Что такое частота диапазона звука
Перейти к содержимому

Что такое частота диапазона звука

  • автор:

Частоты, которые полезно помнить!

Классически звуковой спектр делится на три части: низкие, средние и высокие частоты. Границы частот, хотя и не все с этим согласны, можно обозначить следующим образом: низкиеот 10 Гц до 200 Гц, средние от 200 Гц до 5 кГц, а от 5 кГц — высокие.Для более точного определения, давайте разделим эти три част на более мелкие и рассмотрим х по отдельности.

1) Низкие басы (от 10 Гц до 80 Гц) — это самые низкие ноты, от которых резонирует комната, а провода начинают гудеть. Если ваша звуковоспроизводящая аппаратура не воспроизводит эти частоты, вы должны ощутить потерю насыщенности и глубины звука. Естественно, при записи и сведении потеря этих частот вызовет тот же эффект.

2) Верхние басы (от 80 Гц до 200 Гц) — это верхние ноты басовых инструментов и самые низкие ноты таких инструментов, как гитара. Если потерять этот регистр, то вместе с ним потеряется и ощущение силы звука. А ведь именно в этих частотах содержится энергия звука, которая заставляет вас пританцовывать под музыку, недаром основная энергия ритм-секции сконцентрирована именно в этом регистре.

3) Низкие средние (от 200 Гц до 500 Гц) — здесь размещается почти весь ритм и аккомпанимент, это регистр гитары.

4) Средние средние ( от 500 Гц до 2.500 Гц) — соло скрипок, соло гитар, фортепиано, вокал. Музыку, в которой не хватает этих частот обычно называют «занудной» или «смурной».

5) Вехние средние (от 2.500 Гц до 5 кГц). Хотя в этом диапазоне мало нот, только самые верхние ноты фортепиано и некоторых других инструментов, здесь много гармоник и обертонов. Усиление этой части спектра позволяет достичь яркого, искрящегося звука, создающего эффект присутствия. Однако, если энергия этой полосы частот чрезмерна, то это режет слух. Это и называется «слушательской утомляемостью» и является проблемой большинства недорогих аккустических систем, которые искуственно усиливают данную часть спектра для «яркости» звучания. Ну это уже коммерческие штучки!

6) Низкие высокие (около 5 кГц до 10 кГц), где мы встречаемся с самым сильным искажением высоких частот и где шипение пленки (для любителей кассетной записи) становится самым заметным, так как здесь очень мало других звуков, способных скрыть это. Хотя люди, теоретически могут слышать и более высокие тона, эти частоты считаются пределом восприятия. Но по большому счету, для хорошего звука — это маловато.

7) Верхние высокие (около 10 кГц до 20 кГц) наша последняя октава, это самые тонкие и нежные высокие частоты. Если этот диапазон частот будет неполноценен, то вы ощутите некий дискомфорт при прослушивании записей (если, конечно, медведь не наступил вам на ухо).

Электрическая сеть шумит на частоте 50 Гц. Для устранения этого надо убрать частоты 50 и 100 Гц при помощи параметрического эквалайзера, ширина полосы которого достаточно узка. Это устранит шумы сети, но не повлияет заметно на общий звук. Графический эквалайзер (треть октавы) тоже эффективен в этой ситуации, но остальными типами эквалайзеров для этого лучше не пользоваться, так как они имеют слишком широкую зону влияния и регулировка может существенно изменить звучание бас-гитары, в том числе не в лучшуюсторону. Нижние частоты бас-гитары и басового барабана лежат в области 40 Гц и ниже. Чтобы придать их звучанию мощь (атаку), регулируйте частоту 80 Гц. Нижняя частота электрогитары — 80 Гц. Для устранения «бочковатости» надо вырезать частоту 200 Гц; для устранения резкого, неприятного призвука — ослабить в районе 1Кгц. Чтобы добавить «ду», сделать «жалящим» звучание рок-гитары, просмотрите область от 1,5 кГц до 4 кГц, найдите нужную частоту и убирайте ее до тех пор, пока атака станет такой, как вы желаете. Основная проблема с акустическими гитарами, как правило, состоит в том, что они звучат «бочковато» — из-за неподходящих микрофонов, неудачного расположения микрофона, акустических характеристик помещения или просто из-за того, что инструмент плохой. Область «вредной» частоты находится обычно между 200 Гц и 500 Гц — ее и надо вырезать. Вокал также занимает большую зону частотного диапазона, при этом область 2-4 кГц регулируется для улучшения артикуляции.

Акустические системы: поговорим о звуке (часть 1)

Этой статьей мы начнем цикл материалов о конструкции акустических систем, их свойствах и важных характеристиках, в которых стоит разобраться тому, кто решил, как минимум, обдуманно купить себе колонки или же хочет подробнее изучить, почему все работает именно так, а не иначе. Цикл рассчитан на новичков в мире аудио, но будет полезен и тем, кто уже все знает, чтобы освежить свои знания или написать свое мнение в комментариях. Итак, начнем мы, однако, не с акустики, а со звука, потому что единственная задача акустики — создать звук.

Что такое звук?

В учебнике сказано: «Колебательные движения частиц, которое распространяется в виде волн в газообразной, жидкой или твердой средах». Давайте отбросим лишнее и поговорим только о слышимом звуке (кроме него ведь еще существуют ультразвук, инфразвук и т.д.).

Звук — это, на самом деле, не движение воздуха (газа) в пространстве, а волновые, периодические изменения давления этого самого газа. Звук является волновым излучением, подчиняется соответствующим физическим законам, которые описывают его распространение и взаимодействия. Согласно этим законам мы можем описать звук по нескольким характеристикам. Возьмем основные: частота, амплитуда (форма колебаний) и скорость.

Что такое частота звука?

Частота — это количество колебаний за единицу времени. Конкретней — число колебаний в секунду. Измеряется в герцах. Одно колебание в секунду — один герц (Гц). Если еще вспомнить, что звук распространяется в воздухе со скоростью около 350 метров в секунду или около 1250 км/ч, то достаточно легко понять, что частота и скорость связаны между собой. И эта связь дает нам возможность определить длину звуковой волны: чем больше частота, тем меньше длина волны — и наоборот.

Почти традиционно считается, что человеческий слух позволяет услышать диапазон частот «20–20» — от 20 Гц до 20 кГц, другими словами, от 20 колебаний в секунду до 20 000.

Не все частоты одинаково громкие

При этом матушка-природа наделила нас с вами достаточно избирательным слухом. Психоакустические исследования показывают, что лучше всего человек слышит самое для себя важное — человеческую речь. Эти звуки располагаются в диапазоне частот в районе 3000 Гц. Где-то в этом районе и находится максимальная чувствительность наших с вами ушей.

На других частотах она уменьшается, изменяясь в виде плавных кривых. Эти кривые показывают, с какой громкостью человек воспринимает звуковые колебания равной амплитуды. Эти данные важны не только для расчета акустических систем, но и для правильного понимания природы восприятия звука.

Они были получены статистическим способом, когда в субъективном оценивании громкости звучания на разных частотах принимало участие большое количество людей. В честь авторов этой научной разработки линии равной громкости называются кривыми Флетчера-Мэнсона.

Как мы понимаем, откуда пришел звук

Ответ простой: потому, что у нас есть голова и два уха! Если одно ухо вдруг не работает, это можно частично компенсировать быстрым поворотом головы. Слух при наличии двух ушей называется бинауральным. Он позволяет нам локализовать источник звука.

Это происходит потому, что звук приходит к правому и левому уху с небольшой задержкой или, если выразиться точнее, со сдвигом по фазе. Так как длина звуковой волны достаточно большая, в оба уха обычно поступает одна волна, но разные ее участки — фазы.

Этот сдвиг анализируется нашим мозгом, легкий поворот головы — и мы уже готовы приблизительно указать на какой ветке сидит птица, хотя разглядеть ее все равно не получится.

И чем выше звук, то есть, чем больше его частота, тем легче определить направление на его источник — сильнее проявляется фазовый сдвиг. А вот на низких частотах длина волны становится больше, чем расстояние между ушами, поэтому определить источник звука гораздо сложнее.

Почему одни звуки красивые, а другие нет?

Здесь почему-то тянет взять серый том Фейнмановских лекций и освежить воспоминания о рядах Фурье — но будем проще: любое колебание можно разложить на несколько колебаний с меньшей длиной волн. Эти меньшие волны — и есть гармоники, и сколько их укладывается в длине основной волны — две, три и т.д. — определяет их четность или нечетность. Как оказалось, нечетные гармоники воспринимаются нашим слухом дискомфортно. Причем вроде все играет правильно, но дискомфорт остается.

Более явный неприятный звук — диссонанс, две частоты, работающие одновременно и вызывающие редкие биения. Если хотите еще наглядней, то нажмите близлежащие черную и белую клавиши на пианино.

Есть и противоположность диссонанса — консонанс. Это сама благозвучность, например, — такой интервал, как октава (удвоение частоты), квинта или кварта. Кроме того, комфортности звучания мешают маскирующие его шумы различной природы, искажения и призвуки.

Ясно, что шум — то, что мешает в принципе. Звуковой мусор. Впрочем, есть и белый шум, этакий эталон шума, в котором присутствуют равномерно все частоты (точнее — спектральные составляющие). Если вы хотите уйти от источника белого шума, то по ходу удаления он будет розоветь. Это происходит потому, что воздух сильнее ослабляет верхние частоты слышимого спектра. Когда их меньше, тогда говорят о розовом шуме.

Чем громче шум по отношению к полезному звуку, тем больше этот звук маскируется шумом. Падает комфортность, а затем — и разборчивость звучания. Это же относится и к нечетным гармоникам, и к нелинейным искажениям, о которых мы еще поговорим более подробно. Все эти явления взаимосвязаны и, самое главное, — все они мешают нам слушать.

Нота — высота звука и его частота — зависит от специальности

В понимании звука, судя по всему, есть две крайности — понимание звукоинженера и музыканта. Первый говорит «440 Гц!» второй — «нота Ля!». И оба правы. Первый говорит «частота», второй — «высота звука». Впрочем, известно немало отличных музыкантов, которые вовсе не знали нот. При этом специалистов в области акустики, не знающих физических основ в этой области, еще никому не удавалось встретить.

Важно понимать, что оба этих специалиста по-своему занимаются комфортным звучанием. Автор музыкального произведения, инстинктивно, или опираясь на консерваторские знания, строит звук на принципах гармонии, не допуская диссонансов или искажений. Конструктор, создающий колонки, изначально не допускает посторонних призвуков, минимизирует искажения, заботится о равномерности амплитудно-частотной характеристики, динамике и многом, многом другом.

Громкость, звуковое давление — пределы и ориентиры

С громкостью все не так просто. Она относительна. Подумайте сами, ведь абсолютной тишины не существует. То есть, она в природе есть, но попадание в такое место превращается в пытку — вы начинаете слышать стук своего сердца, звон в ушах — все равно тишина исчезает.

Поэтому звуковое давление измеряется относительно некоего нулевого уровня в децибелах (дБ). Это логарифмические единицы, ведь логарифмическая шкала наиболее точно соответствует природе слуха. Если немного углубиться в теорию, нужно вспомнить эмпирически установленный закон психофизиологии Вебера-Фехнера, который описывает работу органов чувств. Согласно этому закону, интенсивность ощущения чего-либо прямо пропорциональна логарифму интенсивности раздражителя. В случае звука, это — амплитуда (размах) колебаний.

И если за ноль децибел принять порог слышимости (а это, повторимся, не тишина!), то шелест листьев дает 10 дБ, поезд метро — 100 дБ, истребитель на форсаже — 125 дБ, и ненамного меньше, кстати, выдала одна девчушка, призер соревнований по громкости крика в США. В дискотечном зале громкость может достигать 130 дБ. Это при том, что 120 дБ — уже больно, а 180 — могут убить.

Разница приблизительно в шесть децибел воспринимается нами, как удвоение громкости. Добавление трех децибел на низкой частоте требует удвоения амплитуды колебаний источника звука, но на слух это замечает не каждый слушатель! Такие вот парадоксальные, на первый взгляд, данные.

Поведение звука

Оно всегда предсказуемо, если вооружиться определенными знаниями. Звук может отражаться от поверхности, поглощаться ею, проникать сквозь нее. При этом каждый вариант — лишь частичный. Отражение звука приводит к эффекту эхо, звукоинженеры еще называют его реверберацией. Это сложный процесс. В любой комнате есть своя реверберация, многократная, по-своему затухающая, с определенными частотными характеристиками. Затухающая потому, что часть звука все-таки поглощается стенами.

Но если звук сделать громче, то, в зависимости от выбранного звукового давления, через некоторое время (оно линейно зависит от громкости в дБ) в стену начнут стучать соседи. Это значит, мы выяснили, что часть звука проходит сквозь стену. Правильное соотношение всех этих свойств — очень важный параметр для комфортного звучания.

Та же реверберация должна быть оптимальной. Если ее практически нет, говорят, что комната переглушена. Если ее слишком много — вы слышали такое на вокзале, — страдает разборчивость звука.

Еще один источник аудионегатива — резонирующие объекты. Скажем, хрусталь в стеклянном шкафу. И когда все эти факторы приведены в норму — поздравляю, мы с вами находимся в акустически комфортном помещении!

В таком помещении особенно хорошо звучит качественное аудиовоспроизводящее оборудование и его главная составляющая часть — акустические системы.

Эту статью прочитали 23 440 раз
Статья входит в разделы: Интересное о звуке

Поделиться материалом:

Что такое частотный диапазон

Поговорим о диапазоне частот, в котором наушники способны воспроизводить звук. Он измеряется в Герцах. Это один из важных параметров при выборе наушников, так как он влияет на качество звука.

Частотный диапазон измеряется в герцах (Гц) и обычно указывается в характеристиках наушников. Чем шире диапазон, тем больше звуковых частот может воспроизводить наушник, что обеспечивает более полное и качественное звучание.

Существует несколько типов частотных диапазонов у наушников:

1. Базовый диапазон 20-20 000 Гц – это стандартный диапазон для большинства наушников. Он позволяет воспроизводить все основные звуковые частоты, которые мы слышим.

2. Расширенный диапазон 5-33 000 Гц – это диапазон, который расширяет спектр звуковых частот, которые могут быть воспроизведены наушниками. Такие наушники обеспечивают более точное и качественное звучание, особенно в низких и высоких частотах.

3. Улучшенный диапазон 10-40 000 Гц – это диапазон, который еще больше расширяет спектр звуковых частот, которые могут быть воспроизведены наушниками. Такие наушники обеспечивают более глубокий бас и более ясные высокие частоты.

4. Сверхширокий диапазон 5-50 000 Гц – это диапазон, который позволяет наушникам воспроизводить еще больше звуковых частот, включая ультразвуковые и инфразвуковые частоты. Такие наушники обеспечивают максимально полное и качественное звучание.

Важно отметить, что частотный диапазон не является единственным фактором, влияющим на качество звука. Другие факторы, такие как размер динамиков, чувствительность и сопротивление, также важны при выборе наушников.

В заключение, при выборе наушников необходимо обратить внимание на их частотный диапазон, так как это важный параметр, который влияет на качество звука. Различные типы частотных диапазонов обеспечивают разное качество звука, поэтому необходимо выбирать наушники, которые соответствуют вашим потребностям и предпочтениям.

На что влияет частотный диапазон динамика?

Диапазон воспроизводимых частот динамика характеризуется параметром, указывающим на нижний и верхний частотные пределы. Именно это определяет звук, воспроизводимый колонками. Например, качественная акустика «Урал» или «АК» представляет динамики с оптимально подобранным сочетанием всех параметров — производители смогли создать качественное звучание в своих акустических системах.

На что влияет частотный диапазон динамика

Качественная акустика востребована и популярна. Но, иногда непонятна терминология и смысл трактовки некоторых технических терминов. Например, если с частотами относительно понятно, то на что влияет частотный диапазон динамика, остаётся загадкой. Данный вопрос можно рассмотреть под таким углом — общеизвестно, что человеческие уши могут воспринимать частоты от 20 герц и до 20 000.

При этом стоит понимать, что никакая акустика не сможет воспроизвести весь этот диапазон. Поэтому для получения объемного высококачественного звука обычно устанавливают в комплекте все частоты — высокие, средние и низкие, дополняя их мидбасом. Чем выше максимальный частотный показатель и ниже минимальный, тем лучше будет звучание акустической системы. То есть, частотный диапазон динамика в целом влияет на качество звука в соответствии со способностью человеческого уха его воспринимать.

Диапазон частот низкочастотного динамика

Низкие частоты или басы воспроизводят звук на самом «низком уровне». То есть, диапазон частот НЧ динамика — это низкие звуковые частоты, и предусмотрен тот предел, который может слышать человек.

Чаще всего в акустических системах используют стандартный низкочастотный динамик. То есть, в данном диапазоне вырабатываются частоты в пределах 20-2000 герц или 2 килогерц. Здесь ощутимо слышны басовые звуки, которые рождает синусоидальная низкочастотная волна.

Сабвуферы используют для усиления и лучшей слышимости басов. Они могут воспроизводить тональность ниже 200 герц и устанавливаются внутри корпуса. Это стандартное дополнение к колонкам, позволяющее получить более качественный низкий показатель шума, который не могут обеспечить стандартные НЧ динамики, потому что их диапазон ограничен.

Мидбас — это середина диапазона сабвуфера, находящаяся в пределах диапазона от 200 герц до 5 килогерц. Но, при столь широком диапазоне частот, лучшее воспроизведение будет при 500 Гц-2000Гц, и звук будет равномерно ухудшаться с любой из сторон спектра.

Диапазон частот среднечастотного динамика

Среднечастотный спектр представляет обработку «среднего» диапазона — от 500 Гц до 4000 Гц. Данный показатель среднечастотного динамика является наиболее важным, поскольку здесь воспроизводится большинство слышимого звучания. Например, это человеческие голоса или звуки музыкальных инструментов. Стоит учитывать, что звучание данного спектра в акустических системах «в одиночестве» звучат тускло и обязательно нуждаются в дополнении ВЧ и НЧ.

Диапазон частот высокочастотного динамика

Верхний уровень в звуковом спектре — это так называемые твитеры. Смысл такого названия заключается в проведении аналогов с высокими птичьими твитами птиц. Диапазон ВЧ динамика охватывает показатели спектра от 2 кГц до 20 кГц, но некоторые устройства достигают 100 кГц.

На данных частотах звучание направленное, то есть такие динамики будут оптимально звучать только в том случае, если они направлены прямо на слушателя. У современных твитеров постепенно адаптируют купольные версии. Конструктивно это представляет из себя мягкую купольную диафрагму, изготовленную из шелка, полиэфирной пленки или аналогичной ткани, которые пропитаны полимерной смолой. Именно такие высокочастотные динамики представляют максимально широкий диапазон звучания.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *