диапазон воспроизводимых частот что это
Что такое частотный диапазон в колонках и какой лучше?
Всем привет! Сегодня поговорим о том, какой частотный диапазон колонок лучше и как влияют воспроизводимые частоты на качество звука. Постараюсь объяснить все простыми словами, однако не гарантирую, что это получится в полной мере.
Немного теории
Звук – распространение механических колебаний в газообразной или жидкой среде. Как у любой волны, у звука есть такие параметры как амплитуда (характеризует громкость) и частота (характеризует тональность).
Ухо среднестатистического человека способно улавливать звук с частотой от 16-20 Гц до 15-20 кГц. В свою очередь, этот диапазон имеет три «ступеньки»:
Чем выше частота колебаний, тем выше тон звука. Например, шмель, который машет крыльями медленно, гудит, а комар, частота взмахов крыльев которого существенно выше, мерзко пищит, затаившись во тьме.
Звук ниже диапазона слышимости называют инфразвуком, от 1 ГГц ультразвуком. Человеческий слух их не воспринимает, однако такие звуки с большой амплитудой могут оказывать влияние на организм.
Такой диапазон в полной мере воспринимает человек с идеальным слухом. В условиях постоянного шумового фона, способность воспринимать весь спектр частот, со временем ухудшается.
Кроме того, с возрастом почти каждый человек подвержен старческой тугоухости, когда не воспринимается звук высокой частоты.
Биологически так обусловлено, что женщины лучше воспринимают высокие частоты, а также лучше различают интонации и тональности, на что влияет необходимость заботы о потомстве.
По этой же причине большинство представительниц прекрасного пола сложно обмануть – они способны уловить любую фальшь в голосе. Также стоит отметить, что у женщин слух начинает ухудшаться к 40 годам, тогда как у мужчин этот процесс стартует с 30.
Применительно к колонкам, интерес представляют, в первую очередь, звуки человеческой речи и музыка. Эстетов, слушающих звуки дикой природы на компьютере, существенно меньше по сравнению с киноманами и меломанами.
Количество каналов
Диапазон хороших колонок во многом зависит от количества каналов. Динамики разного размера способны воспроизводить только определенный диапазон частот. При этом наблюдается такая закономерность: чем больше диаметр, тем более басовито может «гудеть» такой излучатель.
Для того, чтобы передать звуковые частоты в полной мере, их разделяют по каналам, оснащая каждую несколькими динамиками под каждый диапазон. Сегодня самыми распространенными являются:
Это касается не только стереофонических систем, но колонок 2.1. Разница лишь в том, что массивный НЧ динамик в последнем случае вынесен в отдельный корпус. Замечено, что звучит такая стереосистема лучше, так как «бочка» обычно располагается отдельно и не перебивает звук СЧ и ВЧ излучателей.
Это же справедливо по отношению к колонкам 5 1. Конструкция фронтальных и тыльных колонок у них обычно не различается, поэтому они воспроизводят те же звуковые частоты.
Впрочем, на позиционирование источника звука при просмотре фильма на ПК или домашнем кинотеатре, это никак не влияет, а именно для этого и устанавливается такая акустика.
Амплитудно-частотная характеристика
В этой теме нельзя не упомянуть такое понятие как АЧХ. Что это такое? Это диаграмма, которая характеризует зависимость амплитуды звука от его частоты. По ней можно определить, на каких именно частотах колонка сможет играть громче, а на каких тише.
Идеальная диаграмма выглядит как прямая линия с небольшим спуском в начале и подъемом в конце. Увы, добиться таких показателей сложно, поэтому такой диаграммой обладают только акустические системы Hi-End класса.
В остальных случаях выбирать колонки рекомендую по АЧХ, в зависимости от того, какому звуку вы отдаете предпочтение:
На закономерный вопрос как изменить АЧХ акустической системы, единственный адекватный ответ – перепаять самостоятельно, заменив базовые динамики на более подходящие. Впрочем, многие меломаны знают, как увеличить высокие частоты и убрать басы.
Первый способ – воспользоваться регуляторами на самой акустической системе. Если таковые не предусмотрены конструкцией, рекомендую слушать музыку с помощью проигрывателя со встроенным эквалайзером – например, WinAMP или AIMP.
Итак, на что влияет АЧХ мы разобрались. Также хочу отметить, что чаще всего в сопроводительной документации к акустике бюджетного сегмента, такая диаграмма не приводится.
Встречается она в среднем классе и более дорогих устройствах. Впрочем, многие производители приводят все необходимые данные по каждому девайсу на официальном сайте.
Какие же колонки выбрать
Итак, думаю вы уже поняли, что на ответ как изменить диапазон воспроизводимых частот без вмешательства «очумелых» ручек, ответ «никак». Что это значит? То, что выбирать придется из доступного на рынке, если неохота «заморачиваться».
В характеристиках многих акустических систем указывается диапазон от 20 Гц до совершенно заоблачных значений – 35 кГц и иногда даже выше. Это не более чем маркетинговая уловка – все равно, вряд ли, вы расслышите звук с частотой более 20 кГц. Поэтому покупайте колонки, работающие именно в этом диапазоне – не прогадаете.
О том, что такое мощность акустической системы, можно почитать вот здесь. Также советую почитать о лучших производителях колонок. Буду признателен всем, кто поделится этой публикацией в социальных сетях. До завтра!
Имеющий «уши», да услышит – критерии выбора наушников
Сегодня наушники используют практически все. Выбор той или иной модели, конструкции, принципа действия наушников во многом обусловлен сферой их применения. В данном материале мы описали то, что в первую очередь следует учесть при выборе наушников. Намеренно дистанцировавшись от гарнитур и узкоспециализированных устройств, мы сконцентрировали внимание на тех наушниках которые используют для прослушивания музыки, просмотра видео, а также рассказали о некоторых профессиональных устройствах для студий звукозаписи и концертного применения.
В связи с тем, что тема очень обширна и факторов, которые влияют на выбор, хватит на 10 статей, в этом материале мы решили дать общую информацию о конструктивных и технических особенностях наушников разных типов и назначения. В дальнейшем каждый из затронутых в этой статье вопросов станет поводом для отдельной публикации.
Отмечу, что для людей, которые подходят к качеству передаваемого звука с позиции «лишь бы звук был», полезной окажется только часть этого материала. Также сходу подчеркну, что любые упоминания брендов и моделей будут минимизированы, носят лишь информационный характер. Эта статья не даст ответ на вопрос «какие наушники лучше?». Материал создан лишь для того, чтобы облегчить выбор, подробно рассказать о существующих технологиях и принципах.
Тип конструкции
Появились на рынке в качестве бытового гаджета в 1991-м стараниями компании Etymotic Research. В силу достаточно низкой стоимости, сегодня вкладыши входят в базовую комплектацию большинства мобильных устройств. Основным их достоинством можно считать компактный размер. Среди недостатков стоит выделить низкую эргономичность — придется подобрать правильный размер для своих ушей.
В ряде случаев недостатком является посредственное звучание. Последнее не является обязательным, но более 80 % ассортимента не дотягивают до hi-fi класса. Раньше этот тип был весьма распространён, и в линейках нескольких известных брендов можно выделить достойные вкладыши. Но конъюнктура рынка делает своё дело, и производители всё больше склоняются в сторону внутриканальных образцов при разработке флагманских моделей.
«Затычки» — один из наиболее распространённых сегодня типов портативных наушников. Принцип: драйвер находится снаружи, трубки с латексными или пенными амбушюрами помещаются в наружный слуховой проход. Многие ошибочно полагают, что внутриканальная конструкция появилась позже вставной, но это не так. На рынке «затычки» начали появляться как концертные мониторы ещё в 70-е, откуда позже перекочевали в менее специфические сегменты, но первое упоминание о подобной конструкции относится к 1895 году, в котором Томас Эдисон оснастил, вероятно, первыми внутриканальными наушниками свой Кинетофон.
Основные достоинства конструкции:
• мобильность (по размерам меньше или равны вставным);
• хорошо подойдут любителям выраженного, динамичного баса (акустические свойства конструкции часто перекашивают АЧХ в сторону низов);
• Хорошо сидят в ухе, что делает их удобными при занятиях спортом.
Недостатки: искажения, нередко возникающие в связи с особенностями конструкции и размером, высокая вероятность влияния на слух (интенсивность звукового давления + расположение в наружном слуховом проходе). В большинстве случаев не имеют оголовья. Как и прежде, прилично звучащие внутриканальные системы используют в качестве концертных и студийных мониторов.
Этот тип получил широкое распространение как периферийное устройство для ПК, а также как наушники для плейеров. Сравнительно небольшие габариты и масса сделали этот тип наиболее популярным в офисах. Ощутимыми недостатками конструкции являются:
Многие модели снабжены микрофоном и функциональным блоком с регулятором громкости, что как бы намекает на стационарное применение и использование в качестве гарнитуры. Некоторое количество накладных моделей создается для прослушивания музыки, часть из них рассчитаны на применение вне помещений. Ряд экспертов считают, что накладная конструкция априори менее склонна искажать звук, нежели вкладыши и внутриканальные образцы. Ещё один тренд накладных систем – офис, рабочее место, PC.
Как уже ясно из названия, этот тип не может похвастаться компактностью. Что не умаляет его достоинств. Большие габариты и зачастую масса таких устройств положительно сказываются на акустических свойствах конструкции. Это тот случай, когда размер имеет значение.
К полноразмерным наушникам относится подавляющее большинство систем для студий звукозаписи. Полноразмерными являются практически все референсные прецизионные студийные наушники, специализированные диджейские мониторы, а также очень многие представители класса Hi-End.
Классические референсные наушники, как правило, открытого типа – это связано с тем, что в закрытом типе искажается передача низких. За точную передачу АЧХ открытый тип любим многими аудиофилами. При этом некоторые звукорежиссёры придерживаются мнения, что референсные наушники должны быть полузакрытого типа, так как позволяют без искажений воспроизводить низкие и при этом обладают достаточной степенью звукоизоляции. Закрытый тип используется в качестве мониторов исполнителя при записи в студии, работы на живом выступлении, а также популярен у ди-джеев.
Полноразмерными создают также наушники для геймеров и многочисленные системы для PC. Последние далеко не всегда обладают качеством звучания, близким по уровню к профессиональным собратьям, а полноразмерная конструкция скорее используется как маркетинговый ход, нежели осознанная техническая необходимость.
Существует устойчивый стереотип о том, что полноразмерные наушники обязательно должны хорошо звучать. Банальный АЧХ-тест и беглый взгляд на процент КНИ многое может сказать о качестве, и в случае с многими «псевдостудийниками» эти параметры выдают самозванцев. Миф об обязательном превосходстве больших «ушей» родился тогда, когда полноразмерных головных телефонов на рынке было немного и в подавляющем большинстве они были студийными. Но миф не более чем миф: имеющий уши — да услышит, имеющий осциллограф — да увидит.
Несколько слов об АЧХ, КНИ, сопротивлении, и чувствительности
На всякий случай:
АЧХ – график разницы величин амплитуд выходного и входного сигналов во всем диапазоне воспроизводимых частот. (Гц)
КНИ – коэффициент нелинейных искажений (%)
Чувствительность – интенсивность звукового давления (Дцб)
Мощность – характеристика, определяющая динамический диапазон и звуковое давление (мВт – в случае с наушниками)
Всё, что касается амплитудной составляющей (громкости) сигнала наушников, зависит от чувствительности. Нижней границей нормы считается отметка в 100 Дцб. Хорошие наушники обеспечивают чувствительность не менее 100 Дцб. Меньшая чувствительность не обеспечит достаточного уровня громкости.
Любой уважающий себя производитель уведомляет покупателя об уровне КНИ наушников. Критичным уровнем гармонических искажений для наушников в диапазоне от 100 до 2 Гц считается превышение границы в 1%, ниже 100 Гц допускают значения до 7-10%. При этом стоит сказать о том, что звук с максимально допустимыми искажениями не отличается «кристальной чистотой». Притязательные слушатели чувствительны к КНИ, поэтому в некоторых профессиональных и Hi-end моделях этот показатель умудряются снизить до 0,1 % (от 100 Гц.) и 0,9% (ниже 100 Гц).
Напрямую влияет на качество звука и появление искажений сопротивление наушников. Чем оно выше, тем меньше тока требуется усилителю, чтобы их «раскачивать», а соответственно — меньше искажений возникает на этапе усиления. По сопротивлению принято делить наушники на высоко- и низкоомные. Для внутриканальных и вставных низкоомными принято считать устройства с сопротивлением до 32 Ом, высокоомными — от 32 Ом. Для полноразмерных низкоомными принято считать наушники с сопротивлением ниже 100 Ом, и соответственно выше 100 Ом – высокоомными. Практически все головные телефоны для профессионалов, а также относящиеся к hi-fi/hi-end классу являются высокоомными.
Известно, что точность и возможности передачи частот находятся в зависимости от АЧХ. Чем шире диапазон и равномернее АЧХ, тем реалистичнее, детальнее, точнее передача сигнала. Большинство людей способно воспринимать диапазон от 20 до 20 000 Гц. У многих с возрастом порог восприятия высоких частот снижается и не превышает 16 000 Гц. Существуют люди, воспринимающие более широкий диапазон. Более того, многие из тех, кто предпочитает hi-end аппаратуру, убеждены и в том, что воспроизведение частот за пределами диапазона восприятия влияет на качество звука. В том или ином случае действительно качественные наушники будут обладать диапазоном частот, по крайней мере, в пределах от 20 до 20 000 Гц. В профессиональной и hi-end технике он, как правило, значительно шире.
Большие пики и провалы в графике АЧХ — суть «окрашенный» звук. Маловероятно, что наушники с подобными характеристиками можно причислить к профессиональной и даже просто качественной аппаратуре. Они будут передавать с существенными частотными искажениями, неестественно «окрашивать» его. Не могу не отметить, что для людей, не слишком тяготеющих к качеству звука, проявляется большая любовь к агрессивно выраженным низким частотам. Для сверхпритязательных аудиофилов особо ценным оказывается верхний порог частотного диапазона.
Сразу отмечу, что прямой зависимости между качеством звука и типом излучателя в наушниках – нет. Пожалуй, единственным исключением из этого правила является электростатические драйверы. При этом косвенно тип излучателя влияет как на качество звука, так и на отдельные его характеристики.
Мы рассмотрим 4 наиболее распространённых излучателя для наушников:
Динамики – классика всегда и везде
Наиболее распространённым типом излучателя в наушниках, как, впрочем, в других акустических системах, является классический электродинамический громкоговоритель. На качество звука, передаваемого таким излучателем, влияет множество факторов: материал диффузора, конструкция катушки и т.п. Зачастую динамики обладают более широким диапазоном частот, что является наиболее существенным преимуществом перед «арматурой».
Ощутимым минусом классических электродинамических драйверов является низкая в сравнении с остальными надёжность (большое количество подвижных деталей, чувствительность катушки к большим нагрузкам) и большая вероятность появления гармонических искажений. В итоге всё зависит от качества конкретных динамиков.
Сегодня наушники с динамиками остаются наиболее популярными в мире и используются во всех существующих классах.В связи с этим цена на наушники, оснащённые динамиками, может быть любой, всё зависит от класса, при этом наушники с излучателями других типов (при приблизительно равных технических параметрах), в сравнении с классическими, в большинстве случаев стоят дороже.
Арматурные – от военных телефонов к высокопроизводительным «in ear»
Излучатели этого типа, до использования их аудиотехнике, широко применялись в военной и медицинской аппаратуре, после чего нашли свою нишу в потребительском сегменте. Принцип действия: воздействие подвижного якоря П-образной формы с катушкой на излучающую мембрану, что снижает количество подвижных частей, а соответственно, уменьшает вероятность появления искажений и повышает надёжность.
Чаще всего излучатели этого типа используются при создании внутриканальных наушников. Для этого типа часто характерно множество излучателей в одном наушнике (2 и более), что сложнее реализовать с более габаритными динамиками. 
Для устройств с этим излучателем характерны такие особенности, как выраженность высоких и средних частот, высокая детальность передачи сигнала, более ровная АХЧ. Низы ощутимо менее акцентированы, нежели у наушников с электродинамическим принципом работы. Стоимость арматурных наушников как правило выше, чем у оснащённых динамиками, при прочих равных характеристиках.
Выпускаются также системы с комбинированным арматурным и электродинамическим излучателем, где первый служит для передачи высоких и средних, а второй используется для низких частот.
Изодинамические (планарно-магнетические) – хорошо забытое новое
Сравнительно редкий тип излучателей для головных телефонов, который, по заявлениям ряда экспертов, превосходно подходит для достоверной и точной передачи звука. Среди приверженцев изодинамической звукопередачи немало любителей симфонической классики, джаза и сложной камерной музыки – наиболее требовательных к аудиоаппаратуре жанров.
Изодинамические излучатели используют в качестве колебательного элемента сверхтонкую мембрану, на которую наносятся металлические дорожки и постоянные стержневые магниты, что позволяет максимально точно и без искажений передавать звук.
Любителям перенасыщенного низами звука этот тип, вероятно, не подойдёт, так как конструкция не предполагает частотных искажений в сторону низких, как это нередко бывает с классическими электродинамическими драйверами. Серьезной проблемой наушников с этим типом излучателя является цена. Как правило, стоимость таких наушников запредельно высока для простых смертных, что автоматически делает их предметом для небедных аудиофилов и профессионалов. Нижний порог стоимости наушников с изодинамическими драйверами начинается с 30-60 000 рублей.
При близком к электростатическим излучателям качестве изодинамические наушники не требуют обязательного предусиления, что снижает расходы на приобретение аппаратуры и упрощает эксплуатацию.
Электростатические – восторг аудиофила
Наушники с этим типом излучателей занимает особое место, так как в конструкции отсутствует магнит, что фактически исключает возможность появления существенных искажений, а тончайшая мембрана «электростатов» способна передавать почти неуловимые отзвуки. Те, кто трепетно относится к чистоте и достоверности звучания, признают этот тип излучателя лучшим.
Точнейшая передача сигнала электростатических наушников сделала девайс предметом обожания аудиофилов. Принцип действия излучателей в случаях с такими наушниками требует использования специального предусиления, так как напряжение, требуемое для раскачки, может превышать 5000 V. Совершенно закономерно, что цена устройства с предусилителем достигает почти астрономических величин, и найти этакую прелесть в ценовом диапазоне до 90 000 рублей почти невозможно.
Главное, с чем стоит определиться перед выбором наушников, – как их будут использовать. Наушники – те устройства, которые не предполагают универсального применения, и каждый их тип соответствует своим задачам. Безусловно, толстый кошелек значительно расширит возможности выбора. При этом, даже если у вас нет 15 000 на крутые «затычки» или 100 000 на полноразмерные hi end «электростаты», рекомендую внимательно подойти к изучению характеристик, оценить эргономичность для именно ваших ушей и, естественно, послушать, ведь решающим критерием выбора всё равно останется ваше восприятие. Настоятельно не рекомендую покупать наушники в метро и т.п. местах, а также с осторожностью относиться к «суперпредложениям» на площадках типа AliExpress, в большинстве случаев аналоги моделей известных брендов из Поднебесной очень существенно уступают «породистым» оригиналам.
Что такое диапазон частот у наушников
Выбирая наушники для мобильных и стационарных устройств, многие ориентируются на частотные показатели. Насколько важно учитывать этот диапазон, на какие показатели ориентироваться при выборе модели наушников, стоит рассмотреть подробно.
Что такое частота и на что она влияет?
Звук имеет волновую природу, это известно с уроков физики. Диапазон частот в наушниках указывает пределы воспроизводимых звуков. Принято считать, чем выше интервал между верхними и нижними частотами, тем качественнее наушники. Такое утверждение спорное по двум причинам:
Кстати, резкий обрыв высоких частот характерен только для USB или беспроводных моделей, когда цифровой формат оборудован фильтром.
Какие бывают диапазоны для наушников?
В технических характеристиках дорогостоящих наушников указывается частота в диапазоне, шире стандартного, в пределах слышимости среднестатистического человека: от 20 Гц до 20 кГц. С возрастом чувствительность слухового аппарата ослабевает, ухо воспринимает не все звуковые частоты. Обычно снижается верхняя планка. Это связано с физиологическими особенностями. У городских жителей, находящихся в замусоренном шумами звуковом пространстве, средний диапазон в пределах 15–17 кГц.
В действительности частотный показатель – формальная характеристика, не имеющая отношение к качеству звучания, воспроизводимого динамиками. Важно, с какой громкостью звучат звуки в пределах заданных частот. Ни один производитель не добился того, чтобы наушники воспроизводили весь спектр звуков с одинаковой громкостью. Но чем шире диапазон, тем меньше колебание амплитудно-частотных характеристик в нижней части. Звуки низкой частоты будут звучать качественнее.
Что означает амплитудно-частотная характеристика?
Частотные показатели без коэффициента гармонических искажений воспроизводимого звука не показательны. Необходимо учитывать график зависимости частоты и громкости звука – график АЧХ. Уровень колебания громкости в пределах звуковой мощности наушника, исчисляемой децибелами, говорит о ровности графика АЧХ:
АЧХ наушников определяет тональный баланс звучания. Бывают модели с акцентом на нижний диапазон (будут греметь басы) и высокочастотную часть графика (на фоне тусклых низов хорошо будут прослушиваться высокие звуки).
На границах частот, декларированного производителями, наблюдается спад графика АХЧ почти до нулевых отметок.
Когда указывается диапазон от 5 Гц до 25 кГц, наушники работают в пределах воспроизводимых частот. «Провисание» АЧХ произойдет за переделами среднестатистической слышимости. Все «низы» и «верхи» будут воспроизводиться с заявленной мощностью звука.
Какая частота лучше, и как ее узнать на своих наушниках?
Обычно технические характеристики акустической аппаратуры указываются на обратной стороне упаковки. Как правило, указывается:
Для качественного воспроизведения музыки нужны хорошие наушники. Вопрос, как их выбрать?
Какой должна быть частотность, зависит от назначения девайса. Идеально, если модель поддерживает три типа частот с погрешностью 1% в пределах от 100 Гц до 20 000 Гц. Для «низов» допустима погрешность до 10%, басы будут в пределах стандартного восприятия. Оптимальное значение частотных характеристик для смартфонов, телефонов – от 10 Гц до 20 кГц. Чувствительность – до 100 дБ, это своеобразное КПД устройств. Нужно учитывать, что слишком большая звуковая мощь быстро разрядит мобильный девайс.
Профессионалы для работы выбирают акустическую аппаратуру с частотными характеристиками от 5 Гц до 60 кГц. Практика показывает, чем выше верхняя граница, тем ровнее АЧХ в воспринимаемом интервале. Хотя ровный график АЧХ не гарантируется качественный звук, но отсутствие провалов говорят о сбалансированности звучания.
Резюмируя всю информацию, нетрудно определить три правила выбора наушников: