sito web su fisica delle onde e del suono, acustica degli strumenti musicali, scale musicali, armonia e musica.

So che due suoni puri controfase si cancellano, ma è davvero possibile in pratica cancellare un rumore irradiandone uno uguale controfase?

È possibile, ed il meccanismo è alla base del cosiddetto isolamento attivo. Esso si applica sia all'isolamento acustico, sia per l'isolamento dalle vibrazioni di macchine o strutture.

In entrambi i casi un microfono rileva il segnale, ed attiva un opportuno attuatore, che genera lo stesso segnale, ma con fase invertita. Per il principio di sovrapposizione la somma algebrica dei due segnali deve essere nulla. Nella pratica è piuttosto semplice applicare la tecnica all'interno di un piccolo spazio, come una cuffia acustica, e migliorarne molto le proprietà isolanti. Riguardo alle vibrazioni nelle strutture il caso più frequente è che si vogliano isolare particolari bande di frequenze particolarmente moleste, o dannose per la struttura stessa.

In queste pagine non abbiamo affrontato l'analisi dell'isolamento attivo, ma troverai maggiori informazioni sull'isolamento passivo alle pagine

Vedi anche una domanda correlata nella sezione generalità su onde e suono riguardo alla sovrapposizione di due suoni puri controfase.

Cos'è e a cosa serve un "tweeter", e un "woofer"?

Mentre un circuito elettrico è capace di trasportare segnali a tutte le frequenze acustiche (20-20000 Hz), e anche molto oltre, non lo stesso si può dire delle strutture fisiche che devono trasformare il segnale elettrico, proveniente dall'amplificatore, in vibrazioni dell'aria, e cioè in onde sonore. I tempi di risposta di un oscillatore meccanico sono determinati dalla sua massa e dalla sua elasticità, e sono, in genere molto più lunghi di quelli di un oscillatore elettrico. Quindi, oscillatori di dimensioni diverse non sono egualmente efficienti a tutte le frequenze, e, in particolare, membrane di grosso diametro sono adatte ad irradiare le basse frequenze, mentre per le alte frequenze è necessario ricorrere a membrane più piccole. Queste considerazioni divengono particolarmente critiche negli impianti che devono riprodurre suoni con alta fedeltà (Hi-Fi), ed è per questo che, spesso gli altoparlanti non sono costituiti da un solo emettitore, ma da più emettitori, a ciascuno dei quali è assegnata una banda di frequenza. Il tweeter è l'emettitore più piccolo per le frequenze dai 2 kHz ai 20 kHz (e talvolta oltre), mentre il woofer è quello più grande che copre la banda tra i circa 40 Hz e circa 1 kHz. Spesso esiste anche un ulteriore membrana per l'emissione delle frequenze intermedie, e una per quelle inferiori ai 40 Hz (subwoofer).

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AUDIO: clicca qui per ascoltare

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suono puro da 20 Hz a 20 kHz

Ecco un esempio di suono che copre tutta la gamma dell'udibile, rimanendo di ampiezza costante. Se provate a sentirlo in cuffia, poi attraverso gli altoparlanti del PC, e, infine, attraverso l'impianto HiFi noterete che i suono sono parecchio diversi. Infatti essi sono riprodotti con diversi gradi di fedeltà nelle tre siruazioni, e solamente in virtù della diversa risposta in frequenza degli altoparlanti. Per esempio, senza un opportuno woofer le frequenze più basse non sono mai trasmesse. Ascoltando con attenzione noterete anche che il suono sembra cambiare di intensità con la frequenza. Questo è l'effetto combinato della diversa risposta degli altoparlanti a diverse frequenze, e della diversa risposta dell'orecchio a diverse frequenze.

Si vedano anche le pagine su

Perché quando ascolto la mia voce registrata mi sembra così diversa?

Se la registrazione è stata effettuata, ed è riprodotta in alta fedeltà, la voce ti sembra differente perché arriva alle tue orecchie in modo differente. Infatti, mentre parliamo, le vibrazioni prodotte dalla nostra voce non arrivano solo al timpano dall'esterno dell'orecchio, ma anche direttamente attraverso le ossa e le cavità del corpo. Ogni mezzo attraversato dal suono funge in certo modo da filtro rispetto al suono originale, in quanto ne trasmette le diverse componenti in frequenza con modalità diverse (si dice che l'impedenza di un mezzo dipende dalla frequenza del suono che lo attraversa). Di conseguenza la voce originale ha componenti di ampiezze piuttosto diverse a seconda del canale che percorre passando dal sorgente al ricevente. Quando essi sono la stessa persona questo effetto è particolarmente evidente.

Una ulteriore fonte di distorsione può essere contenuta nel canale stesso di trasmissione. Se la registrazione non è riprodotta in alta fedeltà, anche l'apparato che la riproduce può introdurre filtri e distorsioni. Questo fatto è particolarmente evidente nei canali a banda stretta, come la radio AM, e, ancora di più il telefono. Infatti è più difficile riconoscere la voce di una persona al telefono, e, anche quando siamo in grado di riconoscerla essa appare distorta e nasale.

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