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 Bandas de frequência dos instrumentos mais comuns

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crazydac
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MensagemAssunto: Bandas de frequência dos instrumentos mais comuns    Seg Mar 14 2011, 15:37

Encontrei este artigo, fiquei espantado com a minha ignorância, e gostaria de saber, se é assim, porque precisamos de altifalantes que reproduzam acima dos 5K Hz? É por causa das harmónicas?

"Recently there has been quite a discussion on the TNT forum regarding bass performance. One correspondent asked whether a piano got down as low as 50 Hz and it made me realise that most of us don't really know what frequencies various instruments are capable of.
In my research I also found some interesting stuff on the intensity of sound and what we actually mean when we talk about decibels. Though the following is only a small selection it may help solve all those bar room (and forum) arguments...

Audible frequency range of musical instruments and the human voice.

These for obvious reasons are acoustic instruments and unamplified. The frequency refers to fundamental tones only. To give an extreme example a massive church bell such as 'Big Ben' will produce low frequencies you can feel in your gut and yet the harmonics will go way beyond the range of human hearing.

Instrument Frequency range Hz
Piano (concert) 27.50 - 4,186.00
Bass Tuba 43.65 - 349.23
Double Bass 41.20 - 246.94
Cello 65.41 - 987.77
Viola 130.81 -1,174.00
Violin 196.00 - 3,136.00
Clarinet 164.81 - 1,567.00
Flute 261.63 - 3,349.30
French horn 110.00 - 880.00
Trombone 82.41 - 493.88
Trumpet 164.81 - 987.77
Guitar 82.41 - 880.00
Human voice

These are the ranges demanded in classical opera, hence the decimal point accuracy...
Type of voice Frequency range Hz
Bass 87.31 - 349.23
Baritone 98.00 - 392.00
Tenor 130 - 493.88
Contralto 130.81 - 698.46
Soprano 246.94 - 1,174.70
Interesting that a sound system will produce almost all the musical fundamentals of an orchestra without bothering the tweeter... thank Heaven for harmonics!

Sound pressure levels

This is a simple scale based on every day observations similar to the beaufort wind scale. Remember that the decibel is a log scale so that a 3dB increase is a doubling of the actual sound energy, 10dB represents a ten fold increase. However to complicate matters the human ear is not linear and perceives a 10 dB increase as a very approximate doubling of volume.
Sound level (dB) approximate observed equivalent.

Sound proof room, threshold of hearing.
Rustle of leaves in a breeze.
Whisper
Quiet conversation
Conversation at home
Typical outside conversation
Noise in a large shop (no musac ;-))
City street
Noisy office with typing (you need to raise your voice)
Underground railway train passing
Pneumatic Drill at 3 m
Prop aircraft taking off
Jet aircraft taking off - threshold of pain.
Remember that anything over 80 dB can damage hearing over time.

Audible intensity of musical instruments

This is a guide to the sort of sound pressure levels acoustic instruments produce unamplified. No distances were given but I'd guess pretty close - a couple of metres perhaps.
Instrument Range measured in dB
Bass drum 35 - 115
Cymbal 40 - 110
Organ (orchestral) 35 - 110
Piano 60 - 100
Trumpet 55 - 95
Violin 42 - 95
Surprises? Well I never thought a violin could produce more sound than a subway train, and the Piano seems surprisingly lacking in dynamics. It's also sobering to realise that few hi-fi systems will show the full dynamics of the first four on the list - but would you want to be in the room if they did?

Copyright © 1999 Geoff Husband - http://www.tnt-audio.com

The table below shows the noise levels in decibels of typical environmental sounds, and the amount of time it takes for permanent hearing damage to be done at those levels.

Continuous dB Time before hearing is damaged

85 dB 8 hours Busy city traffic
88 dB 4 hours
91 dB 2 hours
94 dB 1 hour
97 dB 30 minutes
100 dB 15 minutes Walkman on standard setting (5)
103 dB 7.5 minutes
106 dB ~ 4min
109 dB ~ 2min
112 dB ~1 min
115 dB ~30 sec Most clubs are louder than this


Dá para pensar...


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António José da Silva
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MensagemAssunto: Re: Bandas de frequência dos instrumentos mais comuns    Seg Mar 14 2011, 16:00

É interessante de que desce aquilo que mais ou menos sabemos, mas não sobe aquilo que imaginamos. A minha duvida como leigo na matéria será a seguinte. A lista inúmera instrumentos individuais. Como será no caso de uma orquestra inteira? Será que a medição de uma obra orquestral fará aumentar a frequência visto serem muitos instrumentos juntos, ou a frequência mais elevada corresponde só ao instrumento capaz de tais frequências?
Um tema fascinante. Pode ser que hajam alguns mais entendidos que possam dar o seu contributo.

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MensagemAssunto: Re: Bandas de frequência dos instrumentos mais comuns    Seg Mar 14 2011, 21:33

Boas amigos,

é matéria já dada há muitos anos mas posso tentar dar uma achega.

Para começar os sons podem ser puros ou complexos, sendo que um som complexo é a sobreposição de vários sons puros.
Para obter um som puro, composto apenas por uma onda sonora, temos que recorrer a meios electrónicos ou a um diapasão. Por isso, qualquer instrumento que ouvimos nas nossas gravações ou salas de concerto emite sons complexos.

Estes sons complexos são compostos pela nota fundamental (som puro) e os seus harmónicos que são também ondas sonoras simples (ou puras) que se sobrepõem.

Um exemplo:
Ao tocar um dó num piano, vamos ouvir esta nota, vamos ouvir o dó que está uma 8ªP a cima, depois uma 5ªP a cima da anterior (sol), uma 4ªP a cima (dó), depois uma 3ªM a cima, etc... cada um destes harmónicos será gradualmente menos audível mas faz parte do som dó que ouvimos. A isto juntamos ainda outras cordas que possam vibrar por simpatia.

Embora na maioria dos casos a presença destes sons não seja clara ao ouvido humano, a sua omissão seria notória. Para termos uma ideia, o 16º harmónico está cerca de 4 oitavas a cima da fundamental o que torna necessária a reprodução de frequências muito mais agudas que as notas fundamentais referidas no artigo. Daí "thank Heaven for harmonics!"

E quando ouvimos uma grande orquestra, por exemplo, vamos ter mais intensidade sonora mas não aumento das frequências...

abraço
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António José da Silva
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MensagemAssunto: Re: Bandas de frequência dos instrumentos mais comuns    Seg Mar 14 2011, 21:37

Porra, ainda bem que escrevestes a última frase, senão só tinha entendido nestum (e sem mel)

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MensagemAssunto: Re: Bandas de frequência dos instrumentos mais comuns    Seg Mar 14 2011, 21:39

António José da Silva escreveu:
Porra, ainda bem que escrevestes a última frase, senão só tinha entendido nestum (e sem mel)
Caramba... isto está claro como a água... nem tiveste tempo de ler, não te esforçaste nada...
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António José da Silva
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MensagemAssunto: Re: Bandas de frequência dos instrumentos mais comuns    Seg Mar 14 2011, 21:41

longplay escreveu:
António José da Silva escreveu:
Porra, ainda bem que escrevestes a última frase, senão só tinha entendido nestum (e sem mel)
Caramba... isto está claro como a água... nem tiveste tempo de ler, não te esforçaste nada...

Eu esforçar até que me esforcei, mas não dá mais do que isto.....

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MensagemAssunto: Re: Bandas de frequência dos instrumentos mais comuns    Seg Mar 14 2011, 21:52

Aqui tem, não quero problemas com o enc. de educação.. na língua de sua majestade..

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António José da Silva
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MensagemAssunto: Re: Bandas de frequência dos instrumentos mais comuns    Seg Mar 14 2011, 21:57

longplay escreveu:
Aqui tem, não quero problemas com o enc. de educação.. na língua de sua majestade..

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A minha burrice e ignorância não conhece fronteiras.

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MensagemAssunto: Re: Bandas de frequência dos instrumentos mais comuns    Seg Mar 14 2011, 22:02

António José da Silva escreveu:

A minha burrice e ignorância não conhece fronteiras.
A modéstia é, para mim, uma grande virtude...

mas não é preciso tanto... Very Happy
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MJC
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MensagemAssunto: Re: Bandas de frequência dos instrumentos mais comuns    Ter Mar 15 2011, 00:21

Esta frase é muito importante,

»...Interesting that a sound system will produce almost all the musical fundamentals of an orchestra without bothering the tweeter... thank Heaven for harmonics

E corroborando a frase acima e de acordo com o que o forista longplay escreveu os harmónicos são de extrema importância na definição e construção dos sons dos instrumentos.

Por exemplo os harmónicos de um violino e dos címabalos podem atingir os 16kHz, enquanto que a voz humana pode atingir frequências na ordem dos 8kHz frequências essas que serão relevantes, por exemplo, na definição das sibilantes.

Tomando outro exemplo, o bombo, cujas fundamentais se situam entre os 50Hz e os 500Hz, uma das características do som moderno (???) deste instrumento ― o ataque ― poderá envolver harmónicos na casa dos 5kHz.

De uma forma geral, e considerando os instrumentos acústicos os médios-altos ― 2kHz a 6kHz ― são mais populados que os baixos ― 60Hz a 250Hz.
Entre os agudos ― 6kHz a 20kHz ― e os sub-graves ― 16Hz a 60Hz ― a diferença é bastante mais favorável aos agudos com relativamente poucos instrumentos a terem as suas fundamentais dentro da gama sub-grave.


SA,

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MensagemAssunto: Re: Bandas de frequência dos instrumentos mais comuns    Ter Mar 15 2011, 09:12

E assim se vai aprendendo.

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