Tonalità
Cos'è la tonalità?
La tonalità è una misura della qualità del suono correlata al modo in cui gli esseri umani percepiscono le componenti tonali del suono. L’analisi della tonalità identifica e misura i toni in un determinato spettro di rumore. In acustica, la tonalità è materia di psicoacustica, che studia la correlazione tra stimoli acustici e sensazioni uditive. Nella musica, la tonalità è la disposizione delle altezze in una canzone o in un brano musicale in modo che creino un senso di corretta composizione.
Cos'è uno spettro di frequenza?
Lo spettro sonoro o uno spettrogramma è il risultato del processo di analisi della frequenza di un suono. L’analisi in frequenza suddivide il suono complesso in ottave o terzi d’ottava.
Cos'è la banda d'ottava?
Una banda di 1/1 di ottava è una banda di frequenza in cui la frequenza più alta è il doppio della frequenza più bassa. Nella banda di 1/3 di ottava, la frequenza più alta è 1,26 volte la frequenza più bassa.
Esempio di tonalità di 1/3 di ottava
Il colore giallo nell’esempio di tonalità a sinistra mostra il tono più pronunciato. Il colore arancione mostra toni aggiuntivi che sono 1/3 della larghezza di banda del tono più alto. La linea rossa è il contorno del livello di volume uguale secondo ISO 226:2003 che corrisponde al tono più alto.
Cos'è una frequenza sonora?
La frequenza del suono è definita come il numero di variazioni di pressione al secondo ed è espressa in Hertz (Hz). Pertanto, un fischio ha un’alta frequenza mentre un lontano tuono ha una bassa frequenza. Un tono sonoro è caratterizzato principalmente dalla frequenza.
Cos'è un tono puro?
Un tono puro è un suono che ha una sola frequenza. In realtà, è raro sentire toni puri e la maggior parte dei suoni è composta da una varietà di frequenze (rumore a banda larga). Ad esempio, anche una singola nota del pianoforte ha una forma d’onda complessa.
Qual è la frequenza del rumore a banda larga?
Il rumore a banda larga include una gamma di frequenze. Un esempio di rumore a banda larga è il rumore bianco, che assomiglia all’acqua che scorre veloce ed è definito come un rumore uniformemente distribuito in tutto lo spettro uditivo.
Qual è la portata dell'udito?
La gamma udibile dall’uomo va da 0 dB a 130 dB nella gamma di frequenze da 20 Hz fino a 20.000 Hz (20 kHz). Sebbene in fisica un aumento di 3 dB corrisponda ad un effettivo raddoppio della pressione sonora, in pratica ci vuole un aumento di 10 dB prima che il suono sia percepito come due volte più forte.
Cosa sono le curve di equal loudness, dette anche isofoniche?
Le curve di uguale volume (isofoniche) indicano il livello dB richiesto a qualsiasi frequenza per fornire lo stesso volume apparente di un tono da 1 kHz. L’orecchio umano non è ugualmente sensibile a tutte le frequenze. È più sensibile ai suoni tra 2 kHz e 5 kHz e meno sensibile alle frequenze più alte e più basse. Ad esempio, un tono a 50 Hz deve essere 15 dB più alto di un tono a 1 kHz a un livello di 70 dB per ottenere lo stesso volume soggettivo.
Come l'orecchio rileva la frequenza del suono?
Il timpano viene fatto vibrare dalle frequenze del suono raccolte dall’orecchio esterno. Tre minuscole ossa trasmettono la vibrazione all’orecchio interno. La membrana basilare ha centinaia di cellule ciliate sensibili sulla sua superficie. Quando queste cellule ciliate sono distorte, si trasformano in impulsi nervosi che vengono inviati al cervello.
Tonalità rumore ambientale
Cos'è una tonalità di rumore?
Secondo ISO/PAS 20065:2016 la tonalità è la presenza di un tono nel rumore, il cui livello è inferiore a quello delle rimanenti componenti del rumore nella banda critica intorno alla frequenza del tono di meno del valore dell’indice di mascheramento, av.
Cos'è il rumore tonale?
Il rumore tonale è una caratteristica del rumore nella posizione del ricevitore che include toni udibili. Il rumore tonale viene misurato e analizzato con un metodo ingegneristico o un metodo di rilevamento secondo ISO 1996-2.
Quali sono gli effetti di disturbo della tonalità?
Il rumore ambientale con una caratteristica tonale (ad esempio il suono di una sirena o il rumore del condizionatore d’aria) può causare fastidio. Pertanto l’esperienza prolungata del rumore tonale può portare a effetti negativi sulla salute, come disturbi del sonno indotti dal rumore.
Cos'è una frequenza di tono?
La frequenza del tono è una frequenza della linea spettrale (o frequenza della banda media del filtro a banda stretta), a cui il tono contribuisce maggiormente.
Cos'è l'udibilità del tono?
L’udibilità del tono è la differenza tra il livello del tono e la soglia di mascheramento.
Cos'è un rumore di mascheramento?
Il rumore di mascheramento è il suono che non appartiene al tono e che limita (maschera) l’udibilità del tono. Nello spettro, solo il suono all’interno di una certa gamma di frequenze attorno al tono influisce sull’udibilità. Questo intervallo è chiamato banda critica.
Qual è la banda critica?
La banda critica è una gamma di frequenze con una larghezza di banda centrata sul tono. Se una banda critica contiene più toni, viene eseguita una sommatoria energetica dei livelli di questi toni. I toni che si trovano al di fuori della banda critica contribuiscono solo in misura minore all’udibilità all’interno della banda critica.
Cos'è una regolazione tonale?
The ISO 1996-1:2016 indicates that adjustment (penalty) to the measured sound pressure level of 3 dB to 6 dB is to be added to the measured level if the tone is prominent. The adjustment depends on the audibility of a tone. The goal of adding a penalty to a tonal noise is to express its annoyance.
Come si misura la tonalità?
Per l’analisi in frequenza, il livello di pressione sonora continua equivalente ponderato A, LAeq, dovrebbe essere stabilito sulla base delle rispettive linee spettrali. Se lo spettro non è ponderato (lineare), dovrebbe essere corretto in ponderazione A utilizzando la norma IEC 61672-1. La valutazione della tonalità secondo ISO 1996-2:2017 richiede la determinazione del livello del tono e del livello del rumore di mascheramento in una banda critica attorno alla frequenza del tono. Se una banda critica contiene più toni, viene eseguita una sommatoria energetica dei livelli di questi toni.
Quali sono i metodi di valutazione del tono?
Esistono due metodi principali di misurazione della tonalità a cui si fa riferimento nella ISO 1996-2: il metodo FFT e il metodo 1/3 di ottava. Il metodo FFT è descritto in ISO/PAS 20065:2016 e Joint Nordic Method. Il metodo 1/3 di ottava è utilizzato ad esempio nel Regno Unito (BS 7445) e in Italia (Legge 447/95).
Qual è la differenza tra FFT e il metodo 1/3 di ottava?
Il metodo di tonalità FFT è più accurato ed è applicabile a suoni complessi come il rumore delle turbine eoliche. Il 1/3 di ottava è sconsigliato quando la frequenza di interesse è inferiore a 500 Hz.
Cos'è un metodo di indagine?
Seguendo l’ISO 1996-2, il metodo di rilevamento della tonalità confronta il livello di pressione sonora nella banda di 1/3 d’ottava con i valori nelle due bande adiacenti di un terzo d’ottava. Se il livello di pressione sonora nella banda di 1/3 di ottava supera il livello in entrambe le bande adiacenti, allora il tono è prominente. Il livello di differenza varia con la frequenza: 15 dB nelle bande di un terzo d’ottava a bassa frequenza (da 25 Hz a 125 Hz), 8 dB nelle bande a media frequenza (da 160 Hz a 400 Hz) e 5 dB nelle bande ad alta frequenza (da 500 Hz a 10 000 Hz).
Quali strumenti vengono utilizzati per le misurazioni della tonalità del rumore?
Per le misure di tonalità devono essere utilizzati fonometri che soddisfano i requisiti della Classe 1 nella norma IEC 61672-1.
Quali sono le applicazioni di tonalità?
Esempi di misurazioni della tonalità: apparecchiature elettromedicali – apparecchiature per la terapia dell’apnea notturna (ISO 80601-2-70: 2015); Apparecchi a motore (domestici e commerciali (CSA C22.2 NO 68); Acustica — Paesaggi sonori (ISO / TS 12913-2: 2018); ISO 3095: 2013 – Acustica — Applicazioni ferroviarie. Gli standard internazionali ISO 1996-2:2017 e ISO/PAS 20065:2016 e IEC 61400-11:2012 sono utilizzati per la valutazione della tonalità del parco eolico.
Esempi di tonalità FFT
Gli esempi di tonalità si basano su un’analisi spettrale di 3 secondi:
Esempio 1
Toni trovati: 7
- Banda critica: 203 Hz – 306 Hz;
- Livello tono, LT: 50,4 dB;
- Livello di rumorosità, LG: 25,3 dB;
- Udibilità, L: 43,1 dB
- Regolazione tonale, Kt: 6,0 dB;
- L medio: 56,8 dB;
- U90%, incertezza estesa: 2,5 dB
Esempio 2
Toni trovati: 6
- Banda critica: 443 Hz – 559 Hz;
- Livello tono, LT: 66,1 dB;
- Livello di rumorosità, LG: 21,3 dB;
- Udibilità, L: 31,2 dB
- Regolazione tonale, Kt: 6,0 dB;
- L medio: 56,8 dB;
- U90%, incertezza estesa: 2,5 dB
Esempio 3
Toni trovati: 17
- Banda critica: 921 Hz – 1,08 kHz;
- Livello tono, LT: 85,5 dB;
- Livello di rumorosità, LG: 27,8 dB;
- Udibilità, L: 60,5 dB
- Regolazione tonale, Kt: 6,0 dB;
- L medio: 56,8 dB;
- U90%, incertezza estesa: 2,5 dB
Tonalità psicoacustica
Quali sono le proprietà psicometriche del rumore?
Volume, rumorosità e fastidio sono le tre proprietà psicometriche del rumore.
Perché misurare la tonalità?
L’obiettivo della valutazione della tonalità è valutare il fastidio dei toni. Se il rumore include un tono udibile, questo renderà il rumore più fastidioso di quanto indicato da LAeq. L’ulteriore fastidio causato dal tono viene giustificato aggiungendo un aggiustamento al LAeq (penalità).
Qual è l'applicazione della tonalità psicoacustica?
Il fastidio del suono tonale è uno dei fattori più importanti per auto e veicoli elettrici, o altri prodotti che emettono suoni tonali. Un altro esempio di applicazione è il rumore emesso dalle apparecchiature di telecomunicazione (ECMA-74).
