¿Se pueden escuchar armónicos si la fundamental está por debajo del rango de audición?

Espero estar usando el término correctamente... Creo que la serie armónica es lo que uno escucha basado en una fundamental. Por ejemplo, si se toca un C3 como fundamental, el primer sobretono sería la octava por encima de eso, seguido por el quinto por encima de eso, etc.

Mi pregunta es, ¿es posible que los humanos escuchen sobretonos de un fundamental que está por debajo del oído humano? Si el tono más bajo que un ser humano puede escuchar es de aproximadamente 12 Hz en condiciones ideales, ¿puede un tono fundamental vibrar, por ejemplo, a 8 Hz (que, en teoría, no podemos escuchar) y producir sobretonos a 16 Hz, 24 Hz, 32 Hz, etcétera que ser audible para el oído humano? (Entonces, si eso es posible, me pregunto cuánto de lo que escuchamos cae en esa categoría).

No estoy seguro de por qué, pero he tenido curiosidad acerca de esto por un tiempo y no he podido encontrar una buena respuesta.

Esto no solo es posible, sino que es la base de cierto truco que usan los altavoces para recrear frecuencias bajas: ¡busque el "efecto fundamental faltante"!
@ user45266 ¿realmente necesitan implementarlo? Quiero decir, si el ancho de banda de un altavoz no reproduce la fundamental, aún puede reproducir los sobretonos si están en el rango de frecuencias que pueden reproducir, recreando así los graves por el MFE... Así que solo necesitas ir lo suficientemente bajo para reproducir los armónicos del sonido de bajo más bajo que desea lograr, pero no hay nada más que hacer. ¿O me estoy perdiendo algo?
@Tom Este efecto se ha utilizado deliberadamente para altavoces, consulte esta fuente. Aunque, por supuesto, falsificar frecuencias bajas usando trucos psicológicos todavía no es recrear frecuencias bajas, y los ingenieros de audio definitivamente notarían la diferencia. Utilicé el software equivalente a este por accidente y era claramente inferior a la reproducción de graves reales.
@Edward sí, pero lo que no entiendo es cómo están usando este efecto en realidad. El fenómeno fundamental faltante ocurrirá siempre que tenga suficientes armónicos. Si el altavoz puede reproducir estos armónicos, ¡nada más que hacer! Podría ser un fenómeno real que siempre ocurre, a veces utilizado por los fabricantes para justificar su falta de ancho de banda...
@Tom El manual del software MaxxBass que vinculé dice que genera armónicos. Aquí hay una mejor fuente para el altavoz MaxxBass: "El proceso MaxxBass genera armónicos más altos a partir de las frecuencias fundamentales bajas por debajo de la frecuencia MaxxBass (establecida) y los vuelve a agregar a la señal".
No sé exactamente qué altavoces lo usan y cuándo, pero sé que el concepto tiene aplicaciones en la tecnología de altavoces en alguna parte. Me pregunto algunas de las mismas cosas que tú, OP.
@Edward Muy bien, básicamente hace que la señal de baja frecuencia (por debajo del ancho de banda) sea menos limpia para generar armónicos para que estas frecuencias se puedan escuchar usando MFE;)
La pregunta está hablando fuera del rango humano, no del rango del altavoz. A menos que eso sea lo que quieres decir.
Vale la pena señalar que la fundamental no tiene que estar por debajo del rango audible para ser inaudible. Ciertos instrumentos como alguna percusión afinada (timbales, campanas tubulares) explotan este fundamental faltante .

Respuestas (8)

Si el infrasonido tiene sobretonos en el rango audible, entonces sí puede escucharlos. Los sobretonos pueden ser ondas completamente separadas e independientes de la fundamental: el oído no puede decirlo, aunque intenta descubrir qué ondas provienen de la misma fuente agrupando ondas que parecen moverse como una sola entidad estrechamente correlacionada. (Cuál es la razón por la que debe evitar tener quintas u octavas paralelas en la armonía de la parte N. Una vez que las voces comienzan a moverse juntas en los mismos pasos, el oído coloca todos los armónicos/parciales bloqueados al unísono en el mismo contenedor, y no Ya no distingo las voces como separadas, por lo que su armonía de cuatro partes se convierte de repente en una armonía de tres partes).

Sí, esto es posible, pero esto representa una minoría de los sonidos musicales que usamos. Un ejemplo en la práctica es el bajo eléctrico, cuando se afina muy bajo. Este es un ejemplo extremo de un bajo afinado en C#0 o 17,32 Hz. Puede escuchar claramente el bajo, aunque su tono puede ser difícil de discernir. Más comúnmente, es posible que escuche un bajo sintonizado en B0 (30,87 Hz, dentro del rango de audición humana) pero reproducido a través de altavoces que no pueden reproducir esa nota baja, por lo que solo escuchará los armónicos.

Algunos órganos también pueden alcanzar este nivel bajo. Aquí hay un ejemplo de un órgano que toca notas muy bajas hasta aproximadamente 16 Hz.

Además, las tubas pueden llegar a niveles muy bajos, y las notas muy bajas se denominan "tonos de pedal". Esto se reduce a alrededor de 14,57 Hz. Esto se reduce a alrededor de 21,83 Hz.

https://en.wikipedia.org/wiki/Missing_fundamental

Cuando el fundamental que falta está en el rango de audición, la mayoría de la gente lo "escuchará". El cerebro humano es bastante bueno para completar las cosas habituales cuando faltan. Requiere entrenamiento, pero la mayoría de nosotros recibimos este entrenamiento a una edad temprana sin saberlo.

Sin embargo, cuando la fundamental es más baja, mucha gente no tendrá una experiencia previa para relacionar los sobretonos.

Por otro lado, una persona acostumbrada a hacer coincidir una amplia gama de vibraciones con sonidos (como, por ejemplo, los operadores de diferentes máquinas rotativas y motores) podría "sentir" la frecuencia base.

Dependerá bastante de cuál sea la fuente de sonido original. Cada instrumento tiene su propio timbre individual , que contendrá diferentes matices junto con la nota original, en diferentes puntos fuertes. Es por eso que cada instrumento suena único para nosotros, incluso cuando cada uno toca exactamente el mismo tono.

Entonces, sí, siempre que esos sobretonos estén dentro del rango de audición humana, se escucharán. Sin embargo, cuáles serán audibles dependerán, como se indicó anteriormente, del instrumento en el que se toque.

Eso puede sonar extraño: ¿por qué alguien haría o tocaría un instrumento que pudiera producir sonidos, cuyos fundamentos serían inaudibles? ¡Eso es hipotético, algo así como la pregunta!

Sí. Siempre que la frecuencia producida por el sobretono esté dentro del rango audible, se escuchará.

Muchas respuestas hasta ahora han respondido a una pregunta opuesta: ¿podemos reproducir solo los armónicos de una nota baja y 'escuchar' la fundamental? Eso es un 'sí' fácil, y es la base práctica de, por ejemplo, una parada de 'bajo acústico' en un órgano donde múltiples filas de tubos sintonizados con los armónicos de una nota baja dan la ilusión de que se está tocando esa nota baja.

La pregunta real, escuchar los armónicos de una nota ultra baja que realmente se produce, ocurre con menos frecuencia en el mundo musical. Los instrumentos que tocan tales notas serían grandes (y por lo tanto caros). ¿Por qué nos molestaríamos en hacer uno? Por lo tanto, debemos buscar fuentes de infrasonido no musicales y naturales.

Ciertamente parece haber ejemplos de infrasonidos que NO producen armónicos audibles: el punto central del sonido de baja frecuencia como arma es que no es audible (o, aparentemente, particularmente efectivo en la práctica).

Y ejemplos de los que lo hacen, por ejemplo, turbinas eólicas.

"El ruido tiene un carácter de frecuencia discreta, que consiste en la frecuencia de paso de la hoja y una serie de armónicos". Emisión de infrasonidos de turbinas eólicas, Jørgen Jakobsen, Agencia Danesa de Protección Ambiental

Pero, para volver a la pregunta, sí, una fuente de infrasonidos puede tener sobretonos en el rango audible, y si tienen una amplitud más que insignificante, los oiremos.

Por lo que yo entiendo, los cantantes armónicos producen tonos más altos al alternar estrechamente los tonos de frecuencia más baja. Entonces, hay toda una área de aplicación en la voz humana para su pregunta teórica.

Me gustaría señalar que incluso lo contrario también es posible y se ha utilizado, por ejemplo, en la película clásica "Birds" de Alfred Hitchcock. Es el llamado "Trautonium" construido y tocado por Oscar Sala que produce trasfondos siguiendo el mismo principio.

Tengo una guitarra especial que toca la octava cero. Sus armónicos en distorsión empujan la parte audible del sonido al rango medio. Puede hacer lo mismo con un sintetizador que tiene muchos armónicos, sus tonos de octava cero son audibles en el rango de audición. Hay tantas cosas geniales que puedes hacer con esto, por ejemplo, ajustar tus bombos para que se escuchen en los parlantes de la computadora portátil al grabar tus álbumes.