Site Loader

Содержание

Что такое амплитудно-частотная характеристика и как понять ее график — SAMESOUND

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.

Потеря слуха с возрастом.

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.

Идеальная АЧХ представляет собой ровную линию. Если линия отклоняется от 0 дБ вверх, то частоты в диапазоне будут звучать громче, если вниз — тише.

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.

Соотношение частот и источников звука на графике.

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.

Пример хорошей (синяя) и плохой (оранжевая) АЧХ.

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.

Кривая АЧХ и субъективные ощущения от звука колонок (наушников).

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.

Сравнение АЧХ наушников Monster Beats by Dr.Dre и Sennheiser HD800.

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.

What’s Your Reaction?

АЧХ — это… Что такое АЧХ?

  • АЧХ — авиационные часы хронометр авиа Словарь: Словарь сокращений и аббревиатур армии и спецслужб. Сост. А. А. Щелоков. М.: ООО «Издательство АСТ», ЗАО «Издательский дом Гелеос», 2003. 318 с. АЧХ амплитудно частотная характеристика Словарь: С. Фадеев.… …   Словарь сокращений и аббревиатур

  • ачх — амплитудно частотная характеристика; ачх Частотная характеристика линейного объекта, представляющая собой зависимость значений модуля частотной передаточной функции от частоты изменений входной координаты …   Политехнический терминологический толковый словарь

  • АЧХ — авиационные часы хронометр амплитудно частотная характеристика …   Словарь сокращений русского языка

  • амплитудно-частотная характеристика (АЧХ)

    — 3.1.5 амплитудно частотная характеристика (АЧХ): Зависимость коэффициента модуляции (передачи) в заданной полосе частот передатчика от частоты модулирующих колебаний. Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Методика измерений избирательности по зеркальному каналу, стабильности гетеродина, коэффициента передачи и АЧХ конвертера — 8.4 Методика измерений избирательности по зеркальному каналу, стабильности гетеродина, коэффициента передачи и АЧХ конвертера 8.4.1 Структурная схема измерений для определения избирательности по зеркальному каналу, стабильности гетеродина,… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) конструкции — Зависимость от частоты коэффициента усиления колебаний контрольной точки конструкции изделия относительно колебаний его основания в установившемся режиме колебаний. [ГОСТ 30546.1 98] Тематики сейсмостойкость …   Справочник технического переводчика

  • неравномерность АЧХ в полосе пропускания — — [Л.Г.Суменко. Англо русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.] Тематики информационные технологии в целом EN in band ripple …   Справочник технического переводчика

  • Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) конструкции

    — 3.2 Амплитудно частотная характеристика (АЧХ) конструкции зависимость от частоты коэффициента усиления колебаний контрольной точки конструкции изделия относительно колебаний его основания в установившемся режиме колебаний. Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • амплитудно-частотная характеристика конструкции (АЧХ) — 3.1 амплитудно частотная характеристика конструкции (АЧХ): Зависимость от частоты коэффициента усиления колебаний контрольной точки конструкции изделия относительно колебаний его основания в установившемся режиме колебаний. Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Неравномерность амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) коэффициента передачи

    — 1. Отношение минимального к максимальному уровню сигнала в рабочем диапазоне частот на выходе фильтра Употребляется в документе: РД 45.381 2003 Фильтры полосовые и режекторные для передающего оборудования телерадиовещания и радиосвязи диапазонов… …   Телекоммуникационный словарь

  • Что такое АЧХ и как ее читать

    Что самое главное в характеристиках звуковой аппаратуры? Мощность, диапазон воспроизводимых частот или уровни звукового давления — на что смотреть? На амплитудно-частотную характеристику (АЧХ), именно она может показать, как работает то или иное аудиооборудование. АЧХ – это то, на что вы должны обращать внимание в первую очередь при выборе устройств, другие характеристики теряют всякую ценность при плохой АЧХ. Амплитудно-частотная характеристика показывает зависимость отклонения в громкости воспроизводимого звука в (дБ) от его частоты в (Гц).


    Человеческий слух способен воспринимать звуковые волны частотой от 20 Гц до 20 000 Гц. Это в идеале. На самом деле, данный частотный диапазон сужается с возрастом (особенно высокие частоты) и его рамки зависят от пола и гигиены слуха. Например, любители громкой музыки, наушников и работники шумных производств частично теряют слух, и верхняя граница слышимого диапазона сильно смещается. Поэтому еще раз призываем вас беречь свой слух и не забывать о его гигиене. Подробнее об этом можно почитать здесь.

    Что значит хорошая АЧХ?

    Если ограничиться одним предложением, что АЧХ должна иметь форму, близкую к прямой. Но мы не ограничимся, конечно, а расскажем поподробнее.  

    Если устройство имеет хорошую АЧХ, то оно правильно воспроизводит все низкие, средние и высокие частоты в правильном соотношении между собой, что обеспечивает чистый, богатый и насыщенный звук. По АЧХ можно увидеть, на сколько дБ звук отклоняется от нормы в конкретном диапазоне частот. Ориентируемся на следующие цифры:

    • ± 1 дБ – минимально различимое изменение звукового давления;

    • ± 3 дБ – заметное, но допустимое отклонение;

    • > 10 дБ – существенное отклонение в громкости, могут неприятные ощущения при прослушивании.

    Напомним, что шкала громкости, выраженной в децибелах (дБ) является логарифмической, поэтому увеличение громкости на 10 дБ означает, что звук будет звучать в два раза громче. О характеристиках звука можно почитать здесь. Неравномерность АЧХ должна быть указана производителем, иначе стоит настороженно относиться к данному продукту. Таким образом, частотный диапазон, в пределах которого качество звука соответствует заявленному, отмечается с помощью крайних точек (например, 40 Гц – 16000 Гц), вне этого диапазона наблюдается значительное отклонение от усредненных данных, причем величина отклонения должна быть также указана (например ± 1дБ или ± 3 дБ). Например, в описании акустической системы может быть написано: 50 Гц – 20 кГц (± 3 дБ). Следовательно, стоит понимать эту запись так: данная акустическая система имеет достоверное звучание в диапазоне 50 Гц – 20 кГц и имеет отклонения от линейности в районе трёх децибел в обе стороны, а за рамками этих границ резко увеличивается неравномерность звучания. На самом деле, и такая запись не является особо информативной и поводом доверять производителю, т.к. АЧХ нужно показать в виде графика. Обнаружили вы график АЧХ и… что дальше? Как его читать и понимать?

    Как читать АЧХ?

    Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) представляет собой график, демонстрирующий разницу величин амплитуд выходного и входного сигналов во всем диапазоне воспроизводимых частот. Получают этот график путем подачи синусоидального сигнала неизменной амплитуды при изменении его частоты. По вертикальной оси откладывается уровень звукового давления (или громкость) в дБ, по горизонтальной – частота в Гц. В точке на графике, где частота равна 1000 Гц, принято отмечать на вертикальной оси уровень 0 дБ. В идеале АЧХ должна представлять собой ровную горизонтальную линию, чего на практике не бывает никогда. Всегда присутствуют пики и провалы различной глубины и высоты (в дБ). Изучая график АЧХ, стоит обращать особое внимание на величину неравномерности кривой: чем больше величина отклонений, тем больше частотных искажений тембра в звучании.


    Область низких частот (НЧ). Провалы в этой области приводят к потере сочности звучания басов. Появление пиков – причина бубнящего и гудящего звука.

    Область высоких частот (ВЧ). Падение уровня ВЧ приведет к тусклому и невнятному звучанию, пики – к свистящим и раздражающим звукам.

    Область средних частот, как правило, остается более или менее равномерной у всех устройств, существенные отклонения от линейности графика наблюдаются нечасто.

    Проиллюстрируем вышесказанное на АЧХ условных наушников.


    • Фиолетовая кривая – почти идеальная АЧХ.

    • Красная кривая – подъем в области НЧ, а значит, у наушников ярко выражены басы.

    • Зеленая – спад в области НЧ, а значит низкий уровень звучания басов, больше напоминающий звучание акустических систем.

    • Оранжевая кривая – пик в области ВЧ, а значит, мы имеем наушники с возможными сибилянтами, подчеркивающими звук «с».

    • Голубая кривая – подъем в области ВЧ, наушники с ярким и звонким звучанием.

    А теперь посмотрите на относительно ровные АЧХ полноразмерных студийных наушников.


    И хотя можно видеть отклонения от линейной АЧХ (у некоторых моделей даже порядка 13 дБ), но в целом кривая довольно плоская и серьезных завалов и пиков не наблюдается, что говорит о приемлемости звучания данных наушников.

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

    Кстати, если говорить именно о наушниках, то на их АЧХ могут влиять посадка (в случае накладных наушников), глубина и угол расположения в ухе (для наушников-вкладышей), форма и материал амбушюр. Например, заменив силиконовые амбушюры у наушников-вкладышей на амбушюры из вспененного материала, вы можете получить лучшую звуковую картину с глубокими басами и качественными верхами.


    Как измеряется АЧХ?

    Методики для измерения АЧХ наушников и акустических систем отличаются. Так, показания динамиков, встроенных в акустические системы, измеряются в пространстве, обеспечивающим отсутствие эха, то есть исключающим отражение звуковых волн. Такие измерения можно производить на открытом пространстве, но чаще всего используют специальное помещение со звукопоглощающими панелями и другими способами минимизации эха.


    Что касается наушников, то измерения их характеристик проводят на специальном стенде, амплитудные характеристики которого зависят от его конструкции. То есть вы должны понимать, что в этом случае на АЧХ будет влиять не только конструкция наушников, но и характеристики самого измерительного стенда, которые должны быть указаны при фиксации рабочего диапазона частот. Вполне логичным кажется необходимость сравнивать АЧХ различных наушников, измеренных на одном стенде. К сожалению, не всегда можно найти такие данные, так как обычно ан практике применяют стенды с разными конструкциями.

    АЧХ усилителя

    Частотные характеристики усилителя определяются коэффициентом усиления (или выходным напряжением).


    На графике АЧХ можно наблюдать линейную стабильность коэффициента усиления в средней части спектра (от 20 Гц до 20 000 Гц), данный интервал является полосой пропускания усилителя. Также видны точки в НЧ и ВЧ областях, где наблюдается падение уровня коэффициента усиления на 3 дБ (нижняя и верхняя, соответственно). В данных точках выходная мощность усилителя уменьшается в два раза, поэтому эти точки иногда называют точками половинной мощности. Чем шире полоса пропускания усилителя и чем она ровнее, тем лучше усилитель.

    Заключение

    Стоит понимать, что иногда АЧХ устройства, указанная в его описании, — это всего лишь маркетинговый ход. Ведь производителям нужно повышать продажи своей продукции, а значит можно пойти на некоторые хитрости. Поэтому надо помнить, что АЧХ – это фундаментальная характеристика аудиотехники, но не стоит воспринимать ее как истину в высшей инстанции. Важно, в каких условиях снималась эта характеристика и насколько она достоверна. Можно сравнить данные, которые можно найти на специализированных сайтах и форумах.

    В любом случае важно научиться правильно читать и понимать график АЧХ, видеть по нему нюансы работы и звучания конкретного устройства. Поэтому изучайте, разбирайтесь и выбирайте то, что вам подходит.

     

     

    Амплитудно-частотная и фазо-частотная характеристика

    Аббревиатура АЧХ расшифровывается как амплитудно-частотная характеристика. На английском этот термин звучит как «frequency response», что в дословном переводе означает «частотный отклик». Амплитудно-частотная характеристика цепи показывает зависимость уровня сигнала на выходе данного устройства от частоты передаваемого сигнала при постоянной амплитуде синусоидального сигнала на входе этого устройства. АЧХ может быть определена аналитически через формулы, либо экспериментально. Любое устройство предназначено для передачи (или усиления) электрических сигналов. АЧХ устройства определяется по зависимости коэффициента передачи (или коэффициента усиления) от частоты.

    Классическим методом измерения АЧХ является подача на вход исследуемого объекта гармонического сигнала измеряемой частоты с постоянной или известной для каждой частоты сигнала амплитудой. В этом случае измеряется отношение модулей амплитуды выходного и входного сигналов (коэффициента передачи) исследуемой системы для разных частот.

    Объясняя простыми словами, на вход устройства подаем сигнал с заданной частотой и известной амплитудой, на выходе этого устройства частота будет такая же, что и на входе, а вот амплитуда этого сигнала изменится. Отношение выходного значения амплитуды к значению на входе и будет являться амплитудно-частотной характеристикой.

    Для наглядного отображения покажем как рассчитывается коэффициент передачи. Коэффициент передачи – это отношение напряжения на выходе цепи к напряжению на ее входе. Или формулой

    Фазо-частотная характеристика (ФЧХ) – зависимость разности фаз между выходным и входным сигналами от частоты сигнала, функция, выражающая (описывающая) эту зависимость, также – график этой функции.

    – Для линейной электрической цепи, зависимость сдвига по фазе между гармоническими колебаниями на выходе и входе этой цепи от частоты гармонических колебаний на входе.

    Часто ФЧХ используют для оценки фазовых искажений формы сложного сигнала, вызываемых неодинаковой задержкой во времени его отдельных гармонических составляющих при их прохождении по цепи

    Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ)


    Фазо-частотная характеристика

    ФЧХ расшифровывается как фазо-частотная характеристика, phase response – фазовый отклик. Фазо-частотная характеристика – это зависимость сдвига по фазе между синусоидальными сигналами на входе и выходе устройства от частоты входного колебания.

    Разность фаз

    Думаю, вы не раз слышали такое выражение, как ” у него произошел сдвиг по фазе”. Это выражение не так давно пришло в наш лексикон и обозначает оно то, что человек слегка двинулся умом. То есть было все нормально, а потом раз! И все :-). И в электронике такое тоже часто бывает) Разницу между фазами сигналов в электронике называют разностью фаз. Вроде бы “загоняем” на вход какой-либо сигнал, а выходной сигнал ни с того ни с сего взял и сдвинулся по времени, относительно входного сигнала.

    Для того, чтобы определить разность фаз, должно выполняться условие: частоты сигналов должны быть равны. Пусть даже один сигнал будет с амплитудой в Киловольт, а другой в милливольт. Неважно! Лишь бы соблюдалось равенство частот. Если бы условие равенства не соблюдалось, то сдвиг фаз между сигналами все время бы изменялся.

    Для определения сдвига фаз используют двухканальный осциллограф. Разность фаз чаще всего обозначается буквой φ и на осциллограмме это выглядит примерно так:

    Строим ФЧХ RC-цепи в Proteus

    Для нашей исследуемой цепи

    Для того, чтобы отобразить ее в Proteus мы снова открываем функцию “frequency response”

    Все также выбираем наш генератор

    Не забываем проставлять испытуемый диапазон частот:

    Далее нажимаем ПКМ на самой табличке Frequency Response и видим вот такой выплывающий список, в котором нажимаем “Добавить трассы”

    Долго не думая, выбираем в первом же окошке наш выход out

    И теперь главное отличие: в колонке “Ось” ставим маркер на “Справа”

    Нажимаем пробел и вуаля!

    Можно его развернуть на весь экран

    При большом желании эти две характеристики можно объединить на одном графике

    Обратите внимание, что на частоте среза сдвиг фаз между входным и выходным сигналом составляет 45 градусов или в радианах п/4 (кликните для увеличения)

    В данном опыте при частоте более 100 КГц разность фаз достигает значения в 90 градусов (в радианах π/2) и уже не меняется.

    Строим ФЧХ на практике

    ФЧХ на практике можно измерить также, как и АЧХ, просто наблюдая разность фаз и записывая показания в табличку. В этом опыте мы просто убедимся, что на частоте среза у нас действительно разность фаз между входным и выходным сигналом будет 45 градусов или π/4 в радианах.

    Итак, у меня получилась вот такая осциллограмма на частоте среза в 159,2 Гц

    Нам надо узнать разность фаз между этими двумя сигналами

    Весь период – это 2п, значит половина периода – это π. На полупериод у нас приходится где-то 15,5 делений. Между двумя сигналами разность в 4 деления. Составляем пропорцию:

    Отсюда х=0,258п или можно сказать почти что 1/4п. Следовательно, разница фаз между двумя этими сигналами равняется п/4, что почти в точности совпало с расчетными значениями в Proteus.

    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.

    В различных обзорах можно встретить использование графиков с сайта RAA. Порой читатели дополняют обзоры ссылками на графики в комментариях. Чаще всего это используется с целью дополнения основного материала или уточнения субъективных впечатлений автора.

    Проект RAA приветствует использование графиков и по возможности поддерживает авторов советами и консультацией.

    На WikiSound вышел довольно забавный обзор про измерения. Автора можно похвалить за проявленный энтузиазм с попыткой разобраться в измерениях и разработку своего стенда и методики измерения наушников.

    Не хочется останавливаться на коммерческой стороне этого обзора, а разобрать различные тезисы, часть из которых дается без пояснения в виде «угадал/не угадал», которые основаны на очень малой выборке наушников.

    Этот обзор мне напомнил мои эксперименты более чем 10-ти летней давности. Тогда информации по измерениям наушников было намного меньше. Приходилось много экспериментировать, выдвигать теории и делать множество проверок на практике.

    Развитие нашего ГОСТ 28728 давно прекратило свое развитие и последний описываемый стенд представляет собой железное искусственное ухо. Такой тип стенда сейчас используется преимущественно на заводах. Это хороший «неубиваемый» стенд. Дополнительно, ГОСТ, как основание стандартов для закона, дает больше выжимку выводов и мало исходных причин для этих выводов.

    Международный IEC 60268-7 более продвинутый, и он постоянно обновляется.

    В IEC 60268-7 рекомендуется вместо железного стенда использовать манекен с ушами, если речь идет об измерении АЧХ, более близкой к психоакустическому восприятию.

    Мои первые стенды создавались с нуля лишь по общим идеям, которые описывались в ГОСТ 28278-89 и IEC 60268-7. В стандартах нет допусков на погрешность и это требует делать множество проверок и экспериментов для внутреннего понимания, почему ведущие инженеры пришли к тому или иному решению.

    Важный момент, у меня не было возможности сразу купить к примеру Neumann KU 100 и делать измерения по инструкции, не вникая в суть разных погрешностей. А всех несогласных затыкать стоимостью стенда, как это порой делают авторы изданий с наличием дорогого оборудования. При создании своего оборудования надо быть готовым к любым неудобным вопросам. А это требует большой практики.

    Опыты с измерениями начались еще в 2007 году. На тот момент у меня было три модели: Technics RP-F880, Fostex T50RP и Sennheiser HD 650.

    Стенд был сделан из бокса от DVD дисков. Внутри он мог быть забит носками и демпфирующим поролоном от АС (что на результаты не влияло). Поверхность для прижима наушников была из линолеума, с вставками из поролона. Все в лучших традициях создания стенда «на коленке».

    На тот момент мне было очевидно, что прижим наушников сильно влияет на низкочастотный диапазон. Такой бокс с отдельным микрофоном позволял получить естественную посадку.

    Этот стенд был лучше, чем простые деревянные плоские стенды с использованием полноразмерного измерительного микрофона и ручным прижимом наушников.

    В 2009 году началась более серьезная работа по созданию стендов и уже детального изучения IEC 60268-7 с ГОСТ 28278-89.

    Таким образом появился стенд HDM1, у которого были небольшие ушные раковины. Причины выбора такого стенда:

    • Использование ушных раковин рекомендовал более современный стендарт IEC 60268-7. Наверно, ученые всего мира не просто так отказались от плоского стенда и железного уха.
    • Не все наушники используют симметричную конструкцию. Некоторые производители используют смещенный драйвер от центра (например в наушниках Ultrasone) и на плоском стенде нет разницы, как наушники одеты «передом или задом». Где-то специфичные амбушюры не предполагают посадку наушников, где их центр совпадает с расположением ушного канала. Т.е. основной причиной было обеспечить естественную посадку наушников с учетом наличия ушной раковины.
    • Плоский стенд не давал реалистичной картины. Одна из проблем, ушная раковина занимает часть внутреннего объема и без нее в плоском стенде излучатель работает на больший объем, примерно от одной трети до половины необходимого объема. К слову, в стенд «железного уха» специально сделан с объемом 2.5 см, сопоставимым с конхой (внутренней частью ушной раковины), а при тестировании полноразмерных моделей основная платформа находится ниже на 1

    1.5 см.

    Общественное мнение форумчан сначала в большей степени выступало за использование обычного плоского стенда для возможности сравнения результатов измерений с существующими на различных форумах. Но мне хотелось сделать стенд, который будет давать более реалистичную картину, т.к. плоский стенд нечасто давал удовлетворительный результат.

    Позже по обратной связи приходили отзывы, что субъективные впечатления гораздо ближе к измерениям с HDM1, нежели результатов с плоских стендов.

    Через HDM1 было протестировано достаточно большое количество полноразмерных и накладных наушников (где-то 200

    300) и это позволило придти к пониманию, что форма ушной раковины действительно позволяет получить результат более близкий, чем обычный плоский стенд, но тем не менее погрешность для каждого слушателя будет своя.

    Результаты субъективного прослушивания и опыты по совершенствованию стенда показали, что стенд не всегда корректно измеряет низкочастотный диапазон. Для накладных наушников это выражалось в жестких ушных раковинах и сложностью прижима наушников для устранения щелей между амбушюрами и ушной раковиной. Для полноразмерных наушников – жесткостью стенда с излишним демпфированием.

    Все наушники разные, каким-то демпфирование стенда не является критичным, например для AKG K1000 и Sony MDR-MA 900, которые просто не прижимаются к поверхности головы. Другие наушники имеют высокое внутреннее демпфирование и демпфирование стенда на них не влияет.

    В пару к HDM1 был добавлен стенд SF1, который обладал мягкой поверхностью, тактильно такой же как на голове человека. Для измеренных наушников в это время приводится две кривые. Предполагалось, что график будет сшиваться, низкочастотный диапазон от SF1, средне и высокочастотный от HDM1.

    Резюме

    Амплитудно-частотная характеристика цепи показывает зависимость уровня сигнала на выходе данного устройства от частоты передаваемого сигнала при постоянной амплитуде синусоидального сигнала на входе этого устройства.

    Фазо-частотная характеристика – это зависимость сдвига по фазе между синусоидальными сигналами на входе и выходе устройства от частоты входного колебания.

    Коэффициент передачи – это отношение напряжения на выходе цепи к напряжению на ее входе. Если коэффициент передачи больше единицы, то электрическая цепь усиливает входной ссигнал, если же меньше единицы, то ослабляет.

    Полоса пропускания – это диапазон частот, в пределах которого АЧХ радиотехнической цепи или устройства достаточно равномерна, чтобы обеспечить передачу сигнала без существенного искажения его формы. Определяется по уровню 0,707 от максимального значения АЧХ.

    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.

    Сервис online сравнений изменения АЧХ и звукового давления в зависимости от подаваемого напряжения и импеданса источника

    Мы запускаем на сайте RAA еще один сервис on-line сравнений изменения АЧХ и звукового давления в зависимости от подаваемого напряжения и импеданса источника.

    О появлении сервиса

    В сервисе on-line «

    АЧХ от взаимодействия наушников и усилителя

    » показывается АЧХ относительно 0 дБ в виде конечного результата подобно настройке эквалайзера.

    В новом сервисе это отображается через АЧХ к абсолютному звуковому давлению в дБ SPL с учетом чувствительности наушников при подаче сигнала с известными напряжением и сопротивлением на выходе усилителя.

    Такое построение показывает первопричину изменения АЧХ. Так как сервис задумывался не только познавательным, но и полезным для практического применения, то в него добавлены и дополнительные параметры.

    Сейчас, в первом материале о новом сервисе будет в большей степени познавательная теоретическая часть.

    Рассмотрим все по порядку.

    В основных примерах будут фигурировать наушники Campfire Andromeda. Такая честь этой модели выпала за толчок к созданию этого on-line сервиса. Дело в том, что у Andromeda очень низкий и неравномерный импеданс. Эта модель, как бы ее не хвалили, очень противоречива и капризна. И именно через такой новый on-line сервис проще показать ее особенности.

    Такое построение графиков в ПО Reference Audio Analyzer было заложено еще в конце 2010 года. Графики были использованы в ряде статей. Мы предполагали, постепенно, сделать доступным построение графиков в сервисе on-line сравнений. Модель Campfire Andromeda дала нам этот толчок.

    Из-за чего и как меняются АЧХ у наушников при подключении к усилителю?


    Зависимость уровня напряжения от сопротивлений наушников и усилителя

    У усилителей на выходе есть выходное сопротивление.

    Если оно близко к 0 Ом, то называется «нулевым». Особенностью таких усилителей является неизменная величина напряжения на выходе, независимо от номинала подключенной нагрузки. Т.е, если на выходе усилителя выставили 0 dBV (0 dBV — это напряжение 1 VRMS в децибелах), то при подключении наушников с сопротивлениями 16, 32, 60, 150 и 600 Ом на наушники поступит именно 0 dBV. (1 VRMS).

    На графике выходного напряжения это выглядит прямой линией. По горизонтали на графике указано сопротивление наушников в Ом и дБ(Ом), а по вертикали напряжение в dBV (где за 0 дБ принято напряжение 1 VRMS). Напряжение выражается в децибелах (dBV) для простых дальнейших расчетов с чувствительностью наушников.

    Если у усилителя выходное сопротивление не нулевое, то при подключении нагрузки уровень напряжения будет снижаться. Причем чем выше будет сопротивление усилителя и/или ниже сопротивление нагрузки (наушников), тем сильнее снизится уровень напряжения. В примере показан усилитель с сопротивлением 300 Ом, который, как и в прошлом примере, без нагрузки дает на выходе 0 dBV. Разница в дБ для напряжения на графике показывает, насколько снизится уровень звукового давления у наушников. При подключении нагрузки (в виде наушников) в 20 Ом мы видим на графике значение -24 dBV. Это значит, что при подключении таких наушников усилитель будет работать тише на 24 дБ! И может получится так, что низкоомные наушники с высокой чувствительностью с таким усилителем могут играть тише, чем высокоомные с низкой чувствительностью.

    В сервисе on-line сравнения «мощность и чувствительность» можно поэкспериментировать, задавая разные значения «усилителя по параметрам». Примеры по ссылкам: 0 Ом, 30 Ом и 300 Ом.

    В общем случае, сопротивление усилителя можно рассматривать как дополнительное последовательное сопротивление на проводе у наушников. Т.е. можно взять усилитель с нулевым сопротивлением и тонкий провод с сопротивлением в 10 Ом, а можно подключить наушники толстым кабелем с нулевым сопротивлением, но к усилителю с сопротивлением в 10 Ом и результат будет одинаковым.

    Итого, если у нас у усилителя сопротивление не нулевое, то уровень напряжения (громкости) будет снижаться при подключении наушников. Если у наушников сопротивление будет постоянно во всей полосе частот, то будет просто снижение уровня сигнала, а АЧХ останется прежней. Иная ситуация будет с наушниками, у которых сопротивление разное в воспроизводимой полосе частот.

    Отдельно можно посмотреть на формулы расчета.

    Влияние сопротивлений усилителя и наушников на АЧХ


    На графике сопротивления по горизонтали обозначены частоты от 20 до 20000 Гц, а по вертикали сопротивление, шкала логарифмическая. На графике для Campfire Andromeda видно, что в области низких частот сопротивление находится в районе 4 Ом, а в области высоких частот (7-9 кГц) доходит до 30 Ом.

    На графике чувствительности показывается АЧХ наушников в виде абсолютного звукового давления, которое получится при воспроизведении синуса с усилителем с нулевым сопротивлением и уровнем напряжения VRMS.

    При таком низком сопротивлении получается очень высокая чувствительность, выше 140 дБ/В SPL. Соответственно, такие наушники способны играть очень громко от тихих источников.

    Так же видно, что низкие частоты у Campfire Andromeda на 9 дБ громче, чем высокие и наушники можно было бы назвать басовитыми. Но, далеко не все владельцы Campfire Andromeda согласятся с тем, что наушники действительно громкие и басовитые (и более того, еще с удовольствием упомянут, что графики «врут», а звучание совсем другое — чувствительность обычная, а баса нет). И частично они будут правы.

    Перейдем в новый on-line сервис, в котором мы сможем проследить за изменением АЧХ с учетом чувствительности.

    Для построения графика надо выбрать связку из модели наушников и усилителя. По умолчанию для усилителя установлены параметры в виде 0 dBV (1 VRMS) и 0 Ом. На график добавляется по одной связке за раз. Количество связок будет ограничено только длиной строки URL при формировании POST запроса.

    Здесь выбрана пара из наушников Campfire Andromeda и усилителя с заданными параметрами в виде напряжения на выходе 0 dBV (1 VRMS) и выходного сопротивления 0 Ом. Т.е. это исходный общепринятый график чувствительности, как в профессиональном отчете. Так аналогичный график будет и в простом сервисе on-line сравнения АЧХ в режиме отображения чувствительности.

    Добавим еще пары для Campfire Andromeda с усилителями, которые будут различаться только выходным сопротивлением.

    Мы видим, что чем выше сопротивление усилителей, тем кривая АЧХ сползает вниз, самая нижняя линия получается с усилителем с 600 Ом. При этом, низкие частоты снижаются более заметно, чем высокие частоты и если с усилителем с 0 Ом наушники можно назвать басовитыми, то с усилителем с сопротивлением в 20 Ом они уже нейтральные, уровень низких частот сопоставим с уровнем высоких частот (без учета пика в районе 8 кГц). При дальнейшем увеличении сопротивления усилителя АЧХ не сильно меняется, но проседает по уровню.

    Скроем большую часть графиков, оставив лишь пару АЧХ.

    При подключении Campfire Andromeda к усилителям с сопротивлениями 20 и 600 Ом, АЧХ будет едва отличаться, но громкость будет отличаться на 28 дБ. При этом с другими наушниками с более высоким сопротивлением, разница между усилителями будет меньше.

    Например с Sennheiser CX 5.00 с сопротивлением около 20 Ом в аналогичных условиях разница уже будет в 24 дБ.

    Если совместить на одном графике Sennheiser CX 5.00 и Campfire Andromeda, добавив усилители с нулевым сопротивлением и не рассматривая вариант с 600 Ом, то получим следующую картину:

    С усилителем с 0 Ом разница в громкости между Campfire Andromeda и Sennheiser CX 5.00 будет составлять 17 дБ, в то время как при подключении к усилителю с 20 Ом – от 6 дБ в низкочастотном диапазоне, до 13 дБ в высокочастотном.

    Более контрастная ситуация с Sunrise Dragon Ear Tips Earbuds R130 Close (сопротивление наушников 120 Ом)

    При подключении к усилителю с сопротивлением в 0 Ом, разница между Campfire Andromeda и Sunrise Dragon Ear Tips Earbuds R130 Close составляет 16 дБ. При подключении к усилителю с сопротивлением 20 Ом разница между наушниками уже всего 3 дБ. А при подключении к усилителю 600 Ом уже низкочувствительные и высокоомные Sunrise Dragon громче на 11 дБ!

    Конечно, в реальности усилители с сопротивлением 600 Ом крайне редки, обычно у бестрансформаторных ламповых усилителей сопротивление варьируется от 60 до 150 Ом, а 300 Ом можно встретить у усилителей мощности для колонок с дополнительным гнездом для наушников.

    Тем не менее, если отсортировать по базе измерений источники (усилители) по выходному сопротивлению, то высокое сопротивление есть у смартфона Fly FS504 Cirrus 2 и оно составляет 130 Ом.

    С этим смартфоном Campfire Andromeda будет чуть громче, чем HiFiMan RE 400 и тише, чем Sunrise Dragon Ear Tips Earbuds R130 Close. И, конечно же, владелец аналогичного телефона (пусть более дорогого, но с аналогичным сопротивлением на выходе) будет утверждать, что высокая чувствительность у Campfire Andromeda – миф в воспаленном мозгу продажников-маркетологов и проплаченных авторов и блоггеров. Так как наушники ”тихие”, кто не согласен, тот наушники видел только на картинке…

    Campfire Andromeda и HiFiMan HM901 Balanced Card

    Возьмем альтернативный пример, близкий к реальности, а не комедийный с владельцем дорогих наушников и смартфона (к сожалению, в жизни такое не редкость). Например, с Campfire Andromeda и плеером высокого класса HiFiMan HM901 с балансной картой (усилителем). С балансной картой плеер может работать как в обычном режиме, так и в более «громком» балансном режиме.

    В балансном режиме сопротивление усилителя составляет 11,3 Ом и максимальное напряжение без нагрузки 13,46 dBV. В небалансом режиме 0,3 Ом и 7,44 dBV соответственно.

    Т.е. в небалансом режиме усилитель тише на 6 дБ – в два раза. Однако из-за более высокого сопротивления в балансном режиме для низкоомных наушников различие в громкости будет меньше, для 16 Ом это составит 1.5 дБ. На графике напряжений хорошо видно, как кривая для балансного режима плавно снижается в области низкоомных нагрузок.


    На графике добавлена поправка в -20 дБ по уровню для режима построения «music»

    На графике с Campfire Andromeda и усилителями с параметрами от HiFiMan Balanced Card мы видим, что в небалансном режиме наушники у нас играют громче в области низких частот на 6 дБ, т.е. в два раза. В области высоких частот в балансном режиме на 3 дБ громче высокие частоты.

    Так ли это на самом деле? Не врут ли графики? Благодаря наличию HiFiMan HM901 с балансной картой это было легко проверить – график действительно показал то, что слышно при переключении режимов.

    Это было «познавательное» применение on-line сервиса, в следующей части будут рассмотрены варианты с практическим применением.

    Амплитудно-частотная характеристика акустики, наушников и усилителя

    Создано 30.03.2020 20:48. Обновлено 10.04.2020 09:57. Автор: Дмитрий Пирожков.

    Человеческая жизнь наполнена самыми разными звуками. И если многие столетия человек слышал естественные, природные звуки, то по мере развития технологий он приобщился к миру звуков, издаваемых самыми разными акустическими системами (АС).

    Амплитудно-частотная характеристика

    В подробной статье мы расскажем, что такое амплитудно-частотная характеристика. На разных примерах разберем как АЧХ влияет на звучание акустики, наушников и усилителя.

    Что такое амплитудно-частотная характеристика

    Чтобы понимать и разбираться в том, как та или иная аппаратура или АС работает необходимо хотя бы в общих чертах знать, что такое амплитудно-частотную характеристика звука. АЧХ (сокращенная аббревиатура параметра) — фундаментальный показатель в аудиотехнологиях, содержащий достаточно много важной информации.

    Амплиту́дно-часто́тная характери́стика (АЧХ) — зависимость амплитуды выходного сигнала некоторой системы от частоты её входного гармонического сигнала. WikiPedia

    От того, насколько АС обладает качественной амплитудно-частотной характеристикой, в конечном итоге, зависит то, какой звук будет принят человеческим ухом. Учитывая универсальность и диапазон человеческого слуха (от 20 Гц на низких частотах и до 20 кГц на высоких) АЧХ должна стремиться к максимально к идеальной (пунктирная линия 3), то есть линейной (см. график ниже).

    Рис. 1. Пример амплитудно-частотной характеристики.

    В реальности же, как правило, наблюдается искаженная АЧХ (линии 1 и 2 на графике выше). В том случае, если АЧХ с заметными искажениями, то остальные компоненты аудиоаппаратуры не смогут в правильной пропорции воспроизвести звуки на низких, средних и высоких частотах. А именно правильное соотношение звука в разных диапазонах лает его насыщенным и богатым, приятным человеческому уху.

    Сравнение АЧХ двух АС

    Для большего понимания при чтении сравним амплитудно-частотные характеристики двух акустических систем. Результат тестирования колонок отображен с помощью графика. По горизонтальной оси отмечен диапазон частот, а по вертикальной оси — отклонения в децибелах. Отметим, что отклонение в 1 дБ — минимальное различимое изменение звука, а 3 дБ — хотя и небольшое, но заметное колебание громкости. Так же вертикальная шкала — логарифмическая, так что усиление звука от 0 до 10 дБ означает двукратное усиление громкости, а не десятикратное в случае с линейной осью.

    Рис. 2. Сравнение АЧХ двух акустических систем. 1-я пара колонок — синий цвет, вторая пара АС — оранжевый

    Как видно из графиков, 1-я пара колонок демонстрирует отличную отличная частотная характеристика, практически выдерживающая плоскую горизонтальную линию в диапазоне от 40 Гц до 11 кГц. Сильных провалов либо отклонений вверх или вниз на всей линейке диапазонов не наблюдается, а отклонения укладываются в 1–2 дБ.

    Вторя пара АС (оранжевая линия) отмечена резким всплеском в диапазоне верхних частот. В районе 6 кГц «горб» говорит о том, что в данном диапазоне колонки продемонстрируют резкий раздражающий звук.

    АЧХ наушников

    Разберем на примере амплитудно-частотной характеристики наушников на что стоит обращать внимание при оценке качества звучания той или иной АС.

    Итак, напомним, что амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) — это зависимость уровня звукового давления от частоты воспроизводимого выходного сигнала.

    В технических данных наушников указывается их рабочий диапазон частот. Как правило, в пределах указанного диапазона частота воспроизведения звука наушниками должна быть хорошей. Неверно полагать, что вне этого диапазона воспроизведения звука не будет. Оно будет, но заметно тише.

    Частотный диапазон, в пределах которого качество звука соответствует заявленному, отмечается с помощью крайних точек. За пределами указанных точек наблюдается существенное отклонение от усредненных данных. Как правило, рабочий диапазон частот должен сопровождаться указанием этого отклонения. Ниже приведен пример правильного выделения 2-х диапазонов звуковых частот:

    • 19-13700 Гц — 6 дБ;
    • 8.5-26600 Гц —12 дБ.
    Рис. 3. Правильное выделение 2-х диапазонов звуковых частот.
    Манипуляция производителей может заключаться в том, что у ряда моделей (как правило, недорогих) демонстрируется узкий диапазон качественного воспроизведения звука, а у более дорогих вариаций АС — наоборот, широкий.

    При этом применяются индивидуальные методики определения диапазона звуковых частот, которые не учитывают инструментальный анализ. Более подробно об АЧХ наушников можно почитать на сайте doctorhead.ru.

    Нижняя частота воспроизведения

    Разброс значений в диапазоне низких частот составил от -6 до -20 дБ. Сектор ниже 10 Гц оказался очень чувствительным к внешнему шуму м вибрациям. Кроме того, на конечный результат влияло и положение наушников. Если фиксировался небольшой спад в сторону 10 Гц, то показатель нижней частоты фиксировался как 5 Гц. В случае большего спада его необходимо определять на уровне -12 дБ.

    Проверка ряда заявлений, что наушники могут уверенно воспроизводить звук с частотой в 1 Гц, показали, что уже при небольшой уровне громкости анализируемым изделий не хватает запаса хода.

    Вывод: предельное ограничение по нижней частоте определяется не по спаду амплитудно-частотной характеристики, а по конструктивным особенностям наушников. Так, модели с длительным и пологим спадом АПХ нижний порог границы достигает 5 Гц. В таких наушниках при средней громкости отсутствуют хрипы звука вследствие низкой амплитуды. А вот у изделий с высокими басами и с отсутствием спада АЧХ в обозначенном диапазоне — порог 20 Гц.

    Верхняя частота воспроизведения

    Анализ верхних частот показал, что сопоставимые с заявленными производителями верхние границы можно достичь при отклонении от общего уровня на примерно -15 ~ -20 дБ. При настройке звука эквалайзером — подъеме диапазона высоких частот, отклонения вниз составляли порядка -3 или -6 дБ.

    Как правило, каждый производитель самостоятельно принимает решение об настройке звука эквалайзером при опубликовании заявленных АЧХ. Ориентировка по графикам показывает границу верхней частоты воспроизведения в пределах -18 дБ. Определение точных частот и уровня пиков и провалов делать не стоит, так как многое зависит от того, как были надеты наушники.

    Рис. 4. АЧХ наушников при подаче 1 В при разной глубине посадки в ушную раковину.

    При частоте свыше 10 кГц могут наблюдаться большой разброс характеристик. Это зависит как раз от того, как наушники зафиксированы в ушной раковине. Даже миллиметровое или меньше смещение уже существенным образом отражается на качестве звука.

    На графике амплитудно-частотной характеристики ярко выражено несколько резонансных пиков. В зависимости от того насколько глубоко наушник находится в ухе, а также от индивидуальных физиологических особенной ушной раковины будет ощущаться тот или иной резонансный пик. Именно поэтому лучше всего выбирать те изделий, в которых данные показатели резонансов или сглажены или не так ярко выражены.

    Кроме того, на коробках наушников указываются предельные значения частот, вне которых наблюдается спад, сама амплитудно-частотная характеристика не указывается. Например, для указания звуковых характеристик усилителей, демонстрирующих более плавную и ровную АЧХ, указываются пороговые значения частот в дБ. Так, формат 20Гц — 20кГц — 3дБ фиксирует диапазон от 20 Гц до 20 кГц как устойчивый, вне которого амплитуда сигнала будет заметно меньше 3 дБ.

    В случае с наушниками на АЧХ может влиять банально посадка на уши для накладных и глубина осадки для затычек, форма и материал амбушюр.

    Да. Если купили наушники, типа затычки, плохого качества, то вы можете улучшить звучание только заменив амбушюры — со стандартных силиконовых на из пенного материала, и вы получите более лучшую звуковую картину. Появятся глубокие басы и качественные верха.

    АЧХ акустических систем (колонок)

    Разных систем акустики отличается и методика измерения АЧХ. Так для динамиков, устанавливаемых в различных колонках (в отличие от наушников) акустические характеристики считаются верными в случае снятия показаний при минимальном отражении эха от стен. Это осуществляется, как правило, либо на открытом пространстве, либо в камере с нулевым эхо.

    Параметры наушников замеряются на специальном стенде, амплитудные характеристики которого зависят от того, как он сконструирован. Поэтому при фиксации рабочего диапазона частот необходимо указывать как само отклонение, так и данные стенда. Логично, что сравнивать диапазоны частот акустических систем можно только при замерах на одном стенде. Однако, на практике используют стенды с различающимися конструкциями, поэтому рекомендуется достигать сопоставимых показателей данных АЧХ.

    Амплитудно-частотная характеристика усилителя

    Коэффициент усиления при частотном изменении сигнала, определяет частотные характеристики усилителя. Непосредственно сама зависимость выходного напряжения (или коэффициента усиления), отмечается по вертикальной оси (ордината), представлен ниже (рис.1). По горизонтальной оси (абсцисса) откладывается величина частоты.

    Рис.5. Амплитудно-частотная характеристика усилителя.

    Частота фиксируются в логарифмическом масштабе (нелинейном). Это растягивает (расширяет) график на низких частотах и сужает диапазон высоких частот.

    График четко фиксирует падение уровня коэффициента усиления в низкочастотной и высокочастотной областях. При этом демонстрируется четкая линейная стабильность величины в среднечастотной области. На среднюю область, находящуюся между частотами f1(20 Гц) и f2 (20 кГц), приходится полоса пропускания усилителя. Указанные частоты f1 и f2 соотносятся с точками a1 и a2.

    Еще эти точки называют точки по уровню 3 дБ, соответственно а1 — нижняя точка по уровню 3 дБ, а2 — верхняя точка. На указанную область приходиться 70% максимального выходного напряжения усилителя. При этом выходная мощность усилителя в указанных частотах ровно в 2 раза меньше. Это дало второе название указанным позициям, а именно: точки по уровню половинной мощности.

    Для гарантированного усиления звука во всем диапазоне (20 Гц–20 кГц), доступного человеку, необходимо чтобы усилитель звуковой частоты обладал более широкой полосой пропускания. Причем внутри обозначенной области величина коэффициента усиления УЗЧ должна быть постоянной. За пределами указанной полосы усилительный эффект может падать.

    Естественные природные звуки, как и человеческая речь, а также музыка — это сложнейший симбиоз совершенно разных звуков в различных диапазонах. Именно поэтому, чем выше способность усилителя в более широком диапазоне преобразовать сигнал без искажения — тем качество усилительного прибора выше. УЗЧ с ограниченной (узкой) пропускающей полосой исказит значительное количество звуков, что и демонстрируют простые усилители.

    Различают 2 типа звуковых искажений, по частоте и по амплитуде.

    Амплитудные искажения

    У любого усилителя существует предельный параметр (порог) выходного сигнала, запрещенный для превышения. В случае превышения такого значения происходит искажение амплитуды, выражающееся в сглаживании «горба» звукового сигнала. Сглаживаться могут как положительные, как отрицательные, так и оба сигнальных пика.

    Рис. 6. Три варианта амплитудных искажений.

    Частотные искажения

    Усилители звука должны обеспечивать в результате аппаратной обработки неискаженный по своей форме выходной сигнал (амплитуда может изменяться). Как правило, на входе звуковой сигнал — это совокупность разных частотных синусоидальной сигналов, а также их производных. Для качественного усиления и последующего воспроизведения все компоненты входного сигнала должны быть усилены в одинаковой мере.

    Иначе говоря, необходима фиксация одинакового частотного коэффициента усиления. На графике (см. выше) частотная характеристика идеального сигнала в полосе пропускания отображается как ровная линия. Если наблюдаются провалы или «горбы», то сигнал искажается.

    Рис. 7. АЧХ усилителя, у которого наблюдается более значительное усиление высокочастотных сигналов.

    На рисунке выше (рис. 7) продемонстрирована АЧХ усилителя, у которого наблюдается более значительное усиление высокочастотных сигналов по сравнению с низкочастотным сигналом, где наблюдается более ровная линия. Следовательно, в искаженном сигнале на выходе будут превалировать высокие частоты.

    Выводы

    Производители идут на ухищрения, дабы повысить продажи своей техники. Надо понимать, что не стоит смотреть на АЧХ, как на панацею. Её, например, могут снимать в безховых камерах, как на фото ниже.

    Рис. 8. Безэховая камера в университете Бингемтон. Фото с сайта binghamton.edu.

    Необходимость понимания графиков амплитудно-частотной характеристики, содержащей спектр разных параметров, обусловлена качественным определением полосы пропускания изделий, их избирательность. Как итог, более глубокое понимание работы устройств.

    Хотя ширина частотного диапазона и не является доказательством качества предлагаемых наушников или акустических систем, конечный пользователь может более качественно определять диапазоны частот в полосе от 10 Гц до 45 кГц для самых различных моделей изделий.

    По материалам сайтов:reference-audio-analyzer.pro и doctorhead.ru.

    Читайте также

     

    Что такое ИТ (информационные технологии) и почему вы должны знать

    Погрузитесь в историю ИТ, ее текущее состояние и возможности, которые лежат в ней

    Если вы не выросли в отдаленной деревне, вы, скорее всего, слышали термин «информационные технологии» или сокращенно «ИТ». Мы используем ИТ для описания самых разных отраслей, профессий и технологий, но задумывались ли вы когда-нибудь, чтобы спросить себя: «Что такое ИТ?» или «Откуда это взялось?» ОНО, возможно, является наиболее неотъемлемой частью нашей современной цивилизации, действуя не только как клей, скрепляющий ее, но и как катализатор, который продвигает ее вперед.

    «Информационные технологии и бизнес становятся неразрывно взаимосвязанными. Я не думаю, что кто-то может осмысленно говорить об одном, не говоря о другом. — Билл Гейтс

    Чтобы понять текущее и будущее состояние ИТ, мы должны начать с ее истоков и того, как она трансформировалась на протяжении многих лет.

    Истоки информационных технологий

    Информационные технологии: изучение или использование систем (особенно компьютеров и телекоммуникаций) для хранения, извлечения и отправки информации.

    Согласно этому определению, можно сказать, что информационным технологиям около 65 000 лет — это оценка возраста самых ранних известных наскальных рисунков, на которых люди, скорее всего, записывали то, что они видели в повседневной жизни.

    Информационные технологии не новичок в эволюции; он развивается рука об руку с людьми и нашей неутолимой жаждой прогресса.

    От древних наскальных рисунков до алфавитов и слов сложность того, что мы могли создать, ограничивалась только тем, сколько времени у нас уйдет на усовершенствование информационных технологий.

    В 1945 году разработка концепции хранимых программ позволила считывать программы в компьютер. Его значение, возможно, еще не было полностью осознано в то время, но возможности информационных технологий из-за этого выросли в геометрической прогрессии. Это развитие заложило основу беспрецедентных достижений, которые произошли в ИТ в течение следующих 50 лет.

    Заметные достижения, которые привели к современной ИТ.

    1975 — MITS, первый персональный компьютер.

    1973 — Боб Меткалф изобретает Ethernet (использующий такую ​​среду, как коаксиальный кабель, в качестве эфира для отправки и получения данных).

    1989 — Сотрудник организации под названием CERN разрабатывает документ под названием Управление информацией: предложение, которое решает проблему доступа к информации и предлагает идею связанных информационных систем.

    В 1993 году — после разработки World Wide Web, CERN поместил программное обеспечение в общественное достояние, сделав его бесплатным для всех.

    С этим событием возродились современные информационные технологии.Теперь это была поистине коллективная технология, которую отдельные люди и предприятия могли улучшать и использовать в своих собственных усилиях. Это открыло шлюзы для информационных технологий и положило начало тому, что известно как информационный век.

    Современные информационные технологии

    Движущая сила постоянного развития информационных технологий может быть объяснена одним предложением.

    Люди хотят хранить, восстанавливать и делиться как можно большим объемом информации как можно быстрее, чтобы узнать как можно больше.

    Более современное определение информационных технологий: использование любых компьютеров, хранилищ, сетей и других физических устройств, инфраструктуры и процессов для создания, обработки, хранения, защиты и обмена всеми формами электронных данных.

    Это означает, что каждое компьютерное устройство и все жизненно важные технологии, связанные с функциями и операциями этих компьютеров, включая соответствующие рабочие места, подпадают под «Информационные технологии». Этот термин можно разбить на шесть секторов: ИТ-поддержка, сети, кибербезопасность, компьютерные системы, программирование и всемирная паутина.Ага, это много разных вещей!

    По оценкам Statista, к 2025 году в мире будет около 38,6 млрд устройств, подключенных к Интернету. Ожидается, что в 2030 году это число вырастет до более чем 50 миллиардов!

    Эти астрономические числа кажутся слишком высокими, чтобы быть правдой, но если подумать, в Соединенных Штатах у среднего человека, скорее всего, есть компьютер, сотовый телефон, маршрутизатор и, возможно, умные часы или Google Home. Вот и пять, и скоро почти все доступные технологии будут подключены к Интернету.

    ИТ-устройства и сети создают больше рабочих мест для ИТ-специалистов

    Благодаря всем этим технологиям требуется много людей для создания, установки, обслуживания и защиты всего этого.

    Согласно отчету Cyberstates Report CompTIA, в США в 2020 году было 3,9 миллиона объявлений о вакансиях в сфере высоких технологий. Эта тенденция не показывает никаких признаков замедления из-за нехватки рабочих во всех шести секторах информационных технологий.

    Шесть секторов рабочих мест в сфере информационных технологий можно определить как:

    • ИТ-специалисты по поддержке — оказывают помощь лицам, имеющим технические проблемы с аппаратным и программным обеспечением.

    • Сетевые специалисты — устанавливают, администрируют, поддерживают и обновляют сети, позволяя устройствам взаимодействовать с сетями.

    • Cyber ​​Security Experts — защитите системы, сети и программы от цифровых атак.

    • Аналитики компьютерных систем — специалисты в области информационных технологий; они должны разбираться в компьютерном оборудовании, программном обеспечении и сетях — и заставлять их работать вместе.

    • Программисты — пишут и тестируют код, из которого состоят программы.

    • Веб-разработчики — создают веб-сайты и соответствующую инфраструктуру.

    Нехватка ИТ-специалистов

    Эта нехватка особенно сильно ударила по кибербезопасности. Ожидается, что в течение следующих восьми лет потребность в аналитиках по кибербезопасности увеличится более чем на 31%. Если средняя заработная плата в области кибербезопасности в 2 раза выше средней заработной платы по стране, почему в отрасли возникают проблемы с заполнением таких желаемых должностей?

    Есть несколько причин, по которым существует эта проблема.

    1. Люди не понимают, что такое ИТ-работа.

    2. Люди не знают о быстрорастущем рынке ИТ-вакансий.

    3. Люди думают, что нужно годы, чтобы попасть в ИТ, и не знают об альтернативных путях трудоустройства в ИТ.

    Например, по сравнению с традиционной четырехлетней степенью, менее чем за три месяца, днем ​​или ночью, люди могут пройти обучение, сдать экзамены и быть готовыми к работе в ИТ-индустрии, посетив специалиста по поддержке пользователей компьютеров. программа в ACI Learning Hubs.Обратите внимание, что эта программа предназначена для людей, практически не имеющих опыта в сфере ИТ.

    Карьера в кибербезопасности и других ИТ-секторах обычно начинается с должности службы технической поддержки, для которой специально разработана программа поддержки пользователей компьютеров в ACI Learning. Как видно на этой диаграмме из отчета о зарплате в конкурентной позиции, возможности заработка для ИТ-специалистов со временем только растут.

    Самая большая часть вступления в ИТ-индустрию с завершенной программой «Специалист по поддержке пользователей компьютеров» заключается в том, что студенты получают доступ к различным областям ИТ, поэтому, когда они начинают карьеру, они знают, какая область им больше всего подходит и их будущее.

    В ИТ также наблюдается острая нехватка талантов высшего звена. Отличный способ продвинуться в карьере в сфере ИТ — это выбрать определенную область для специализации. Специализированные должности требуют более высокой заработной платы и сейчас очень востребованы. Для тех, кто хочет специализироваться на кибербезопасности, программа аналитиков информационной безопасности в ACI Learning станет отличным следующим шагом. Для тех, кто хочет заняться сетями, программа сетевого администратора может превратить вас от среднего уровня до продвинутого сетевого специалиста всего за несколько недель.На каждом этапе вашей карьеры существует программа обучения ACI, которая поможет вам воспользоваться преимуществами этой быстро развивающейся отрасли, чтобы создать более светлое будущее для вас и вашей семьи.

    Актуален ли термин «ИТ»?

    Некоторые утверждают, что термин «информационные технологии» является искажением современных информационных технологий и всего, что они охватывают, но этот термин настолько глубоко укоренился в современной психике, что не показывает никаких признаков того, что он покинет нас в ближайшее время. Подобно древним наскальным рисункам, созданным нашими предками, средства массовой информации и способы использования информационных технологий будут продолжать развиваться вместе с людьми.

    Суть в том, что информационные технологии будут существовать, пока есть люди. Игнорирование возможностей, предоставляемых информационными технологиями, и игнорирование проблем, угрожающих их развитию, в долгосрочной перспективе только навредит нашим сообществам. Вот почему понимание ИТ и их многогранных аспектов необходимо всем, кто заинтересован в движении вперед в нашем нынешнем обществе.

    Миссия ACI Learning — помочь людям улучшить свою жизнь путем подготовки к карьере в сфере ИТ.Жизнь улучшается не только благодаря стабильной карьере, но и благодаря выдающимся зарплатам, предлагаемым на этих должностях в ИТ. Заполнение нехватки рабочих мест и участие в развитии информационных технологий будет по-прежнему помогать людям объединяться и вести лучшую и более продуктивную жизнь.

    Что такое информационные технологии или ИТ? Определение и примеры

    ИТ или информационные технологии относятся к разработке, обслуживанию и использованию компьютерного программного обеспечения, систем и сетей .Это включает их использование для обработки и распространения данных. Данные означают информацию, факты, статистику и т. Д., Собранные вместе для справки, хранения или анализа.

    Слово технология само по себе относится к применению научных ноу-хау в практических целях.

    Согласно тенденциям в области информационных технологий в 2019 г .:

    «Информационные технологии относятся ко всему, что связано с компьютерными технологиями. Интернет, например, подпадает под общий термин ИТ.То же самое и с компьютерным оборудованием, программным обеспечением и сетями ».

    Программное обеспечение включает в себя все компьютерные программы — коды и инструкции — в компьютере. Компьютеры не работают без программного обеспечения. Аппаратное обеспечение в этом контексте относится к физическим компонентам компьютерной системы. Например, экран (монитор), мышь и материнская плата — это элементы оборудования.

    Nature.com имеет следующее определение термина:

    «Информационные технологии — это проектирование и внедрение компьютерных сетей для обработки данных и связи.”

    «Это включает в себя проектирование оборудования для обработки информации и подключения отдельных компонентов, а также разработку программного обеспечения, которое может эффективно и безошибочно анализировать и распространять эти данные».

    Согласно Valforex , термин Информационные технологии впервые появился на английском языке в 1958 году в статье Harvard Business Review .

    Информационные технологии охватывают огромную территорию. Согласно Википедии: «Этот термин обычно используется как синоним компьютеров и компьютерных сетей, но он также охватывает другие технологии распространения информации, такие как телевидение и телефоны.Некоторые продукты или услуги в экономике связаны с информационными технологиями ».

    Информационные технологии против информатики

    Термины информационные технологии и информатика охватывают схожие области. Хотя их значения во многом пересекаются, их фокус различен.

    Информатика

    Можно сказать информатика или CS. CS полностью сосредоточен на эффективном программировании компьютеров. Ученые-информатики используют математические алгоритмы.Они изучают теоретические алгоритмы и практические проблемы, возникающие при их реализации с помощью компьютерного программного и аппаратного обеспечения.

    Искусственный интеллект, компьютерная графика и программирование являются подобластями информатики. Программная инженерия также является частью информатики. Искусственный интеллект (ИИ) относится к программным технологиям, которые заставляют компьютеры думать и вести себя как люди. В программном обеспечении большинства роботов есть искусственный интеллект.

    Информационные технологии

    ИТ включает установку, организацию и обслуживание компьютерных систем.Это также включает в себя проектирование и эксплуатацию баз данных и сетей.

    Центр компьютерных наук сообщает о карьере в области информационных технологий и информатики следующее:

    «ИТ-специалисты обычно работают в бизнес-среде, устанавливая внутренние сети и компьютерные системы и, возможно, занимаясь программированием».

    «Ученые-информатики работают в более широком диапазоне сред, от предприятий до университетов и компаний, занимающихся разработкой видеоигр».

    Для тех, кто хочет совмещать бизнес и ИТ-навыки, растет спрос на должности в сфере управления информационными технологиями.Согласно Университету Мэривилля, вы можете использовать степень в области информационных систем управления для:

    «Получите квалификацию для работы в крупных технологических компаниях, издателях программного обеспечения, государственных учреждениях, фирмах по обеспечению информационной безопасности, консалтинговых фирмах, финансовых и страховых услугах, информационных услугах, услугах по проектированию компьютерных систем и частных предприятиях».

    Если вы хотите стать ИТ-специалистом, вам должно понравиться использование программного обеспечения, установка компьютерных систем и обслуживание баз данных и сетей.

    Если, с другой стороны, вам нравится дизайн программного обеспечения и математика, информатика вам больше подойдет.

    Что касается сходства двух областей, Computer Science Degree Hub говорит:

    «В целом, отношения между информационными технологиями и информатикой довольно тесные и взаимозависимые».

    Информационные технологии — относительно новый термин

    Согласно Интернет-этимологическому словарю , термин «информационные технологии» существует с 1958 года.Впервые он появился в Harvard Business Review . Этимология — это изучение происхождения слов и эволюции их значений.

    В 1958 году Гарольд Ливитт и Томас Л. Уислер написали в статье Harvard Business Review следующее:

    «У новой технологии пока нет единого устоявшегося названия. Назовем его информационными технологиями . Он состоит из нескольких связанных частей.

    Технологии и конфиденциальность

    Утечки данных — одна из основных проблем для людей, работающих с технологической стороной любой ИТ-операции.Интернет-пользователи все больше беспокоятся о том, насколько хорошо защищены их данные, и многие начали принимать меры самостоятельно — удаляя Facebook, устанавливая VPN и даже закрывая камеры на своих ноутбуках и телефонах.

    Пояснение к видео — информационные технологии

    Информационные технологии относится к разработке, обслуживанию и использованию компьютерных сетей, программного обеспечения, оборудования и систем. Мы часто используем его сокращенную форму — «ИТ».


    Что нужно знать

    Что такое блокчейн?

    Блокчейн — это распределенная база данных, которая совместно используется узлами компьютерной сети.В качестве базы данных блокчейн хранит информацию в электронном виде в цифровом формате. Блокчейны наиболее известны своей важной ролью в системах криптовалюты, таких как Биткойн, для обеспечения безопасной и децентрализованной записи транзакций. Новшество с блокчейном заключается в том, что он гарантирует точность и безопасность записи данных и вызывает доверие без необходимости использования доверенной третьей стороны.

    Одно из ключевых различий между типичной базой данных и блокчейном — это способ структурирования данных.Блокчейн собирает информацию в группы, известные как «блоки», которые содержат наборы информации. Блоки имеют определенную емкость хранения и при заполнении закрываются и связываются с ранее заполненным блоком, образуя цепочку данных, известную как «цепочка блоков». Вся новая информация, которая следует за только что добавленным блоком, компилируется во вновь сформированный блок, который затем также будет добавлен в цепочку после заполнения.

    База данных обычно структурирует свои данные в таблицы, тогда как блокчейн, как следует из его названия, структурирует свои данные в фрагменты (блоки), которые соединяются вместе.Эта структура данных по своей сути создает необратимую временную шкалу данных, если она реализована в децентрализованном виде. Когда блок заполняется, он закрепляется в камне и становится частью этой временной шкалы. Каждому блоку в цепочке дается точная метка времени, когда он добавляется в цепочку.

    Ключевые выводы

    • Блокчейн — это тип общей базы данных, которая отличается от типичной базы данных способом хранения информации; Блокчейны хранят данные в блоках, которые затем связываются вместе с помощью криптографии.
    • По мере поступления новых данных они вводятся в новый блок. После того, как блок заполнен данными, он привязывается к предыдущему блоку, в результате чего данные объединяются в цепочку в хронологическом порядке.
    • В блокчейне могут храниться различные типы информации, но до сих пор наиболее распространенным использованием была бухгалтерская книга для транзакций.
    • В случае Биткойна блокчейн используется децентрализованно, так что ни один человек или группа не имеет контроля — скорее, все пользователи коллективно сохраняют контроль.
    • Децентрализованные блокчейны неизменяемы, что означает, что введенные данные необратимы. Для биткойнов это означает, что транзакции постоянно записываются и доступны для просмотра всем.

    Как работает блокчейн?

    Цель блокчейна — позволить записывать и распространять цифровую информацию, но не редактировать. Таким образом, блокчейн является основой неизменяемых реестров или записей транзакций, которые нельзя изменить, удалить или уничтожить.Вот почему блокчейны также известны как технология распределенного реестра (DLT).

    Впервые предложенная в качестве исследовательского проекта в 1991 году, концепция блокчейна предшествовала ее первому широко используемому приложению, Биткойну в 2009 году. С тех пор использование блокчейнов резко расширилось за счет создания различных криптовалют, приложений децентрализованного финансирования (DeFi), а также других приложений. -взаимозаменяемые токены (NFT) и смарт-контракты.

    Процесс транзакции

    Атрибуты криптовалюты

    Децентрализация цепочки блоков

    Представьте, что компания владеет серверной фермой, состоящей из 10 000 компьютеров, которые используются для обслуживания базы данных, содержащей всю информацию об учетных записях ее клиентов.Эта компания владеет складским помещением, в котором находятся все эти компьютеры под одной крышей, и полностью контролирует каждый из этих компьютеров и всю информацию, содержащуюся на них. Однако это дает единственную точку отказа. Что произойдет, если в этом месте отключится электричество? Или его подключение к Интернету разорвано? Что, если он сгорит дотла? Что, если плохой актер сотрет все одним нажатием клавиши? В любом случае данные потеряны или повреждены.

    Блокчейн позволяет распределить данные, хранящиеся в этой базе данных, между несколькими сетевыми узлами в разных местах.Это не только создает избыточность, но также поддерживает точность данных, хранящихся в ней: если кто-то попытается изменить запись в одном экземпляре базы данных, другие узлы не будут изменены, что помешает злоумышленнику сделать это. Если один пользователь вмешивается в запись транзакций Биткойна, все остальные узлы будут ссылаться друг на друга и легко определить узел с неверной информацией. Эта система помогает установить точный и прозрачный порядок событий. Таким образом, ни один узел в сети не может изменять информацию, хранящуюся в нем.

    Из-за этого информация и история транзакций криптовалюты необратимы. Такой записью может быть список транзакций (например, с криптовалютой), но также возможно, что блокчейн может хранить различную другую информацию, такую ​​как юридические контракты, идентификационные данные государства или инвентарь продукции компании.

    Для проверки новых записей или записей в блоке большая часть вычислительных мощностей децентрализованной сети должна согласиться на это.Чтобы злоумышленники не могли проверять плохие транзакции или «двойные траты», блокчейны защищены механизмом консенсуса, таким как доказательство работы (PoW) или доказательство доли владения (PoS). Эти механизмы позволяют договариваться, даже если ни один узел не отвечает.

    Прозрачность

    Из-за децентрализованного характера блокчейна Биткойн все транзакции могут быть прозрачно просмотрены либо с помощью личного узла, либо с помощью исследователей блокчейна, которые позволяют любому видеть транзакции, происходящие в реальном времени.Каждый узел имеет свою собственную копию цепочки, которая обновляется по мере подтверждения и добавления новых блоков. Это означает, что при желании вы можете отслеживать биткойн, где бы он ни находился.

    Например, в прошлом были взломаны биржи, когда те, кто держал биткойны на бирже, теряли все. Хотя хакер может быть полностью анонимным, добытые им биткойны легко отслеживаются. Если бы биткойны, которые были украдены в результате некоторых из этих взломов, нужно было куда-то переместить или потратить, об этом стало бы известно.

    Конечно, записи, хранящиеся в цепочке блоков биткойнов (как и в большинстве других), зашифрованы. Это означает, что только владелец записи может расшифровать ее, чтобы раскрыть свою личность (используя пару открытого и закрытого ключей). В результате пользователи блокчейнов могут оставаться анонимными при сохранении прозрачности.

    Безопасен ли блокчейн?

    Технология блокчейн обеспечивает децентрализованную безопасность и доверие несколькими способами. Во-первых, новые блоки всегда хранятся линейно и в хронологическом порядке.То есть они всегда добавляются в «конец» блокчейна. После того, как блок был добавлен в конец цепочки блоков, чрезвычайно сложно вернуться и изменить содержимое блока, если большая часть сети не достигнет консенсуса для этого. Это потому, что каждый блок содержит свой собственный хэш вместе с хешем блока перед ним, а также ранее упомянутую отметку времени. Хеш-коды создаются математической функцией, которая превращает цифровую информацию в строку цифр и букв.Если эта информация каким-либо образом редактируется, изменяется и хэш-код.

    Допустим, хакер, который также управляет узлом в сети блокчейнов, хочет изменить цепочку блоков и украсть криптовалюту у всех остальных. Если бы они изменили свою собственную единственную копию, она больше не совпадала бы с копией всех остальных. Когда все остальные будут ссылаться на свои копии друг на друга, они увидят, что эта копия выделяется, и эта хакерская версия цепочки будет отброшена как незаконная.

    Для успешного взлома потребуется, чтобы хакер одновременно контролировал и изменял 51% или более копий блокчейна, чтобы их новая копия стала мажоритарной копией и, таким образом, согласованной цепочкой. Такая атака также потребует огромного количества денег и ресурсов, поскольку им потребуется переделать все блоки, потому что теперь они будут иметь разные временные метки и хэш-коды.

    Из-за размера многих сетей криптовалюты и того, насколько быстро они растут, стоимость такого подвига, вероятно, будет непреодолимой.Это было бы не только очень дорого, но и бесполезно. Это не останется незамеченным, поскольку участники сети увидят такие радикальные изменения в блокчейне. Затем участники сети будут «хард-форк» перейти к новой версии цепочки, которая не была затронута. Это приведет к резкому падению стоимости атакованной версии токена, что в конечном итоге сделает атаку бессмысленной, поскольку злоумышленник имеет контроль над бесполезным активом. То же самое произошло бы, если бы злоумышленник атаковал новый форк Биткойна.Он построен таким образом, что участие в сети гораздо более экономически выгодно, чем нападение на нее.

    Биткойн против блокчейна

    Технология блокчейн была впервые описана в 1991 году Стюартом Хабером и У. Скоттом Сторнеттой, двумя исследователями, которые хотели реализовать систему, в которой нельзя было подделать временные метки документов. Но только спустя почти два десятилетия, с запуском Биткойна в январе 2009 года, этот блокчейн получил свое первое реальное приложение.

    Протокол Биткойн построен на блокчейне. В исследовательском документе, посвященном цифровой валюте, создатель биткойнов под псевдонимом Сатоши Накамото назвал ее «новой системой электронных денег, полностью одноранговой, без доверенной третьей стороны».

    Здесь важно понять, что Биткойн просто использует блокчейн как средство прозрачной записи реестра платежей, но теоретически блокчейн можно использовать для неизменной записи любого количества точек данных.Как обсуждалось выше, это могут быть транзакции, голоса на выборах, товарные запасы, идентификация штата, документы на дом и многое другое.

    В настоящее время существуют десятки тысяч проектов, которые стремятся реализовать блокчейны различными способами, чтобы помочь обществу, помимо простой записи транзакций. Например, использовать блокчейн как способ безопасного голосования на демократических выборах. Природа неизменяемости блокчейна означает, что мошенническое голосование станет намного сложнее.Например, система голосования может работать так, что каждому гражданину страны будет выдана одна криптовалюта или токен. Затем каждому кандидату будет предоставлен конкретный адрес кошелька, и избиратели отправят свой токен или криптовалюту на адрес того кандидата, за который они хотят проголосовать. Прозрачный и отслеживаемый характер блокчейна устранит необходимость в подсчете голосов людей, а также возможность злоумышленников подделать физические бюллетени.

    Блокчейн против банков

    Блокчейны были провозглашены разрушительной силой для финансового сектора, особенно с функциями платежей и банковского дела.Однако банки и децентрализованные блокчейны сильно отличаются.

    Чтобы увидеть, чем банк отличается от блокчейна, давайте сравним банковскую систему с реализацией блокчейна в Биткойне.

    Как используются блокчейны?

    Как мы теперь знаем, блоки в цепочке блоков Биткойна хранят данные о денежных транзакциях. Сегодня на блокчейнах работает более 10 000 других криптовалютных систем. Но оказывается, что блокчейн на самом деле является надежным способом хранения данных и о других типах транзакций.

    Некоторые компании, которые уже внедрили блокчейн, включают Walmart, Pfizer, AIG, Siemens, Unilever и множество других. Например, IBM создала свой блокчейн Food Trust, чтобы отслеживать путь, по которому продукты питания добираются до своих мест.

    Зачем это делать? В пищевой промышленности было зарегистрировано бесчисленное количество вспышек e. Коли, сальмонелла, листерия, а также опасные вещества, случайно попавшие в пищу. В прошлом требовались недели, чтобы найти источник этих вспышек или причину болезни в зависимости от того, что люди едят.Использование блокчейна дает брендам возможность отслеживать маршрут продукта питания от места его происхождения до каждой остановки, которую он делает, и, наконец, до его доставки. Если обнаруживается, что пища загрязнена, ее можно отследить от каждой остановки до места происхождения. Более того, эти компании теперь могут видеть все, с чем они могли контактировать, что позволяет выявить проблему гораздо раньше, что может спасти жизни. Это один из примеров использования блокчейнов на практике, но существует множество других форм реализации блокчейнов.

    Банки и финансы

    Возможно, ни одна отрасль не выиграет от интеграции блокчейна в свои бизнес-операции больше, чем банковское дело. Финансовые учреждения работают только в рабочее время пять дней в неделю. Это означает, что если вы попытаетесь внести чек в пятницу в 18:00, вам, вероятно, придется подождать до утра понедельника, чтобы увидеть, как деньги поступят на ваш счет. Даже если вы вносите депозит в рабочее время, проверка транзакции может занять от одного до трех дней из-за огромного объема транзакций, которые необходимо выполнить банкам.Блокчейн, с другой стороны, никогда не спит.

    Интегрируя блокчейн в банки, потребители могут видеть, что их транзакции обрабатываются всего за 10 минут, в основном за время, необходимое для добавления блока в блокчейн, независимо от праздников, времени суток или недели. Благодаря блокчейну банки также имеют возможность более быстро и безопасно обменивать средства между учреждениями. Например, в сфере торговли акциями процесс расчета и клиринга может занять до трех дней (или дольше, если торговать на международном уровне), что означает, что деньги и акции замораживаются на этот период времени.

    Учитывая размер вовлеченных сумм, даже несколько дней нахождения денег в пути могут повлечь за собой значительные расходы и риски для банков. Европейский банк Santander и его партнеры по исследованиям оценивают потенциальную экономию от 15 до 20 миллиардов долларов в год. По аналогичным оценкам французской консалтинговой компании Capgemini, потребители могут ежегодно экономить до 16 миллиардов долларов на банковских и страховых сборах с помощью приложений на основе блокчейна.

    Валюта

    Блокчейн является основой для таких криптовалют, как Биткойн.Доллар США контролируется Федеральной резервной системой. В рамках этой системы централизованного управления данные и валюта пользователя технически зависят от их банка или правительства. Если банк пользователя будет взломан, личная информация клиента окажется под угрозой. Если банк клиента обанкротится или он живет в стране с нестабильным правительством, стоимость их валюты может оказаться под угрозой. В 2008 году несколько обанкротившихся банков были спасены частично за счет денег налогоплательщиков. Это проблемы, из-за которых Биткойн был впервые задуман и разработан.

    Распределяя свои операции по сети компьютеров, блокчейн позволяет биткойнам и другим криптовалютам работать без необходимости в центральном органе. Это не только снижает риск, но и устраняет многие сборы за обработку и транзакцию. Это также может дать тем, кто находится в странах с нестабильной валютой или финансовой инфраструктурой, более стабильную валюту с большим количеством приложений и более широкой сетью лиц и организаций, с которыми они могут вести дела как внутри страны, так и за рубежом.

    Использование кошельков с криптовалютой для сберегательных счетов или в качестве платежного средства особенно важно для тех, у кого нет государственной идентификации. Некоторые страны могут быть раздираемыми войной или иметь правительства, у которых отсутствует какая-либо реальная инфраструктура для идентификации. Граждане таких стран могут не иметь доступа к сберегательным или брокерским счетам и, следовательно, не иметь возможности безопасно хранить богатство.

    Здравоохранение

    Поставщики медицинских услуг могут использовать блокчейн для безопасного хранения медицинских записей своих пациентов.Когда медицинская карта создается и подписывается, ее можно записать в блокчейн, что дает пациентам доказательство и уверенность в том, что запись не может быть изменена. Эти личные медицинские записи могут быть закодированы и сохранены в блокчейне с закрытым ключом, так что они будут доступны только определенным лицам, тем самым обеспечивая конфиденциальность.

    Записи собственности

    Если вы когда-либо бывали в офисе местного регистратора, вы знаете, что процесс регистрации прав собственности является обременительным и неэффективным.Сегодня документ должен быть доставлен государственному служащему в местный офис записи, где он вручную вводится в центральную базу данных округа и в общедоступный индекс. В случае имущественного спора претензии к собственности должны быть согласованы с публичным индексом.

    Этот процесс не только дорогостоящий и трудоемкий — он также полон человеческих ошибок, когда каждая неточность делает отслеживание владения недвижимостью менее эффективным. Блокчейн может избавить от необходимости сканировать документы и отслеживать физические файлы в местном офисе записи.Если права собственности хранятся и проверяются в блокчейне, владельцы могут быть уверены, что их документы точны и постоянно регистрируются.

    В раздираемых войной странах или регионах, где практически отсутствует государственная или финансовая инфраструктура, и уж тем более нет «Регистрационной службы», может быть практически невозможно доказать право собственности на собственность. Если группа людей, живущих в таком районе, сможет использовать блокчейн, можно будет установить прозрачные и четкие сроки владения собственностью.

    Смарт-контракты

    Смарт-контракт — это компьютерный код, который может быть встроен в блокчейн для облегчения, проверки или согласования договорного соглашения.Смарт-контракты работают на определенных условиях, с которыми соглашаются пользователи. При соблюдении этих условий условия соглашения автоматически выполняются.

    Скажем, например, потенциальный арендатор хочет сдать квартиру по смарт-контракту. Арендодатель соглашается сообщить арендатору код двери в квартиру, как только арендатор внесет залог. И арендатор, и арендодатель отправят свои соответствующие части сделки в смарт-контракт, который сохранит и автоматически обменяет код двери на гарантийный депозит в дату начала аренды.Если домовладелец не предоставит код двери к дате аренды, смарт-контракт возвращает залог. Это устранило бы сборы и процедуры, обычно связанные с использованием нотариуса, стороннего посредника или поверенных.

    Цепочки поставок

    Как и в примере с IBM Food Trust, поставщики могут использовать блокчейн для записи происхождения материалов, которые они приобрели. Это позволит компаниям проверять подлинность своих продуктов, а также таких распространенных этикеток, как «Органический», «Местный» и «Справедливая торговля».”

    Как сообщает Forbes, пищевая промышленность все чаще использует блокчейн для отслеживания пути и безопасности пищевых продуктов на всем пути от фермы к пользователю.

    Голосование

    Как уже упоминалось, блокчейн можно использовать для упрощения современной системы голосования. Голосование с помощью блокчейна может устранить фальсификации на выборах и повысить явку избирателей, как это было проверено на промежуточных выборах в ноябре 2018 года в Западной Вирджинии. Использование блокчейна таким образом сделало бы голосование практически невозможным подделать.Протокол блокчейна также будет поддерживать прозрачность избирательного процесса, сокращая количество персонала, необходимого для проведения выборов, и предоставляя чиновникам почти мгновенные результаты. Это устранило бы необходимость в повторном подсчете голосов или каких-либо реальных опасений, что фальсификация может угрожать выборам.

    Плюсы и минусы блокчейнов

    При всей своей сложности потенциал блокчейна как децентрализованной формы ведения учета практически безграничен. От большей конфиденциальности пользователей и повышенной безопасности до более низкой платы за обработку и меньшего количества ошибок технология блокчейн может очень хорошо видеть приложения, выходящие за рамки описанных выше.Но есть и недостатки.

    Плюсы
    • Повышенная точность за счет исключения участия человека в проверке

    • Снижение затрат за счет исключения сторонней проверки

    • Децентрализация затрудняет вмешательство в работу

    • Транзакции безопасны, конфиденциальны и эффективны

    • Прозрачная технология

    • Предоставляет банковскую альтернативу и способ защиты личной информации для граждан стран с нестабильными или слаборазвитыми правительствами

    Минусы
    • Значительные технологические затраты, связанные с майнингом биткойнов

    • Низкие транзакции в секунду

    • История использования в незаконной деятельности, например в Dark Web

    • Регламент варьируется в зависимости от юрисдикции и остается неопределенным

    • Ограничения по хранению данных

    Преимущества блокчейнов

    Точность цепи

    Транзакции в сети блокчейн подтверждаются сетью из тысяч компьютеров.Это исключает почти все участие человека в процессе проверки, что снижает количество человеческих ошибок и позволяет вести точный учет информации. Даже если компьютер в сети совершит вычислительную ошибку, ошибка будет сделана только для одной копии цепочки блоков. Для того, чтобы эта ошибка распространилась на остальную часть цепочки блоков, она должна быть сделана как минимум 51% компьютеров сети — что практически невозможно для большой и растущей сети размером с биткойн.

    Снижение затрат

    Обычно потребители платят банку за подтверждение транзакции, нотариусу за подписание документа или министру за заключение брака.Блокчейн устраняет необходимость в сторонней проверке и, как следствие, связанных с этим затрат. Владельцы бизнеса несут небольшую комиссию всякий раз, когда они принимают платежи с использованием кредитных карт, например, потому что банки и компании по обработке платежей должны обрабатывать эти транзакции. Биткойн, с другой стороны, не имеет центральной власти и имеет ограниченную комиссию за транзакции.

    Децентрализация

    Блокчейн не хранит какую-либо информацию в центральном месте. Вместо этого блокчейн копируется и распространяется по сети компьютеров.Каждый раз, когда в цепочку блоков добавляется новый блок, каждый компьютер в сети обновляет свою цепочку блоков, чтобы отразить изменения. Распространяя эту информацию по сети, а не храня ее в одной центральной базе данных, блокчейн становится труднее подделать. Если копия блокчейна попадет в руки хакера, будет скомпрометирована только одна копия информации, а не вся сеть.

    Эффективные транзакции

    Сделки, размещенные через центральный орган, могут занять до нескольких дней.Например, если вы попытаетесь внести чек в пятницу вечером, вы можете не увидеть средства на своем счете до утра понедельника. В то время как финансовые учреждения работают в рабочее время пять дней в неделю, блокчейн работает 24 часа в сутки, семь дней в неделю и 365 дней в году. Транзакции могут быть выполнены всего за десять минут и могут считаться безопасными уже через несколько часов. Это особенно полезно для международных сделок, которые обычно занимают гораздо больше времени из-за проблем с часовыми поясами и того факта, что все стороны должны подтверждать обработку платежей.

    Частные транзакции

    Многие сети блокчейнов работают как общедоступные базы данных, что означает, что любой, у кого есть подключение к Интернету, может просматривать список истории транзакций сети. Хотя пользователи могут получить доступ к сведениям о транзакциях, они не могут получить доступ к идентифицирующей информации о пользователях, совершающих эти транзакции. Это распространенное заблуждение, что сети блокчейнов, такие как биткойн, анонимны, хотя на самом деле они только конфиденциальны.

    То есть, когда пользователь совершает публичные транзакции, его уникальный код, называемый открытым ключом, записывается в цепочку блоков, а не его личная информация.Если человек совершил покупку биткойнов на бирже, которая требует идентификации, тогда личность человека по-прежнему связана с его адресом блокчейна, но транзакция, даже если привязана к имени человека, не раскрывает никакой личной информации.

    Безопасные транзакции

    После того, как транзакция записана, ее подлинность должна быть проверена сетью блокчейн. Тысячи компьютеров на блокчейне спешат подтвердить правильность деталей покупки.После того, как компьютер подтвердил транзакцию, она добавляется в блок цепочки блоков. Каждый блок в цепочке блоков содержит свой собственный уникальный хеш, а также уникальный хеш блока перед ним. Когда информация в блоке редактируется каким-либо образом, хэш-код этого блока изменяется, однако хэш-код в блоке после него не изменяется. Это несоответствие чрезвычайно затрудняет изменение информации о блокчейне без предварительного уведомления.

    Прозрачность

    Большинство блокчейнов — это полностью программное обеспечение с открытым исходным кодом.Это означает, что любой желающий может просмотреть его код. Это дает аудиторам возможность проверять криптовалюты, такие как биткойн, на предмет безопасности. Это также означает, что нет реальной власти в отношении того, кто контролирует код Биткойна или как он редактируется. По этой причине любой может предложить изменения или обновления системы. Если большинство пользователей сети согласны с тем, что новая версия кода с обновлением является надежной и стоящей, тогда Биткойн может быть обновлен.

    Банковское дело без банковского обслуживания

    Возможно, наиболее важным аспектом блокчейна и Биткойна является возможность использовать его для всех, независимо от этнической принадлежности, пола или культурного происхождения.По данным Всемирного банка, около двух миллиардов взрослых людей не имеют банковских счетов или каких-либо средств хранения своих денег или богатства. Почти все эти люди живут в развивающихся странах, экономика которых находится в зачаточном состоянии и полностью зависит от наличных денег.

    Эти люди часто зарабатывают небольшие деньги, которые выплачиваются наличными. Затем им необходимо хранить эту физическую наличность в скрытых местах в своих домах или местах проживания, оставляя их жертвами грабежа или ненужного насилия.Ключи от биткойн-кошелька можно хранить на листе бумаги, дешевом сотовом телефоне или даже при необходимости запомнить. Для большинства людей эти возможности легче спрятать, чем небольшую стопку денег под матрасом.

    Блокчейны будущего также ищут решения, которые позволили бы не только стать расчетной единицей для хранения материальных ценностей, но и хранить медицинские записи, права собственности и множество других юридических контрактов.

    Недостатки блокчейнов

    Стоимость технологии

    Хотя блокчейн может сэкономить деньги пользователей на комиссии за транзакции, эта технология далеко не бесплатна.Система «доказательства работы», которую биткойн использует, например, для проверки транзакций, потребляет огромное количество вычислительной мощности. В реальном мире мощность миллионов компьютеров в сети биткойнов близка к тому, что Дания потребляет ежегодно.

    Несмотря на затраты на добычу биткойнов, пользователи продолжают увеличивать свои счета за электроэнергию, чтобы подтверждать транзакции в блокчейне. Это потому, что, когда майнеры добавляют блок в цепочку блоков биткойнов, они получают достаточно биткойнов, чтобы окупить свое время и энергию.Однако когда дело доходит до блокчейнов, которые не используют криптовалюту, майнерам необходимо будет платить или иным образом стимулировать их для проверки транзакций.

    Некоторые решения этих проблем начинают возникать. Например, фермы по добыче биткойнов были созданы для использования солнечной энергии, избыточного природного газа с мест гидроразрыва пласта или энергии ветряных ферм.

    Скорость и неэффективность данных

    Биткойн — идеальный пример возможной неэффективности блокчейна.Система «доказательства работы» Биткойна занимает около десяти минут, чтобы добавить новый блок в цепочку блоков. При такой скорости, по оценкам, сеть блокчейнов может обрабатывать только около семи транзакций в секунду (TPS). Хотя другие криптовалюты, такие как Ethereum, работают лучше, чем биткойн, они по-прежнему ограничены блокчейном. Для контекста, старый бренд Visa может обрабатывать 24 000 транзакций в секунду.

    Решения этой проблемы разрабатывались годами. В настоящее время существуют блокчейны, которые могут похвастаться более чем 30 000 транзакций в секунду.

    Другая проблема заключается в том, что каждый блок может содержать только определенное количество данных. Споры о размере блока были и остаются одной из самых актуальных проблем масштабируемости блокчейнов в будущем.

    Незаконная деятельность

    Хотя конфиденциальность в сети блокчейнов защищает пользователей от взломов и сохраняет конфиденциальность, она также допускает незаконную торговлю и деятельность в сети блокчейнов. Наиболее часто упоминаемым примером использования блокчейна для незаконных транзакций является, вероятно, Silk Road, онлайновый рынок наркотиков «темной паутины», работавший с февраля 2011 года по октябрь 2013 года, когда он был закрыт ФБР.

    Dark Web позволяет пользователям покупать и продавать незаконные товары без отслеживания с помощью браузера Tor и совершать незаконные покупки в биткойнах или других криптовалютах. Действующие правила США требуют, чтобы поставщики финансовых услуг получали информацию о своих клиентах при открытии счета, проверяли личность каждого клиента и подтверждали, что клиенты не фигурируют ни в одном списке известных или подозреваемых террористических организаций. Эту систему можно рассматривать как плюсы, так и минусы.Это дает любому доступ к финансовым счетам, но также позволяет преступникам более легко совершать операции. Многие утверждали, что хорошее использование криптовалюты, такое как банковское дело в небанковском мире, перевешивает плохое использование криптовалюты, особенно когда большая часть незаконной деятельности по-прежнему осуществляется за счет необнаруживаемых денежных средств.

    Хотя Биткойн использовался для таких целей на раннем этапе, его прозрачный характер и зрелость в качестве финансового актива фактически привели к миграции незаконной деятельности в другие криптовалюты, такие как Monero и Dash.Сегодня незаконная деятельность составляет лишь очень небольшую часть всех транзакций биткойнов.

    Постановление

    Многие в криптопространстве выразили обеспокоенность по поводу государственного регулирования криптовалют. В то время как становится все труднее и почти невозможно положить конец чему-то вроде Биткойна по мере роста его децентрализованной сети, правительства теоретически могут сделать незаконным владение криптовалютами или участие в их сетях.

    Со временем эта проблема уменьшилась, поскольку крупные компании, такие как PayPal, начали разрешать владение и использование криптовалют на своей платформе.

    Что такое блокчейн-платформа?

    Платформа блокчейн позволяет пользователям и разработчикам создавать новые варианты использования существующей инфраструктуры блокчейнов. Одним из примеров является Ethereum, у которого есть собственная криптовалюта, известная как эфир (ETH). Но блокчейн Ethereum также позволяет создавать смарт-контракты и программируемые токены, используемые в первоначальных предложениях монет (ICO), и невзаимозаменяемые токены (NFT). Все они построены вокруг инфраструктуры Ethereum и защищены узлами в сети Ethereum.

    Сколько существует блокчейнов?

    Количество живых блокчейнов растет с каждым днем, причем все более быстрыми темпами. По состоянию на 2021 год насчитывается более 10000 активных криптовалют, основанных на блокчейне, и еще несколько сотен блокчейнов, не связанных с криптовалютой.

    В чем разница между частным и публичным блокчейном?

    Общедоступный блокчейн, также известный как открытый блокчейн или блокчейн без разрешения, — это блокчейн, в котором любой может свободно присоединиться к сети и создать узел.Из-за своей открытой природы эти блокчейны должны быть защищены с помощью криптографии и системы консенсуса, такой как Proof-of-Work. С другой стороны, частный или разрешенный блокчейн требует, чтобы каждый узел был одобрен перед присоединением. Поскольку узлы считаются доверенными, уровни безопасности не должны быть такими же надежными.

    Кто изобрел блокчейн?

    Технология

    Blockchain была впервые описана в 1991 году Стюартом Хабером и У. Скоттом Сторнеттой, двумя математиками, которые хотели реализовать систему, в которой отметки времени документов не могли быть изменены.Cypherpunk Ник Сабо в конце 1990-х предложил использовать блокчейн для защиты цифровой платежной системы, известной как BitGold (которая так и не была реализована).

    Что ждет блокчейн дальше?

    Благодаря тому, что многие практические приложения этой технологии уже внедрены и исследуются, блокчейн наконец-то делает себе имя в возрасте двадцати семи лет, в немалой степени благодаря биткойнам и криптовалюте. Как модное слово на языке каждого инвестора в стране, блокчейн призван сделать бизнес и правительственные операции более точными, эффективными, безопасными и дешевыми с меньшим количеством посредников.

    По мере того, как мы готовимся к третьему десятилетию блокчейна, вопрос больше не в том, «поймают ли» унаследованные компании эту технологию — это вопрос «когда». Сегодня мы наблюдаем распространение NFT и токенизацию активов. Следующие десятилетия станут важным периодом роста для блокчейнов.

    Big Data: что это такое и почему это важно

    История больших данных

    Большие данные — это данные настолько большие, быстрые или сложные, что их сложно или невозможно обработать традиционными методами.Акт доступа и хранения больших объемов информации для аналитики существует уже давно. Но концепция больших данных набрала обороты в начале 2000-х, когда отраслевой аналитик Дуг Лэйни сформулировал ныне распространенное определение больших данных как три буквы V:

    Том. Организации собирают данные из различных источников, включая транзакции, интеллектуальные (IoT) устройства, промышленное оборудование, видео, изображения, аудио, социальные сети и многое другое. В прошлом хранение всех этих данных было бы слишком дорогостоящим, но более дешевое хранение с использованием озер данных, Hadoop и облака облегчило это бремя.

    Скорость. С развитием Интернета вещей потоки данных в предприятиях с беспрецедентной скоростью, и их необходимо обрабатывать своевременно. RFID-метки, датчики и интеллектуальные счетчики вызывают необходимость иметь дело с этими потоками данных в режиме, близком к реальному времени.

    Сорт. Данные представлены во всех типах форматов — от структурированных числовых данных в традиционных базах данных до неструктурированных текстовых документов, электронных писем, видео, аудио, данных биржевых котировок и финансовых транзакций.

    В SAS мы рассматриваем два дополнительных измерения, когда дело доходит до больших данных:

    Изменчивость

    Помимо увеличения скорости и разнообразия данных, потоки данных непредсказуемы — часто меняются и сильно различаются. Это сложно, но предприятиям необходимо знать, когда в социальных сетях что-то происходит, и как управлять ежедневными, сезонными и вызванными событиями пиковыми нагрузками данных.

    Верность

    Правдивость относится к качеству данных.Поскольку данные поступают из множества разных источников, сложно связать, сопоставить, очистить и преобразовать данные между системами. Компаниям необходимо соединить и соотнести отношения, иерархии и множественные связи данных. В противном случае их данные могут быстро выйти из-под контроля.

    Что такое автоматизация ИТ? | Глоссарий VMware

    Что такое автоматизация ИТ?

    ИТ-автоматизация — это процесс создания программного обеспечения и систем, заменяющих повторяющиеся процессы и сокращающих ручное вмешательство.Он ускоряет предоставление ИТ-инфраструктуры и приложений за счет автоматизации ручных процессов, которые ранее требовали вмешательства человека. При автоматизации ИТ программное обеспечение используется для настройки и повторения инструкций, процессов или политик, которые экономят время и освобождают ИТ-персонал для более стратегической работы. С появлением виртуализированных сетей и облачных сервисов, требующих быстрого и комплексного выделения ресурсов, автоматизация становится незаменимой стратегией, помогающей ИТ-командам предоставлять услуги с повышенной скоростью, согласованностью и безопасностью.

    ИТ-автоматизация — это мощный инструмент, который позволяет масштабировать бизнес, обеспечивает значительную экономию затрат и позволяет ИТ-персоналу сосредоточиться на стратегической, а не на административной работе. Можно автоматизировать широкий спектр операций центра обработки данных и облачных вычислений, что приведет к ускорению операций. Благодаря автоматизации ИТ-среды могут быстрее масштабироваться с меньшим количеством ошибок и лучше реагировать на потребности бизнеса. Полностью автоматизированная среда может сократить время доставки готовых к работе ресурсов с нескольких недель до менее суток.


    Как работает автоматизация ИТ?

    Программное обеспечение для автоматизации ИТ может выполнять широкий спектр ИТ-задач и процессов, от простых до сложных. Например, автоматизацию можно использовать для создания сетевых шаблонов или шаблонов безопасности и схем, а также для настройки приложений и предоставления готовой к работе инфраструктуры.

    Последние тенденции автоматизации ИТ включают использование искусственного интеллекта и машинного обучения (две разные, но связанные технологии) для создания более разумных процессов, которые работают в более непредсказуемых ситуациях.Эти технологии все еще находятся на начальной стадии, но они могут позволить автоматизированным процессам учиться и улучшаться по мере их продвижения. Сами инструменты автоматизации также становятся все более мощными, позволяя ИТ-персоналу быстрее создавать рабочие процессы.


    Почему используется автоматизация ИТ?

    ИТ-автоматизация полезна для замены трудоемких задач и позволяет ИТ-персоналу идти в ногу с растущими масштабами и сложностью ИТ-операций и облачной инфраструктуры. В современной ИТ-среде скорость и масштаб услуг слишком велики, чтобы ими могла управлять даже большая и преданная своему делу команда.Автоматизация ИТ позволяет командам работать в условиях, когда нередко приходится (например) устанавливать и настраивать тысячи серверов.

    Потенциальные применения автоматизации почти безграничны, но некоторые из наиболее распространенных включают:

    • Облачная автоматизация
    • Предоставление ресурсов
    • Конфигурация
    • Управление сетью
    • Автоматизация безопасности (например, мониторинг и реагирование)


    Каковы преимущества автоматизации ИТ?

    Автоматизация ИТ становится все более необходимой для предприятий, чтобы ориентироваться в сложной современной технологической среде и управлять ею.Он также имеет несколько конкретных преимуществ:

    • Экономия затрат: Благодаря автоматизации ИТ для выполнения рутинных задач требуется меньше рабочих часов. Автоматизация также может повысить производительность, снизить затраты на инфраструктуру за счет оптимизации использования ресурсов и снизить затраты, связанные с человеческим фактором.
    • Экономия времени: Автоматизируя наиболее повторяющиеся и трудоемкие задачи, ИТ-персонал высвобождает свое время для выполнения задач более высокого уровня.
    • Более быстрые операции: ИТ-автоматизация может значительно ускорить работу центров обработки данных и облачных вычислений, сокращая время предоставления услуг и ресурсов с недель до часов.
    • Уменьшение количества ошибок: Автоматизация обеспечивает согласованность в большом масштабе, что невозможно сделать, если отдельные лица выполняют задачи вручную.
    • Повышенная безопасность: Автоматизированные процессы требуют меньшего количества людей для просмотра и защиты конфиденциальной информации, что снижает вероятность взлома. Кроме того, автоматизацию ИТ можно использовать, чтобы помочь ИТ-командам не отставать от реагирования на инциденты.


    Какие недостатки ИТ-автоматизации?

    Несмотря на то, что автоматизация имеет много преимуществ, есть несколько важных моментов, на которые следует обратить внимание:

    • Отсутствие гибкости: Автоматизированный процесс сам по себе плохо справляется с изменениями.И многие инструменты автоматизации созданы для конкретной узкой цели, ограничивая их этой функцией.
    • Инвестиционные затраты: Хотя автоматизация ИТ позволяет сэкономить деньги, она также может включать значительные предварительные вложения для приобретения программного обеспечения и настройки автоматизации. Бизнес должен тщательно продумать свою стратегию автоматизации ИТ, чтобы быть уверенным, что процессы, которые он хочет автоматизировать, обеспечат значительную рентабельность инвестиций. Рутинные задачи, отнимающие значительное количество времени ИТ-персонала, стоит автоматизировать.Процессы, которые выполняются один раз в месяц, вероятно, нет.
    • Усиленные последствия ошибок: Автоматизация значительно снижает вероятность человеческой ошибки. Но поскольку автоматизация настолько быстрая и мощная, любые возникающие автоматические ошибки могут нанести гораздо больший ущерб, чем ручные. Это означает, что важно правильно настроить средства автоматизации и протестировать их перед развертыванием.

    Во всех этих случаях ключ к предотвращению проблем — это тщательно продумать стратегию автоматизации ИТ и ее развертывание.Автоматизация — мощный инструмент, но он хорош настолько, насколько хороша команда, которая его внедряет.


    Экономит ли автоматизация ИТ деньги?

    Автоматизация ИТ может привести к значительной экономии затрат — как простым, так и менее очевидным способом. Автоматизация корпоративных ИТ сокращает количество рабочих часов, необходимых для выполнения задач, и может повысить производительность ИТ-персонала, о чем думает большинство людей, когда говорят об экономии затрат на автоматизацию. Но помимо этого, он также обеспечивает согласованность, уменьшает количество ошибок (экономит дополнительное время ИТ-персонала, которое обычно тратится на контроль повреждений), улучшает использование ресурсов (помогает сэкономить на затратах на инфраструктуру) и даже помогает сэкономить на затратах на безопасность, предотвращая получение дорогостоящих данных. нарушения.


    V Ресурсы, продукты и решения, связанные с Mware IT Automation

    Что такое искусственный интеллект? Как работает ИИ?

    ПОЛУЧЕНИЕ МАШИН ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО ИНТЕЛЛЕКТА — ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ ЦЕЛЬ ИИ.

    Как работает искусственный интеллект?

    Подходы и концепции ИИ

    Менее чем через десять лет после взлома нацистской шифровальной машины Enigma и помощи союзным силам в победе во Второй мировой войне математик Алан Тьюринг во второй раз изменил историю, задав простой вопрос: «Могут ли машины думать?»

    Статья

    Тьюринга «Вычислительные машины и интеллект» (1950) и ее последующий тест Тьюринга установили фундаментальную цель и видение искусственного интеллекта.

    По своей сути ИИ — это отрасль информатики, цель которой утвердительно ответить на вопрос Тьюринга. Это попытка воспроизвести или смоделировать человеческий интеллект в машинах.

    Широкая цель искусственного интеллекта вызвала множество вопросов и споров. Настолько, что единственное определение поля не является общепринятым.

    Могут ли машины думать? — Алан Тьюринг, 1950

    Основное ограничение в определении ИИ как просто «создания разумных машин» состоит в том, что он фактически не объясняет, что такое искусственный интеллект? Что делает машину умной? ИИ — это междисциплинарная наука с множеством подходов, но достижения в области машинного обучения и глубокого обучения меняют парадигму практически во всех секторах технологической индустрии.

    В своем новаторском учебнике Искусственный интеллект: современный подход авторы Стюарт Рассел и Питер Норвиг подходят к этому вопросу, объединяя свою работу вокруг темы интеллектуальных агентов в машинах. Имея это в виду, ИИ — это «исследование агентов, которые получают восприятие окружающей среды и выполняют действия». (Рассел и Норвиг viii)

    Лучшие компании, занимающиеся искусственным интеллектом, нанимают сейчас

    У этих компаний, занимающихся искусственным интеллектом, есть множество открытых вакансий прямо сейчас.

    Норвиг и Рассел продолжают исследовать четыре различных подхода, которые исторически определили область искусственного интеллекта:

    1. Человеческое мышление
    2. Мыслить рационально
    3. Действует по-человечески
    4. Действовать рационально

    Первые две идеи касаются мыслительных процессов и рассуждений, а другие — поведения. Норвиг и Рассел уделяют особое внимание рациональным агентам, которые действуют для достижения наилучшего результата, отмечая, что «все навыки, необходимые для теста Тьюринга, также позволяют агенту действовать рационально.»(Рассел и Норвиг 4).

    Патрик Уинстон, профессор фордовского искусственного интеллекта и информатики в Массачусетском технологическом институте, определяет ИИ как «алгоритмы, основанные на ограничениях, представленные представлениями, поддерживающими модели, нацеленные на циклы, связывающие мышление, восприятие и действие вместе».

    Хотя эти определения могут показаться среднему человеку абстрактными, они помогают сфокусировать эту область как область компьютерных наук и предоставляют план для внедрения машин и программ с машинным обучением и другими подмножествами искусственного интеллекта.

    Типы искусственного интеллекта | Объяснение искусственного интеллекта | Что такое ИИ? | Эдурека

    Четыре типа искусственного интеллекта

    Реактивные машины

    Реактивная машина следует самым основным принципам ИИ и, как следует из названия, способна использовать свой интеллект только для того, чтобы воспринимать окружающий мир и реагировать на него. Реактивная машина не может хранить память и, как результат, не может полагаться на прошлый опыт для принятия решений в режиме реального времени.

    Непосредственное восприятие мира означает, что реактивные машины предназначены для выполнения лишь ограниченного числа специализированных задач. Однако преднамеренное сужение мировоззрения реактивной машины не является какой-либо мерой по сокращению затрат, а вместо этого означает, что этот тип ИИ будет более надежным и заслуживающим доверия — он будет каждый раз одинаково реагировать на одни и те же стимулы.

    Известным примером реактивной машины является Deep Blue , который был разработан IBM в 1990-х годах как шахматный суперкомпьютер и победил в игре международного гроссмейстера Гарри Каспарова.Deep Blue был способен только идентифицировать фигуры на шахматной доске и знать, как они ходят, основываясь на правилах шахмат, признавая текущее положение каждой фигуры и определяя наиболее логичный ход в тот момент. Компьютер не преследовал будущих потенциальных ходов своего противника и не пытался поставить свои фигуры в лучшую позицию. Каждый поворот рассматривался как отдельная реальность, отделенная от любого другого движения, которое было сделано заранее.

    Еще один пример реактивной машины для игр — AlphaGo от Google.AlphaGo также не может оценивать будущие ходы, но полагается на свою собственную нейронную сеть для оценки развития текущей игры, что дает ей преимущество перед Deep Blue в более сложной игре. AlphaGo также превзошла мировых конкурентов в этой игре, победив чемпиона по игре в го Ли Седола в 2016 году.

    Несмотря на то, что реактивный машинный искусственный интеллект ограничен в масштабе и его нелегко изменить, он может достичь определенного уровня сложности и обеспечивает надежность при создании для выполнения повторяющихся задач.

    Ограниченная память

    Искусственный интеллект с ограниченной памятью имеет возможность сохранять предыдущие данные и прогнозы при сборе информации и взвешивании потенциальных решений — по сути, заглядывая в прошлое, чтобы понять, что может произойти дальше. Искусственный интеллект с ограниченной памятью более сложен и предоставляет больше возможностей, чем реактивные машины.

    Искусственный интеллект с ограниченной памятью создается, когда команда непрерывно обучает модель тому, как анализировать и использовать новые данные, или когда создается среда искусственного интеллекта, позволяющая автоматически обучать и обновлять модели.При использовании искусственного интеллекта с ограниченной памятью в машинном обучении необходимо выполнить шесть шагов: должны быть созданы обучающие данные, должна быть создана модель машинного обучения, модель должна иметь возможность делать прогнозы, модель должна иметь возможность получать обратную связь от человека или окружающей среды, эта обратная связь должна храниться в виде данных, и эти шаги необходимо повторять как цикл.

    Существуют три основные модели машинного обучения, в которых используется искусственный интеллект с ограниченной памятью:

    • Обучение с подкреплением , которое учится делать более точные прогнозы с помощью многократных проб и ошибок.
    • Long Short Term Memory (LSTM) , которая использует прошлые данные, чтобы помочь предсказать следующий элемент в последовательности. LTSM рассматривают более свежую информацию как наиболее важную при прогнозировании и обесценивают данные более далекого прошлого, хотя по-прежнему используют ее для формирования выводов
    • Evolutionary Generative Adversarial Networks (E-GAN) , которая со временем развивается, расширяясь, чтобы исследовать слегка измененные пути, основанные на предыдущем опыте, с каждым новым решением.Эта модель постоянно ищет лучший путь и использует моделирование и статистику, или случайность, для прогнозирования результатов на протяжении всего цикла эволюционных мутаций.

    Теория разума

    Теория разума всего лишь теоретическая. Мы еще не достигли технологических и научных возможностей, необходимых для достижения следующего уровня искусственного интеллекта.

    Эта концепция основана на психологической предпосылке понимания того, что у других живых существ есть мысли и эмоции, которые влияют на поведение человека.С точки зрения машин ИИ это будет означать, что ИИ может понимать, как люди, животные и другие машины чувствуют себя и принимать решения посредством самоанализа и решимости, а затем будет использовать эту информацию для принятия собственных решений. По сути, машины должны уметь воспринимать и обрабатывать концепцию «разума», колебания эмоций при принятии решений и множество других психологических концепций в реальном времени, создавая двусторонние отношения между людьми и искусственным интеллектом.

    Что, если ИИ станет осведомленным о себе? по Alltime10s

    Самосознание

    После того, как теория разума будет внедрена в искусственном интеллекте, когда-нибудь в далеком будущем, последний шаг будет заключаться в том, чтобы ИИ обрел самосознание. Этот вид искусственного интеллекта обладает сознанием человеческого уровня и понимает свое собственное существование в мире, а также присутствие и эмоциональное состояние других. Он сможет понять, что может понадобиться другим, основываясь не только на том, что они им сообщают, но и на том, как они это передают.

    Самосознание в искусственном интеллекте основывается как на понимании исследователями-людьми предпосылки сознания, так и на обучении тому, как воспроизвести это, чтобы оно могло быть встроено в машины.

    Что такое киберзапугивание | StopBullying.gov

    Киберзапугивание — это издевательство над цифровыми устройствами, такими как сотовые телефоны, компьютеры и планшеты. Киберзапугивание может происходить через SMS, текстовые сообщения и приложения, либо через Интернет в социальных сетях, на форумах или в играх, где люди могут просматривать контент, участвовать в нем или делиться им.Киберзапугивание включает отправку, публикацию или распространение негативного, вредного, ложного или недобросовестного содержания о других людях. Это может включать обмен личной или частной информацией о ком-то еще, вызывая смущение или унижение. Некоторые виды киберзапугивания переходят черту противозаконного или преступного поведения.

    Наиболее частые места, где происходит киберзапугивание:

    • Социальные сети, такие как Facebook, Instagram, Snapchat и Tik Tok
    • Текстовые сообщения и приложения для обмена сообщениями на мобильных или планшетных устройствах
    • Обмен мгновенными сообщениями, прямой обмен сообщениями и онлайн-чат через Интернет
    • Интернет-форумы, чаты и доски объявлений, например Reddit
    • Электронная почта
    • Сообщества онлайн-игр

    Особые опасения

    В связи с преобладанием социальных сетей и цифровых форумов, комментарии, фотографии, сообщения и контент, которыми делятся отдельные люди, часто могут просматривать как незнакомцы, так и знакомые.Контент, которым человек делится в сети — как его личный контент, так и любой негативный, злой или оскорбительный контент — создает своего рода постоянную публичную запись их взглядов, действий и поведения. Эти общедоступные записи можно рассматривать как онлайн-репутацию, которая может быть доступна школам, работодателям, колледжам, клубам и другим лицам, которые могут исследовать личность сейчас или в будущем. Киберзапугивание может нанести вред онлайн-репутации всех участников — не только человека, над которым издеваются, но и тех, кто издевается или участвует в этом.У киберзапугивания есть уникальные проблемы: это может быть:

    Постоянный — Цифровые устройства позволяют незамедлительно и непрерывно общаться 24 часа в сутки, поэтому детям, пострадавшим от киберзапугивания, может быть сложно найти помощь.

    Постоянно — Большая часть информации, передаваемой в электронном виде, является постоянной и общедоступной, если не сообщается и не удаляется. Отрицательная репутация в Интернете, в том числе для тех, кто запугивает, может повлиять на поступление в колледж, трудоустройство и другие сферы жизни.

    Трудно заметить — Поскольку учителя и родители могут не слышать или не видеть, как происходит киберзапугивание, их труднее распознать.

    Законы и санкции

    Во всех штатах есть законы, требующие от школ реагировать на издевательства. Поскольку киберзапугивание стало более распространенным с использованием технологий, многие штаты теперь включают киберзапугивание или упоминают киберзапугивание в соответствии с этими законами. Школы могут принимать меры в соответствии с требованиями закона или местной или школьной политики, которая позволяет им дисциплинировать или принимать другие меры.В некоторых штатах также есть положения о пресечении издевательств, если они влияют на успеваемость в школе. Вы можете узнать о законах и правилах каждого штата, в том числе о том, касаются ли они киберзапугивания.

    alexxlab

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *