Designing Sound

Average of Close Components
Many real waves contain more than one close frequency, but are still periodic.
Their perceived frequency is not necessarily the period of the entire wave pat-
tern. The peaks and zeros will be encoded by neural timing, and the individual
frequencies will stimulate critical band locations. The perception of pitch for
those falling within a critical band is formed from both these indicators and
so appears to be somewhere between the two. For example, a mixture of 20Hz
and 30Hz is periodic at 10Hz, but is heard as a sound at about 25Hz.
Rapid Change of Amplitude
Amplitude changes can have a small effect on pitch. An exponential change of
amplitude for a sinusoidal wave modifies the apparent pitch (Hartmann 1977,
2004). This is best regarded as a perceptual feature and is not really the same
as sidebands resulting from modulation, which introduce measurable frequen-
cies, although there is clearly some underlying connection here. As an example,
the fast dynamics of a gunshot or thunder clap can make it seem higher in
frequency than it really is during the attack phase.

---

86
Psychoacoustics
Phantom Fundamentals
Some sounds are heard to have a pitch below any frequency actually present
(Seebeck 1841; Schouten 1940). Certain spectra
suggest
a fundamental fre-
quency that doesn’t exist in reality. This is true of the oboe and some other
woodwind sounds. The phenomenon can be used to “make space” at the lower
end of the audio spectrum and is exploited by some sub-bass effect processors
that distort a signal to introduce a phantom frequency below the real funda-
mental. The general rule (Goldstein 1973), although hard to put rigorously, is
that if a series of harmonics is arranged such that it seems a fundamental
should
have been present, then it will be heard. This is why a male voice can clearly
be heard on a telephone even though the signal is strongly high-pass filtered
above the fundamental range.