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Risposta in frequenza e firma sonora: leggere il suono delle cuffie

“Caldo”, “analitico”, “a V”: il vocabolario delle recensioni di cuffie descrive una sola e medesima cosa, la distribuzione dell'energia tra bassi, medi e alti. Questa distribuzione si misura, si traccia su un grafico e si impara a leggere in dieci minuti.

Le frequenze, dai bassi agli alti

L'altezza di un suono si misura in hertz (Hz): il numero di vibrazioni al secondo. L'orecchio umano percepisce, nel migliore dei casi, da 20 Hz a 20.000 Hz. Il limite superiore si abbassa con l'età: intorno ai 15.000 Hz a quarant'anni, spesso meno in seguito.

BandaFrequenzeChe cosa vi si senteIn eccesso
Sub-bassi20 – 60 HzRombo, sensazione fisicaSuono pesante, impastato
Bassi60 – 250 HzGrancassa, bassoBassi che invadono le voci
Medio-bassi250 – 500 HzCorpo delle voci e delle chitarreSuono velato, “inscatolato”
Medi500 Hz – 2 kHzVoci, la maggior parte degli strumentiSuono nasale
Medio-alti2 – 5 kHzIntelligibilità, attacco delle noteAggressività, affaticamento
Alti5 – 10 kHzPiatti, sibilantiSibilanza (“s” che fischiano)
Alti estremi10 – 20 kHzAria, brillantezzaSuono artificiale, stridente

Che cosa mostra una curva di risposta

Per misurare un paio di cuffie, le si colloca su una testa artificiale dotata di microfoni al posto dei timpani, poi si inviano loro tutte le frequenze allo stesso livello. La curva che si ottiene indica, per ogni frequenza, a quale livello le cuffie la riproducono. L'asse orizzontale riporta le frequenze, dai bassi a sinistra agli alti a destra; l'asse verticale il livello, in decibel.

Un picco significa che le cuffie mettono in risalto quella zona, un avvallamento che la attenuano. Uno scarto di 3 dB si sente nettamente; 10 dB corrispondono a un volume percepito due volte più forte.

BassiMediAltiNeutraA V (bassi e alti in evidenza)Calda
Tre firme sonore schematizzate dalla loro curva di risposta: livello relativo di bassi, medi e alti.

Perché “neutro” non vuol dire “piatto”

È il punto più controintuitivo. Quando ascolti dei diffusori, il suono attraversa il tuo padiglione auricolare e il tuo condotto uditivo prima di raggiungere il timpano. Questa anatomia agisce come un amplificatore: rinforza le frequenze intorno ai 3.000 Hz di una decina di decibel. Il tuo cervello ci è abituato da sempre e considera normale questo rilievo.

Le cuffie scavalcano in parte questo percorso. Per suonare naturali devono quindi ricreare da sole questo picco. Una curva perfettamente piatta, misurata al timpano, suonerebbe spenta e lontana. La vera domanda diventa: quale curva, misurata al timpano, viene percepita come neutra?

La curva di Harman

Tra il 2012 e il 2018 il gruppo di Sean Olive, presso Harman International, ha cercato la risposta per via sperimentale. Centinaia di ascoltatori, allenati e non, di diversi paesi, hanno confrontato alla cieca cuffie la cui risposta veniva modificata tramite equalizzazione, e poi hanno regolato essi stessi il livello dei bassi e degli alti secondo i propri gusti.

Ne è uscita una curva target, che riproduce all'incirca il suono di buoni diffusori in una buona stanza: il picco dell'orecchio intorno ai 3 kHz, bassi rialzati di qualche decibel sotto i 100 Hz, alti in lieve discesa. Secondo lo studio del 2018, circa due terzi degli ascoltatori preferiscono questa curva; gli altri si dividono tra chi vuole più bassi, tendenzialmente giovani, e chi ne vuole meno, tendenzialmente più anziani.

Questo target non è una verità assoluta, ma ha cambiato l'industria: la maggior parte delle cuffie recenti vi si ispira, e le recensioni serie vi fanno riferimento per dire in che cosa un modello se ne discosta.

Riconoscere le grandi firme sonore

  • Neutra. Vicina al target. Nulla sporge: le voci sono al loro posto, i bassi presenti senza strabordare. Indispensabile in studio, apprezzata nell'hi-fi. Al primo ascolto può sembrare poco vivace.
  • A V. Bassi e alti enfatizzati, medi arretrati. Spettacolare con l'elettronica, il rap e i film; le voci arretrano, e l'ascolto affatica più in fretta.
  • Calda. Bassi e medio-bassi generosi, alti ammorbiditi. Riposante, indulgente con le cattive registrazioni; a volte manca di dettaglio.
  • Brillante o analitica. Alti in primo piano. Dà un'impressione di precisione e di dettaglio; diventa presto aggressiva ad alto volume o con registrazioni aspre.

Il selettore ti chiede la tua preferenza tra tre famiglie (neutra, bilanciata, bassi corposi) e ne tiene conto nella classifica.

Che cosa la curva non dice

La risposta in frequenza spiega la maggior parte di ciò che si percepisce di un paio di cuffie, ma non tutto.

  • La distorsione: un driver spinto ad alto volume deforma il segnale, soprattutto sui bassi.
  • La scena sonora: dipende dalla geometria delle cuffie, in particolare dal loro carattere aperto o chiuso.
  • Il tuo orecchio: la curva è misurata su una testa standard. La forma del tuo padiglione auricolare, gli occhiali o la tenuta di un gommino modificano il risultato, soprattutto sui bassi e sopra gli 8 kHz.
  • Il volume di ascolto: a basso livello l'orecchio perde sensibilità sui bassi e sugli alti (curve isofoniche, norma ISO 226). Una firma leggermente a V compensa questo effetto, il che spiega in parte il suo successo.

Diffidare dei numeri sulla confezione. Una “risposta da 5 Hz a 40 kHz” non significa nulla senza una tolleranza: a −3 dB è notevole; a −30 dB è inudibile. E nessuno sente i 40 kHz. Fidati delle misure indipendenti e, soprattutto, delle tue orecchie.

Correggere le cuffie con l'equalizzazione

Una firma sonora non è una condanna. Un equalizzatore, presente nella maggior parte delle app delle cuffie wireless, dei lettori musicali e dei sistemi operativi, permette di avvicinare le cuffie al target o ai tuoi gusti. Due regole: meglio abbassare ciò che sporge che alzare ciò che manca, per evitare la saturazione, e le correzioni fini oltre gli 8 kHz sono da evitare, perché questa zona varia troppo da un orecchio all'altro.

Fonti e riferimenti

  1. Olive, Welti, Khonsaripour — A Statistical Model that Predicts Listeners' Preference Ratings of Around-Ear and On-Ear Headphones, Audio Engineering Society Convention 144, 2018
  2. Olive, Welti — The Relationship between Perception and Measurement of Headphone Sound Quality, Audio Engineering Society Convention 133, 2012
  3. ISO 226:2023 — Acoustics: normal equal-loudness-level contours

Domande frequenti

Che cos'è una firma sonora a V?

È una risposta in frequenza in cui i bassi e gli alti sono enfatizzati rispetto ai medi, il che disegna una V sulla curva. La resa è spettacolare e lusinghiera con la musica moderna, ma le voci risultano un po' arretrate e l'ascolto affatica più in fretta che con una firma neutra.

Che cos'è la curva di Harman?

È una curva di risposta target per cuffie, definita dai ricercatori di Harman International a partire da test di ascolto alla cieca condotti tra il 2012 e il 2018. Corrisponde al suono che la maggioranza degli ascoltatori giudica più naturale, e fa da riferimento per molti produttori e recensori.

La risposta in frequenza dichiarata dal produttore è un criterio di qualità?

No. Numeri come “5 Hz – 40 kHz” sono forniti senza tolleranza e superano in ogni caso i limiti dell'udito umano (20 Hz – 20 kHz). Ciò che conta è la regolarità della risposta entro questi limiti, visibile solo su una curva di misura.

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