DISTORSIONE: fissiamo il livello di udibilità

[MarioBon]

La JDD e la distorsione appena percepibile.

Lo 0.02% è un valore che è stato suggerito per le elettroniche considerndo il fatto che il segnale attraversa più dispositivi e ciascuno aggiunge della distorsione.

Se si applica alla udibilitàdella distorsione lo stesso criterio usato per il tempo di riverberazione, la JDD dovrebbe essere a -60 dB (0.1%). Quando faccio misure di distorsione con il segnale multitono considero la distorsione non udibile quandolo spettro della distorsione si mantiene 50 dB sotto al segnale di stimolo.

La questione è un po' complicata dal fatto che ogni misura di distorsione ha una sua JDD. Per la distorsione armonica, per esempio, la JDD dipende dalla frequenza (è più alta a bassa frequenza e più bassa alle frequenze medie). Per la distorsionedi intermodulazione la cosa è molto più complicata perchè fquesta ditorsione dipende dalla forma del segnale.

Il vantaggio di poter aggiungere della distorsione consente di non dover "alzare il volume" quindi di poter contare su un comportamento più lineare dell'altoparlantee anche dell'orecchio.

Comunque è una questione un po' delicata della quale vale la pena discutere.

[TomCapraro]

Mi viene però ora in mente un modo per soddisfare il titolo del thread.
Forse si riesce ad evitare la trasduzione e molti altri anelli della catena.
Supponiamo di mettere su un’orchestrina.
Uno degli strumenti, ad esempio un violino, potrebbe essere dotato di un meccanismo che introduce una distorsione (misurabile) di entità variabile.
Così potremmo chiedere ad un campione rappresentativo di ascoltatori ignari di quanto accade se riconoscono differenze rispetto al suono naturale...
Che ne dici?

L'aggiunta di distorsione (generalizzo poichè esistono molti tipi di distorsione e quindi altrettanti modi per "progettare un segnale distorto") sostituisce il violino "fuori dal coro" ergo si introduce qualcosa che determina la sua relativa percettibilità.
Volevo andare a parare anch'io (come esternato da Mario) sulla riduzione "in scala" del livello di ampiezza.

1) perchè si evita lo stress dei trasduttori.

2) perchè si evita lo stress del sistema percettivo in quanto con le elevate SPL cambiano ulteriormente le stime dei valori percepiti.

Sicuramente servirà un locale molto silenzioso in modo che possa garantire un ragionevole rapporto dinamico.

Con le cuffie (ma anche diffusori) ai tempi effettuai test di gruppo introducendo un livello di distorsione (casuale sottoforma di rumore scorrelato) a -74dB nel segnale (-74dB sono l'equivalente dello 0,02%) e la stragrande maggioranza di orecchie fini ed esperienti (vi partecipò anche Marco Lincetto e altri nomi illustri) indicarono correttamente il segnale nel quale fu indrodotto il rumore.
Dunque c'è realmente la possibilità di individuare (nel segnale diretto) un alterazione piccola nonostante il diffusore produca magari livelli più alti.

Un diffusore, se misurata in campo vicino, genera a 90dB una distorsione molto bassa (anche nella gamma da te citata 200hz-7000hz) in relazione alla SPL prodotta.
Accade però che per poter raggiungere un livello di SPL sufficiente nel punto ascolto, il trasduttore (in campo vicino) è chiamato a riprodurre SPL di almeno 25dB/30dB più alti.
25dB/30dB vuol dire da 316 a 1000 volte l'incremento in potenza.

Quando nel punto ascolto si ottengono 90dB, a 3mm dalla cupola se ne rileverebbero circa 120.
Questo dipende da locale a locale visto che in ambiente riverberante la perdita in dB non equivale ai famosi -6.02dB per ogni raddoppio della distanza.

Tali sperimentazioni rendono l'utente piu consapevole e quindi si può "difendere meglio" dai tanti attacchi terroristici mediatici in cui vengono propinati concetti del tipo: se in bassa frequenza il woofer distorce il 5% piuttosto che del 3% è da buttare.
Ho sperimentato (e fatto ascoltare) distorsioni del 14% a 35hz senza che nessuno se ne accorgesse. (diverso quando si sale in frequenza, e trova il culmine nella parte medioalta la cui sensibilità e selettività dell'udito è massima)
Dunque certi meccanismi, per chi ne ha voglia, andrebbero studiati.

[Alessandro Cioni]

L'aggiunta di distorsione (generalizzo poichè esistono molti tipi di distorsione e quindi altrettanti modi per "progettare un segnale distorto") sostituisce il violino "fuori dal coro" ergo si introduce qualcosa che determina la sua relativa percettibilità.

Credo che "fissare il livello di udibilità della distorsione" non corrisponda a "fissare il livello di udibilità della distorsione aggiunta".
L'aggiunta di distorsione sostituisce il violino "fuori dal coro" solo la distorsione del sistema utilizzato per il test è molto inferiore al valore di distorsione aggiunta.
Appurato che Lincetto ha percepito il rumore aggiunto equivalente allo 0,02% mentre ascoltava con un sistema di riproduzione reale, diffusori o cuffia, la cui distorsione è sicuramente maggiore, possiamo facilmente immaginare che in assenza di tale distorsione "mascherante", la soglia dello 0,02% l'avrebbe facilmente superata.

Comunque, credo molto nelle possibilità dell'orecchio umano e penso che il limite "assoluto" scenda molto al disotto dello 0,02%.
Credo anche che misurarlo con un criterio condivisibile non sia affatto cosa semplice.

[TomCapraro]

Credo che "fissare il livello di udibilità della distorsione" non corrisponda a "fissare il livello di udibilità della distorsione aggiunta".
L'aggiunta di distorsione sostituisce il violino "fuori dal coro" solo la distorsione del sistema utilizzato per il test è molto inferiore al valore di distorsione aggiunta.
Appurato che Lincetto ha percepito il rumore aggiunto equivalente allo 0,02% mentre ascoltava con un sistema di riproduzione reale, diffusori o cuffia, la cui distorsione è sicuramente maggiore, possiamo facilmente immaginare che in assenza di tale distorsione "mascherante", la soglia dello 0,02% l'avrebbe facilmente superata.

Comunque, credo molto nelle possibilità dell'orecchio umano e penso che il limite "assoluto" scenda molto al disotto dello 0,02%.
Credo anche che misurarlo con un criterio condivisibile non sia affatto cosa semplice.

Sicuramente si fanno delle stime approssimative.
Gli studi sulla distorsione (a livello scientifico) includono diversi meccanismi sulla relativa percezione della stessa. (tipo di segnale, livello del segnale, inviluppo del segnale, frequenza del segnale,...nonchè la differenza stessa tra distorsione armonica e d'intermodulazione alla quale poi si aggiunge la stima tra distorsione di ordine pari e/o dispari.)
Valori menzionati come lo "0,02%" (-74dB) lasciano ampi dubbi e, secondo quanto ho (nel mio piccolo) sperimentato durante gli anni, il valore mi sembra troppo risicato e di difficilissima interpretazione.
Secondo il mio parere questa distorsione del segnale (questo piccolo valore) viene incrementata durante i vari passaggi interstadio (pre+finale+diffusori) affinchè raggiunga un valore discernibile in ambiente domestico.

L'aggiunta di distorsione armonica (tramite questo software) su segnali complessi fa scattare in "automatico" la formazione di distorsione da intermodulazione.

Fissare il livello di udibilità della distorsione aggiunta circoscrive la somma di tutto ciò che accade nel contesto, compreso il soggetto che ascolta, visto che tra individui diversi viene percepito un livello di distorsione diverso.

[TomCapraro]

Metto un po di carne al fuoco.

Alla complessità che stabilisce la distorsione percettibile bisogna anche considerare l'effetto mascheramento.

Quando l'orecchio viene esposto all'energia sonora in un intervallo di frequenza specifico, viene creato un mascheramento delle frequenze circostanti. Questo mascheramento funziona specialmente a frequenze più alte.

L'illustrazione seguente mostra le curve di mascheramento di un tono puro a 1 kHz in vari SPL.



Ciò significa che molto spesso le componenti della distorsione diventano impercettibili a causa del mascheramento.
La terza armonica (3 kHz) del tono a 1 kHz è impercettibile a causa del mascheramento anche se la distorsione è del 5%.

[TomCapraro]

L'ultimo grafico, nonostante derivi da un paper scientifico, non mi convince.
Questa ipotetica distorsione del "5%" è calcolata come livello (26dB) ma senza tenere conto dell'ampiezza della fondamentale altrimenti sarebbero l'equivalente dello 0,36%.
Certamente si intuisce che se l'armonica di quinta distorcesse quanto la terza, quella di ordine superiore verrebbe percepita.
Tale meccanismo funzionerebbe nei brani musicali che si soffermano in qualche nota tenuta.

[TomCapraro]

v1.0.11
Added Jitter distortion (random, correlated, close-in and multi-frequency sine-modulated)
Added RPT function to repeat playback from start
Volume control now applies separately (and is remembered) for Bypass and non-Bypass playback, so each can be controlled independently
Fixed Mains frequency to display at 50 and 60Hz, previously displayed as a 3x multiple
Added a few more test frequencies useful for testing harmonics and jitter
App will load faster after it’s used for the first time now. Previously took a long time load each time it was started.
(EXPERIMENTAL) added Sone scale (perceptually-weighted). This will likely disappear in the next release


https://distortaudio.org/