Telinga Manusia

Telinga manusia bertindak sebagai transduser energi akustik, pertama menjadi energi mekanik kemudian menjadi energi listrik. Setelah energi dikonversi dari mekanik menjadi elektrik oleh telinga, impuls listrik mencapai otak melalui sistem syaraf. Disini impuls tersebut diproses sehingga terjadi persepsi suara dan terdengar suara.

Alat pendengaran dibagi menjadi tiga area: telinga eksternal, telinga tengah, dan telinga dalam.

Gambar 2.1 Telinga manusia

Menganalisa bagaimana ketiga area ini bekerja membuat kita bisa memahami mekanisme persepsi suara dan menentukan parameter yang perlu diubah untuk mendapatkan hasil yang diinginkan. Sebagai contoh, ambil kasus ketika sedang mixing suatu track dimana suara flute terdengar nyaring beberapa kali diantara instrumen lainnya. Bila kita menginginkan suara flute menjadi sayup atau samar-samar kita bisa mengubah suaranya dengan menghilangkan frekuensi tingginya. Sebentar lagi kita akan melihat bagaimana salah satu faktor paling penting dalam menentukan arah suara adalah melalui kandungan frekuensi tingginya. Dengan kata lain, lebih mudah untuk mengetahui arah suara dengan kandungan frekuensi tinggi, bukan dengan kandungan frekuensi rendahnya. Jadi, bila kita menginginkan suara flute untuk hadir tetapi terdengar jauh dalam mix, kita bisa mengubah panoramic potentiometer ke kanan dan meningkatkan frekuensi tinggi (tanpa mengubah sifat alamiah suara secara berlebihan).

2.2.1 Telinga luar

Organ pertama yang menerima suara ketika mencapai telinga disebut dengan pinna. Organ ini memiliki luas permukaan yang besar sehingga memungkinkan porsi yang lebar dari gelombang untuk diterima. Untuk mendapatkan permukaan yang lebih luas bisa dengan menangkupkan tangan pada telinga seperti ketika kita ingin mendengar sesuatu dengan lebih jelas. Suara direfleksikan oleh pinna dan disalurkan menuju canal telinga yang panjangnya sekitar 3 cm.

Frekuensi resonansi dari kanal telinga – ada suatu rumus empiris yang memberikan frekuensi resonansi suatu tabung, dalam kasus ini berbentuk kanal telinga. Hasil dari perhitungan ini penting untuk dipahami.

Rumus tersebut menyatakan bahwa suatu tabung dengan panjang l dipenuhi dengan udara, memiliki frekuensi resonansi sekitar:

Persamaan 2.1 Perhitungan frekuensi resonansi kanal telinga

mengingat panjang kanal telinga sekitar 3 cm maka didapat panjang gelombang 12 cm.

Dengan mengetahui panjang gelombang kita bisa menghitung nilai frekuensi resonansi:

Dari perhitungan diatas kita menemukan bahwa frekuensi resonansi dari telinga manusia adalah sekitar 3000 Hz atau 3 kHz. Ini berarti ketika grup frekuensi sekitar 3 kHz mencapai telinga, kanal telinga beresonansi sehingga frekuensi mengalami amplifikasi natural. Berikutnya kita akan melihat bagaimana nilai ini sering diterapkan dalam sound engineering.

2.2.2 Telinga tengah

Kanal telinga berakhir pada sebuah membran drum telinga yang bergetar bersama dengan suara yang tiba di telinga. Di sisi yang berlawanan dari drum telinga ada tiga tulang kecil yang disebut: incus (atau anvil), stapes (atau stirrup), dan malleus (atau hammer). Fungsi masing-masing adalah untuk mengamplifikasi getaran dari drum telinga dan mentransfernya ke cochlea, tulang kecil lainnya yang fungsinya akan dijelaskan nanti. Amplifikasi ini perlu mengingat bahwa meski drum telinga adalah membran yang tipis, cochlea dipenuhi dengan cairan padat sehingga bergetar jauh lebih tidak mudah. Tiga tulang kecil disambung dengan ligamen yang memilik fungsi lain selain amplifikasi yaitu untuk mencegah drum telinga mengikuti getaran terlalu besar sehingga mencegah kerusakan yang bisa terjadi akibat tingkat tekanan suara yang tinggi. Bukaan di telinga tengah berlanjut ke eustachian tube yang mencapai oral cavity. Fungsinya adalah untuk memberikan saluran keluaran untuk menyeimbangkan tekanan atmosferik pada kedua sisi drum telinga (sehingga ketika berenang, sebaiknya kita menutup hidung dan menghempaskan nafas kuat-kuat untuk membangun tekanan dalam telinga untuk menyeimbangi tekanan luar telinga).

2.2.3. Telinga dalam

Bagian telinga dalam mengkonversi energi mekanik menjadi impuls listrik yang dikirim ke otak untuk diproses sebagai suara. Tulang kecil terakhir dari tiga tulang kecil yang disebut diatas, stapes, berkontak dengan cochlea melalui membran yang disebut oval window. Cochlea adalah tulang yang berbentuk seperti cangkang bekicot mengandung cairan (memiliki tiga kanal sirkular mengarah ke tiga arah ruang. Indera keseimbangan datang dari cochlea). Cairan ini menerima getaran dari stapes melalui oval window dan melanjutkannya ke organ utama yang mengkonversi energi mekanik menjadi impuls listrik: organ Corti.

Dalam organ Corti kita menemukam basilar membrane yang memiliki ribuan rambut pada permukaannya, sekitar 4000 lebih tepatnya, semuanya bergetar bersamaan dengan getaran fluida. Setiap kumpulan rambut berhubungan dengan sistem syaraf yang mengubah getaran yang diterima dari fluida menjadi impuls listrik. Alasan mengapa telinga manusia mengindera frekuensi secara logaritmik adalah karena sifat alamiah dari membran. Grup rambut, atau disebut critical band, sensitif terhadap 1/3 dari frekuensi satu oktaf. Dengan kata lain basilar membrane terbagi menjadi beberapa sektor, setiap sektornya sensitif terhadap band frekuensi tertentu (masing-masing 1/3 oktaf dalam frekuensi) sehingga bertingkah laku seperti semacam spectrum analyzer. Setiap kali suara meningkat satu oktaf, sektor yang sama jauh dengan yang sebelumnya terstimulasi sehingga memiliki karakter logaritmik.