В чем измеряется ачх

АЧХ в акустике: что это такое

АЧХ — это график, отображающий изменение амплитуды звуковых частот в зависимости от их частоты. Другими словами, это график, который показывает, как звучит устройство в зависимости от того, какие частоты проходят через его акустические каналы.

Сравнивать графики АЧХ разных производителей некорректно, так как каждый измеряет частотный отклик по-своему. Измерения, выполненные энтузиастами и ресурсами по аудиотехнике, могут быть более полезны, так как они часто делятся методами измерения. Также можно использовать видео на YouTube, где сравниваются записи звучания для получения общего представления о звуке и балансе тембров.

АЧХ в акустической системе: влияние на звук

В контексте аудио и видео технологий, АЧХ определяет не только качество и характер звука, но также и направление распространения звука в пространстве. Она является ключевым параметром при проектировании и настройке акустических систем. Результат, который мы получаем после того, как музыкальная композиция проходит через акустическую систему, зависит от многих факторов, включая форму и размеры помещения, мебель, громкость и расположение акустических систем, и т.д.

Для создания качественной акустической системы, необходимо учитывать характеристики ее АЧХ. Например, при использовании внутренних динамиков в телефоне, производитель может пожертвовать качеством звука, чтобы снизить стоимость производства, а когда дело доходит до профессиональных студий записи, характеристики АЧХ являются одним из самых значимых факторов в борьбе за качество записи и воспроизведения звука.

☝ Обратимся к музыкальной культуре , где АЧХ важна не менее, чем в акустике. В зависимости от музыкального жанра, звуковой продукт должен звучать наиболее благозвучно и органично. Например, если говорить о музыке для кинофильмов, то звук должен звучать мощно и насыщенно, чтобы передать предназначенное эмоциональное настроение. В случаях прослушивания джазовой музыки, существенно важнее являются детали и локализация звука. При этом, очень важно правильно выбирать акустические системы, микрофоны, усилители, чтобы добиться наилучшего звука.

Измерение АЧХ: особенности

Для измерения частотно-амплитудной характеристики (АЧХ) необходимо подать на измерительный прибор ряд синусоид одинаковой амплитуды в пределах всего диапазона частот. Существуют специальные генераторы таких сигналов, однако записи можно найти на видеохостингах, таких как YouTube. Для получения графика АЧХ необходимо пропустить сигнал через колонку, расположенную в помещении с ровной АЧХ, и зафиксировать результат при помощи микрофона. При этом стоит учитывать, что весь аудиотракт для записи также должен иметь ровную АЧХ.

Для бытовых целей используют самый простой измерительный микрофон, установленный вплотную к динамику и подключенный к аудиокарте. Если колонка имеет несколько динамиков, каждый из них должен быть измерен отдельно. Компании, производящие акустическое оборудование высокой точности, используют роботизированные руки с микрофонами, установленными в безэховых камерах. Это позволяет быстро оценить частотный отклик на разных расстояниях и в различных плоскостях.

Измерение АЧХ наушников осуществляется при помощи специального манекена, который используется для записи бинаурального аудио. Модель имеет форму среднестатистической головы с ушными раковинами, в которых расположены микрофоны.

Измерение частотно-амплитудной характеристики усилителя или ресивера может быть выполнено при помощи динамика с идеально ровной АЧХ, либо с использованием эквивалента нагрузки, который подключается напрямую к аудиокарте. Без использования этого устройства, усилитель может перегреться и выйти из строя.

☝ Важно понимать , что АЧХ напрямую влияет на качество звука и может быть определена с точностью до децибела. Таким образом, калибровка аудиооборудования на основе измерения АЧХ является необходимой процедурой для достижения максимально точного звучания.

Знание АЧХ помогает выбрать правильное оборудование для конкретных условий, особенно если необходимо рассчитать работу акустической системы в определенном помещении с учетом его размеров и вида отделки. Для качественного озвучивания помещения необходимо учитывать релиеф и материалы, из которых изготовлены стены, потолок и другие поверхности.

☝ Одной из частых причин проблем с АЧХ является неправильная расстановка колонок. Часто происходит так, что колонки располагаются слишком близко к стенам или плохо выравнены по высоте. Также нередко случается, что колонки неправильно ориентированы относительно друг друга. Эти факторы могут значительно искажать звук и ухудшать качество АЧХ.

Как в АЧХ можно различить звук на слух?

На графике, который определяет тембральный баланс аудиоприбора, отображается амплитудно-частотная характеристика. В домашних колонках часто встречаются неровности в АЧХ, такие как горбы и провалы на конкретных участках, влияющие на качество звука.

Но насколько они заметны на слуху?

Когда речь идет о колонках, только студийные мониторы могут похвастаться ровной АЧХ. Тем не менее, даже у них наблюдаются небольшие отклонения, достигающие высоты от 2 до 5 дБ. Например, график АЧХ мониторов Adam T5V показан выше.

Разница в АЧХ от 2 до 5 дБ считается заметной на слух, но важно помнить о сглаживании. Обычно график АЧХ у студийных мониторов имеет некоторые холмы и провалы, которые напоминают кардиограмму, однако наши уши не могут заметить эти отличия. Поэтому многие программы для измерения АЧХ имеют функцию сглаживания, которая приводит график к форме, воспринимаемой человеческим ухом. Количество сглаживания измеряется в долях октавы, например:

— 1/12 октавы означает шаг в одну ноту.

Некоторые производители злоупотребляют функцией сглаживания, сглаживая график до целой октавы, чтобы он выглядел ровным, что по рыночным меркам является обманом. Многие аудиоприборы, даже если у них есть график АЧХ, не указывают используемое сглаживание. Поэтому энтузиасты и любители музыки часто измеряют АЧХ популярных аудиоустройств и обмениваются результатами измерений на форумах и в социальных сетях.

Как влияет однородность АЧХ на характер звучания

Для понимания звучания надо изучить, как разные частоты влияют на звук в графике АЧХ. Мы слышим низкие, средние и высокие частоты, каждая из которых делится на три части:

Бас:

• Саб-бас — 20-50 Гц, его не только слышно, но и чувствуешь на всем теле из-за большого количества энергии. Обычные колонки не могут воспроизводить эту частоту, нужен специальный сабвуфер.
• Мид-бас — 50-100 Гц — формирует основное звучание баса и бочки, обеспечивая главное давление и качество звука.
• Верхний бас — 100-200 Гц — содержит верхние гармоники бас-гитары и ударной установки, отвечающие за ясность их звучания.

Средние частоты:

• Диапазон 200-400 Гц относится к нижней середине, здесь слышны перегруженные гитары в рок-музыке, синтезаторы в электронной музыке, а также мужской вокал и звуки рабочего барабана.
• Прозванная коробочной, середина от 400 до 800 Гц обладает неприятным звучанием, поэтому часто обрезается эквалайзером, но здесь расположены фундаментальные гармоники женского вокала и высоких инструментов (скрипки, флейты).
• Верхняя середина — 800-2000 Гц — важна для читаемости и насыщенности инструментов и самого вокала, тут находятся основные гармоники синтезаторов и основное звучание электрогитар.

Высокие частоты:

Частоты в музыке играют важную роль. Диапазон от 2 до 5 кГц обеспечивает близость звука инструментов к слушателю. Если этот диапазон недостаточен, звучание становится неудовлетворительным.

• Для яркости звучания важен диапазон 5-10 кГц. Если он отсутствует, звук может показаться скучным или плоским.
• Прозрачность обеспечивается всем, что находится в диапазоне свыше 10 кГц. Это особенно важно для тарелок, струнных инструментов и женского вокала.
• Суммарно: Частотный диапазон в музыке важен для близости звучания, яркости и прозрачности. Диапазон от 2 до 5 кГц важен для близости инструментов к слушателю, отсутствие звуков в диапазоне 5-10 кГц ведет к скучному звучанию, а все что выше 10 кГц обеспечивает прозрачность, особенно для тарелок, струнных инструментов и женского вокала.

Информация позволяет определить особенности звучания акустики на основе ее частотной характеристики. Например:

• Обычным является наличие подъема на частоте около 100 Гц, что делает бас более чувствительным.
• Часто встречается подъем на частоте около 5 кГц, чтобы сделать вокал и инструменты более выразительными и четкими.
• Подъем высоких частот около 10 кГц создает звучание более открытое и воздушное.
• Если в диапазоне от 3 до 6 кГц наблюдается падение, это может не подойти для любителей жесткой музыки, так как гитары и жесткий мужской вокал будут звучать нечеткими.
• Когда на графике идет падение на частотах 400-800 Гц, для большинства жанров музыки это не является критичным, но для женского вокала в стилях, таких как джаз, это может быть даже неприемлемо.

Факторы влияющие на АЧХ?

Успешное звучание аудиотехники и колонок в помещении может зависеть от расположения оборудования и выбора производителей и звукорежиссеров, которые могут подкрасить звук для создания более приятного восприятия. Однако, проводить сведение музыки на колонках с неидеальным откликом может быть бесполезным, а успешное звучание на определенной аппаратуре не гарантирует его на другом оборудовании. Отклик динамических микрофонов и гитарных усилителей также может влиять на достижение желаемого звучания. В одной из наших статей мы подробно расписали влияние расположение акустики на качество звука.

Факторы формирования АЧХ

АЧХ — это амплитудно-частотная характеристика, которая показывает зависимость амплитуды сигнала от частоты в заданном диапазоне. Факторы, которые формируют эту характеристику, могут быть разными, но наиболее значимые из них – это параметры и свойства сигнала, передаточные характеристики системы передачи, а также наличие шумов.

Кривая Хармана

Кривая Хармана – это график, показывающий зависимость частоты счетных событий от их интенсивности. Она названа в честь американского математика Альберта Хармана, он же впервые предложил ее в 1943 году.

График имеет форму буквы U и состоит из двух частей: возрастающей и убывающей. В начале интенсивность он растет, а частота событий увеличивается. Однако, при некотором значении, частота перестает расти и начинает убывать, хотя интенсивность остается высокой. Этот эффект называется насыщением.

Кривая Хармана имеет много применений. Она используется в оценке качества звукозаписи, измерении атомной эмиссии и во многих других областях. Чтобы достичь максимальной частоты событий, кривая также может помочь в планировании экспериментов или в определении оптимального уровня интенсивности.

Как добиться равномерности в АЧХ

Даже новые звукозаписывающие студии могут иметь проблему с неровной АЧХ, но не всем известно что ее можно исправить, используя различные решения:

• акустические панели;
• басовые ловушки;
• диффузоры и поглотители.

Хотя эти методы могут немного устранить неровности, они не смогут полностью решить эту проблему.

Если ни устройства, ни программы не помогают улучшить качество звука, нужно разобраться в причинах проблемы. Возможно, дело в качестве записи или в неправильном использовании оборудования. Не стоит откладывать в долгий ящик, обратитесь к специалистам.

☝ Но не только техника влияет на звук , но и комната, в которой происходит воспроизведение звука, также имеет значение. Расположение динамиков и использование акустических панелей могут улучшить акустику. Кроме того, шумы и другие внешние факторы могут влиять на качество звука. Обязательно убедитесь, что комната, в которой происходит воспроизведение звука, тихая и спокойная.

Конечно, правильный выбор и настройка оборудования — лучший способ улучшить качество звука. При выборе акустической системы или наушников необходимо учитывать их особенности и характеристики, чтобы они соответствовали вашим потребностям и желаниям. Кроме того, настройка усилителя и эквалайзера может также улучшить звук.

В итоге, уделите внимание всем аспектам, связанными с выбором оборудования, его настройкой, расположением в комнате и использованием программных средств, если это необходимо, чтобы получить наилучший звук и наслаждаться прослушиванием музыки или других звуковых материалов. Соблюдайте все эти рекомендации, и вы сможете получить максимальный комфорт и удовольствие от прослушивания звуков.

Заключение темы АЧХ

АЧХ — это один из наиболее важных параметров в аудио, который влияет на качество звука в любой звуковой системе. Калибровка аудиооборудования на основе измерения АЧХ является необходимой процедурой для достижения максимально точного звучания. Понимание АЧХ позволяет выбрать правильное оборудование для конкретных условий и обеспечить наилучшее звучание на выходе.

Что такое амплитудно-частотная характеристика и как понять ее график

Просто о сложном: разбираемся, как читать АЧХ и какую полезную информацию она содержит.

ПОДЕЛИЛОСЬ
SAMESOUND в Телеграме
Подписывайтесь на SAMESOUND в Телеграме

Автор Дзен-канала iamhear Евгений Шведов рассказывает, что такое амплитудно-частотная характеристика, как выглядит кривая АЧХ и какую полезную информацию об аудиоаппаратуре она может сообщить. Подписывайтесь на iamhear в Яндекс.Дзене — там много всего интересного.

Чтобы представлять, как работает ваша аудиоаппаратура (и как она звучит), нужно уметь читать амплитудно-частотную характеристику или АЧХ. Этот параметр — базовая вещь, которую музыканты и слушатели зачастую не понимают, и своего рода краеугольный камень в аудиотехнологиях.

Сегодня я предлагаю разобраться, что такое амплитудно-частотная характеристика, а также посмотреть на примерах, как читать АЧХ и понять, какую информацию она может сообщить.

Амплитудно-частотная характеристика — это начало и конец всего, что связано с аудио. Любая аппаратура должна иметь частотную характеристику близкую к линейной, в противном случае она будет звучать неправильно. Если амплитудно-частотная характеристика плохая, то все остальные характеристики аппаратуры не имеют никакого значения.

Аппаратура с хорошей АЧХ правильно воспроизводит все низкие, средние и высокие частоты, в верных пропорциях. Именно это позволяет устройствам звучать богато и насыщенно, обладать тем самым Hi-End звуком.

Чем ровнее линия графика, тем лучше АЧХ используемой аппаратуры.

Теоретически человек слышит звук в диапазоне от 20 Гц (низкие частоты) и до 20 кГц (высокие частоты). Реальность же такова, что шансы услышать особо высокие звуки есть только у женщин, в то время как мужчины вряд ли услышат сигнал выше 13-14 кГц. Если при проверке слуха вы услышите сигнал в районе 18 кГц — вы счастливчик и можете этим хвастаться повсеместно, а со справкой — даже на официальных основаниях.

Амплитудно-частотную характеристику обычно показывают с помощью графика, демонстрирующего доступный аппаратуре диапазон воспроизводимых частот в герцах и килогерцах (горизонталь внизу, ось X) и отклонения по нему (вертикаль слева, ось Y).

Отклонения выражаются в децибелах. Считается, что 1 дБ — самое малое изменение уровня звукового давления, которое можно различить, а 3 дБ —заметное, но все же относительно небольшое изменение громкости.

Для динамиков, наушников и микрофонов отклонение в ±2-3 дБ считается очень хорошим. Усилители, CD-плееры и другие электронные устройства должны укладываться в ±0,5-1 дБ.

Шкала децибелов на графике — логарифмическая. Если на графике указано усиление на 10 дБ на какой-либо частоте, это означает, что сигнал в этом месте будет громче в два раза, а не в десять раз, как при работе с линейными графиками.

Если производитель указывает частотную характеристику без отклонения, вам следует насторожиться. Без указания неравномерности можно считать, что у аппаратуры попросту нет АЧХ. Само по себе утверждение о диапазоне «20 Гц-20 кГц» не значит ничего, а без сведений о неравномерности еще и подрывает доверие к производителю.

Возьмем более приближенный к реальности пример. У нас есть две пары колонок, чьи АЧХ мы хотим сравнить. Колонки A отражены на графике синей линией, колонки B — оранжевой.

Голубая линия говорит нам, что у динамиков A отличная частотная характеристика: АЧХ довольно плоская (читай — хорошая), все отклонения в пределах 1-2 дБ, серьезных провалов или отклонений вверх или вниз не наблюдается.

В свою очередь оранжевая линия показывает, что динамики B имеют большой всплеск в верхних частотах (в районе 6 кГц на +7 дБ) — такие колонки будут звучать резко и даже раздражающе.

На рисунке ниже показано, как выглядят кривые, которые соответствуют различным часто используемым субъективным описаниям. Получить больше информации о частотных диапазонах инструментов и субъективном описании звука можно из специальной таблицы и диаграммы звуковых частот, скачать которую можно на нашем сайте.

В продолжение изучения графика АЧХ, возьмем пример с наушниками Monster Beats by Dr. Dre (красная линия на графике) и Sennheiser HD800 (синяя линия на графике). Из графика видно, что у «битсов» сильно задраны низкие частоты (до +15 дБ!), а сама АЧХ выглядит неравномерной. У HD800 таких проблем не наблюдается — кривая вполне равномерна.

Теперь, когда мы знаем, что такое амплитудно-частотная характеристика и какую информацию она несет, мы стали чуть ближе к пониманию того, как звучит аппаратура. Приведенная информация поможет вам не только читать графики АЧХ, но и определять характер звучания той или иной техники, а также делать правильный выбор при покупке нового оборудования.

Акустические измерения. Измеряем АЧХ подручными средствами

Я купил bluetooth-наушники Motorola Pulse Escape. Звучание в целом понравилось, но остался непонятен один момент. Согласно инструкции, в них имеется переключение эквалайзера. Предположительно, наушники имеют несколько вшитых настроек, которые переключаются по кругу. К сожалению, я не смог определить на слух, какие там настройки и сколько их, и решил выяснить это при помощи измерений.

Итак, мы хотим измерить амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) наушников — это график, который показывает, какие частоты воспроизводятся громче, а какие — тише. Оказывается, такие измерения можно произвести «на коленке», без специальной аппаратуры.

Нам понадобится компьютер с Windows (я использовал ноутбук), микрофон, а также источник звука — какой-нибудь плеер с bluetooth (я взял смартфон). Ну и сами наушники, конечно.

(Под катом — много картинок).

Подготовка

Вот такой микрофон у меня нашёлся среди старых гаджетов. Микрофон копеечный, для разговоров, не предназначенный ни для записи музыки, ни тем более не для измерений.

Конечно, такой микрофон имеет свою АЧХ (и, забегая вперёд, диаграмму направленности), поэтому сильно исказит результаты измерений, но для поставленной задачи подойдёт, потому что нас интересуют не столько абсолютные характеристики наушников, сколько то, как они изменяются при переключении эквалайзера.

У ноутбука имелся всего один комбинированный аудиоразъём. Подключаем туда наш микрофон:

Windows спрашивает, что за прибор мы подключили. Отвечаем, что это микрофон:

Windows — немецкий, извините. Я ведь обещал использовать подручные материалы.

Тем самым единственный аудиоразъём оказывается занятым, поэтому и нужен дополнительный источник звука. Скачиваем на смартфон специальный тестовый аудиосигнал — так называемый розовый шум. Розовый шум — это звук, содержащий весь спектр частот, причём равной мощности по всему диапазону. (Не путайте его с белым шумом! У белого шума другое распределение мощности, поэтому его нельзя использовать для измерений, это грозит повреждением динамиков).

Настраиваем уровень чувствительности микрофона. Нажимаем правую кнопку мыши на значке громкоговорителя в Windows и выбираем регулировку устройств записи:

Находим наш микрофон (у меня он получил название Jack Mic):

Выбираем его в качестве устройства записи (птичка в зелёном кружочке). Выставляем ему уровень чувствительности поближе к максимуму:

Microphone Boost (если есть) убираем! Это автоматическая подстройка чувствительности. Для голоса — хорошо, а при измерениях будет только мешать.

Устанавливаем на ноутбук измерительную программу. Я люблю TrueRTA за возможность видеть сразу много графиков на одном экране. (RTA — по-английски АЧХ). В бесплатной демо-версии программа измеряет АЧХ с шагом в октаву (то есть соседние точки измерения отличаются по частоте в 2 раза). Это, конечно, очень грубо, но для наших целей сойдёт.

При помощи скотча закрепляем микрофон около края стола, так чтобы его можно было накрыть наушником:

Важно зафиксировать микрофон, чтобы не сдвинулся в процессе измерений. Подсоединяем наушники проводом к смартфону и кладём одним наушником поверх микрофона, так чтобы плотно закрыть его сверху — примерно так наушник охватывает человеческое ухо:

Второй наушник свободно висит под столом, из него мы будем слышать включённый тестовый сигнал. Убеждаемся, что наушники лежат стабильно, их тоже нельзя сдвигать в процессе измерений. Можно начинать.

Измерения

Запускаем программу TrueRTA и видим:

Основная часть окна — поле для графиков. Слева от него находятся кнопки генератора сигналов, он нам не понадобится, потому что у нас внешний источник сигнала, смартфон. Справа — настройки графиков и измерений. Сверху — ещё кое-какие настройки и управление. Ставим белый цвет поля, чтобы лучше видеть графики (меню View → Background Color → White).

Выставляем границу измерений 20 Hz и количество измерений, скажем, 100. Программа будет автоматически делать указанное количество измерений подряд и усреднять результат, для шумового сигнала это необходимо. Выключаем отображение столбчатых диаграмм, пусть вместо них рисуются графики (кнопка сверху с изображением столбиков, отмечена на следующем скриншоте).

Сделав настройки, производим первое измерение — это будет измерение тишины. Закрываем окна и двери, просим детей помолчать и нажимаем Go:

Если всё сделано правильно, в поле начнёт вырисовываться график. Подождём, пока он стабилизируется (перестанет «плясать» туда-сюда) и нажмём Stop:

Видим, что «громкость тишины» (фоновых шумов) не превышает -40dBu, и выставляем (регулятор dB Bottom в правой части окна) нижнюю границу отображения в -40dBu, чтобы убрать фоновый шум с экрана и покрупнее видеть график интересующего нас сигнала.

Теперь будем измерять настоящий тестовый сигнал. Включаем плеер на смартфоне, начав с малой громкости.

Запускаем измерение в TrueRTA кнопкой Go и постепенно прибавляем громкость на смартфоне. Из свободного наушника начинает доноситься шипящий шум, а на экране возникает график. Добавляем громкость, пока график не достигнет по высоте примерно -10. 0dBu:

Дождавшись стабилизации графика, останавливаем измерение кнопкой Stop в программе. Плеер тоже пока останавливаем. Итак, что мы видим на графике? Неплохие басы (кроме самых глубоких), некоторый спад к средним частотам и резкий спад к верхним частотам. Напоминаю, что это не настоящая АЧХ наушников, свой вклад вносит микрофон.

Этот график мы возьмем в качестве эталонного. Наушники получали сигнал по проводу, в этом режиме они работают как пассивные динамики без всяких эквалайзеров, их кнопки не действуют. Занесём график в память номер 1 (через меню View → Save to Memory → Save to Memory 1 или нажав Alt+1). В ячейках памяти можно сохранять графики, а кнопками Mem1..Mem20 в верхней части окна включать или отключать показ этих графиков на экране.

Теперь отсоединяем провод (как от наушников, так и от смартфона) и подключаем наушники к смартфону по bluetooth, стараясь не сдвинуть их на столе.

Снова включаем плеер, запускаем измерение кнопкой Go и, регулируя громкость на смартфоне, приводим новый график по уровню к эталонному. Эталонный график изображён зелёным, а новый — синим:

Останавливаем измерение (плеер можно не выключать, если не раздражает шипение из свободного наушника) и радуемся, что по bluetooth наушники выдают такую же АЧХ, как по проводу. Заносим график в память номер 2 (Alt+2), чтоб не ушёл с экрана.

Теперь переключаем эквалайзер кнопками наушников. Наушники рапортуют бодрым женским голосом «EQ changed». Включаем измерение и, дождавшись стабилизации графика, видим:

Хм. Кое-где есть отличия в 1 децибел, но это как-то несерьёзно. Скорее похоже на погрешности измерений. Заносим и этот график в память, переключаем эквалайзер ещё раз и после измерения видим ещё один график (если очень хорошо присмотреться):

Ну, вы уже поняли. Сколько я ни переключал эквалайзер на наушниках, никаких изменений это не давало!

На этом, в принципе, можно заканчивать работу и делать вывод: у этих наушников работающего эквалайзера нет. (Теперь понятно, почему его не получалось услышать).

Однако тот факт, что мы не увидели никаких изменений в результатах, огорчает и даже вызывает сомнения в правильности методики. Может, мы измеряли что-то не то?

Бонусные измерения

Чтобы убедиться, что мы измеряли АЧХ, а не погоду на Луне, давайте покрутим эквалайзер в другом месте. У нас же есть плеер в смартфоне! Воспользуемся его эквалайзером:

И вот результат измерений:

Вот это другое дело! Новый график заметно отличается от старых. Занесём его тоже в память (у меня получился номер памяти 6) и найдём разность между новым графиком и эталонным, TrueRTA это умеет (меню Utilities → Difference):

Вычитаем из графика номер 6 график номер 1 и помещаем результат в память номер 12. Убираем остальные графики с экрана кнопочками Mem1, Mem2 и т. д., оставляем только Mem12:

Не правда ли, эта кривая приблизительно напоминает то, что обещал эквалайзер?

Выключаем эквалайзер, с ним всё понятно. А ещё я говорил вначале, что нельзя двигать наушники и микрофон между измерениями. А что будет, если сдвинуть на сантиметр?

Смотрите-ка, от сдвига график слегка изменился: басов поубавилось, верхов добавилось. Это говорит, скорее всего, о том, что у микрофона различная чувствительность к звукам, приходящим с разных направлений (это называется диаграммой направленности).

Проведём ещё один опыт: измерим звучание, отказавшись от закрытого объёма. Вот так:

И что же мы видим в результате?

Технические характеристики наушников влияющие на громкость и качество звучания

Автор Владислав Феронин Просмотров 19.7к. Обновлено 28 апреля 2024 г.

Наушники – предмет первой необходимости, дающий шанс спокойно заниматься делами или отдыхать, не мешая окружающим. «Ушки» нужны для прослушивания аудиокниг и музыки, просмотра фильмов и живого общения через мессенджеры или по телефону. Обширная область применения стала причиной выпуска моделей с отличающимися рабочими показателями. Поэтому при выборе важно внимательно изучить технические характеристики наушников. Хотя указанные производителем параметры не отражают в полной мере качества, важные для пользователей.

Основные характеристики наушников

Чтобы выбрать устраивающую модель, необходимо обратить внимание на назначение и конструкцию, а также характеристики, которые оказывают влияние на качество звука. К последним относят:

• чувствительность;
• диапазон воспроизводимых частот;
• мощность;
• импеданс (сопротивление).

Но начинать выбор стоит с общих параметров: назначения и конструкции. По назначению выделяют две большие группы:

• студийные;
• бытовые.

Первые – это оборудование для профессионалов и истинных меломанов, студийные модели обеспечивают полную детализацию звука, необходимую для профессиональной работы с аудиозаписями. Такие наушники часто выбирают меломаны, ценители звучания с точным воспроизведением всех нюансов.

Модели бытового назначения часто искажают звуковую картину с «выпячиванием» частот нижнего или верхнего спектра.

Учитывая способ сопряжения с источником, выделяют:

• проводные, дополненные кабелем и коннектором для присоединения к технике – компьютеру, телефону и пр.;
• беспроводные (TWS), при использовании таких моделей источник аудиосигнала связывается с гаджетом посредством Bluetooth.

При покупке проводных наушников следует учесть такой показатель, как длина кабеля, а также проверить наличие адаптера jack 2.5 – 3.5 мм. Если это беспроводная модель, то первостепенная характеристика – радиус беспроводной связи.

Тип конструкции – определяющий параметр выбора. Выпускаются такие модели:

• внутриканальные, устройства вставляют в слуховой канал;
• в форме вкладышей, помещаемых в ухо;
• накладные, представляют собой плоские накладки на уши
• полноразмерные, охватывающие ушную раковину.

Полноразмерные модели выпускают закрытыми и открытыми. Первые не пропускают звуки извне. Вторые снабжены отверстиями, пропускающими шумы окружающего мира.

Определившись с конструктивными особенностями модели, следует перейти к изучению технических показателей. Разберемся, какими должны быть характеристики хороших наушников, и как они влияют на качество.

Чувствительность

Это показатель, определяющий выходное акустическое давление или, если сказать проще – максимальную неискаженную громкость передачи звука. Единица измерения – децибел (дБ).

Определяется чувствительность несколькими параметрами. Влияние оказывают габариты магнитного сердечника, чем эта деталь больше, тем звук будет громче. А так же материал сердечника, если используются неодимовые магниты, то высокая степень чувствительности будет даже при компактных размерах.

Стандартная чувствительность наушников в пределах 90-120 дБ, показатели зависят от вида гаджета. Так, для внутриканальных моделей чувствительность не превышает 110 дБ, в накладных этот параметр достигает 120 дБ, а в полноразмерных – до 140 дБ.

При высоком уровне чувствительности модели играют громко при выставлении уровня громкости у источника в пределах 50-60%. А вот, если показатель чувствительности низкий, то подключать гаджет необходимо к изначально мощным устройствам для воспроизведения.

Однако значение чувствительности, которое производитель указывает на коробке, часто формальное. Параметр может ввести в заблуждение, так как производители используют неодинаковые способы тестирования. Данные зависят от:

• стендовых настроек, при проведении испытаний;
• этапа, на котором проводились измерения, некоторые производители указывают значение тестирования только динамиков, а не наушников в сборе.

Если взять модели с одинаковыми значениями чувствительности, но с отличающимися типами проверки, то при тестировании результаты не будут совпадать.

Дополнительное влияние на чувствительность оказывает сопротивление. Чтобы получить тот же уровень неискаженной громкости, высокоомным моделям требуется большее выходное напряжение, чем низкоомным. Поэтому при выборе нужно учитывать параметры звукового сигнала на наушники, подаваемого от источника:

• смартфоны и планшеты обеспечивают выходное напряжение 150-300 мВ;
• стандартные плееры – 300 мВ;
• компьютер и ноутбук – 300 мВ (при выделенной звуковой карте напряжение может быть больше);
• телевизоры – 600-800 мВ.

Частотный показатель наушников – это формальный параметр, который не способен описать качество звучания. Важен не сам воспроизводимый диапазон, а громкость звучания. Еще ни одному бренду не удалось добиться того, чтобы весь спектр звуков транслировался с одинаковым уровнем громкости. Но чем шире разбег между границами, тем меньше колебания амплитудно-частотных характеристик в нижней части спектра.

Чтобы понять, насколько качественным будет звук, нужно изучить график АЧХ. При построении графика:

• на оси абсцисс отмечают частоту звука в Гц;
• на оси ординат – громкость звука в дБ.

На графике видно, каким будет тональный баланс звучания. Выпускают модели с акцентом на нижние частоты или на верхние звуки. На границах диапазона показатели будут резко снижаться вплоть до нуля.

Так, если указан диапазон 5 – 25 000 Гц, то «провисание» звука произойдет за пределами слышимости, то есть звуки, слышимые человеческим ухом, должны воспроизводиться с заявленным уровнем мощности.

При изучении характеристик важно смотреть не только на частотный диапазон, но и на коэффициент искажения в динамиках. Выражается этот параметр в процентах. Чем ниже этот показатель, тем чище будет звучание.

Сопротивление (импеданс)

Импеданс – это полное сопротивление, получаемое на входе наушников. Величина эта складывается из активного и реактивного сопротивления, единица измерения – Ом. Характеристика влияет на громкость звука и зависит от выходной мощности устройства. Больше информации можно узнать здесь.

Если наушники будут использоваться с плеером, смартфоном или компактным ноутбуком, то не рационально искать модель с сопротивлением 50 Ом. А вот для работы с профессиональным оборудованием требуется модель с высоким импедансом.

Импеданс не влияет на скорость разряда батареи. Автономность устройства определяется уровнем громкости, а точнее, мощностью, которая требуется для поддержания заданного уровня громкости.

Выпускаемые наушники принято делить на 2 вида – низко- и высокоомные. Но у полноразмерных и компактных моделей показатели не совпадают. У маленьких наушников к низкоомным относят варианты с импедансом до 32 Ом, у больших – до 100 Ом. Модели с импедансом выше указанных показателей относят к высокоомным моделям.

Нерационально искать модели с большими показателями мощности, если наушники планируется использовать в качестве источника звука смартфон или плеер. Использование чрезмерно мощных наушников может привести к ухудшению качества звука, так как встроенный усилитель источника не будет справляться с нагрузками.

Показатель, влияющий на громкость – это чувствительность. Чем значение чувствительности выше, тем меньше нагрузка на источник звука. Однако ориентироваться только на информацию производителя не стоит. Поскольку пользователями замечена одна особенность: реальная чувствительность редко совпадает с указанной на коробке. Причем, чем меньше цена модели, тем больше вероятность, что это несовпадение будет обнаружено.

Проблема в том, что не разработано стандартов тестирования. Каждый производитель проводит испытания по своим правилам, поэтому рабочие значения моделей с одинаковой чувствительностью могут отличаться.

Какие параметры наушников характеризуют качество звучания

На качество звучания в некоторой степени оказывают влияние все параметры. Но самый очевидный – это частота диапазона. Чем интервал воспроизводимых частот шире, тем богаче палитра звуков. Большинство производителей указывает на коробке стандартный диапазон, в пределах способности человеческого уха воспринимать звуки, то есть 20 – 20000 Гц. Однако эта характеристика недостаточно характеризует качество звучания.

Редкие производители, помимо стандартных цифр, показывают график АЧХ, отражающий рабочую картину. Так, нижние тона могут быть различимы. Но на таком уровне громкости, что слышны исключительно в сурдокамере (акустическом помещении). На улице же услышать басы нельзя. Поэтому указанный на коробке диапазон частоты – это условность.

Примеры технических характеристик популярных наушников

При выборе наушников необходимо внимательно изучать информацию на коробке и в техническом паспорте. Важно не только прочитать краткое описание, но и познакомиться с главными характеристиками, влияющими на звучание.

Xiaomi Redmi AirDots

Популярная модель bluetooth-гарнитуры с надежной влагозащитой. Сопрягается с устройствами на базе Android и iPhone. Соединение производится через Bluetooth 5.0, радиус действия – до 10 метров.

Определить качество звучания помогут характеристики:

• чувствительность – 98 дБ;
• импеданс – 32 Ом;
• частотность – 20-20000 Гц.

На графике АЧХ видно, что в нижнем диапазоне уклон сделан в сторону среднего баса, но НЧ не доминируют. Качество ВЧ типично для наушников бюджетного ценового сегмента, поэтому насладиться мельчайшими нюансами звучания вряд ли получится, но при использовании компактных беспроводных моделей это маловероятно

Судя по отзывам, запаса громкости хватает даже при эксплуатации на улице. Плюс модели – отсутствие задержки сигнала, что часто встречается у других бюджетных беспроводных наушников.

Apple EarPods

Популярная модель беспроводных наушников компании Apple . Очертания вкладышей анатомически выверены, даже при носке в течение дня не ощущается дискомфорта.

• чувствительность – 109 дБ;
• интервал воспроизводимых частот – 20-20000 Гц;
• импеданс – 23 Ом.

Модель с акустическим оформлением открытого типа, вкладыши не оснащены шумоизоляцией. Такая модель подойдет для дома и улиц с транспортным движением, поскольку при прослушивании композиций внешние звуки не подавляются, что позволит вовремя заметить опасность. А вот в общественном транспорте наушники без шумоподавления некомфортны, из-за внешнего шума придется увеличивать громкость, а это вредно для органов слуха.

По сведениям из паспорта чувствительность EarPod равна 104.27 дБ относительно мощности и 118.02 дБ относительно напряжения. Рекомендуемый уровень напряжения источника для этой модели не менее 8.02 dBV на 42 Ом для прослушивания в тихом помещении, и 3.98 dBV на нагрузке 42.21 Ом для применения на улице.

С басами и нижней частью середины полный порядок, а вот верхняя часть средних частот и ноты верхнего регистра после 10кГц подкачали. Возможно, это сделано для улучшения слышимости при разговорах, поскольку Apple EarPod – это в первую очередь гарнитура, а не наушники для меломанов.

JBL Tune 120 TWS

JBL Tune 120 TWS – беспроводная модель, отвечающая строгим стандартам бренда. В описании указано, что диаметр излучателя модели 5,8 мм, и при создании использована технология JBL Pure Bass. Тип акустического оформления – закрытые.

• частотный диапазон – 20-20000 Гц;
• чувствительность – 96 дБ;
• сопротивление 14 Ом.

Частотные характеристики модели с акцентами на верхних (выше 10 кГц) и нижних (70-12о Гц) частотах. Тона ниже 70 Гц слышно хуже, а после 40Гц следует полный провал. Слегка завалены и средние частоты, что негативно отражается на качестве звучания.

Модель с повышенным уровнем звукоизоляции, внешние шумы приглушаются, можно использовать вкладыши в шумной обстановке без необходимости увеличения уровня громкости. Даже в общественном транспорте хватает 60-70% максимума уровня громкости, чтобы комфортно слушать композиции, не отвлекаясь на внешние звуки.

Вывод

В заключение хочется отметить, что изучение характеристик – это существенный, но не определяющий момент при выборе модели. Наушники разных марок с одинаковыми техническими характеристиками отличаются по громкости и качеству воспроизводимого звука.

При прослушивании впечатление формируется не только указанными характеристиками, но и другими показателями. Пока еще не создано приборов, которые могли бы воспринимать музыку так, как человек. Следует учитывать фактор субъективного восприятия. В этом легко убедиться, изучая отзывы покупателей, когда одна и та же модель оценивается противоположно. Одним пользователям звучание кажется подходящим, другие же считают, что звук никуда не годится.

Поэтому, подобрав модели, совместимые с используемыми источниками звука, проводят испытания, оценивая звучание лично. Другого пути найти приемлемое для конкретного пользователя качество звука невозможно.

Заядлый аудиолюбитель и меломан. Всегда интересовался звуковоспроизводящей аппаратурой, которую постоянно обновлял и дорабатывал под себя.