Prototipo di apparecchiatura per la determinazione della soglia, secondo la ponderazione HL, potendo utilizzare toni puri standard, segnali compositi ottenuti mediante sintesi, click e segnali arbitrari. Struttura complessiva dell'hardware, parametri dei segnali di test e primi risultati sperimentali.

The purpose of this work is to create an experimental setup consisting of multiple interconnected devices and apparatuses, designed to generate different types of acoustic signals in a completely controlled manner for audiometry. Specifically, the goal is to determine the "equivalent threshold level" for different types of signals. These signals can be standard pure tones, clicks, tone bursts, or a new generation of signals obtained through synthesis methods. Three fundamental characteristics link the different signal types: identical energy content as an RMS value, the same temporal envelope, and very similar spectral content. As an example, consider a pure tone with a specific temporal envelope and a composite signal, consisting of multiple components arranged in frequency across the pure tone frequency, with a range of one octave and the same temporal envelope. All the individual devices and apparatuses used are described, justifying their functionality and structure. Some devices are commercially available, while others were specifically designed for this purpose. Two devices stand out among them: a high-precision logarithmic attenuator and a device (exclusively hardware) that transforms any composite signal from SPL to HL in real time. Regarding the generation of synthesis signals, the issue of the obtained intensity, as an RMS value, is addressed, which must be exactly the same as the intensity of the corresponding pure tone, using both a theoretical and experimental approach. This is to make the comparison between the different signal types meaningful, relative to the perceptual threshold. The use of a different type of signal for audiometric tests, different from the universally accepted standards, needs to be validated by adequate experimentation. This is what the following work aims to do: lay the foundations, hardware, and methodology for comparing currently used test signals (pure tones, wobbled tones, narrowband filtered noise, clicks, etc.) with arbitrary signals obtained with synthesis methods. This approach requires extreme accuracy in both the generated electrical signals and the corresponding acoustic test signals. For this reason, each element, which constitutes a part of the entire structure, has been carefully analyzed from both a theoretical and experimental standpoint. Particular attention was paid to the creation of the synthesis signals, ensuring the same energy and temporal envelope as the corresponding pure tones, with absolutely equivalent spectral content over a one-octave range. From an acoustic standpoint, every solution was implemented that allows for the achievement of not only extremely accurate stimulation levels but also a very high signal-to-noise ratio.

Lo scopo del presente lavoro è quello di realizzare un setup sperimentale, costituito da più apparati e dispositivi collegati tra loro, con lo scopo di generare in maniera assolutamente controllata diversi tipi di segnali acustici per utilizzi in audiometria. Nello specifico, la finalità è quella di determinare la il “livello equivalente della soglia percettiva” per diversi tipi di segnali. Tali segnali possono essere i classici toni puri standard, click, tone burst o una nuova generazione di segnali ottenuti con metodi di sintesi. Tre caratteristiche fondamentali legano tra loro i diversi tipi di segnale: medesimo contenuto energetico come valore RMS, medesimo inviluppo temprale, contenuto spettrale molto simile. Come esempio si può considerare un tono puro con un determinato inviluppo temporale e un segnale composito, formato da più componenti disposte frequenzialmente a cavallo della frequenza del tono puto, con una estensione di una ottava e con il medesimo inviluppo temporale. Vengono descritti tutti i singoli apparati e dispositivi utilizzati, motivandone la funzionalità e la struttura. Alcuni dispositivi sono presenti in commercio, altri sono stati appositamente realizzati allo scopo. Tra tutti spiccano due apparati: un attenuatore logaritmico di elevata precisione ed un apparato (esclusivamente hardware) che trasforma un qualsiasi segnale composito da SPL ad HL, in tempo reale. Per quanto riguarda la generazione dei segnali di sintesi viene affrontata la questione relativa alla intensità ottenuta, come valore RMS, che deve risultare esattamente coincidente con l’intensità del tono puro corrispondente, con un approccio sia teorico che sperimentale. Ciò per rendere significativo il confronto tra i diversi tipi di segnale, relativamente alla soglia percettiva. L’utilizzo di una diversa tipologia di segnali, per test audiometrici, diversi da quelli standard universalmente accettati, ha la necessità di essere avvalorato da un’adeguata sperimentazione. Ed è ciò che si propone il seguente lavoro: impostare le basi, l’hardware e la metodica per confrontare i segnali di test attualmente utilizzati (toni puri, toni vobulati, rumore filtrato in banda stretta, click, ecc.) con i segnali arbitrari ottenuti con metodi di sintesi. Tale approccio richiede una estrema accuratezza sia dei segnali elettrici generati, sia dei corrispondenti segnali acustici di test. Per tale motivo, ciascun elemento, che costituisce una parte dell’intera struttura, è stato accuratamente analizzato sia da un punto di vista teorico che sperimentale. Particolare attenzione è stata posta nella realizzazione dei segnali di sintesi, per garantire una medesima energia e inviluppo temporale rispetto ai corrispondenti toni puri, con un contenuto spettrale assolutamente equivalente in una escursione di una ottava. Da un punto di vista acustico sono state realizzate tutte quelle soluzione che consentono di ottenere, oltre ad una estrema accuratezza del livello di stimolazione, anche un elevatissimo rapporto segnale/rumore.