Частотный диапазон в наушниках на что влияет – «Есть ли разница для человеческого слуха, если у одних наушников диапзон частот 5 — 24000 Гц, а у других 8 — 22000 Гц или 10

Содержание

Как выбирать наушники?

Многие из нас привыкли выбирать технику, руководствуясь её техническими характеристиками. Применим ли такой подход к выбору наушников? Давайте разберёмся… Перво-наперво, посмотрим, что вообще собой представляет список технических характеристик наушников. Сразу оговоримся, что рассматривать такие параметры как размеры, вес, форм-фактор, принцип действия и акустическое оформление мы сейчас не будем – просто потому, что за исключением принципа действия, смысл всех этих параметров очевиден. А рассказ о различных принципах действия был бы достаточно долгим, и мог бы вылиться в отдельную статью.

Текст: Иван МУСИНОВ

 

Рассмотрим же мы только те характеристики, которые имеют непосредственное отношение  к излучателям наушников. Таких характеристики всего четыре:

  • Диапазон воспроизводимых частот
  • Сопротивление
  • Чувствительность
  • Максимальная входная мощность

Рассмотрим каждый из этих параметров более подробно.

 

Диапазон воспроизводимых частот: размер значения не имеет?

В обывательских кругах этому параметру зачастую придаётся очень большое значение – иногда даже от продавцов-консультантов приходится слышать, что именно он является основным показателем качества звучания наушников. А за производителями наушников можно заметить следующую практику: для более дорогих и высококлассных своих моделей они, как правило, указывают более широкий частотный диапазон, чем для более простых и бюджетных.

В действительности диапазон воспроизводимых частот не только не имеет какого-либо отношения к качеству звучания, но и вообще, не несёт в себе никакой смысловой нагрузки. Почему? – сейчас разберёмся.

До сих пор точно не установлено, какой диапазон звуковых частот способен слышать человек, однако примерные границы этого диапазона определены – от 20 Гц до 20 КГц. Фактически, для человека нет разницы, способны ли наушники воспроизводить что-либо за пределами этого диапазона, однако важно, чтобы всё, что попадает в этот диапазон, воспроизводилось с разбросом по громкости, не превышающим разумных пределов (с равномерным уровнем громкости весь диапазон ни одни наушники не воспроизводят).

Тут следует сказать, что некоторые производители намеренно увеличивают этот разброс «поднимая», или наоборот «приглушая» определённые участки частотного диапазона, стремясь придать звучанию своих наушников определённый, «фирменный», характер – так, например, с недавних времён стала популярной практика «приподнимать» определённый участок диапазона высоких частот в дорогих наушниках – чтобы их звучание казалось более детальным, разборчивым. В любом случае, никакой информации об этом разбросе по громкости, подъёмах и спадах на разных участках «частотки» диапазон воспроизводимых частот нам не даёт. 

Кроме того, стоит отметить, что очень немногие современные наушники способны без «завалов» воспроизводить высокие частоты – у большинства моделей в области свыше 14 КГц начинается интенсивный спад уровня громкости. Так что не стоит пугаться, если у наушников заявлен диапазон, не дотягивающий по верхней границе до 20 КГц (такое часто бывает у наушников, построенных на базе арматурных излучателей).

Кстати, насколько бы ни был широк указанный производителем частотный диапазон наушников – наушники способны воспроизводить звуки любой частоты, находящиеся за его пределами, – только с очень большим «завалом» по громкости. А какой же «завал» следует считать достаточно большим для того, чтобы обозначить его как границу заявленного частотного диапазона? 20 децибел, или, может быть, 30, или ещё более того? На самом деле, никакого единого стандарта на этот счёт нет, и каждый производитель волен обозначать границы диапазона буквально там, где сам пожелает. В таких условиях не может идти речи не только о полезности такой характеристики как диапазон воспроизводимых частот у наушников, но и о её корректности или правдивости.

 

Сопротивление имеет значение для музыки с планшетов и смартфонов

Этот показатель означает ничто иное как величину электрического сопротивления наушников. На сопротивление обычно рекомендуют обращать внимание тем, кто собирается использовать наушники с «маломощными» источниками звука – портативными плеерами, ноутбуками, планшетами, смартфонами, а также компьютерными звуковыми картами.

Считается, что при достаточном уровне чувствительности наушников (о том, какая чувствительность считается «достаточной» мы расскажем далее), оптимальное значение их сопротивления для портативных плееров, смартфонов, и планшетов – не более 50-70 Ом, а для ноутбуков и компьютерных звуковых карт – не более 100 Ом (цифры, естественно, приблизительные и усреднённые). В то же время, не рекомендуется использовать наушники, сопротивление которых ниже выходного сопротивления источника (это касается любых, не только описанных выше «маломощных» устройств) – как минимум, это чревато потерями в качестве звучания, как максимум – повреждением источника. Последнее, правда, возможно лишь в крайне «запущенных» случаях.

Казалось бы, всё просто – смотрим на сопротивление, и решаем, подходят к нашему источнику наушники, или нет. В действительности же,  дела обстоят несколько сложнее.

Излучатели наушников, на самом деле, обладают двумя похожими друг на друга характеристиками: сопротивлением постоянному току и импедансом (комплексным сопротивлением), отражающим сопротивление наушников переменному току. Так как звуковой сигнал, поступающий с плеера на наушники – это как раз переменный ток- то из этих двух характеристик нас интересует именно импеданс.

У изодинамических наушников,  импеданс линеен – их сопротивление не зависит от частоты переменного тока.  А вот у динамических и арматурных наушников импеданс в зависимости от частоты поступающего на них тока (а соответственно, и от чистоты воспроизводимого ими звука) может быть разным.

Причём, в то время как одних наушников разброс импеданса по частоте незначителен, у других он достигает серьёзных величин – и это может нести определённые последствия для качества звука. Если на каком-то из участков частотного диапазона импеданс наушников чересчур низкий (ниже выходного сопротивления источника) – на этом участке возымеет место потеря разрешающей способности и рост уровня искажений. Аналогичным образом дела складываются тогда, когда «маломощный» источник не может справиться с чересчур высоким импедансом наушников.

Небольшой пример – многие владельцы популярных портативных наушников Koss Porta Pro, использующие их с плеерами, среди их недостатков отмечают медленный, «невнятный», хотя и мощный бас. Да, по скорости и разборчивости баса эти наушники – не рекордсмены, но, вероятно, если бы их владельцы попробовали подключить их к достаточно мощному усилителю, они бы отметили значительное улучшение этого параметра. А всё дело в том, что хотя заявленное сопротивление Koss Porta Pro – всего 60 Ом, что вполне нормально для портативных наушников – в области «мид-баса» оно возрастает до 140 Ом – и большинство портативных плееров «пасует».

Теперь вопрос – почему у большинства наушников импеданс обозначается лишь одной цифрой, и какой от этой цифры толк? Ответ: эта цифра, в большинстве случаев, отражает значение импеданса на отметке в 1000 Гц – считается, что именно по этой чистоте пользователь определяет и выставляет комфортный для себя громкости. Толк от этой цифры следующий: у большинства наушников «разброс» импеданса в зависимости от частоты всё-таки не очень велик, и поэтому указанная цифра может служить кое-каким ориентиром при выборе наушников.

Полноценные графики импеданса производители наушников афишируют крайне редко, но если вы хотите узнать всё о сопротивлении той или иной модели наушников – с большой долей вероятности вы сможете найти нужную информацию в сети.

 

Чувствительность отражает уровень звукового давления

Иначе говоря – громкости, который способны развить наушники при подаче на них сигнала определённого уровня. Рассказывая про бесполезность характеристики «диапазон воспроизводимых частот», мы уже упоминали о том, что громкость наушников на протяжении воспроизводимого ими частотного диапазона разнится – какие-то его участки наушники воспроизводят громче, какие-то – тише.

На основании какого участка частотного диапазона измеряется чувствительность? Как правило это отметка в 1000 Гц – также, как в случае с импедансом.

Чувствительность  наушников указывается либо в децибелах на милливатт (дБ/мВт), либо в децибелах на вольт (дБ/В).Чувствительность, выраженная в дБ/В удобна тем, что с её помощью, не обращая внимание на сопротивление, можно сравнивать между собой рвзличные модели наушников, и в частности, определять насколько та или иная модель подходит для использования с портативными устройствами. Оптимальный уровень чувствительности для таких наушников – не менее 90 дБ/В.

Зная величину сопротивления наушников, можно перевести чувствительность, выраженную в дБ/мВт, в чувствительность, выраженную в дБ/В. Для этого есть следующая формула:

Чувствительность (дБ/В) = Чувствительность (дБ/мВт)+20Lg(1/ ),

Где R- сопротивление наушников.

 

Максимальная мощность - этот параметр в теории...

Этот параметр, в теории, должен отражать максимальную мощность электрического сигнала, который можно подавать на наушники без риска повредить излучатели. Как правило, очень сильно занижен, и практического смысла в себе не несёт.

Какие же параметры наушников говорят о том, как наушники звучат? Увы, никакие – поэтому сравнив технические характеристики различных моделей, выбрать из них наиболее подходящий по звучанию вариант не получится.

Мы уже не раз говорили о том, что самый верный способ выбрать наушники – это прийти в магазин, и отслушав несколько «кандидатов», сделать выбор. Если же такая возможность у вас отсутствует, мы можем порекомендовать вам собрать максимум информации – обзоров, измерений, отзывов – о тех моделях, среди которых вы ищете «свою единственную», и принять на их основе решение. 

 

основные характеристики / Audiophile's Software

Рано или поздно перед каждым из нас встает вопрос выбора наушников. Это либо наушники для прослушивания музыки в дороге, транспорте, при окружающем шуме, либо для прослушивания музыки в домашних условиях. Так или иначе, наушники — это средство для исключительно индивидуального прослушивания звукового материала и каждый предъявляет к ним индивидуальные требования, в каждом конкретном случае.

В этой статье я вкратце расскажу об основных конструктивных и технико-электрических характеристиках наушников, т.к. именно они позволят выбрать ту модель, которая идеально подойдет под Ваши требования.

Конструкция

Основные типы наушников по конструкции можно назвать следующие:

Вкладыши

Наиболее популярный тип конструкции. Наушниками данного типа оснащены практически все аудиоплееры и телефоны («из коробки»). Имеют округлую форму мембраны, буквально вкладываются в ушную раковину (отсюда — название).

Из-за неплотного прилегания к ушному каналу происходят значительные потери мощности в области низких частот. Так же, из-за специфики конструкции данный тип имеет резонансы в области высокой чувствительности слуха (средние частоты) и при прослушивании на высокой громкости такие наушники могут негативно влиять на слух. Также чаще всего в них отсутствует какая-либо звукоизоляция, и звук музыки оказывается слышен окружающим людям, так же как и для Вас окружающие звуки.

Внутриканальные («вакуумные»)

Данный тип наушников помещается непосредственно внутрь ушного канала. Это обеспечивает возможность более точной передачи низких (и не только низких) частот, а также значительную звукоизоляцию. Для герметичного закрепления наушников в канале используются специальные резиновые насадки, которые часто бывают съемными. Сложностью является тот момент, что у некоторых людей ушной канал достаточно тонкий и подобрать нужную насадку бывает нелегко. Также врачи указывают на то, что данный тип наушников способен раздражать ушной канал и также негативно влиять на слух.

Накладные

Примером данного типа наушников могут явиться популярные KOSS Porta Pro. Они накладываются на ухо, но при этом не охватывают его полностью. Прижимаются к уху силой упругости специальной металлической или пластмассовой дужки, которая обычно проходит над головой (возможно варианты). Спецификой данного типа наушников является то, что источник звука располагается не внутри, а вне ушной раковины, что придает звучанию некоторую естественность. В силу конструктивны особенностей данный тип наушников обычно обладает невысокой шумоизоляцией (хотя отдельные модели всё же неплохо подавляют окружающие шумы).

Охватывающие

Данный тип является бескомпромиссным вариантом, т.е. это уже полноразмерные наушники, раскрывающие все возможности качественного воспроизведения. Мембрана не находится в непосредственном контакте с ушной раковиной и таким образом не оказывает на неё давления, что является плюсом. Амбушюры же, особенно, если они выполнены из кожзаменителя, способны обеспечить хорошую звукоизоляцию. Также звукоизоляция достигается и в случае закрытого типа охватывающих наушников.

Данный тип наушников обычно обладает мембранами диаметров 40-50 мм, что позволяет получать качественное звучание в широком диапазоне частот.

Открытые и закрытые наушники

Обычно закрытыми бывают наушники охватывающего типа конструкции. Суть закрытых наушников в том, что они не позволяют звуку, идущему от мембраны (главным образом, излучаемому её тыльной частью), распространиться наружу. Это достигается с помощью закрытой крышки, плотных качественных амбушюр, а также внутренней конструкции, способствующей звукопоглощению.

Преимуществом таких наушников является изоляция от окружающих шумов, а также низкое излучение звука наружу. Недостатком, а точнее, сложностью в данном случае является правильное конструирование наушников — чтобы звуковые волны направленные наружу действительно гасились и поглощались, а не отражались обратно в направлении ушной раковины. Некачественные закрытые наушники могут обладать повышенным уровнем искажений.

Наушники открытого типа сконструированы таким образом, что звук от тыльной части мембраны беспрепятственно распространяется за пределы наушников. Это избавляет от необходимости создавать условия для звукопоглощения и позволяет получить наиболее качественное, сбалансированное звучание. Мониторные наушники часто являются именно открытыми.

Электрические характеристики

Частотный диапазон и АЧХ

Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) даёт представление об относительном балансе частот в звуковом сигнале, излучаемом данными наушниками. По сути характеристика демонстрирует зависимость относительного коэффициента передачи (уровень сигнала на выходе к сигналу на входе) от частоты, выраженную в децибелах. За опорный уровень (0 дБ) обычно берется коэффициент в области 1 кГц. Далее — чем ниже проходит АЧХ, скажем, в области НЧ — тем ниже уровень низких частоты воспроизводимых данными наушниками, и т.д.

Однако, производители наушников и владельцы магазинов обычно ограничиваются лишь указанием частотного диапазона. По стандарту диапазоном частот называют такой диапазон, в пределах которого отклонение от опорного уровня — не ниже -3 дБ. Фактически это граничная нижняя и граничная верхняя частота, в пределах которых затухание составляет не более -3 дБ. На практике же мы обычно имеем дело с неравномерностями АЧХ +/- 6 дБ чуть ли не во всем диапазоне частот (хотя некоторые провалы в области СЧ являются необходимостью), а производители указывают диапазон частот с допуском чуть ли не в -12 дБ. Таким образом ориентироваться в наше время по указанному частотному диапазон крайне не рекомендуется.

Импеданс (сопротивление)

Импеданс — это суммарное активное (постоянному току) и реактивное (переменному току) сопротивление наушников. Импеданс, соответственно, зависит от частоты сигнала и его правильнее представлять в виде графика, но обычно в характеристиках наушников лишь указывают номинальное значение импеданса (характерное для большей части диапазона частот).

От импеданса зависит громкость воспроизведения и уровень энергопотребления наушников. Чем выше импеданс, тем тише будут звучать наушники (при одинаковой чувствительности), и тем меньше будет энергопотребление. Также высокий импеданс способствует повышению качества воспроизведения, улучшая соотношение сигнал/шум.

Так как на портативных устройствах уровень выходного напряжения жестко ограничен, повысить громкость звучания (которая зависит от тока) можно только низким сопротивлением наушников — 32 или 16 Ом. В стационарных же условиях звуковые карты обычно рассчитаны на согласование сопротивления с высокоомными наушниками (до 500 Ом).

Чувствительность

Характеризует эффективность наушников в плане энергопотребления. Обычно выражается в дБ/мВт - т.е. какой уровень громкости наушники обеспечивают при подаче на них мощности в 1 мВт. Таким образом, наушники с высокой чувствительностью будут обеспечивать более высокую громкость при меньшем энергопотреблении.

Следует отметить, что чувствительность также могут указывать в единицах дБ/В, тогда чувствительность в дБ/мВт также зависит и от сопротивления (импеданса). Ввиду подобных неоднозначностей, а также разных методик измерения чувствительности производителями, данный параметр не всегда играет решающую роль при сравнении разных моделей.

КНИ

Коэффициент нелинейных искажений. Фактически представляет собой процентное соотношение суммарной мощности искажений к мощности полезного сигнала. Определяет точность передачи звука, «чистоту звука». Зависит от внутренних паразитных резонансов, отражений и прочих факторов искажения сигнала. Приемлемым (и чаще всего указываемым) является занчение

Цена

Следует отметить, что высокие цены на наушники отнюдь не является показателем их высокого качества воспроизведения. Во-первых, цену на рынке определяет не только себестоимость, но также и такие факторы, как спрос, элитность, «раскрученность» бренда (взять хотя бы вездесущие Monster Beats). Более того: некоторые производители специально завышают цену, в зависимости от целевого покупателя. Это важный психологический фактор — ведь ни один уважающий себя аудиофил не купит наушники стоимостью ниже 400$ 😉

С ценами на наушники Вы всегда можете ознакомиться в каталоге товаров Апорт (Aport.ru) по ссылке выше.

Субъективные факторы

Здесь надо отметить очень важный момент. Даже самые лучшие по характеристикам (и по отзывам) наушники могут лично для Вас не подойти. Либо мал охват амбушюра, либо звучание не соответствует личным предпочтениям — вариантов на самом деле очень много. Именно поэтому я настоятельно рекомендую не покупать кота в мешке. Перед покупкой наушников следует не только ознакомиться с техническими характеристиками, обзорами и отзывами, но также крайне желательно лично их прослушать — в идеале на Вашем оборудовании и музыкальном материале, который преимущественно будете воспроизводить. Без сомнений субъективный фактор является решающим, и пусть даже у наушников идеально ровна я АЧХ — что с этого толку, если Вам не нравится их звучание или просто устают от них уши.

Какой частотный диапазон колонок лучше и что это такое?

Опубликовано 2.06.2019 автор — 0 комментариев

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»:

  • 20–150 Гц – низкие частоты.
  • 150‑7000 Гц – средние частоты.
  • 7–20 кГц – высокие частоты.

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.

динамики на подставкахКроме 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:

  • Двухканальные – один НЧ динамик, плюс излучатель для СЧ и ВЧ;
  • Трехканальные – по одному динамику на НЧ, СЧ и ВЧ.

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.многоканальные fi-hi акустические колонкиЭто 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:

  • С подъемом от 20 Гц до средних басов для тех, кто любит, когда «бумкает» – поклонникам drum’n’bass, breakbeat, dubstep, дет-метала, грайндкора и некоторых течений дум-металла;
  • С преобладанием средних частот – поклонникам классических вокала и музыки;
  • Высокие частоты – для любителей хеви-металла, пауер-металла, а также вокала в стиле «пиг скрим».

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.многоканальные fi-hi акустические колонкиПервый 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!

С уважением, автор блога Андрей Андреев.

АЧХ наушников (FAQ) - Personal Audio

Амплитудно-частотная характеристика – зависимость амплитуды сигнала от частоты (сокращенно АЧХ, на английском - frequency response).

График амплитудно-частотной характеристики показывает баланс громкости частот и чувствительность наушников при его построении в абсолютных величинах. Если мы будем воспроизводить синус конкретной частоты подавая его с уровнем 1 В rms и фиксировать уровень давления на выходе наушника в специальной камере эмулирующей ухо, то перебрав частоты с 20 Гц по 20 кГц – получим исходный график АЧХ к 1 В rms.

Часто наушники измеряют при произвольном уровне громкости, что не дает возможности вычислить чувствительность, но позволяет получить АЧХ относительно произвольно выбранного опорного значения, присуждая 0 дБ значение частоте на 1000 Гц. По такому графику нельзя определить способность «играть громко» у наушников, но можно оценить баланс частот, какой диапазон является доминирующим, а какой наоборот приглушен.

Теория

В идеале АЧХ должна быть прямой для случая, когда источником является акустическая система, вроде компьютерных колонок, колонок домашнего кинотеатра или студийных мониторов. Расположение же наушников относительно наших ушей совершенно другое, они располагаются не под 60 градусов относительно оси уха, а без отклонений под 0 градусов. Попробуйте провести эксперимент, и послушайте АС в условиях равностороннего треугольника и на оси. Звучание будет заметно различаться не только по построению сцены, но и по восприятию различных частотных диапазонов. Все это – влияние строения ушной раковины и слухового канала. Колонки на оси станут «ярче» в области высоких частот и по-другому будут звучать в области средних частот.


Наушники не только находятся на оси, они находятся рядом с ухом, или вообще вставлены в слуховой канал (в случае «затычек»). Все это существенно влияет на восприятие частотного диапазона и для каждого человека - индивидуально

Идеальная АЧХ от АС


Идеальная АЧХ от АС представляет собой прямую линию, обозначающую, что все частоты воспроизводятся одинаково громко.  


Если динамик наушника расположить в ухе у барабанной перепонки, то ровной АЧХ будут восприниматься такие АЧХ, которые соответствуют красной или желтой линии. Именно такая АЧХ наушников субъективно является «прямой». К сожалению, полностью на них ориентироваться нельзя, т.к. у каждого человека свое строение ушей и соответственно получается большой разброс отклонений от «идеала». Другой момент – расположение источников у уха дает другое психологическое восприятие АЧХ, нежели когда проводится прослушивание источников на удаленном расстоянии. В связи с этим, некоторые издания после измерений делают «универсальную» поправку на измеренные АЧХ (поправку на свое измерительное оборудование), но большой пользы от этого как правило нет. В случае с наушниками можно лишь делать общие выводы.

К слову, расположение микрофона в ухе манекена может быть как у места барабанной перепонки, так и у входа в слуховой канал (для измерений полноразмерных и накладных наушников). Что дает более адекватный результат, ученые пока достоверно не определили. В нашей лаборатории используется манекен с расположением микрофона у входа в слуховой канал.

Вторым фактором, снижающим пользу компенсирующей кривой, является разное восприятие АЧХ от уровня громкости. В итоге, для тихого прослушивания провал в области верхних средних и нижних высоких частот должен быть минимален, а для громкого воспроизведения провал должен быть существенным.  


Примеры

Охватывающие наушники

Если на графике наблюдаются провалы в районе 2-5 кГц, то эти наушники могут дать хорошую компенсацию в сторону восприятия ровной частотной характеристики. Спад на высоких частотах компенсирует расположение наушников на оси уха.


Сиреневый – условно идеально ровная АЧХ. Красный график показывает подъем низких частот – такие наушники басовитые. Зеленый – наоборот снижение низких частот, такое звучание ближе к звучанию акустических систем, где существует естественный спад в районе низких частот (в системах без мощного сабвуфера). Оранжевый – наушники с возможными сибилянтами, подчеркивающими звуки «ссс». Голубой – подъем в области высоких частот.
Накладные наушники

В измерениях накладных наушников можно наблюдать спад в районе низких частот. Это может быть вызвано использованием поролоновых амбушюр или неплотным прилеганием к ушам. При возникновении любого воздушного зазора снижается уровень низких частот. Сделать оценку уровня баса в данном случае помогает измерение через специальный плоский стенд, с мягкостью, повторяющей кожный покров человека (в нашем случае Soft Flat Stand - SFS).
Вставные наушники

Вставные наушники вставляются напрямик в слуховой канал, и ровными будут восприниматься те, у которых будут минимальные провалы в области верхних средних и нижних высоких частот, и довольно существенный провал в области высоких частот. Для вставных наушников завал в области высоких частот должен быть еще выше, чем у полноразмерных наушников, т.к. меньше преград, ответственных за естественное снижение высокочастотного диапазона.  

Зеленый и сиреневый график относятся к “ровным АЧХ”, их различие в разном провале уровня верхних средних и нижних высоких частот, где чувствительность уха максимальна. Чем больше будет провал, тем на большей громкости наушники будут восприниматься ровными и наоборот, чем меньше провал, тем на более тихой громкости будет субъективно ровное звучание.

Красный график показывает басовитые наушники, а голубой – яркие в области высоких частот.

Резонансы

На графиках вставных наушников можно видеть пики в области высоких частот, как правило, это резонансы, возникшие в закрытом пространстве звуковода и ушном канале. Частоты резонансов зависят от глубины посадки наушника и формы ушного канала.

У накладных и полноразмерных наушников резонансов гораздо больше, однако они имеют меньшие амплитуды и тем самым отражаются на АЧХ как небольшая неравномерность. У накладных и полноразмерных наушников резонансы образовываются преимущественно переотражениями в ушной раковине и зачастую формируют объемность звучания.

Практика - реальные результаты

Примеры

Ровные АЧХ, признанные в студиях для полноразмерных наушников

Можно наблюдать большую неравномерность в области верхних средних и нижних высоких частот.
Ровные АЧХ, признанные в домашних системах для полноразмерных наушников


Тут АЧХ близка к прямой и жалоб на субъективный подъем диапазона в области 3 от слушателей нет.

Как согласовываются мнения, полученные в студиях и домашних системах, где альтернативой служат акустические системы высокого класса с довольно ровными АЧХ? Дело в том, что в студии наушники слушаются на большой громкости, а дома на невысокой. Исходя из кривых равной громкости, при большей громкости, область в районе 3 кГц воспринимается громче, поэтому при выборе наушников надо учитывать, с какой громкостью они будут слушаться.

Ровная АЧХ для вставных наушников с высокой шумоизоляцией в области низких частот

Благодаря хорошей шумоизоляции, при небольшой громкости наушники могут воспроизвести весь спектр частот и искусственные спады и подъемы на АЧХ не требуются.
Предпочтительная АЧХ для вставных наушников с низкой шумоизоляцией в области низких частот.

В метро и другом транспорте, низкочастотный гул достаточно высок, что бы заглушить низкочастотную составляющую в музыкальной композиции. По этой причине басовитые модели пользуются большей популярностью и воспринимаются ровными. В параметрах порой указывается уровень шумоизоляции, но, как правило, в средне и высокочастотном диапазоне.

Измерения

Для измерений АЧХ наушники одеваются (или вставляются) на специальный стенд с измерительным микрофоном. В нашей лаборатории используются стенды HDM1, SFS и IECS. На наушники подается специальный сигнал, который записывается микрофоном. После записи специализированный софт рассчитывает АЧХ.

Для получения графиков на Personal Audio используется ARTA с использованием теста с периодическим шумом (для наушников). Полученная АЧХ в ARTA экспортируется в текстовом формате, после чего импортируется в RAA. В RAA проводится коррекция данных с компенсацией влияния внутреннего сопротивления усилителя, используемого при тестировании наушников. После отрисовывается конечный график.

Методы измерений

Вариантов с тестовыми сигналами и формулами подсчетов много. Самым первым способом было поочередное воспроизведение синусоидального сигнала разных частот, где по зафиксированным амплитудам сигнала с микрофона строился график АЧХ. Данный метод очень прост, но слишком долгий и трудоемкий. Такой тест можно сделать вручную без ПК или специализированных вычислительных приборов. В автоматическом режиме такой тест можно запустить в приложении STEPS (ARTA), строящим помимо АЧХ линии графика гармонических искажений, вторую, третью, четвертую, пятую и сумму гармоник с шестой по двенадцатую.

Более быстрым является измерение скользящим синусом. На наушники подается синусоидальный сигнал, где сигнал плавно меняет свою частоту. После, по огибающей трека или спектральному анализу строится АЧХ. Данный метод уже требует большого количества вычислений и вручную не делается. Таким методом можно измерять в RMAA (“”), ARTA (“”). Для акустических измерений применяется лишь когда нужно сделать измерение гармонических искажений. В ARTA таким образом измеряется вторая, третья и четвертая гармоника.

Еще быстрее есть метод с воспроизведением мультитонового сигнала, однако для адекватного результата сигнал не должен содержать шумов. Такой метод не рекомендуется использовать для акустических измерений. Метод есть в RMAA («») для измерений цапов, ацп и других электрических цепей с высоким соотношнием сигнал/шум.

Другой тип сигналов – шумовые с ровным распределением спектра частот.
Белый или розовый шум. Данный метод обладает низкой точностью из-за сильной погрешности от обычного шума и в акустических измерениях не применяется. Преимущество теста – приблизительная оценка за короткий промежуток времени. Тест удобен во время real-time оценок. Такой метод есть в TrueRTA.

Периодический шум. Специальный шумовой сигнал (их несколько разновидностей в которые входит и MLS сигнал), при анализе которого строится импульсная характеристика. Из импульсной характеристики строится АЧХ. На сегодняшний день, это самый рекомендуемый метод для измерения АЧХ.

Измерения через импульсную характеристику напрямик. Воспроизводится импульс и записывается через микрофон. Для акустических измерений метод дает высокий уровень погрешности, т.к. шум вносит большую погрешность.

Автор: 
18.07.2012

Нашли опечатку в тексте? Выделите и нажмите Ctrl+Enter. Это не требует регистрации. Спасибо.


Поделитесь в социальных сетях


для чего нужно сопротивление, чувствительность и Диапазон воспроизводимых частот в наушниках?

Ну товарищ karkass и выдал, первый раз слышу чтобы сопротивление имело отношение к "сторонним помехам", ну а то что чуствительность это "точность звучания" это вообще шедевральная фраза. Интересно откуда он такое взял? Да и с калебаниями запутался, секунды с минутами перепутал. Уважаемый NEO всё очень просто, наушники можно рассматривать как миниатюрные акустические системы которым присущи все характеристики их полноразмерных собратьев (акустических систем) : 1. Чуствительность это величина показывающая какое звуковое давление (громкость) могут развить наушники при подаче на них 1 Вт мощности, простыми словами чем больше чуствительность, тем меньше мощности усилителя потребуется чтобы достич необходимого уровня громкости. Для большинства акустических систем чествительность расположена в диапазоне 86-92 дБл, а для наушников норму я Вам не подскожу (На вскидку сейчас не вспомню) . Так что чем больше чуствительность тем лучьше. Стоит отметить, что добавление 3 дБл к номинальной чуствительности будет стоить удвоения мощьности (каждый раз) например: номинальная 86 дБл 1 Вт 89 дБл 2 Вт 92 дБл 4 Вт 95 дБл 8 Вт 98 дБл 16 Вт и т. д. 2. Диапазон воспроизводимых частот довольно важная характеристика она показывает какой диапазон звуковых частот наушники могут передать. Человек может слышать диапазон от 20 до 20000 Гц (в детском возрасте) , после 25лет 40-16000 Гц. Отсюда можете сделать вывод какой частотный диапазон наушников Вам будет достаточен, чтобы не потерять музыкальную информацию (хотя если Вы собираетесь слушать MP3 эта характеристика Вам не очень важна так как у этого формата края частотного диапазона заблаговременно "срезаны") 3. Сопротивление крайне важная характеристика для акустических систем, и не столь важная для наушников (так как она для них заблаговременно оптимизирована) . Чем больше сопротивление, тем меньше требуется отдача по току от усилителя (согласитесь какая отбача по току может быть от аккумулятора корманного CD-плеера и ему подобных) . Чем меньше сопротивление тем сложнее нагрузка (в нашем случае звуковая катушка диффузоров наушников) для усилителя. Удачи Вам в выборе! Будут вопросы пишите.

это характеристики наушников , чем больше диапазон и чувствительность тем соответственно лучше .<br>А сопротивление мне кажется у всех одинаковое ...а может и нет ))

сопротивление - чем выше тем меньше аппаратура подвержена сторонним и не желательным помехам.<br>чувствительность - "точность звучания"<br>диапазон - фактически что може воспроизвести наушник. к примеру 50 - 15000 гц. - басы до 50 колебаний в минуту и высокие после 15000 соответственно воспроизводится не будут.

эх ты, karkass, karkass ...50 герц - это 50 колебаний в МИНУТУ ???да ?? весело получается )) а я то всю жизнь бумал что в секунду ))) Так как 1 герц 0- это 1 колебание (полный период) в единицу времени ( по системе СИ - это 1 секунда. ) Аль стандарты изменились ?

Для определения качества звука.

411I6470R зачот!!!))

Это технические характеристики наушников...<br>1.Чувствительность, иными словами-громкость<br>2.Диапазон частот- полоса часот,которую воспроизводят наушники<br>3.Сопротивление.На эту величину не обращай внимание , когда покупаешь наушники.Она приблизительно у всех одинаковая - 32 Ом.

А вот только диапазон воспроизводимых частот надо проверять самому, а то в техпаспорте часто пишут - от 20 Гц до 20 кГц, чего на самом деле не бывает в принципе, реально же они звучат от 80-100 Гц до 12, в лучшем случае 14, кГц.<br>Я специально для такой проверки сделал (в программе CoolEdit) измерительный диск формата CD-audio.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о