Ванька писал(а):
Также читал версию, что комбинационные тоны - это продукты нелинейных искажений в ухе. Вот тут стоит отметить, что при интермодуляциях синусы не только складываются но и влияют друг на друга, то есть перемножаются. При интермодуляциях мы обязаны слышать не только разницу, но и сумму частот- так уж устроено произведение синусов. Вот когда кто-то эту сумму, более высокую, чем исходные синусы, отчётливо услышит - можно вполне законно грешить на нелинейность. А так, без суммы, базилярная мембрана, молоточек, наковаленка, стремя, барабанная перепонка, ушная раковина - притянуто за уши

Если речь идёт о субъективных "унтертонах", т.н. missing fundamental, то, хотя когда-то, в древности, предполагалось, что они возникают из-за нелинейностей во внутреннем ухе (подобно тому, как могут возникать интермодуляционные тоны, например, в усилителе электрогитары), эта теория уже устарела. По меньшей мере два опыта её опровергают.
Во-первых, если бы унтертоны возникали таким образом, то при подмешивании реального, физического тона с частотой близкой, но не равной частоте субъективного унтертона, возникали бы биения. Например, при одновременном восприятии тонов 400 Гц и 500 Гц бывает слышен унтертон с частотой 100 Гц. Если к этим двум тонам, 400 Гц и 500 Гц, ещё добавить негромкий тон с частотой, скажем, 105 Гц или 95 Гц, то можно было бы ожидать, что будут слышны биения с частотой, соответственно, 5 Гц. При должным образом подобранной амплитуде этого добавленного тона эти биения были бы весьма чёткими. Но на самом деле в такой ситуации никаких биений человек не слышит. Где-то я об этом опыте читал, не помню, где. Вывод: унтертоны не возникают физически в ухе, по крайней мере, до улитки.
Другое опровержение "нелинейной" теории заключается в том, что если бы эта теория была верна, то частота унтертона была бы равна частоте разностного тона даже в том случае, когда физически слышимые тона не являются точными гармониками какой-то частоты. Например, при одновременном восприятии тонов 430, 530, 630 Гц разностный тон имел бы такую же частоту, как при частотах тонов 400, 500 и 600 Гц, - то есть 100 Гц. Но на самом деле в 1-м случае субъективный тон будет заметно выше, чем во 2-м. Больше похоже на то, что высота субъективного тона (я думаю, что применительно к субъективным унтертонам говорить о "частоте" не вполне корректно, поскольку они всё-таки не являются физическими колебаниями) такова, чтобы реально слышимые тона оказывались хотя бы близки к гармоникам этого тона. Это, конечно, упрощённо, в общих чертах. Например по отношению к частоте 106 Гц тон 430 Гц является чуть завышенной 4-й гармоникой, 530 Гц в точности совпадает с 5-й, 630 Гц - уже слегка заниженная 6-я гармоника. Поэтому и высота субъективного "унтертона" в данном случае примерно соответствует частоте 106 Гц, как "компромиссной", а не 100 Гц.
Кстати, если бы эти унтертоны были разностными тонами, возникающими из-за нелинейности, то при восприятии мажорной терции, расширенной на 13,7 ц. (как в РТС) унтертон получался бы более чем на 1/4 тона выше, чем унтертон для такой же терции, но чистой. При восприятии темперированного мажорного трезвучия унтертоны образовывали бы вообще некоторую какофонию: в частности, мы бы должны были слышать образуемый этими тонами интервал, на 1/4 тона уже октавы.
Происхождение субъективно слышимых унтертонов, судя по всему, связано не с нелинейностью уха, а с тем, как слух (и не обязательно ухо как таковое, но, скажем, мозг) определяет частоту основного тона по гармоникам. Слух (или сознание, или мозг - как угодно назовите) старается связать элементы в нечто цельное, подобно тому, как видя рисунок, составленный, например, из точек или отдельных штрихов, мы видим в нём очертания, контуры предметов, хотя связных контуров как таковых там "на самом деле" нет.
Что же касается влияния фаз гармоник на звучание, о чём в этой теме выше упоминалось, - лично я прежде не знал, что они влияют на субъективно воспринимаемую высоту звука. Но вот на тембр фазы влияют вне сомнения, хотя и не так, как амплитуды. Раньше, в древности, считалось, что фазы на тембр не влияют - был так называемый "закон Ома", который об этом гласил (не тот закон Ома, который про электрические цепи, а другой).
У кого есть синтезатор или хотя бы MIDI-клавиатура и немного свободного времени, тот может попробовать провести такой эксперимент: создайте для синтезатора патч, в котором будет очень простой звук, полученный, например, путём аддитивного синтеза, состоящий из нескольких первых гармоник - скажем, с 1-й по 4-ю или по 6-ю - и незатухающий. Это будет отдалённо напоминать тембр электрооргана. Пусть в этом патче будет на каждую ноту по отдельному сэмплу, и во всех сэмплах амплитуды тонов будут одинаковыми, но фазовые отношения будут хаотично варьироваться от ноты к ноте - можно их задать с помощью генератора случайных чисел. И попробуйте поиграть на синтезаторе с таким патчем. Я когда-то пробовал, впечатление - ужасающее: кажется, что каждая нота звучит по-разному, никакой цельности тембра нету. Если же задействованы более высокие гармоники, то влияние фаз становится ещё более заметным. В целом, когда фазовые отношения между гармониками хаотичны, звук от этого становится грязным и как бы смазанным, в то время как при максимально упорядоченных фазах он получается чёткий и сладкий.
Но наиболее отчётливо влияние фаз слышно, в основном, на синтетических звуках; на акустических инструментах оно почему-то менее заметно, или, по крайней мере, так кажется. Действительно, в звуке фортепиано, из-за негармоничности, фазовые отношения обертонов постоянно меняются, но постоянного изменения тембра при этом как-то не очень слышно. Лично для меня это не вполне понятно. Очевидно, что фазы на тембр влияют, но, видимо, не просто слабее, чем амплитуды, а как-то принципиально иначе.