Hoje vou mostrar para vocês algumas curiosidades e características do áudio, a região da voz e instrumentos musicais.
Na quais, pode te auxiliar também a montar seu sistema de som automotivo também!
Frequências da voz humana, instrumentos musicais e características delas no áudio
E uma coisa que tem como base, é entender um pouco sobre a frequência.
O que é uma frequência (hz)?
É uma grandeza da física, que transforma os tipos de sons, em números.
Onde, quanto mais baixo o valor, mais grave é som, como 1hz.
E quanto mais alto é o valor, mais agudo é o som, como 10000hz.
A frequência sonora está relacionada à “velocidade” com que as ondas de som se movimentam no ar.
1 Hz, por exemplo, corresponde a um ciclo completo da onda dentro de um espaço específico, geralmente em 1 segundo.
Ex: 80hz quer dizer 80 ciclos completos de ondas sonoras em um segundo.
Veja uma onda sonora de 1hz:
Nós somos capazes de ouvir frequências de 20hz à 20000hz, onde essa faixa audível pode ser separada, por sons graves, médios e agudos, que veremos mais adiante.
Animais, por exemplo, podem ter uma menor ou maior faixa audível, que em comparação aos humanos.
Como curiosidade, veja uma tabela, dos que conseguem ouvir mais tipos de sons (valores aproximados):
- Traça – Até 300.000hz
- Golfinho – 20 à 150.000hz
- Toninha – 75 à 150.000hz
- Baleia Beluga – 1.000 à 123.000hz
- Morcego – 2.000hz à 110.000hz
- Ratazana – 200hz à 76.000hz
- Gato – Até 74.000hz
- Esquilo – 53hz à 63.000hz
- Porquinho da Índia – 54 à 50.000hz
- Coelho – Até 49.000hz
- Cachorro – 67 à 45.000hz
- Ouriço – 250 à 45.000hz
- Furão – 16 à 44.000hz
- Guaxinim – 100 à 40.000hz
- Vaca – 23 à 35.000hz
- Ovelha – 100 à 30.000hz
- Lobo – até 25.000hz
- Cavalo – 14 até 25.000hz
- Chinchila – 90 à 22.800hz
- Humano – 20 à 20.000hz
- Raposa – até 14.000hz
- Pardal Doméstico – 675 à 11.500hz
- Elefante – 17hz à 10.500hz
- Pomba – 0,5hz à 10.000hz
- Coruja Lapônica – 500 à 10.000hz
Além da faixa de frequência audível, temos também, diferentes sensibilidades em determinadas frequências.
Isso faz, por exemplo, alguns animais ter grande incomodo com estouros de rojão etc.
Veja uma imagem, onde mostra o quão sensível é o ouvido humano em relação às frequências:
Onde temos menor sensibilidade nas frequências mais graves, e maior sensibilidades a partir de 80hz, por exemplo.
Isso acontece, pois é a onde se começa a região da voz humana.
Frequências da voz Humana
O número de ciclos que a prega vocal faz em um segundo, variando conforme o comprimento das pregas vocais, tamanho da massa de vibração envolvida e tensão.
A faixa de frequência da voz masculina pode variar entre 80Hz e 150 Hz, com plenitude cerca de 120hz.
A faixa de frequência da voz feminina pode variar entre 150Hz e 250Hz.
Valendo a pena lembrar que esses valores são uma região comum de trabalho das vozes, mas não quer dizer que não possamos reproduzir com a voz, outras frequências.
Olhando somente as frequências, podemos perceber que a faixa da voz é bem limitada, sendo assim, como conseguimos distinguir exatamente a voz de um cantor em uma música, dentre as várias vozes que existem no mundo?
Isso acontece por causa do timbre.
Diferença entre região de trabalho e timbre
Como assim? Em uma única frequência, outras frequências menores acabam integrando a frequência maior, o que gera o timbre.
Ou seja, mesmo que tenhamos a mesma nota ou região de trabalho em instrumentos e vozes, o timbre, o conjunto de frequências que ele reproduz, faz a gente identificar qual o instrumento ou quem está cantando.
Alto Falantes então, não possuem timbre, somente uma espécie de sonoridade, reproduzindo determinadas regiões com maior fidelidade ou não.
O timbre está associado à forma da onda e nos permite distinguir sons de mesma frequência, produzidos, por exemplo, por instrumentos e cantores diferentes.
O timbre é caracterizado pela composição de frequências que constituem a onda sonora emitida pelo instrumento ou voz.
Veja também como curiosidade, a região de trabalho principal de cada instrumento.
Tabela: Faixa de frequência dos instrumentos musicais
Cantor 80-392 Hz
Vocal
Soprano 250 Hz–1KHz
Contralto 200 Hz–700 Hz
Barítono 110 Hz–425 Hz
Graves 80 Hz–350 Hz
Tampo de sopro
Piccolo 630 Hz–5KHz
Flauta 250 Hz–2,5KHz
Oboé 250 Hz–1,5KHz
Clarinete (B bemol ou A) 125 Hz–2KHz
Clarinete (Mi bemol) 200 Hz–2KHz
Clarinete baixo 75 Hz–800 Hz
Trompa 90 Hz–1KHz
Cor Inglês 160 Hz–1KHz
Fagote 55 Hz–575 Hz
Fagote duplo 25 Hz–200 Hz
Saxofone soprano 225 Hz–1KHz
Saxofone alto 125 Hz–900 Hz
Saxofone Tenor 110 Hz–630 Hz
Saxofone Barítono 70 Hz–450 Hz
Baixo Saxofone 55 Hz–315 Hz
Tampo de latão
Trombeta (C) 170 Hz–1KHz
Trombeta (F) 300 Hz–1KHz
Trombone alto 110 Hz–630 Hz
Trombone Tenor 80 Hz–600 Hz
Trombone baixo 63 Hz–400 Hz
Tuba 45 Hz–375 Hz
Buzina da válvula 63 Hz–700 Hz
Parte superior das cordas
Violino 200 Hz–3,5KHz
Viola/Violão 125 Hz–1KHz
Violoncelo 63 Hz–630 Hz
Contrabaixo 40 Hz–200 Hz
Guitarra 80 Hz–630 Hz
Teclados superiores
Piano 28 Hz–4,1KHz
Órgão 20 Hz–7KHz
Topo de percussão
Celeste 260 Hz–3,5KHz
Tímpanos 90 Hz–180 Hz
Glockenspiel 63 Hz–180 Hz
Xilofone 700 Hz–3,5KHz
Em instrumentos, é interessante notar que alem da região de “trabalho” digamos, há outras regiões de frequencia que eles não são, de certa forma, tão bons ou apresentam outras características, veja:
Por isso, na produção musical se utiliza muito do equalizador, para ajustar as falhas e deixar o som mais agradável, desde os graves até os agudos.
Veja as características de cada tipo de som a seguir.
O que é som SUB-GRAVE?
Fica entre 20hz e 40hz, sendo um som que é mais sentido do que ouvido, preenchendo o ambiente e sendo bem profundo/extenso.
Requer muita energia, por isso geralmente é reproduzido por intrumentos maiores que similares do mesmo tipo, e também tem a maior sonoridade ao ser reproduzido por alto falantes de tamanho maior e grande excursão, como subwoofers de 15 e 18 polegadas, ou de até tamanhos menores, mas com grande qualidade.
Não tem muito ataque (não dá “distância” ao som), e quanto e quanto mais baixo, menos se ouve e mais se sente.
Os instrumentos musicais que conseguem chegar nessas frequências, são: órgão de tubo, o piano, o baixo e a tuba.
O que é o som GRAVE?
Torna o som no ambiente mais envolvente. Fica entre 40~160hz.
Entre 40~60hz, podemos dizer que ainda é um som sub-grave, sendo facilmente reproduzidos pelos modelos subwoofers de qualquer tamanho, de 8 à 18 Polegadas e woofers de 15 e 18 polegadas.
Entre 80~120hz, o grave fica mais seco, mais similares com “batidas” que ficam mais rápidas, tendo mais ataque (dando mais distância ao som), ótimo para woofers pancadão de 12 polegadas.
Essa faixa de 40 à 160hz, é a mais importa para um som grave, pois é onde estão as fundamentais do vigor musical e do grave, podendo embolar e soar “bobo” facilmente em sistemas de áudio de baixa qualidade.
O que é o som MÉDIO-GRAVE? (160-800hz)
A região do médio grave como é mais conhecida, de certa forma engloba a extensão do grave de 160hz à 300hz e o médio grave em si, entre 300hz à 800hz.
Entre 160 e 300hz, é a região que dá a “temperatura”, calor, intensidade e firmeza nas músicas, por exemplo, podendo também, por outro lado, entregar o ponto negativo do áudio ruim, soando sujo e “amadeirado”, arenoso, oco, inconsistente e sem solidez.
Produz as fundamentais da bateria, violão e voz, ou seja, é uma região de frequências muito importante para ter qualidade sonora em músicas.
Os alto falantes ótimos nessas frequências, são os médios de 12 à 6 polegadas, variando seu range de trabalho de acordo com o tamanho, onde por exemplo, os médios de 12 à 8 são muito utilizados em sistemas externos, onde podem ser ajustados junto com sua caixa, para ter mais enfase nos famosos “tuc-tuc”. Já os de 6, em sistemas internos, atuando muito na região da voz.
Na Faixa de 300 à 800hz, também compreende boa parte da vocalização, e parte da região de quase todos os instrumentos musicais.
Esta faixa tem muita ressonância alta e é onde eventuais ruídos podem aparecer.
O que é o som MÉDIO (800-2,5khz)
Apesar de não ser a região de plenitude das vozes, é uma zona de alta sensibilidade auditiva para o refinamento de áudio de alta qualidade e no sentido contrário, também onde eventuais desordens no áudio são facilmente percebidas como som desagradável, nasal, áspero e agressivo.
Em um sistema de som, as diferenças entre os tamanhos de alto falantes, já não afetam tanto a região de trabalho, e a qualidade do material que são feitos e a tecnologia empregada neles acaba se tornando muito mais importante.
Sendo assim, para se ter qualidade e uma resposta linear, é necessário investir em alto falante de maior preço/custo, seja em um sistema externo com médios profissionais, ou em um sistema interno, com marcas mais renomadas ou voltada para os sistemas de alta definição.
Um exemplo que podemos utilizar como base, é Driver fenólico, que tem seu ótimo desempenho nessa região, onde podemos comparar um sistema profissional, com ótima qualidade musical, com um mais barato, como os que são utilizados em carros da pamonha, que tem volume sonoro, mas baixa qualidade musical.
O que é o som MÉDIO-AGUDO (2,5-5khz)
É a zona da maior sensibilidade auditiva com alta percepção de som quebradiço/inconsistente, estridente e ardido.
É por causa disso, que em sistemas de som automotivo e em rachas de som, o driver de titânio é muito bem-vindo, pois é uma região onde tem elevada eficiência.
Ou seja, as frequências mais graves mais difíceis de serem ouvidas, e a região das vozes, e principalmente a região de 2khz à 6khz, nossos ouvidos são bem mais sensíveis.
Uma curiosidade, é uma regulagem em aparelhos de som, chamada loudness, que ajusta as frequências para que dê a melhor sensação sonora.
O que é o som AGUDO e agudo alto (5-20khz)
Compreende popularmente o agudo, de 5 à 10khz, repleto de harmônicos, sibilância vocal (confere maior assinatura sônica do vocal, singularidade e agudo do prato da bateria.
E agudo alto, de 10khz à 20khz, que tem baixa participação na musicalidade geral, pois poucos instrumentos conseguem reproduzir essa região, além disso, muitas pessoas têm dificuldade de ouvir, poucas conseguem ouvir acima de 14-15khz.
Por outro lado, tem papel fundamental na psico-acústica por estar muito ligado a emoção, e sua projeção precisa de pouca energia.
No som, é a região dos tweeters, e é por isso, que mesmo parecendo que ele só faz uns chiados, ele é indispensável na qualidade, e no mercado existem modelos com os menores valores em rms em comparação a outros modelos no mercado.
Uma opção é a substituição pelos modelos de driver titânio.
Frequências e alto falantes
Subwoofers trabalham na faixa de 20hz a 110hz Mid Range na faixa de 110 à 3540 hz Drivers e tweeters em torno de 3540 à 21.4k.
Para saber mais, acesse: Quais os tipos de alto falantes?
Veja um vídeo de como funciona um alto falante para reproduzir todas essas frequências:
Entusiasta há 14 anos no setor de Som Automotivo e ex-competidor SPL. Participante dos cursos EstudodoÁudio (Renan Lopes) e Curso Avançado de Áudio (MayaSounds).