Комбинированный тон (также называемый результирующим или субъективным тоном) [2] — это психоакустическое явление дополнительного тона или тонов, которые искусственно воспринимаются, когда два реальных тона звучат одновременно. Их открытие приписывают скрипачу Джузеппе Тартини [3] , поэтому их также называют тонами Тартини .
Существует два типа комбинированных тонов: суммарные тоны , частоты которых определяются путем сложения частот реальных тонов, и разностные тоны , частоты которых являются разницей между частотами реальных тонов. «Комбинированные тоны слышны, когда два чистых тона (т. е. тона, создаваемые простыми гармоническими звуковыми волнами, не имеющими обертонов), отличающиеся по частоте примерно на 50 циклов в секунду [Герц] или более, звучат вместе с достаточной интенсивностью». [2]
Комбинированные тоны также могут быть получены электронным способом путем объединения двух сигналов в схеме с нелинейными искажениями, например, в усилителе, подверженном ограничению , или в кольцевом модуляторе .
Один из способов услышать разностный тон — это когда два тона с довольно полными наборами гармоник образуют просто квинту . Это можно объяснить как пример явления отсутствующей основной частоты . [4] Если — отсутствующая основная частота , то будет частота более низкого тона, а ее гармоники будут и т. д. Поскольку квинта соответствует соотношению частот 2:3, то более высокий тон и его гармоники будут и т. д. Когда звучат оба тона, есть компоненты с частотами и т. д. Отсутствующая основная частота слышна, потому что так много этих компонентов ссылаются на нее.
Конкретное явление, которое открыл Тартини, было физическим. Считается, что сумма и разностные тоны иногда вызываются нелинейностью внутреннего уха . Это вызывает интермодуляционные искажения различных частот, которые поступают в ухо. Они комбинируются линейно , создавая относительно слабые компоненты с частотами, равными суммам и разностям целых кратных исходных частот. Любые слышимые компоненты обычно ниже, причем наиболее часто слышимой частотой является просто разностный тон, , хотя это может быть следствием других явлений. Хотя и гораздо реже, но также могут быть слышны следующие частоты:
Некоторое время считалось, что внутреннее ухо несет исключительную ответственность за то, когда слышится сумма или разница тонов. Однако эксперименты показывают, что даже при использовании наушников, подающих один чистый тон на каждое ухо по отдельности, слушатели все равно могут слышать разницу тонов [ требуется цитата ] . Поскольку в этом случае не играет роли своеобразная нелинейная физика уха, считается, что это должно быть отдельным нейронным явлением. Сравните бинауральные ритмы .
Хайнц Болен предложил то, что сейчас известно как шкала Болена–Пирса на основе комбинационных тонов [5] , а также шкалу в 833 цента .
Результирующий тон « создается, когда два любых громких и продолжительных музыкальных звука слышны одновременно» [6] .
В органах для духовых инструментов [ 7] это делается с помощью двух труб, одна труба играемой ноты, а другая гармонически связанная, как правило, на ее пятой ступени , звучащая в то же время. Результатом является высота тона на общей субгармонике играемых высот (на октаву ниже первой высоты тона, когда вторая является квинтой, 3:2, на две октавы ниже, когда вторая является мажорной терцией, 5:4). Этот эффект полезен, особенно в самых низких рангах органа для духовых инструментов, где стоимость или пространство могут не позволить иметь ранг такой низкой высоты тона. Например, 32-футовая труба будет дорогой и займет до 16 футов вертикального пространства (если она закрыта) или, что более распространено, 17-32 дюйма (если она открыта) для каждой трубы. Использование результирующего тона для таких низких нот снижает фактор стоимости и пространства, но не звучит так полно, как настоящая 32-футовая труба. Эффект может быть усилен за счет использования дальнейших рангов в гармоническом ряду желаемого результирующего тона.
Этот эффект чаще всего используется только в самой низкой октаве органа. Он может варьироваться от очень эффективного до разочаровывающего в зависимости от нескольких факторов, в первую очередь от мастерства органа и акустики помещения, в котором установлен инструмент.
Можно создать мелодию с результирующими тонами из нескольких гармоник, сыгранных двумя или более инструментами. Есть пример с семью саксофонами.
