Fatica d'ascolto

[MarioBon]

Io ascolto molto in cuffia, specie la sera e anche a volumi elevati ma quasi esclusivamente sinfonica "energica" . Mia moglie dice che sono diventato sordo ( quando parla lei.... ) per questo , forse ha ragione oppure no.

Comunque mi capita spesso che mi ci addormento , ho l'impressione che più che fatica d'ascolto diventa un dolce sonnifero acustico...

In teoria il volume della cuffia dovrebbe essere regolato in modo da sentire (magari poco) i rumori ambientali.

[bibo01]

Che ruolo avrebbe misurare la distorsione armonica? Così come distorsione non lineare da jitter ed altri artefatti digitali?

La misura della distorsione armonica, secondo me, serve solo durante la fase di sviluppo di un dispositivo. Per quanto riguarda la qualità della riproduzione è molto più utile la Distorsione Integrale. Chi ascolta non sente la distorsione armonica e poi la distorsione di intermodulazione epoi la distrosione doppler... "sente tutto assieme".
Per quanto riguarda il jitter è meglio che rispondano altri.

Sì, certo, sentiamo tutto assieme. Ma io cerco maniere per correlare ciò che sentiamo con le misurazioni: in un certo senso qualcosa più definito delle armoniche IM + le altre distorioni da te mezionate, che in pratica sono abbastanza difficili da misurare. Pass scrisse un white paper che mostrava come la distorsione IM può accumularsi nelle elettroniche e la chiamò "the elephant in the room". Crowhurst la collegò agli effetti di un noise floor con segnale modulato.

[MarioBon]

Per definizione:
dato un sistema, se nello spettro della risposta sono presenti componenti spettrali che non erano presenti nello stimolo, il sistema si dice non lineare e le componenti in più si classificano come distorsione non lineare (indipendentemente dalla causa).
Matematicamente la funzione di trasferimento di un sistema non lineare dipende anche dalla ampiezza e dalla forma dello stimolo (quindi la funzione impulsiva non è h(t) ma h(t, s(t)).
La distorsione non è difficile da misurare: è sufficiente un confronto tra spettri (che si può fare con grande accuratezza e precisione).
Per quanto riguarda un sistema di riproduzione audio la distorsione può essere udibile o non udibile. La distorsione udibile può essere tollerabile o non tollerabile.
Se la distorsione non è udibile è come se non ci fosse, se non è tollerabile il sistema si butta.
Resta il problema della distorsione udibile e tollerabile. Questa c'è, si sente, ma da poco fastidio. Questa è ampiamente soggettiva (ad alcuni, per esempio, piace).
La distorsione aggiunge delle informazioni che non erano presenti nello stimolo: queste informazioni "cattive" in più possono mascherare quelle "buone". Quindi l'effetto della distorsione è sempre il mascheramento. Anche il rumore ha un effetto mascherante ma meno grave della distorsione perché non è correlato allo stimolo e non trasposta informazioni in più ma solo "disturbo". Il rumore contribuisce alla Fatica da Ascolto.

La soluzione è puntare direttamente su sistemi che producano distorsione non udibile nelle effettive condizioni d'uso e la cosa più importante da definire è la soglia di percezione o JDD (in relazione al tipo di misura fatta). La misura attualmente più significativa (anche se non "ideale") per un diffusore acustico è la misura della Distorsione Integrale con segnali multitono (la JDD vale 0.32% a 90 dB quindi lo spettro della distorsione deve stare almeno 50 dB sotto allo spettro dello stimolo). Per una elettronica le misure significative sono il Null Test e la Random Distortion (che hanno JDD diverse).
Una catena di riproduzione è formata da sorgente, amplificatore e diffusori. Tutta la distorsione prodotta dalla sorgente passa nell'ampli e quella prodotta dall'ampli arriva ai diffusori che distorcono a loro volta. Ad ogni passaggio la distorsione, se c'è, aumenta e una distorsione non udibile nella sorgente può diventare udibile. Ne segue che, se per un diffusore acustico la distorsione dello 0.32% è non udibile, quella dell'ampli dovrà stare allo 0.1% e quella della sorgente allo 0.032% (questo è solo un esempio per farsi capire). Meno è meglio. Quindi non dobbiamo leggere i dati di distorsione tutti allo stesso modo.
Poi ci sono gli amplificatori a valvole e il loro particolare rapporto con la distorsione aurale ma questa è tutta un'altra storia perché fortemente legata alla soggettività. Dirò di più: una catena formata da giradischi analogico, ampli a valvole e diffusori a tromba o "monovia a larga banda" non si giudica dal punto di vista strumentale: piace o non piace.

Questa è la situazione, poi si possono dire tante cose ma, nella sostanza, devono concordare con quanto detto qui sopra. La distorsione udibile ma tollerabile ha un limite: prima o poi si trova un programma musicale che te la fa sentire. Questo si risolve con l'informazione: chi acquista una coppia di minidiffusori deve essere consapevole che sono adatte per certe cose e per altre no.

[TomCapraro]

Ne segue che, se per un diffusore acustico la distorsione dello 0.32% è non udibile, quella dell'ampli dovrà stare allo 0.1% e quella della sorgente allo 0.032% (questo è solo un esempio per farsi capire).

Sono valori con i quali, nella realtà, mi ci ritrovo.
Molte prove sulle sorgenti mi hanno portato esperienze (di udibilità) dalle quali si evincono valori compresi tra -70db e -74db...ovvero tra lo 0,032% e lo 0,02%.
Tutto questo in condizioni di funzionamento effettivo.

Quindi, se una sorgente distorce pochissimo tale alterazione (non lineare) non provocherà problemi all'ascolto, quando invece valica la soglia compresa in quei valori di cui sopra, allora sarà necessaria una prova d'ascolto contestuale affinchè possa definirsi la relativa udibilità o meno. (mi riferisco a prove serie e ben fatte, non l'attacca e stacca che fa l'audiofilo)

Se invece l'alterazione non lineare è totalmente inudibile e si continuano a sentire differenze, significa che dipende d'altro (solitamente di natura lineare)

[fab0]

Discorso molto interessante e pragmatico.
Rilancio.
E' corretto dire che alla reale pressione di ascolto (qua si aprirebbe un trattato), o alla pressione data dalla potenza nominale i trasduttori mediamente esibiscono "alcuni" punti percentuali di distorsione? Quindi saremmo in ordini di grandezza diversi rispetto alle elettroniche.

[TomCapraro]

Discorso molto interessante e pragmatico.
Rilancio.
E' corretto dire che alla reale pressione di ascolto (qua si aprirebbe un trattato), o alla pressione data dalla potenza nominale i trasduttori mediamente esibiscono "alcuni" punti percentuali di distorsione? Quindi saremmo in ordini di grandezza diversi rispetto alle elettroniche.

Ci si accorge, di un determinato valore di alterazione, soltanto per confronto diretto e, generalmente, commutando le due riproduzioni in tempi molto brevi.
Mi riferisco alle sorgenti.

[MarioBon]

Discorso molto interessante e pragmatico.
Rilancio.
E' corretto dire che alla reale pressione di ascolto (qua si aprirebbe un trattato), o alla pressione data dalla potenza nominale i trasduttori mediamente esibiscono "alcuni" punti percentuali di distorsione? Quindi saremmo in ordini di grandezza diversi rispetto alle elettroniche.

Se distinguiamo la distorsione "stazionaria" dalla distorsione "di forma" allora sui picchi (distorsione di forma) si possono avere delle alterazioni che potrebbero essere quantificate con tassi di distorsione anche di alcuni punti percentuali. Fortunatamente la distorsione di forma (degli altoparlanti) è transitoria, dura pochi millisecondi, ed è facilmente tollerata.
La distorsione di forma causata dal clipping di un amplificatore a stato solido, invece, oltre un certo limite (numero o durata dei fenomeni all'interno di un tempo di integrazione), si sente benissimo ed è fastidiosa.

Se l'ampli non clippa in genere l'altoparlante che distorce di più è quello che riproduce i bassi. In questo caso si devono distingue i sistemi a due vie (dove la gamma bassa intermodula con la gamma media) e i sistemi a tre vie (dove la distorsione del woofer non degrada la qualità della riproduzione del medio). In un sistema a tre vie il 2-3% di distorsione in gamma bassa (sotto i 100 Hz) è tollerabile.

[TomCapraro]

Sotto i 45hz perfino un tasso di distorsione del 14% risulterebbe tollerabile.
Questo non vuol dire che per stare in ordine bisogna attenersi a questi valori, parliamo di tollerabilità della distorsione, perché di fatto il 14% di distorsione viene tollerata ma, si perde in altri parametri quali ad esempio la dinamica, l'intelligibilità e si limita anche il punch.

[fab0]

Interessanti considerazioni.
Stiamo parlando di "piccoli segnali" o della potenza nominale o di una pressione target?

Le elettroniche spesso hanno prestazioni che migliorano fino a subito prima del clipping, mentre i trasduttori hanno gioco facile con piccoli segnali e poi iniziano a sudare/scomporsi.
Variazione della rms, Variazione del BxL, variazione della temperatura della bobina, variazione della Le, deformazione delle membrane, centraggio non corretto dell'escursione, sono i primi macro fenomeni che mi vengono in mente.

Vogliamo buttare lì un riferimento? I canonici 90db*m/w per 100w?

[MarioBon]

Interessanti considerazioni.
Stiamo parlando di "piccoli segnali" o della potenza nominale o di una pressione target?

Le elettroniche spesso hanno prestazioni che migliorano fino a subito prima del clipping, mentre i trasduttori hanno gioco facile con piccoli segnali e poi iniziano a sudare/scomporsi.
Variazione della rms, Variazione del BxL, variazione della temperatura della bobina, variazione della Le, deformazione delle membrane, centraggio non corretto dell'escursione, sono i primi macro fenomeni che mi vengono in mente.

Vogliamo buttare lì un riferimento? I canonici 90db*m/w per 100w?

Ma che altoparlanti usi? a parte gli scherzi, i programmi musicali "decenti" hanno un fattore di cresta maggiore di 3. Quindi al massimo, su 100 Watt erogati, solo 22 Watt continui arrivano al carico (ma ne arrivano 200 di picco -> 40 Volt). Questi 22 Watt continui vanno poi divisi sugli altoparlanti che ne ricevono di meno.
Se il fattore di cresta vale 5 sul carico arrivano 8 Watt continui (la pressione di picco resta la stessa). Quindi la parte maggiore della distorsione è di forma. Dato che la potenza continua è esigua anche il riscaldamento della bobina lo è e comunque la compressione termica dovuta alla temperatura comporta un abbassamento "lento" della SPL ed è praticamente non udibile.

Le cose vanno diversamente nel professionale dove la compressione termica può arrivare a 3 o 4 dB. Per aumentare la temperatura della bobina mobile del 40% bisogna aumentarne la temperatura di 100°C (e arrivare a 120-125°C che è molto vicina alla temperatura di fusione delle colle).
Gli altoparlanti per HiFi non sono fatti per sopportare potenze continue elevate ma sopportano molto bene i picchi di tensione brevi.