Частоты, которые полезно помнить! | Digital Music Academy
Классически звуковой спектр делится на три части: низкие, средние и высокие частоты. Границы частот, хотя и не все с этим согласны, можно обозначить следующим образом: низкиеот 10 Гц до 200 Гц, средние от 200 Гц до 5 кГц, а от 5 кГц — высокие.Для более точного определения, давайте разделим эти три част на более мелкие и рассмотрим х по отдельности.
1) Низкие басы (от 10 Гц до 80 Гц) — это самые низкие ноты, от которых резонирует комната, а провода начинают гудеть. Если ваша звуковоспроизводящая аппаратура не воспроизводит эти частоты, вы должны ощутить потерю насыщенности и глубины звука. Естественно, при записи и сведении потеря этих частот вызовет тот же эффект.
2) Верхние басы (от 80 Гц до 200 Гц) — это верхние ноты басовых инструментов и самые низкие ноты таких инструментов, как гитара. Если потерять этот регистр, то вместе с ним потеряется и ощущение силы звука. А ведь именно в этих частотах содержится энергия звука, которая заставляет вас пританцовывать под музыку, недаром основная энергия ритм-секции сконцентрирована именно в этом регистре.
3) Низкие средние (от 200 Гц до 500 Гц) — здесь размещается почти весь ритм и аккомпанимент, это регистр гитары.
4) Средние средние ( от 500 Гц до 2.500 Гц) — соло скрипок, соло гитар, фортепиано, вокал. Музыку, в которой не хватает этих частот обычно называют «занудной» или «смурной».
5) Вехние средние (от 2.500 Гц до 5 кГц). Хотя в этом диапазоне мало нот, только самые верхние ноты фортепиано и некоторых других инструментов, здесь много гармоник и обертонов. Усиление этой части спектра позволяет достичь яркого, искрящегося звука, создающего эффект присутствия. Однако, если энергия этой полосы частот чрезмерна, то это режет слух. Это и называется «слушательской утомляемостью» и является проблемой большинства недорогих аккустических систем, которые искуственно усиливают данную часть спектра для «яркости» звучания. Ну это уже коммерческие штучки!
6) Низкие высокие (около 5 кГц до 10 кГц), где мы встречаемся с самым сильным искажением высоких частот и где шипение пленки (для любителей кассетной записи) становится самым заметным, так как здесь очень мало других звуков, способных скрыть это. Хотя люди, теоретически могут слышать и более высокие тона, эти частоты считаются пределом восприятия. Но по большому счету, для хорошего звука — это маловато.
7) Верхние высокие (около 10 кГц до 20 кГц) наша последняя октава, это самые тонкие и нежные высокие частоты. Если этот диапазон частот будет неполноценен, то вы ощутите некий дискомфорт при прослушивании записей (если, конечно, медведь не наступил вам на ухо).
Электрическая сеть шумит на частоте 50 Гц. Для устранения этого надо убрать частоты 50 и 100 Гц при помощи параметрического эквалайзера, ширина полосы которого достаточно узка. Это устранит шумы сети, но не повлияет заметно на общий звук. Графический эквалайзер (треть октавы) тоже эффективен в этой ситуации, но остальными типами эквалайзеров для этого лучше не пользоваться, так как они имеют слишком широкую зону влияния и регулировка может существенно изменить звучание бас-гитары, в том числе не в лучшуюсторону. Нижние частоты бас-гитары и басового барабана лежат в области 40 Гц и ниже. Чтобы придать их звучанию мощь (атаку), регулируйте частоту 80 Гц. Нижняя частота электрогитары — 80 Гц. Для устранения «бочковатости» надо вырезать частоту 200 Гц; для устранения резкого, неприятного призвука — ослабить в районе 1Кгц. Чтобы добавить «ду», сделать «жалящим» звучание рок-гитары, просмотрите область от 1,5 кГц до 4 кГц, найдите нужную частоту и убирайте ее до тех пор, пока атака станет такой, как вы желаете. Основная проблема с акустическими гитарами, как правило, состоит в том, что они звучат «бочковато» — из-за неподходящих микрофонов, неудачного расположения микрофона, акустических характеристик помещения или просто из-за того, что инструмент плохой. Область «вредной» частоты находится обычно между 200 Гц и 500 Гц — ее и надо вырезать. Вокал также занимает большую зону частотного диапазона, при этом область 2-4 кГц регулируется для улучшения артикуляции.
О Звуке по простому
Шипящий/Шумный (Sizzly) В большинстве своем негативное описание, относящееся к звуку с излишком высоких частот. Шипящий звук — близкий друг хрупкого.Хлопающий (Slapy) Часто ассоциируется с гитарным/бас гитарным звуком, сыгранным на грифе. Или же с острым и коротким звуком большого барабана. Хлопает звук в районе 500-3000 Герц. Также похожий звук получается, если применить эффект slapback delay.
Зажатый (Small) Зажатый звук — излишне скомпрессированный или же лишенный низкого/низкого-среднего диапазона. Чаще всего у такого звука отсутствует весь диапазон частот ниже 200 герц. Близко расположенный при записи микрофон, может привеcти к зажатому звуку.
Гладкий (Smooth) Гладкий звук обычно имеет довольно ровную АЧХ. Доминирующие частоты не присутствуют или же они совсем не ярко выражены. Фоновая музыка часто звучит довольно гладко… и тихо… и скучно.
Мягкий (Soft) Мягкий звук обычно не имеет достаточного количества среднечастотного наполнения. Часто «мягким» описывают тихий звук. Хотите, чтоб звучало мягче? Делайте тише.
Плотный (Thick) Родной брат «мясного» звука. Сфокусированный на низких и низких-средних частотах звук. Плотность звуку добавляем в диапазоне 20-300 герц.
Тонкий (Thin) Не достаточно глубокий или насыщенный звук часто называют тонким. В нем, довольно вальяжно и расслабленно живут частоты от 4 килогерц и выше.
Четкий (Tight) Звук с небольшим количеством реверберации. Близкое расположение микрофонов приводит к получению более четкого звука. В четком звуке преобладает чистый сигнал, который явно доминирует над ранними отражениями и хвостом реверберации. Четкость может присутствовать (или отсутствовать) в любом частотном диапазоне, однако чаще всего этот термин применяют для описания звука большого барабана и/или баса.
Гулкий (Tinny) Тонкий звук, в котором доминируют средние и средние-высокие частоты. Если про ваш вокал говорят, что он гулкий — это не комплимент. Чтоб избавиться от гулкости попробуйте уменьшить громкость частот в диапазоне 2-7 килогерц и/или добавить немного низких/низких-средних частот.
Тонкий (Tiny) Звук, в котором преобладают самые высокие частоты. Недостаток в громкости также может быть причиной тонкости в звуке.
Ухающий (Tubby) Звук, пересыщенный низкими и низкими-средними частотами. Чтоб справится с уханьем, попробуйте уменьшить присутствие частот в диапазоне 100-400 герц.
Теплый (Warm) теплый звук акцентирован в диапазоне низких и/или низких-высоких. Звук пленочных записей, а также ламповых предусилителей часто описывается как теплый. Противоположность теплому звуку — холодный или острый звук.
Размазанный (Wet) Размазанный звук — звук, в котором отсутствует четкость. Определенно тут не обошлось без обработки. Если ваш вокал утонул в пространстве, а звук гитары улетел в космос – значит, вы добились именного такого звучания.
Еще несколько полезных терминов, позволяющих более образно и эмоционально описать звук
Если мало высоких — темный, дистанцированный, тусклый
Если мало середины — расслабленный, мягкий, нечеткий
Если мало низа — Тонкий, слабый, невнятный, яркий
Если мало реверберации — чистый, мертвый, плоский, безжизненный
Если слишком много реверберации — размазанный, размытый, дистанцированный, грязноватый, разлетающийся
Если что-то громко звучит в миске — выпирающий, выделяющийся
Если что-то слишком тихо в миске — закопанный, утонувший, замаскированный, потерянный, спрятанный, далекий, дистанцированный.
Частоты, которые нужно и важно помнить!
Левчук Александр Николаевич ©Привет всем любителям высококлассного звука! Статья которую вы прочитаете ниже очень полезная не толькоаудиофилам, но и любителям, которые спешат настраивать
Стандартный звуковой спектр разделяется на 3 части: низкие, средние, а также высокие частоты.
Хотя границы частот, можно также отметить следующим образом: низкие частоты от 10 Гц до 200 Гц, средние частоты от 200 Гц до 5 кГц, а от 5 кГц — высокие частоты. Для точного определения, давайте поделим эти 3 части на более мелкие и проанализируем их по отдельности.
1)
Низкий бас (от 10 Гц до 80 Гц)это самые низкие ноты, от них резонирует вся комната, а провода гудят. Если же ваша звуко-аппаратура не воспроизводит данные частоты, то вы должны почувствовать утрату насыщенности, яркости и глубины звучания. Конечно, при записи и сведении такая потеря данных частот вызовет такой же эффект.
2)
Верхние басы (от 80 Гц до 200 Гц)это верхние ноты всех басовых инструментов и самые низкие ноты подобных инструментов, как гитара. Если же произошла потеря данного регистра, то вместе с ним пропадет и ощущение самой силы звука. В данных частотах заключается энергия звука, которая вынуждает вас танцевать под музыку, неспроста главная энергия ритм-секции направлена именно в данном регистре.
Ламповый фонокорректор ЗМ №2 купить3)
Низкие средние (от 200 Гц до 500 Гц)здесь располагается почти весь ритм и аккомпанемент, это сам регистр гитары.
4)
Средние средние ( от 500 Гц до 2.500 Гц)соло гитар, соло скрипок, а также фортепиано и вокал. Музыка, в которой не хватает данных частот называют «неувлекательной» или » занудной».
5)
Верхние средние (от 2.500 Гц до 5 кГц)Хотя в данном диапазоне очень мало нот, только самые верхние ноты фортепиано и кое-каких иных инструментов, зато здесь много гармоник и обертонов. Усиление данной части спектра верхних средние позволяет добиться насыщенного, яркого звука, который создают эффект присутствия. Впрочем, если энергия данной полосы частот чрезмерна, то она будет резать слух.
недорогой фонокорректор ЗМ № 3Получило название «слушательская утомляемость» и является минусом большинства бюджетной акустики, которые искусственно усиливают эту часть спектра для «эффектности» звучания. Ну мы то знаем, что это всё коммерческие уловки!
6)
Низкие высокие (около 5 кГц до 10 кГц)где мы наблюдаем самые сильные искажения высоких частот и где шипение самой пленки (для любителей кассет) делается очень приметным, так как в этом месте очень мало иных звуков, способных скрывать это. Впрочем, люди, могут слышать и наиболее высокие тона, данные частоты считаются самым высшим пределом восприятия. Хотя, для высококачественного звука — это мало.
7)
Верхние высокие (около 10 кГц до 20 кГц)здесь сосредоточена последняя октава, самые тонкие, хрустальные и нежные ВЧ. Если данный диапазон частот будет неполноценный, то вы испытаете дискомфорт когда будете прослушивать музыку.
Релейный предусилитель №1Расскажите о своей звуковой системе аудио-видео аппаратуре постройке, настройке и т.д на конкурс.Присылайте на эл.почту:
[email protected] текст, фото, схемы с пометкой на конкурс, если не знаете с чего начать, как написать, то пишите, мы вам поможем, пришлем список готовых вопросов для интервью.Не бойтесь меня и добавляйтесь в ВК, Ютуб, Одноклассники
Если вы хотите узнать больше об этой теме, и быть в курсе, пожалуйста, подпишитесь на наш сайт.
[wysija_form]
Не забывайте сохранять нас в закладках! (CTRL+SHiFT+D) Подписывайтесь, комментируйте, делитесь в соц.сетях. Желаю удачи в поиске именно своего звука!
На нашем сайте Звукомания есть полезная информация по звуку и видео, которая пригодится для каждого, причем на каждый день, мы обновляем сайт «Звукомания» постоянно и стараемся искать и писать только отличную, проверенную и нужную информацию.
Слышимый частотный диапазон звука и терминология
Автор BlackSV На чтение 27 мин. Просмотров 54.4k. Обновлено
Часто у людей (даже тех кто хорошо разбирается в вопросе) возникает путаница и затруднения в чётком понимании того, как именно слышимый человеком частотный диапазон звука делится на общие категории (низкие, средние, высокие) и на более узкие подкатегории (верхние басы, нижнаяя середина и т.п.). В тоже самое время эта информация крайне важна не только для экспериментов c автозвуком, но и полезна для общего развития. Знания обязательно пригодятся во время настройки аудиосистемы любой сложности и, главное, поможет правильно оценить сильные или слабые стороны той или иной акустической системы или же нюансы помещения прослушивания музыки (в нашем случае актуальнее салон автомобиля), ведь оно оказывает непосредственное влияние на конечное звучание. Если есть хорошее и чёткое понимание преобладания тех или иных частот в звуковом спектре на слух, то элементарно и быстро можно оценить звучание той или иной музыкальной композиции, при этом отчётливо услышать влияние акустики помещения на окрашивании звука, вклад самой акустической системы в звук и более тонко разобрать все нюансы, к чему и стремится идеология «хай-фай» звучания.
Разделение слышимого диапазона на основные три группы
Терминология разделения слышимого спектра частот пришла к нам частично из музыкального, частично из научного миров и в общем виде она знакома практически каждому. Самое простое и понятное деление, которое может испытать частотный диапазон звука в общем виде выглядит следующим образом:
- Низкие частоты. Границы диапазона низких частот находятся в пределах 10 Гц (нижняя граница) — 200 Гц (верхняя граница). Нижняя граница начинается именно с 10 Гц, хотя в классическом представлении человек способен слышать от 20 Гц (всё что ниже попадает уже в область инфразвука), оставшие 10 Гц всё ещё могут частично прослушиваться, а так же ощущаться тактильно в случае глубокого низкого баса и даже влиять на психологический настрой человека. Низкочастотный диапазон звука несёт функцию обогащения, эмоционального насыщения и конечного отклика — если провал в низкочастотной части у акустики или изначальной записи будет сильным, то это никак не скажется на узнаваемости той или иной композиции, мелодии или голоса, но звук будет восприниматься скудно, обеднённо и посредственно, при этом субъективно будет более резким и острым в плане восприятия, поскольку средние и высокие частоты будут выпячиваться и преобладать на фоне отсутствия хорошей насыщенной басовой области.
Достаточно большое количество музыкальных инструментов воспроизводят звуки в диапазоне низких частот, в том числе мужской вокал может опускаться в область до 100 Гц. Наиболее выраженным инструментом, который играет с самого начала слышимого диапазона (от 20 Гц) можно смело назвать духовой орган.
- Низкие частоты. Границы диапазона низких частот находятся в пределах 10 Гц (нижняя граница) — 200 Гц (верхняя граница). Нижняя граница начинается именно с 10 Гц, хотя в классическом представлении человек способен слышать от 20 Гц (всё что ниже попадает уже в область инфразвука), оставшие 10 Гц всё ещё могут частично прослушиваться, а так же ощущаться тактильно в случае глубокого низкого баса и даже влиять на психологический настрой человека. Низкочастотный диапазон звука несёт функцию обогащения, эмоционального насыщения и конечного отклика — если провал в низкочастотной части у акустики или изначальной записи будет сильным, то это никак не скажется на узнаваемости той или иной композиции, мелодии или голоса, но звук будет восприниматься скудно, обеднённо и посредственно, при этом субъективно будет более резким и острым в плане восприятия, поскольку средние и высокие частоты будут выпячиваться и преобладать на фоне отсутствия хорошей насыщенной басовой области.
- Средние частоты. Границы диапазона средних частот находятся в пределах 200 Гц (нижняя граница) — 2400 Гц (верхняя граница). Средний диапазон всегда будет фундаментальным, определяющим и составлять фактически основу звука или муз композиции, потому его значимость трудно переоценить. Объясняется это по-разному, но главным образом данная особенность человеческого слухового восприятия обуславливается эволюцией — так сложилось за многие годы нашего формирования, что слуховой аппарат наиболее остро и отчётливо улавливает среднечастотный диапазон, т.к. в его пределах находится человеческая речь, а она является главным инструментом для эффективной коммуникации и выживания. Этим же объясняется некоторая нелинейность слухового восприятия, всегда нацеленная на преобладание средних частот при прослушивании музыки, т.к. наш слуховой аппарат наиболее чувствителен к этому диапазону, а так же автоматически подстраивается под него как бы больше «усиливая» на фоне остальных звуков.
В среднем диапазоне находится абсолютное большинство звуков, музыкальных инструментов или же вокала, даже если затрагивается узкий диапазон сверху или снизу, то всё равно диапазон обычно простирается до верхней или нижней середины. Соответственно, в среднечастотном диапазоне располагается вокал (как мужской так и женский), а так же почти все хорошо известные инструменты, такие как: гитара и прочие струнные, пианино и другие клавишные, духовые инструменты и т.д.
- Средние частоты. Границы диапазона средних частот находятся в пределах 200 Гц (нижняя граница) — 2400 Гц (верхняя граница). Средний диапазон всегда будет фундаментальным, определяющим и составлять фактически основу звука или муз композиции, потому его значимость трудно переоценить. Объясняется это по-разному, но главным образом данная особенность человеческого слухового восприятия обуславливается эволюцией — так сложилось за многие годы нашего формирования, что слуховой аппарат наиболее остро и отчётливо улавливает среднечастотный диапазон, т.к. в его пределах находится человеческая речь, а она является главным инструментом для эффективной коммуникации и выживания. Этим же объясняется некоторая нелинейность слухового восприятия, всегда нацеленная на преобладание средних частот при прослушивании музыки, т.к. наш слуховой аппарат наиболее чувствителен к этому диапазону, а так же автоматически подстраивается под него как бы больше «усиливая» на фоне остальных звуков.
- Высокие частоты. Границы диапазона высоких частот находятся в пределах 2400 Гц (нижняя граница) — 30000 Гц (верхняя граница). Верхняя граница, как и в случае с низкочастотным диапазоном, получается несколько условной и также индивидуальной: среднестатистический человек не может слышать выше 20 кГц, однако встречаются редкие люди с чувствительностью до 30 кГц. Так же, ряд музыкальных обертонов теоретически может заходить в область свыше 20 кГц, а как известно — обертона в конечном счёте отвечают за окраску звучания и окончательное тембральное восприятия целостной картины звучания. Вроде бы «неслышимые» ультразвуковые частоты могут влиять явным образом на психологическое состояние человека, хоть и не будут при этом прослушиваться в привычной манере. В остальном же роль высоких частот, опять-таки по аналогии с низкими, больше обогатительная и дополняющая. Хотя высокочастотный диапазон куда больше влияет на узнаваемость конкретного звука, достоверность и сохранение первоначального тембра, нежели НЧ секция. Высокие частоты придают музыкальным трекам «воздушность», прозрачность, чистоту и ясность.
Многие музыкальные инструменты играют также в диапазоне высоких частот, в том числе вокал может заходить в область 7000 Гц и выше с помощью обертонов и гармоник. Наиболее выраженная группа инструментов в высокочастотном сегменте — это струнные и духовые, а более полно в звучании доходят почти до верхней границы слышимого диапазона (20 кГц) тарелки и скрипка.
В любом случае, роль абсолютно всех частот слышимого человеческим ухом диапазона внушительна и проблемы в тракте на любой частоте скорее всего будут хорошо заметны, особенно натренированному слуховому аппарату. Целью воспроизведения высокоточного звучания «хай-фай» класса (или выше) ставится достоверное и максимально ровное звучание всех частот друг с другом так, как оно происходило на момент записи фонограммы в студии. Наличие сильных провалов или же пиков в АЧХ акустической системы свидетельствует о том, что в силу своих конструктивных особенностей она не способна воспроизвести музыку так, как изначально задумывалось автором или звукорежиссёром на момент записи.
Слушая музыку, человек слышит совокупность звучания инструментов и голоса, каждый из которых звучит в каком-то своём отрезке частотного диапазона. У некоторых инструментов может быть весьма узкий (ограниченный) диапазон частот, у других же он наоборот может простираться буквально от нижней до верхней слышимой границы. Необходимо учитывать, что несмотря на одинаковую интенсивность звуков на разных частотах диапазонах, человеческое ухо воспринимает эти частоты с разной громкостью, что опять-таки обусловлено механизмом биологического устройства слухового аппарата. Природа этого явления так же объясняется во многом биологической необходимостью адаптации преимущественно к среднечастотному звуковому диапазону. Так на практике, звук, имеющий частоту 800 Гц при интенсивности в 50 дБ, будет восприниматься субъективно на слух как более громкий по сравнению со звуком той же силы, но с частотой 500 Гц.
Более того, у разных звуковых частот, наводняющих слышимый частотный диапазон звука, будет различная пороговая болевая чувствительность! Болевой порог эталонно считается на средней частоте 1000 Гц при чувствительности примерно 120 Дб (может слегка варьироваться в зависимости от индивидуальных особенностей человека). Как и в случае с неравномерным восприятием интенсивности на разных частотах при нормальных уровнях громкости, примерно такая же зависимость наблюдается и в отношении болевого порога: быстрее всего он наступает на средних частотах, а вот по краям слышимого диапазона порог становится выше. Для сравнения, болевой порог на средней частоте 2000 Гц составляет 112 Дб, тогда как болевой порог на низкой частоте 30 Гц будет уже 135 Дб. Болевой порог на низких частотах всегда выше, чем на средних и высоких.
Аналогичная неравномерность наблюдается и в отношении порога слышимости — это нижний порог, после которого звуки становятся слышимыми человеческим ухом. Условно порогом слышимости считается значение 0 Дб, но справедливо оно опять-таки для эталонной частоты 1000 Гц. Если же для сравнения взять низкочастотный звук частотй 30 Гц, то он станет слышимым только при интенсивности излучения волны в 53 Дб.
Перечисленные особенности человеческого слухового восприятия конечно же оказывают непосредственное влияние тогда, когда ставится вопрос прослушивания музыки и достижения определённого психологического эффекта восприятия. Мы помним из теории строения слухового аппарата, что звуки интенсивностью выше 90 Дб вредны для здоровья и способны привести к деградации и значительному ухудшению слуха. Но при этом слишком тихий звук низкой интенсивности будет страдать от сильной частотной неравномерности из-за биологических особенностей слухового восприятия, которое по природе нелинейно. Таким образом, музыкальный тракт громкостью 40-50 Дб будет восприниматься как обеднённый, с явно выраженным недостатком (можно сказать провалом) низких и высоких частот. Названная проблема хорошо и давно известна, для борьбы с ней даже придумана небезызвестная функция под названием тонокомпенсация, которая путём эквализации выравнивает уровни низких и высоких частот близко к уровню середины, тем самым устраняя нежелательный провал без необходимости поднимать уровень громкости, делая слышимый частотный диапазон звука субъктивно равномерным по степени распределения звуковой энергии.
С учётом интересных и уникальных особенностей человеческого слуха полезно отметить, что с повышением громкости звука кривая нелинейности частот выравнивается, и примерно на отметке 80-85 дБ (и выше) звуковые частоты станут субъективно равнозначными по интенсивности (с отклонением 3-5 Дб). Хотя выравнивание происходит не до конца и на графике всё ещё будет видна пусть и сглаженная, но кривая линия, которая будет сохранять тенденцию в сторону преобладания интенсивности средних частот по сравнению к остальным. В аудиосистемах подобная неравномерность может решаться либо при помощи эквалайзера, либо же с помощью раздельных регулировок громкости в системах с раздельным поканальным усилением.
Разделение слышимого диапазона на более мелкие подгруппы
Помимо общепринятого и хорошо известного деления на три общие группы, иногда возникает необходимость более детально и развёрнуто рассмотреть ту или иную узкую часть, тем самым разделить частотный диапазон звука на ещё более мелкие «фрагменты». Благодаря этому появилось более детальное разделение, пользуясь которым можно элементарно быстро и достаточно точно обозначить предполагаемый отрезок звукового диапазона. Рассмотрим это разделение:
- Нижние басы (от 10 Гц до 80 Гц) представляют собой самые низкие слышимые звуки с самой большой длиной волны, эти звуки зачастую ощущаются тактильно при условии достаточной интенсивности, эффект можно описать фразой «ощущаешь звук всем телом». Нижние басы так же зачастую входят в резонанс со многими объектами или предметами в помещении/объёме прослушивания и хорошо узнаются по этим паразитным призвукам. Однако бас в обозначенном отрезке диапазона медленный, тягучий, иногда гулкий и протяжный. Он отвечает за такие характеристики звучания, как: мягкость, бархатистость, «обволакивание». С потерей нижних басов в музыкальном тракте звук теряет насыщенность, глубину и объём. Он становится плоским и безжизненным, ощущается обеднённо и порой излишне резко. Нижние басы так же во многом определяют реалистичность звука и дают эффект присутствия, который зависит не только от непосредственного ощущения силы и мощи звучания того или иного инструмента, но так же и от тактильных вибраций, когда звуковая волна проходит сквозь тело и вызывает эффект резонанса.
В качественных и грамотных аудиосистемах диапазон нижнего баса чаще всего отдаётся сабвуферам, т.к. именно они специально разработаны для этих целей и призваны отыгрывать бас с должной степенью напора, мощи и реалистичности. Важной особенностью диапазона нижнего баса является то, что звуки этих частот (10-80 Гц) не локализуются в пространстве на слух, поскольку так устроен человеческий слуховой аппарат и восприятие звука в целом. Более понятным языком это означает, что звук нижнего баса будет всегда восприниматься играющим спереди со сцены, а точнее он будет восприниматься играющим как бы «везде», заполняющим пространство. Поэтому необходимо чётко запомнить, что независимо от физического расположения низкочастотного динамика/сабвуфера в пространстве (он может быть размещён спереди в составе динамиков фронтальной сцены, или же позади слушателя за несколько метров, например в багажнике автомобиля или в любом другом произвольном месте), — звуки примерно до 80 Гц не разрушат целостность сцены и будут восприниматься, словно они играют спереди, нисколько не разрушая правильную фронтальную подачу инструментальной или вокальной партии.
Именно благодаря этой уникальной слуховой особенности появляется возможность располагать правильно «порезанный» сабвуфер в любой точке пространства, не опасаясь за целостность виртуальной сцены. Теоретически, локализация звуков органами слуха начинается в районе 100 Гц, однако этот момент индивидуален и некоторые люди вполне могут локализовать звуки уже от 80 Гц, что в конечном счёте и будет самой оптимальной верхней границей, на которой следует обрезать рабочий диапазон сабвуфера в системе (чтобы он не играл выше).В область самого нижнего баса и тем более суб-баса опускается небольшое избранное число инструментов: контрабас (40-300 Гц), виолончель (65-7000 Гц), фагот (60-9000 Гц), туба (45-2000 Гц), валторны (60-5000 Гц), бас-гитара (32-196 Гц), бас-барабан (41-8000 Гц), саксофон (56-1320 Гц), пианино (24-1200 Гц), синтезатор (20-20000 Гц), орган (20-7000 Гц), арфа (36-15000 Гц), контрафагот (30-4000 Гц). Указанные диапазоны с учётом всех гармоник инструментов.
- Нижние басы (от 10 Гц до 80 Гц) представляют собой самые низкие слышимые звуки с самой большой длиной волны, эти звуки зачастую ощущаются тактильно при условии достаточной интенсивности, эффект можно описать фразой «ощущаешь звук всем телом». Нижние басы так же зачастую входят в резонанс со многими объектами или предметами в помещении/объёме прослушивания и хорошо узнаются по этим паразитным призвукам. Однако бас в обозначенном отрезке диапазона медленный, тягучий, иногда гулкий и протяжный. Он отвечает за такие характеристики звучания, как: мягкость, бархатистость, «обволакивание». С потерей нижних басов в музыкальном тракте звук теряет насыщенность, глубину и объём. Он становится плоским и безжизненным, ощущается обеднённо и порой излишне резко. Нижние басы так же во многом определяют реалистичность звука и дают эффект присутствия, который зависит не только от непосредственного ощущения силы и мощи звучания того или иного инструмента, но так же и от тактильных вибраций, когда звуковая волна проходит сквозь тело и вызывает эффект резонанса.
- Верхние басы (от 80 Гц до 200 Гц) представлены верхними нотами классических басовых инструментов, а так же самыми нижними слышимыми частотами отдельных струнных, например гитары. Диапазон верхнего баса ответственен за ощущения силы и передачу энергетического потенциала звуковой волны. Он же дарует ощущение драйва, верхний бас призван раскрыть в полной мере ударный ритм танцевальных композиций. В противовес нижнему басу, верхний отвечает за скорость и напор басовой области и всего звука, потому в качественной аудио системе он всегда выражается быстрым и хлёстким, как ощутимый тактильный удар одновременно с непосредственным восприятием звука. Поэтому именно верхний бас ответственен за атаку, напор и музыкальный драйв, а так же только этот узкий отрезок звукового диапазона способен подарить слушателю ощущение легендарного «панча» (от англ. punch — удар), когда мощный звук воспринимается ощутимым и сильным ударом в грудь. Таким образом, распознать хорошо оформленный и правильный быстрый верхний бас в музыкальной системе можно по качественной отработке энергичного ритма, собранной атаке и по хорошей оформленности инструментов в нижнем регистре нот, таких как виолончель, рояль или духовые инструменты.В аудиосистемах отрезок диапазона верхнего баса целесообразнее всего отдать мидбасовым динамикам достаточно большого диаметра 6.5″-10″ и с хорошими мощностными показателями, сильным магнитом. Подход объясняется тем, что именно такие по конфигурации динамики в полной мере смогут раскрыть энергетический потенциал, заложенный в этой весьма требовательной области слышимого диапазона. Но не стоит забывать и о детализированности и разборчивости звука, эти параметры так же важны в процессе воссоздания того или иного музыкального образа. Поскольку верхний бас уже хорошо локализуется/определяется в пространстве на слух, то диапазон выше 100 Гц необходимо отдавать исключительно фронтально расположенным динамикам, которые будут формировать и строить сцену. В отрезке верхнего баса отлично прослушивается стереопанорама, если она предусмотрена самой записью.Область верхнего баса охватывает уже достаточно большое число инструментов и даже низкий по тональности мужской вокал. Поэтому среди инструментов те же, что играли низкий бас, но к ним добавляются многие другие: томы (70-7000 Гц), малый барабан (100-10000 Гц), перкуссия (150-5000 Гц), тенор-тромбон (80-10000 Гц), труба (160-9000 Гц), тенор-саксофон (120-16000 Гц), альт-саксофон (140-16000 Гц), кларнет (140-15000 Гц), альт-скрипка (130-6700 Гц), гитара (80-5000 Гц). Указанные диапазоны с учётом всех гармоник инструментов.
- Нижняя середина (от 200 Гц до 500 Гц) — наиболее обширная область, захватывающая большинство инструментов и вокала, как мужского так и женского. Поскольку область диапазона нижней середины фактически переходит из энергетически насыщенного верхнего баса, то можно сказать, что она «перехватывает эстафету» и так же отвечает за правильную передачу ритм-секции в совокупности с драйвом, хотя это влияние уже идёт на спад в сторону диапазона чистых средних частот. В данном диапазоне сосредотачиваются нижние гармоники и обертона, наполняющие голос, соответственно он крайне важен для правильной передачи вокала и насыщенности. Так же именно в нижней середине располагается весь энергетический потенциал голоса исполнителя, без которого не будет соответствующей отдачи и эмоционального отклика. По аналогии с передачей человеческого голоса, многие живые инструменты тоже прячут свой потенциал энергии в этом отрезке диапазона, особенно те, у которых нижняя слышимая граница начинается от 200-250 Гц (гобой, скрипка). Нижняя середина позволяет слышать мелодичность звучания, но не даёт возможность чётко различать инструменты.Соответственно, нижняя середина отвечает за правильное оформление большинства инструментов и голоса, насыщая последние и делая их узнаваемыми по тембральной окраске. Так же нижняя середина крайне требовательна в отношении правильной передачи полноценного басового диапазона, поскольку она «подхватывает» драйв и атаку основного ударного баса и предполагается, что она же должна его правильно поддержать и плавно «закончить», постепенно сводя на нет. Ощущения чистота звука и разборчивости баса лежат именно в этой области и, если имеются проблемы в нижней середине от переизбытка или наличия резонансных частот — то звук будет утомлять слушателя, он будет грязным и слегка бубнящим. Ежели ощущается нехватка в области нижней середины, то пострадает правильное ощущение баса и достоверная передача вокальной партии, которая будет лишена напора и энергетической отдачи. Тоже самое касается большинства инструментов, которые без поддержки нижней середины потеряют «своё лицо», станут оформлены неправильно и звучание их заметно обеднеет, даже если останется узнаваемым, оно уже будет не таким полным.
При построении аудиосистемы диапазон нижней середины и выше (до верхней) обычно отдаётся среднечастотным динамикам (СЧ), которые без сомнения должны располагаться во фронтальной части перед слушателем и строить сцену. Для этих динамиков не так важен размер, он может быть 6.5″ и ниже, как важна детализация и способность раскрыть нюансы звучания, что достигается конструктивными особенностями самого динамика (диффузором, подвесом и прочими характеристиками). Так же, для всего среднечастотного диапазона жизненно важна правильная локализация и буквально малейший наклон или доворот динамика может оказывать ощутимое влияние на звучание с точки зрения правильного реалистичного воссоздания образов инструментов и вокала в пространстве, хотя зависеть это во многом будет от конструктивных особенностей самого диффузора динамика.
Нижняя середина охватывает почти все существующие инструменты и человеческие голоса, правда не несёт фундаментальную роль, но всё ещё очень важна для полноценного восприятия музыки или звуков. Среди инструментов будет тот же набор, который был способен отыгрывать нижний диапазон басовой области, но к ним добавляются и другие, которые начинаются уже с нижней середины: тарелки (190-17000 Гц), гобой (247-15000 Гц), флейта (240-14500 Гц), скрипка (200-17000 Гц). Указанные диапазоны с учётом всех гармоник инструментов.
- Нижняя середина (от 200 Гц до 500 Гц) — наиболее обширная область, захватывающая большинство инструментов и вокала, как мужского так и женского. Поскольку область диапазона нижней середины фактически переходит из энергетически насыщенного верхнего баса, то можно сказать, что она «перехватывает эстафету» и так же отвечает за правильную передачу ритм-секции в совокупности с драйвом, хотя это влияние уже идёт на спад в сторону диапазона чистых средних частот. В данном диапазоне сосредотачиваются нижние гармоники и обертона, наполняющие голос, соответственно он крайне важен для правильной передачи вокала и насыщенности. Так же именно в нижней середине располагается весь энергетический потенциал голоса исполнителя, без которого не будет соответствующей отдачи и эмоционального отклика. По аналогии с передачей человеческого голоса, многие живые инструменты тоже прячут свой потенциал энергии в этом отрезке диапазона, особенно те, у которых нижняя слышимая граница начинается от 200-250 Гц (гобой, скрипка). Нижняя середина позволяет слышать мелодичность звучания, но не даёт возможность чётко различать инструменты.Соответственно, нижняя середина отвечает за правильное оформление большинства инструментов и голоса, насыщая последние и делая их узнаваемыми по тембральной окраске. Так же нижняя середина крайне требовательна в отношении правильной передачи полноценного басового диапазона, поскольку она «подхватывает» драйв и атаку основного ударного баса и предполагается, что она же должна его правильно поддержать и плавно «закончить», постепенно сводя на нет. Ощущения чистота звука и разборчивости баса лежат именно в этой области и, если имеются проблемы в нижней середине от переизбытка или наличия резонансных частот — то звук будет утомлять слушателя, он будет грязным и слегка бубнящим. Ежели ощущается нехватка в области нижней середины, то пострадает правильное ощущение баса и достоверная передача вокальной партии, которая будет лишена напора и энергетической отдачи. Тоже самое касается большинства инструментов, которые без поддержки нижней середины потеряют «своё лицо», станут оформлены неправильно и звучание их заметно обеднеет, даже если останется узнаваемым, оно уже будет не таким полным.
- Средняя середина (от 500 Гц до 1200 Гц) или просто чистая середина, почти по теории равновесия данный отрезок диапазона можно считать фундаментальным и основополагающим в звуке и по праву окрестить «золотой серединой». В представленном отрезке частотного диапазона можно найти основные ноты и гармоники абсолютного большинства инструментов и голоса. От насыщенности середины зависит ясность, разборчивость, яркость и пронзительность звучания. Можно сказать, что весь звук как бы «растекается» в стороны от основания, которым является среднечастотный диапазон.
В случае провала середины звучание становится скучным и невыразительным, теряет звонкость и яркость, вокал перестаёт завораживать и фактически сходит на «нет». Так же середина отвечает за разборчивость основной информации, исходящей от инструментов и вокала (в меньшей степени, т.к. согласные звуки идут диапазоном выше), помогая хорошо различать их на слух. Большинство существующих инструментов оживают в этом диапазоне, становятся энергичными, информативными и осязаемыми, тоже самое происходит и с вокалом (в особенности женским), который наполняется энергией в середине.
Среднечастотный фундаментальный диапазон охватывает абсолютное большинство инструментов, которые уже были перечислены ранее, а так же раскрывают весь потенциал мужского и женского вокала. Свою жизнь на средних частотах начинают лишь редкие избранные инструменты, играющие в относительно узком диапазоне изначально, например малая флейта (600-15000 Гц).
- Средняя середина (от 500 Гц до 1200 Гц) или просто чистая середина, почти по теории равновесия данный отрезок диапазона можно считать фундаментальным и основополагающим в звуке и по праву окрестить «золотой серединой». В представленном отрезке частотного диапазона можно найти основные ноты и гармоники абсолютного большинства инструментов и голоса. От насыщенности середины зависит ясность, разборчивость, яркость и пронзительность звучания. Можно сказать, что весь звук как бы «растекается» в стороны от основания, которым является среднечастотный диапазон.
- Верхняя середина (от 1200 Гц до 2400 Гц) представляет собой очень тонкий и требовательный участок диапазона, с которым необходимо обращаться бережно и осторожно. В этой области не так много основополагающих нот, составляющих фундамент звучания инструмента или голоса, зато большое количество обертонов и гармоник, благодаря которым звук окрашивается, приобретает резкость и яркий характер. Управляя этой областью частотного диапазона можно фактически играться окраской звучания, делая его либо живым, искрящимся, прозрачным и острым; или же наоборот суховатым, умеренным, но в тоже время более напористым и драйвовым.
А вот чрезмерное подчёркивание этого диапазона сказывается крайне нежелательно на звуковой картине, т.к. она начинает заметно резать слух, раздражать и даже вызывать болезненные неприятные ощущения. Потому верхняя середина требует с собой деликатного и осторожного отношения, т.к. из-за проблем в этой области очень легко испортить звучание, или же наоборот сделать его интересным и достойным. Обычно окраска в области верхней середины во многом определяет субъективный момент жанровой принадлежности акустической системы.Благодаря верхней середине окончательно оформляется вокал и многие инструменты, они становятся хорошо различаемыми на слух и появляется разборчивость звучания. Особенно это касается нюансов воспроизведения человеческого голоса, ведь именно в верхней середине помещается спектр согласных звуков и продолжаются гласные, появившиеся в ранних диапазонах середины. В общем смысле, верхняя середина выгодно подчёркивает и раскрывает в полной мере те инструменты или голоса, которые насыщенны верхними гармониками, призвуками. В частности, по-настоящему живо и натурально в верхней середине раскрывается женский вокал, многие смычковые, струнные и духовые инструменты.
В верхней середине всё ещё играет подавляющее большинство инструментов, хотя многие уже представлены лишь ввиде обертнов и гармоник. Исключение составляют отдельные редкие, изначально отличающиеся ограниченным низкочастотным диапазоном, например туба (45-2000 Гц), которая заканчивает своё существование в верхней середине полностью.
- Верхняя середина (от 1200 Гц до 2400 Гц) представляет собой очень тонкий и требовательный участок диапазона, с которым необходимо обращаться бережно и осторожно. В этой области не так много основополагающих нот, составляющих фундамент звучания инструмента или голоса, зато большое количество обертонов и гармоник, благодаря которым звук окрашивается, приобретает резкость и яркий характер. Управляя этой областью частотного диапазона можно фактически играться окраской звучания, делая его либо живым, искрящимся, прозрачным и острым; или же наоборот суховатым, умеренным, но в тоже время более напористым и драйвовым.
- Нижние высокие (от 2400 Гц до 4800 Гц) — это зона/область повышенных искажений, которые, если присутствуют в тракте, обычны становятся заметными именно в данном отрезке. Так же нижние высокие наводняют различные гармоники инструментов и вокала, которые при этом несут вполне конкретную и важную роль в окончательном оформлении воссозданного искусственным путём музыкального образа. Нижние высокие несут в себе основную нагрузку высокочастотного диапазона. В звучании они проявляются по большей части остаточными и хорошо прослушиваемыми гармониками вокала (преимущественно женского) и не утихающими сильными гармониками некоторых инструментов, которые завершают образ последними штрихами естественной звуковой окраски.
Они же практически не несут в себе роль по части различения инструментов и узнавания голоса, хотя нижний верх остаётся крайне информативной и основополагающей областью. По сути, эти частоты очерчивают музыкальные образы инструментов и вокала, они обозначают их присутствие. В случае провала нижнего высокого отрезка частотного диапазона речь станет сухой, безжизненной и незавершённой, примерно тоже самое происходит с инструментальными партиями — теряется яркость, искажается сама суть источника звука, он становится отчётливо незавершённым и недооформленным.В любой нормальной аудиосистеме роль высоких частот принимает на себя отдельный динамик под названием твитер (высокочастотный). Обычно небольшой по размеру, он нетребователен к подводимой мощности (в разумных пределах) по аналогии с серединой и в особенности НЧ секции, однако так же предельно важен для того, чтобы звук играл правильно, реалистично и как минимум красиво. Твитер охватывает весь слышимый высокочастотный диапазон от 2000-2400 Гц до 20000 Гц. В случае с высокочастотными динамиками, почти по аналогии с СЧ секцией, очень важно правильное физическое расположение и направленность, поскольку твитеры максимально задействованы не только в формировании звуковой сцены, но так же и в процессе её тонкой настройки.
При помощи твитеров можно во многом управлять сценой, приближать/отдалять исполнителей, менять форму и подачу инструментов, играться с окраской звучания и его яркостью. Как и в случае регулировки СЧ динамиков, на правильное звучание твитеров влияет практически всё, причём зачастую очень и очень чувствительно: поворот и наклон динамика, его расположение по вертикали и горизонтали, удалённость от близлежайших поверхностей и т.д. Однако, успех правильной настройки и привередливость ВЧ секции зависит от конструкции динамика и его диаграмы направленности.Инструменты, которые доигрывают до нижних высоких, они делают это преимущественно за счёт гармоник, а не основных нот. В остальном в диапазоне нижних высоких «живут» практически все те же, что были и в среднечастотном отрезке, т.е. практически все существующие. Тоже самое и с голосом, который особенно активен в нижних высоких частотах, особенную яркость и влияние можно услышать в женских вокальных партиях.
- Нижние высокие (от 2400 Гц до 4800 Гц) — это зона/область повышенных искажений, которые, если присутствуют в тракте, обычны становятся заметными именно в данном отрезке. Так же нижние высокие наводняют различные гармоники инструментов и вокала, которые при этом несут вполне конкретную и важную роль в окончательном оформлении воссозданного искусственным путём музыкального образа. Нижние высокие несут в себе основную нагрузку высокочастотного диапазона. В звучании они проявляются по большей части остаточными и хорошо прослушиваемыми гармониками вокала (преимущественно женского) и не утихающими сильными гармониками некоторых инструментов, которые завершают образ последними штрихами естественной звуковой окраски.
- Средние высокие (от 4800 Гц до 9600 Гц) Диапазон частот средних высоких зачастую считается пределом восприятия (например по медицинской терминологии), хотя на практике это не соответствует действительности и зависит как от индивидуальных особенностей человека, так и от его возраста (чем старше человек, тем сильнее порог восприятия снижается). В музыкальном тракте эти частоты дают ощущение чистоты, прозрачности, «воздушности» и некой субъективной завершённости.Фактически представленный отрезок диапазона сравним с повышенной чёткостью и детализацией звучания: если провала в среднем верхе нет, то источник звука хорошо локализуется мысленно в пространстве, концентрируется в определённой точке и выражается ощущением определённого расстояния; и наоборот, если ощущается нехватка нижнего верха, то чёткость звука словно размывается и образы теряются в пространстве, звук становится мутным, зажатым и синтетически нереалистичным. Соответственно, регулирование отрезка нижних высоких частот сопоставимо с возможностью виртуально «двигать» звуковую сцену в пространстве, т.е. отдалять или приближать её.
Частоты средних высоких в конечном счёте обеспечивают желанный эффект присутствия (точнее они довершают его в полной мере, т.к. основу эффекта составляют глубокие и проникновенные НЧ), благодаря этим частотам инструменты и голос становятся максимально реалистичными и достоверными. Так же про средние верха можно сказать, что они отвечают за детальность в звуке, за многочисленные мелкие нюансы и призвуки как в отношении инструментальной части, так и в вокальных партиях. Под конец отрезка средних высоких начинается «воздух» и прозрачность, которая так же может совершенно явственно ощущаться и оказывать влияние на восприятие.Несмотря на то, что звук уверенно сходит на спад, в этом отрезке диапазона всё ещё активны: мужской и женский вокал, бас-барабан (41-8000 Гц), томы (70-7000 Гц), малый барабан (100-10000 Гц), тарелки (190-17000 Гц), тромбон в форме воздушной поддержки (80-10000 Гц), труба (160-9000 Гц), фагот (60-9000 Гц), саксофон (56-1320 Гц), кларнет (140-15000 Гц), гобой (247-15000 Гц), флейта (240-14500 Гц), малая флейта (600-15000 Гц), виолончель (65-7000 Гц), скрипка (200-17000 Гц), арфа (36-15000 Гц), орган (20-7000 Гц), синтезатор (20-20000 Гц), литавры (60-3000 Гц).
- Средние высокие (от 4800 Гц до 9600 Гц) Диапазон частот средних высоких зачастую считается пределом восприятия (например по медицинской терминологии), хотя на практике это не соответствует действительности и зависит как от индивидуальных особенностей человека, так и от его возраста (чем старше человек, тем сильнее порог восприятия снижается). В музыкальном тракте эти частоты дают ощущение чистоты, прозрачности, «воздушности» и некой субъективной завершённости.Фактически представленный отрезок диапазона сравним с повышенной чёткостью и детализацией звучания: если провала в среднем верхе нет, то источник звука хорошо локализуется мысленно в пространстве, концентрируется в определённой точке и выражается ощущением определённого расстояния; и наоборот, если ощущается нехватка нижнего верха, то чёткость звука словно размывается и образы теряются в пространстве, звук становится мутным, зажатым и синтетически нереалистичным. Соответственно, регулирование отрезка нижних высоких частот сопоставимо с возможностью виртуально «двигать» звуковую сцену в пространстве, т.е. отдалять или приближать её.
- Верхние высокие (от 9600 Гц до 30000 Гц) очень сложный и для многих непонятный диапазон, обеспечивающий по большей части поддержку определённых инструментов и вокала. Верхние высокие преимущественно обеспечивают звуку характеристики воздушности, прозрачности, кристальности, некого порой трудноуловимого дополнения и окрашивания, которое может показаться несущественными и даже неслышимым многим людям, но при этом всё ещё несёт вполне определённый и конкретный смысл. При попытке построить звучание высокого класса «hi-fi» или даже «hi-end» диапазону верхних высоких частот уделяется самое пристальное внимание, т.к. справедливо считается, что в звуке нельзя потерять ни малейшей детали.
К тому же, помимо непосредственной слышимой части, область верхних высоких, плавно переходящая в ультразвуковые частоты, всё ещё может оказывать некое психологическое воздействие: даже если эти звуки не слышны отчётливо, но волны излучаются в пространство и могут восприниматься человеком, при этом больше на уровне формирования настроения. Так же они в конечном счёте влияют на качество звучания. В целом, эти частоты — наиболее тонкие и нежные во всём диапазоне, но они же ответственные за ощущение красоты, изящности, искристого послевкусия музыки. При нехватке энергии в диапазоне верхних высоких вполне реально ощутить дискомфорт и музыкальную недосказанность. В дополнении ко всему, капризный диапазон верхних высоких дарует слушателю ощущение пространственной глубины, словно погружения вглубь сцены и обволакивание звуком. Однако переизбыток насыщенности звука в обозначенном узком диапазоне может сделать звук излишне «песочным» и неестественно тонким.
При обсуждении диапазона верхних высоких частот стоит так же упомянуть про ВЧ динамик под названием «супертвитер», который представляет собой фактически расширенную конструктивно версию обычного твитера. Такой динамик разрабатывается с целью охвата бОльшего участка диапазона в верхнюю сторону. Если рабочий диапазон обычного твитера заканчивается на предполагаемой ограничительной отметке, выше которой человеческий слух теоретически не воспринимает звуковую информацию, т.е. 20 кГц, то супертвитер может поднимать эту границу до 30-35 кГц.Идея, преследуемая реализацией такого изощрённого динамика, весьма интересна и любопытна, она пришла из мира «hi-fi» и «hi-end», где считается, что в музыкальном тракте нельзя игнорировать никаие частоты и, даже если мы их напрямую не слышим, они всё-равно изначально присутствуют во время живого исполнения той или иной композиции, а значит косвенно могут оказывать какое-то влияние. Ситуация с супертвитером осложняется только тем, что не всякая аппаратура (источники звука/проигрыватели, усилители и т.п.) способны выводить сигнал в полном диапазоне, без обрезки частот сверху. Тоже самое справедливо и в отношении самой записи, которая зачастую делается с обрезкой частотного диапазона и потерей качества.
Примерно таким описанным выше образом выглядит разделение слышимого частотного диапазона на условные отрезки в реальности, с помощью деления легче понимать проблемы в звуковом тракте с целью их устранения или для выравнивания звучания. Несмотря на то, что каждый человек представляет себе какой-то исключительно свой и понятный только ему эталонный образ звука в соответствии только лишь со своими вкусовыми предпочтениями, характер изначального звучания стремится к равновесию, а точнее к усреднению всех звучащих частот. Поэтому правильный студийный звук всегда уравновешенный и спокойный, весь спектр звуковых частот в нём стремится к ровной линии на графике АЧХ (амплитудно-частотной характеристики). То же направление пытается реализовать бескомпромиссный «hi-fi» и «hi-end»: получить максимально ровное и сбалансированное звучание, без пиков и провалов на всём участке слышимого диапазона. Такой звук по характеру может показаться обычному неискушённому слушателю скучным и невыразительным, лишённым яркости и не представляющим интереса, однако именно он и является истинно правильным на самом деле, стремящийся к равновесию по аналогии с тем, как проявляют себя законы самой вселенной, в которой мы живём.
Так или иначе, желание воссоздать какой-то определённый характер звучания в рамках своей аудиосистемы лежит целиком и полностью на пристрастиях самого слушателя. Кому-то нравится звук с преобладающими мощными низами, другие любят повышенную яркость «задранных» верхов, третьи могут часами наслаждаться резковатым подчёркнутым в середине вокалом… Вариантов восприятия может быть огромное множество, а информация о частотном делении диапазона на условные отрезки как раз поможет любому желающему создать звук своей мечты, только теперь уже с более полным пониманием нюансов и тонкостей тех законов, которым подчиняется звук как физическое явление.
Понимание процесса насыщения теми или иными частотами звукового диапазона (наполнение его энергией на каждом из участков) на практике не только облегчит настройку любой аудиосистемы и сделает возможным построение сцены в принципе, но так же и даст бесценный опыт по оценке конкретного характера звучания. С опытом человек сможет моментально на слух определять недостатки звука, притом весьма точно описать проблемы в определённом участке диапазона и предположить возможное решение для улучшения звуковой картины. Корректировка звучания может проводится различными методами, где в качестве «рычагов» можно использовать эквалайзер, например, или же «играться» расположением и направлением динамиков — тем самым меняя характер ранних отражений волны, устраняя стоячие волны и т.п. Это уже будет «совсем другая история» и тема для отдельных статей.
Частотный диапазон человеческого голоса в музыкальной терминологии
Отдельно и обособленно в музыке отводится роль человеческому голосу в качестве вокальной партии, ведь природа этого явления воистину удивительна. Человеческий голос столь многогранен а диапазон его (в сравнении с музыкальными инструментами) наиболее широкий, за исключением некоторых инструментов, например фортепьяно. Более того, в разных возрастах человек может издавать различные по высоте звуки, в детском возрасте до ультразвуковых высот, во взрослом возрасте мужской голос вполне способен опускаться крайне низко. Тут, как и ранее, крайне важны индивидуальные особенности голосовых связок человека, т.к. встречаются люди, способные поражать своим голосом в диапазоне 5 октав!
Текущая музыкальная классификация делит голоса по возрасту и полу:
Детские
- Альт (низкий)
- Сопрано (высокий)
- Дискант (высокий у мальчиков)
Мужские
- Бас-профундо (сверхнизкий) 43.7-262 Гц
- Бас (низкий) 82-349 Гц
- Баритон (средний) 110-392 Гц
- Тенор (высокий) 132-532 Гц
- Тенор-альтино (сверхвысокий) 131-700 Гц
Женские
- Контральто (низкие) 165-692 Гц
- Меццо-сопрано (средние) 220-880 Гц
- Сопрано (высокие) 262-1046 Гц
- Колоратурное сопрано (сверхвысокий) 1397 Гц
Басы и верхние частоты в автоакустике: как подобрать сочетание | Новость
Что нужно знать о настройке частот в автоакустике
- Музыка в автомобиле — частый спутник любой поездки, поэтому было бы здорово добиться даже если не идеального, то хотя бы просто оптимального звучания.
- Бывает, что плохой звук является следствием брака самой колонки, тогда необходима диагностика и замена. Но часто можно добиться хорошего звучания с помощью правильной настройки частотного диапазона вашего автозвука.
- Восприятие человеческого уха охватывает частотный диапазон от 16 Гц до 20 кГц, а с возрастом верхняя планка еще и уменьшается. Условно его можно разделить на три части:
- Низкие частоты (НЧ) – до 500 Гц. По-другому называется бас, его воспроизводит специальный низкочастотный динамик – сабвуфер, устанавливаемый обычно сзади машины. В нижнем пределе (40-120 Гц) именно он заставляет все кругом гудеть и вибрировать.
- Средние частоты (СЧ) – 500 Гц — 5 кГц. Их проигрывают среднечастотные динамики, установленные впереди в двери. В этом диапазоне звучит человеческий голос, большинство музыкальных инструментов, поэтому можно сказать, что это самый важный диапазон.
- Высокие частоты (ВЧ) — выше 5 кГц. Это самый верхний уровень, его в автомобиле создает высокочастотный динамик – твитер, его иногда называют пищалка.
- Басы и верхние частоты должны сочетаться должным образом, это означает, что не должно быть перекоса в одну или другую сторону. Звуковой сигнал должен равномерно распределяться и давать на соответствующий тип динамика нужный частотный диапазон, это ключевая цель настройки автозвука.
- Эта цель достигается по-разному в зависимости от типа вашей автоакустики. Существует:
- Коаксиальная акустика. Включает в себя весь частотный диапазон на одном динамике, а значит, согласованное сочетание сигнала НЧ и ВЧ уже подобрано. Изменение сочетания частот возможно через эквалайзер на магнитоле, либо можно дополнительно установить сабвуфер или твитер.
- Компонентная акустическая система. Более громоздкая и состоит из разных динамиков, здесь не обойтись без настройки с помощью кроссовера. Это означает, что вы можете вручную определить срез частот и направить определенный частотный сигнал на каждый динамик.
- Таким образом, есть два способа влиять на сочетание частот: внутренний и внешний. Первый — через настройку автомагнитолы. А второй — через установку дополнительной автоакустики. Но все равно не обойтись без настройки.
Секреты настройки частот в магнитоле
- Практически любая магнитола предлагает следующие стандартные характеристики:
- LOUDNESS. Настройка тонкомпенсации, позволяет усилить НЧ и ВЧ на низком уровне громкости. Варианты регулировки следующие: MID (средний уровень усиления), LOW (слабый уровень усиления, подойдет если динамики и так достаточно мощные), HI (высокий уровень усиления, вы будете чувствовать полную глубину звучания даже на низкой громкости, подойдет если вы не любите громко слушать музыку) и OFF. На громкости прослушивания выше средней данная функция полностью незаметна.
- SUB. Это усиление сабвуфера. Тут могут быть три режима: REV (усилит сигнал), NOR (просто включит саб во общую систему), OFF (подойдет если не пользуетесь сабвуфером, чтобы не нагружать магнитолу). Тут же у магнитол часто есть доп. функция — сабвуфер контроль, с помощью которой устанавливается максимальное значение частоты, выдаваемой сабвуфером. Рекомендуется ставить оптимальные 50 или 63 Гц.
- HPF SETTINGS. High Pass Filter позволяет обрезать НЧ, чтобы избежать перегрузки. Также можно вырезать неприятно резонирующие частоты (выбирайте настройку на слух именно для вашей акустики).
- Самое главное при подборе сочетания частот — не допустить клиппового сигнала. Клиппинг — вариант искажения звучания, он возникает, когда мощь входящего сигнала превышает входные возможности устройства, выражается в гудении, шипении, треске. Например, вы слишком усилили высокие частоты, тогда диффузор твитера, технические характеристики которого не предназначены для таких нагрузок, начинает тормозить в крайних точках, кроме какофонии, это приводит к перегреву, в итоге ваши колонки просто сгорят.
Источник:
Как самостоятельно настроить автомобильную аудиосистему – Autostudio.com.ua
Если у вас все правильно подключено и установлено, сейчас самое время сосредоточиться на настройке автомобильной аудиосистемы. Хотите узнать, как получить максимальную отдачу от новой автомобильной аудиосистемы? Правильная настройка вашей аудиосистемы может иметь решающее значение, когда речь идет о качестве звука. Если у вас нет опыта настройки автомобильной аудиосистемы, стоит воспользоваться несколькими советами о том, как правильно выполнить настройку с первого раза.
Почему настройка так важна
Любая комбинация громкоговорителей, усилителей, ресиверов, сабвуферов и головных устройств может создавать шум, ключом здесь является организация звука. Тем не менее, организация звука основной установки может потребовать некоторых усилий и времени. К сожалению, существует слишком много систем, которые звучат не так хорошо, как могут, просто потому, что покупатель не потратил время на его настройку.
Сам процесс может занять час или два и состоит в том, чтобы возиться с отверткой и ручками, часто останавливая и слушая музыкальные детали и качество звука, и сосредотачиваясь на устранении статических помех и искажений, чтобы получить максимальную отдачу от вашей аудиосистемы. Время, потраченное на настройку аудиосистемы, определенно стоит тех бесконечных часов развлечений, которые вы получите от своей новой настройки.
Как повысить качество звука в стандартной системе
Как настроить базовую автомобильную систему? Эти базовые системы часто состоят из четырех колонок и встроенного головного устройства. Начните с включения стерео. Убедитесь, что регуляторы затухания, баланса, тембра и эквалайзера установлены в горизонтальное или среднее положение.
Запасные системы не включают топовые линейные компоненты, они в основном находятся в режиме ожидания до тех пор, пока вы не обновитесь. Несмотря на то, что они не обеспечивают наилучшего качества звука, при правильной настройке вы будете очень удивлены и впечатлены общей четкостью звука.
Включите песню, с которой вы действительно знакомы, которую вы слышали десятки раз. Таким образом, вы узнаете, как должна звучать песня. Песня, которую вы выберете, должна предложить множество звукового разнообразия. Много высоких нот, таких как медные духовые инструменты, флейты, множество средних звуков, таких как гитара и пианино, вокал, и много низких нот, таких как ударные и бас. Вы будете слушать эту песню снова и снова, чтобы проверить, какие изменения вам нужно внести.
Регулятор фейдера ресивера должен быть настроен до тех пор, пока музыка не выйдет только из передних динамиков. Затем настройте баланс справа налево, пока не будете удовлетворены результатами. Помните, где находится этот параметр. Далее, вы будете фокусироваться на контроле, пока музыка не будет звучать только через задние динамики. Вы захотите снова отрегулировать баланс справа налево к своим предпочтениям и иметь в виду, где находится этот параметр. Если настройки баланса для задних и передних динамиков совпадают, оставьте их. Если настройки отличаются, то стоит установить баланс для компромисса между этими двумя настройками.
Некоторые модели ресиверов дают возможность пользователям контролировать разные тоны между задними и передними динамиками. Если вы настраиваете тыловые динамики, гарантируя, что они немного меньше высоких частот, чем передние, музыка будет звучать так, как будто она идет спереди, даже если она включена.
Тональные качества также необходимо учитывать. Все ли там низкие, средние и высокие ноты? Эти звуки сбалансированы? Прежде чем пытаться отрегулировать его, определите, что не так с качеством звука.
Если ресивер имеет предустановки эквалайзера, обязательно попробуйте каждый из них, чтобы определить, оказывают ли они положительное влияние на качество и четкость звука. Вы можете легко настроить регуляторы среднего, высоких и низких частот, используя регуляторы эквалайзера, но это займет некоторое время и терпение.
В течение этого времени вы также можете слушать музыку разных жанров, чтобы добиться такой настройки, которая подойдет всем вашим музыкальным вкусам. В этой части вы должны быть готовы потратить около двадцати или тридцати минут на изменение настроек, чтобы получить идеальный звук.
Вы можете просматривать настройки эквалайзера, используя различные комбинации высоких частот, пресетов и усиления низких частот, пока ваша музыка не звучит правильно. Бас не должен звучать громко, он должен звучать полностью, не вызывая искажений. Максимумы не должны звучать пронзительно, они должны звучать четко.
Средний диапазон должен быть четким и плавным. Помните, что это время, которое вы потратите на настройку и прослушивание звука, будет стоить того позже.
Как видите, настройка автомобильной аудиосистемы не так сложна, как отнимает много времени. Возможно, вам придется поэкспериментировать с различными жанрами и звуками, чтобы избежать необходимости перенастройки вашей системы в будущем. Но пара часов, которые вы проводите в своей машине, чтобы убедиться, что ваши настройки звука идеальны, в конечном итоге окупятся. Конечно, если у вас достаточно простые настройки, можно ожидать некоторого искажения и громкости, но даже стандартную аудиосистему можно заставить звучать прилично. Позже вы всегда можете обновить компоненты по одному и добавить сабвуфер, если у вас есть бюджет и место.
Характеристики слуха человека – пороги и диапазоны слуха
Порог слуха
Порогом слуха человека называют минимальный уровень звука, который человек может воспринять. Эта характеристика является одной из основных.
От порога слуха зависит слуховая чувствительность: чем ниже порог слуха, тем выше слуховая чувствительность, и наоборот. Диапазон наибольшей чувствительности звука – от 1000 до 4000 Гц. Именно в этом промежутке находится информация о речевых сигналах. Пороги слуха на частоте 200 Гц выше на 35 дБ, а на 100 Гц — на 60 дБ, чем пороги слуха на частоте 1000 Гц.
Нормой считается порог слуха от -10 дБ до +10 дБ. В случаях нарушения слуха пороги могут быть разными – от 20 до 120 дБ.
Источник: введение в аудиологию и слухопротезирование И.В. Королева
Порог дискомфорта
Порогом дискомфорта называется уровень звука, вызывающий у человека неприятные ощущения. Нормой считается 100-110 дБ, и зависит она не только от состояния органа слуха, но и от возбудимости нервной системы в целом. У пациентов с нарушениями слуха порог дискомфорта, как правило, больше 110 дБ. Однако, у многих людей с сенсоневральной тугоухостью пороги дискомфорта такие же, как и у людей с нормальным слухом либо ниже – это явление называется рекруитмент, или «феномен усиленного нарастания громкости».
Болевой порог
Болевые ощущения в органе слуха, как правило, вызывает звук, составляющий 130-140 дБ. Кроме того, следует различать порог осязания и болевой порог – в первом случае человек чувствует только давление на барабанную перепонку (130 дБ), во втором – уже болевые ощущения (140 дБ). Порог дискомфорта людей с нарушениями слуха может отличаться от нормы, но болевой порог у всех всегда одинаковый.
Частотный диапазон слуха
Нормой для человека считается способность воспринимать звуки в частотном диапазоне от 20 до 20000 Гц. Звуки, частота которых выше 20000 Гц, называются ультразвуки, ниже 20 Гц – инфразвуки. Человек может воспринять ультразвук только если его источник приложить к костям черепа – это свойство иногда используется при диагностике нарушений слуха.
Источник: введение в аудиологию и слухопротезирование И.В. Королева
Подходя к исследованию слуха, звуковой частотный диапазон принято условно делить:
на низкие частоты — до 500 Гц;
на средние частоты — 500—3000 Гц;
на высокие частоты — 3000–8000 Гц;
на сверхвысокие частоты — выше 8000 Гц
Динамический диапазон слуха
Динамическим диапазоном слуха называется совокупность уровней звука, которые человек способен воспринимать, в норме это 130 дБ. Разница между самым тихим и самым громким звуком, воспринимаемым человеческим ухом (до осязаемых или болевых порогов), велика – последний выше примерно в 1013 раз.
В аудиологии динамическим диапазоном слуха именуют диапазон от порога слуха человека до порога его дискомфорта.
Как динамический, так и частотный диапазон у людей с нарушениями слуха может отличаться от нормы.
Дифференциальный порог слуха
Минимальные различия по частоте, интенсивности или длительности звука, воспринимаемые человеческим слухом, называются дифференциальным порогом слуха.
Именно способность обнаруживать минимальные различия между звуками позволяет нам воспринимать речь. Интенсивность и частота дифференциального порога слуха зависит от длительности, уровня и частоты звука. Нормой для человека считается 1–1,5 дБ по интенсивности на частотах 500–4000 Гц при уровне звука 40 дБ.
Причина плохого восприятия речи людьми с нарушениями слуха кроется в увеличении у них дифференциального порога слуха – они просто перестают воспринимать мелкие различия между речевыми звуками.
Бинауральный слух
Способность человека воспринимать звук двумя ушами и обрабатывать поступившие сигналы в соответствующих симметричных слуховых центрах мозга называется бинауральным слухом. Данное свойство обеспечивает так называемый процесс бинаурального слияния – это когда различные по своим характеристикам звуки, поступающие в правое и левое уши человека, воспринимаются слуховой системой человека как единый и цельный слуховой образ. Кроме того, благодаря сравнению звуков, поступающих в правое и левое ухо, слуховая система определяет, где находится источник звука.
Именно бинауральный слух позволяет нам воспринимать речь в шумных условиях – происходит так называемый эффект «бинаурального освобождения от маскировки».
Статья о бинауральном протезировании.
Источник: введение в аудиологию и слухопротезирование И.В. Королева
Слуховая адаптация
Как и остальные сенсорные системы организма человека, слуховая система способна адаптироваться ко внешним условиям. Это проявляется во временном понижении чувствительности за счёт повышения порогов слуха в случаях излишнего звукового воздействия. Благодаря этой способности слуховая система защищает себя от повреждений.
Порог слуха повышается от любого воздействия звука, превышающего этот порог на 10-20 дБ. В случаях кратковременного воздействия звука не выше 80-90 дБ и повышение порога будет кратковременным. При более интенсивном воздействии и повышение порогов слуха будет длиться дольше – до нескольких минут. После прекращения звукового воздействия пороги слуха постепенно возвращаются в исходное состояние.
Объяснение звукового спектра— Научи меня аудио
Аудиоспектр — это звуковой диапазон частот, в котором люди могут слышать, и составляет от 20 Гц до 20 000 Гц.
Диапазон звукового спектра составляет от 20 Гц до 20 000 Гц и может быть эффективно разбит на семь различных частотных полос, каждая из которых оказывает различное влияние на общий звук.
Семь частотных диапазонов:
Sub Bass: от 20 до 60 Гц
Рисунок 1 — Частотный диапазон суббаса; От 20 до 60 ГцСуббас обеспечивает первые используемые низкие частоты на большинстве записей.
Глубокие басы, воспроизводимые в этом диапазоне, обычно больше ощущаются, чем слышны, обеспечивая ощущение мощи.
Многие инструменты не могут войти в этот частотный диапазон, за исключением нескольких инструментов с тяжелым басом, таких как бас-гитара, у которой самая низкая достижимая высота тона 41 Гц. Сложно услышать суббасовый диапазон на низкой громкости из-за кривых Флетчера-Мансона .
Рекомендуется, чтобы в этой области не применялось усиление эквалайзера или применялось очень небольшое усиление эквалайзера без использования очень высококачественных мониторных динамиков.
Слишком сильное усиление диапазона низких частот может сделать звук излишне мощным, тогда как слишком сильное срезание ослабит и сделает звук более тонким.
Пример синусоиды при 50 Гц
Ваш браузер не поддерживает аудио элементы.
Низкие частоты: от 60 до 250 Гц
Рисунок 2 — Диапазон низких частот; От 60 до 250 ГцДиапазон bass определяет, насколько толстым или тонким будет звук. Основные ноты ритма сосредоточены в этой области.Большинство басовых сигналов в современных музыкальных треках лежат в области 90-200 Гц. Частоты около 250 Гц могут добавить ощущение тепла басам без потери четкости.
Слишком сильное усиление в области низких частот приводит к гулкому звуку музыки.
Пример синусоидальной волны при 100 Гц
Ваш браузер не поддерживает аудио элементы.
Низкочастотный диапазон: от 250 до 500 Гц
Рисунок 3 — Нижний среднечастотный диапазон; От 250 до 500 ГцНизкочастотный диапазон содержит низшие гармоники большинства инструментов и обычно рассматривается как диапазон присутствия низких частот.
Усиление сигнала около 300 Гц добавляет ясности басу и инструментам с нижними струнами. Слишком сильное усиление около 500 Гц может сделать звучание высокочастотных инструментов приглушенным.
Помните, что многие песни могут звучать мутно из-за избытка энергии в этой области.
Пример синусоиды при 300 Гц
Ваш браузер не поддерживает аудио элементы.
Среднечастотный диапазон: от 500 Гц до 2 кГц
Рисунок 4 — Среднечастотный диапазон; От 500 Гц до 2 кГцСреднечастотный диапазон определяет, насколько важен инструмент в миксе.Повышение частоты до 1000 Гц может придать инструментам качество рупора. Избыточная мощность в этом диапазоне может казаться жесткой и может вызвать утомление ушей. При повышении в этой области будьте очень осторожны, особенно с вокалом. Ухо особенно чувствительно к звучанию человеческого голоса и его частотному охвату.
Пример синусоиды при 1000 Гц
Ваш браузер не поддерживает аудио элементы.
Верхние средние частоты: от 2 до 4 кГц
Рисунок 5 — Верхний среднечастотный диапазон; От 2 до 4 кГцЧеловеческий слух чрезвычайно чувствителен на высоких и средних частотах , с малейшим усилением здесь, что приводит к огромному изменению тембра звука.
Верхняя середина отвечает за атаку ударных и ритм-инструментов. Если увеличить этот диапазон, можно добавить присутствие. Однако слишком большое усиление в диапазоне 3 кГц может вызвать утомление при прослушивании.
Вокал наиболее заметен в этом диапазоне, так что, как и в случае с средними частотами, будьте осторожны при усилении.
Пример синусоидальной волны при 3000 Гц
Ваш браузер не поддерживает аудио элементы.
Присутствие: от 4 кГц до 6 кГц
Рисунок 6 — Частотный диапазон присутствия; От 4 кГц до 6 кГцДиапазон Presence отвечает за четкость и четкость звука.Это диапазон, на котором большинство домашних стереосистем сосредотачивают свой контроль высоких частот.
Чрезмерное усиление может вызвать раздражающий резкий звук. Обрезка в этом диапазоне делает звук более отдаленным и прозрачным.
Пример синусоиды при 5000 Гц
Ваш браузер не поддерживает аудио элементы.
Brilliance: от 6 кГц до 20 кГц
Рисунок 7 — Частотный диапазон яркости; От 6 кГц до 20 кГцДиапазон brilliance полностью состоит из гармоник и отвечает за искрение и воздушность звука.Повышение частоты около 12 кГц делает звук записи более Hi-Fi.
Будьте осторожны с усилением в этой области, так как это может усилить шипение и вызвать утомление ушей.
Пример синусоидальной волны при 10000 Гц
Ваш браузер не поддерживает аудио элементы.
Сводная таблица
Диапазон частот | Значения частот |
---|---|
Саббас | от 20 до 60 Гц |
Бас | от 60 до 250 Гц |
Низкие средние частоты | от 250 до 500 Гц |
Средние частоты | от 500 Гц до 2 кГц |
Верхние средние частоты | от 2 до 4 кГц |
Присутствие | от 4 до 6 кГц |
Brilliance | от 6 до 20 кГц |
Учебное пособие по физике: высота и частота
Звуковая волна, как и любая другая волна, вводится в среду вибрирующим объектом.Вибрирующий объект является источником возмущения, которое движется в среде. Вибрирующий объект, который создает помехи, может быть голосовыми связками человека, вибрирующей струной и декой гитары или скрипки, вибрирующими зубцами камертона или вибрирующей диафрагмой радиодинамика. Независимо от того, какой вибрирующий объект создает звуковую волну, частицы среды, в которой движется звук, колеблются в возвратно-поступательном движении с заданной частотой .Частота волны относится к тому, как часто частицы среды вибрируют, когда волна проходит через среду. Частота волны измеряется как количество полных возвратно-поступательных колебаний частицы среды за единицу времени. Если частица воздуха совершит 1000 продольных колебаний за 2 секунды, то частота волны будет 500 колебаний в секунду. Обычно используемой единицей измерения частоты является Герц (сокращенно Гц), где
1 Гц = 1 вибрация в секундуКогда звуковая волна движется через среду, каждая частица среды колеблется с одной и той же частотой.Это разумно, поскольку каждая частица вибрирует из-за движения своего ближайшего соседа. Первая частица среды начинает колебаться, скажем, с частотой 500 Гц, а вторая частица начинает колебательное движение с той же частотой 500 Гц. Вторая частица начинает колебаться с частотой 500 Гц и, таким образом, приводит третью частицу среды в колебательное движение с частотой 500 Гц. Процесс продолжается во всей среде; каждая частица колеблется с одинаковой частотой. И, конечно же, частота, с которой вибрирует каждая частица, такая же, как частота исходного источника звуковой волны.Впоследствии гитарная струна, вибрирующая с частотой 500 Гц, будет вызывать вибрацию частиц воздуха в комнате с той же частотой 500 Гц, которая передает звуковой сигнал к уху слушателя, который определяется как звуковая волна с частотой 500 Гц.
Возвратно-поступательное колебательное движение частиц среды — не единственное наблюдаемое явление, происходящее на данной частоте. Поскольку звуковая волна представляет собой волну давления, детектор можно использовать для обнаружения колебаний давления от высокого давления к низкому и обратно к высокому давлению.Когда сжатие (высокое давление) и разрежение (низкое давление) движутся через среду, они будут достигать детектора с заданной частотой. Например, сжатие достигло бы детектора 500 раз в секунду, если бы частота волны была 500 Гц. Точно так же разрежение достигло бы детектора 500 раз в секунду, если бы частота волны была 500 Гц. Частота звуковой волны относится не только к количеству возвратно-поступательных колебаний частиц в единицу времени, но также к количеству сжатий или разрежений, которые проходят через данную точку за единицу времени.Детектор может использоваться для определения частоты этих колебаний давления в течение заданного периода времени. Типичный выходной сигнал такого детектора представляет собой график зависимости давления от времени, как показано ниже.
Поскольку график зависимости давления от времени показывает колебания давления во времени, период звуковой волны можно определить путем измерения времени между последовательными точками высокого давления (соответствующих сжатию) или времени между последовательными точками низкого давления (соответствующего разрежения).Как обсуждалось в предыдущем разделе, частота — это просто величина, обратная периоду. По этой причине звуковая волна с высокой частотой будет соответствовать графику зависимости давления от времени с небольшим периодом, то есть графику, соответствующему небольшому промежутку времени между последовательными точками высокого давления. И наоборот, звуковая волна с низкой частотой будет соответствовать графику зависимости давления от времени с большим периодом, то есть графику, соответствующему большому промежутку времени между последовательными точками высокого давления.На приведенной ниже диаграмме показаны два графика зависимости давления от времени, один из которых соответствует высокой частоте, а другой — низкой.
Частота, высота звука и человеческое восприятие Уши человека (и других животных) — это чувствительные детекторы, способные обнаруживать колебания давления воздуха, воздействующие на барабанную перепонку. Механизм обнаружения уха будет обсужден позже в этом уроке. На данный момент достаточно сказать, что человеческое ухо способно обнаруживать звуковые волны с широким диапазоном частот, от примерно 20 Гц до 20 000 Гц.Любой звук с частотой ниже слышимого диапазона слышимости (т.е. менее 20 Гц) известен как инфразвук , а любой звук с частотой выше слышимого диапазона слышимости (т.е. более 20 000 Гц) известен как УЗИ . Не только люди способны обнаруживать широкий диапазон частот. Собаки могут определять частоты от 50 до 45 000 Гц. Кошки могут определять частоты от 45 до 85 000 Гц.Летучие мыши, будучи ночными существами, должны полагаться на звуковую эхолокацию для навигации и охоты. Летучие мыши могут определять частоты до 120 000 Гц. Дельфины могут определять частоты до 200 000 Гц. В то время как собаки, кошки, летучие мыши и дельфины обладают необычной способностью обнаруживать ультразвук, слон обладает необычной способностью обнаруживать инфразвук, имея слышимый диапазон от приблизительно 5 Гц до приблизительно 10 000 Гц.
Ощущение частоты обычно называют высотой звука .Звук высокого тона соответствует звуковой волне высокой частоты, а звук низкого тона соответствует звуковой волне низкой частоты. Удивительно, но многие люди, особенно музыкально обученные, способны обнаруживать разницу в частоте между двумя отдельными звуками, составляющую всего 2 Гц. Когда одновременно воспроизводятся два звука с разностью частот более 7 Гц, большинство людей способны обнаружить наличие сложной волновой структуры, возникающей в результате интерференции и наложения двух звуковых волн.Определенные звуковые волны при одновременном воспроизведении (и прослушивании) производят особенно приятное ощущение при прослушивании; говорят, что это согласных . Такие звуковые волны составляют основу интервалов в музыке. Например, любые два звука, частоты которых составляют 2: 1, считаются разделенными октавой и вызывают особенно приятные ощущения при прослушивании. То есть две звуковые волны звучат хорошо при совместном воспроизведении, если один звук в два раза превышает частоту другого.Точно так же два звука с соотношением частот 5: 4, как говорят, разделены интервалом в трети ; такие звуковые волны также хорошо звучат, когда играют вместе. Примеры других интервалов звуковых волн и их соответствующих частотных соотношений приведены в таблице ниже.
Интервал | Коэффициент частот | Примеры |
Октава | 2: 1 | 512 Гц и 256 Гц |
В третьих | 5: 4 | 320 Гц и 256 Гц |
Четвертый | 4: 3 | 342 Гц и 256 Гц |
Пятая | 3: 2 | 384 Гц и 256 Гц |
Способность человека воспринимать высоту звука связана с частотой звуковой волны, попадающей в ухо.Поскольку звуковые волны, распространяющиеся в воздухе, являются продольными волнами, которые вызывают возмущения частиц воздуха при высоком и низком давлении на заданной частоте, ухо имеет способность обнаруживать такие частоты и связывать их с высотой звука. Но высота звука — не единственное свойство звуковой волны, обнаруживаемое человеческим ухом. В следующей части Урока 2 мы исследуем способность уха воспринимать интенсивность звуковой волны.
Каждая музыкальная нота связана с уникальной частотой.Два виджета ниже позволяют исследовать взаимосвязь между музыкальной нотой и соответствующей частотой.Проверьте свое понимание
1. Говорят, что две музыкальные ноты с соотношением частот 2: 1 разделены октавой. Музыкальная нота, отделенная на октаву от средней до (256 Гц), имеет частоту _____.
а.128 Гц
г. 254 Гц
г. 258 Гц
г. 345 Гц
e. ни один из этих
Понимание диапазона звуковых частот в звуковом дизайне
При создании аудиосистемы для дома, автомобиля, встроенного или портативного устройства всегда существует баланс между стоимостью, размером и качеством.Качество имеет много факторов, но один из них — способность системы воссоздавать весь необходимый диапазон звуковых частот. В этом блоге мы обсудим эти частоты и их различные подмножества, а также то, как они влияют на дизайн аудиокабелей. Это также прольет свет на то, когда требуются разные диапазоны звука, а когда они не используются в конечном приложении.
Что такое диапазон звуковых частот?
Обычно установленный диапазон звуковых частот составляет от 20 Гц до 20 000 Гц, хотя большинство людей могут слышать меньше, чем весь этот диапазон, и по мере взросления диапазон имеет тенденцию сокращаться на обоих концах.Связь между музыкой и звуковой частотой заключается в том, что каждый раз, когда вы поднимаетесь на октаву, вы удваиваете частоту. В пианино самая низкая нота, A, составляет примерно 27 Гц, тогда как самая высокая нота, C, составляет примерно 4186 Гц. Помимо этих основных частот, почти все, что создает звуки, также генерирует гармонические частоты, которые кратны более высоким частотам, но с меньшей амплитудой. Например, 27 Гц «А» на фортепиано также дает гармонику 54 Гц, которая намного тише, а также гармонику 81 Гц, которая еще тише, и так далее.Эти гармоники важны для высококачественных акустических систем, которые хотят точно воссоздать исходный источник.
Подмножества звуковых частот
В диапазоне звуковых частот от 20 Гц до 20 кГц существует семь подмножеств частот, используемых для определения диапазонов, которые могут быть использованы при разработке систем для записи или воспроизведения.
Саббас | от 16 до 60 Гц | Это нижний музыкальный диапазон — в эту категорию попадают вертикальный бас, туба, бас-гитара в нижнем диапазоне. |
Бас | от 60 до 250 Гц | Это нормальный голосовой диапазон |
Нижние средние частоты | от 250 до 500 Гц | В нижней части среднего диапазона находятся типичные медные духовые инструменты и средние деревянные духовые инструменты, такие как альт-саксофон и средний диапазон кларнета |
Средние частоты | от 500 Гц до 2 кГц | Название может быть среднечастотным, но оно относится к верхнему пределу основных частот, создаваемых большинством музыкальных инструментов.Здесь можно найти такие инструменты, как скрипка и пикколо |
Высокие средние частоты | от 2 до 4 кГц | Как уже упоминалось, гармоники кратны основной частоте, поэтому, если ожидать, что основы для трубы будут в нижнем среднем диапазоне, можно ожидать, что гармоника будет в 2, 3 и 4 раза больше основной частоты, что поместите их в этот диапазон |
Присутствие | от 4 до 6 кГц | Здесь находятся гармоники для скрипки и пикколо |
Brilliance | от 6 до 20 кГц | Выше 6 кГц звуки становятся больше похожими на хныканье и свист, потому что они очень высокие.В этом диапазоне присутствуют свистящие звуки (нежелательный свист при иногда произнесении ‘s’) и гармоники для определенных перкуссионных звуков, таких как тарелки |
График АЧХ
Отличный способ увидеть, как динамик, зуммер или микрофон могут воспроизводить эти разные частоты, — это диаграмма частотной характеристики. Как правило, зуммеры имеют более узкий частотный диапазон, потому что они предназначены только для вывода слышимого тона, тогда как динамики предлагают более широкий диапазон для воссоздания звуков и голоса.
Когда дело доходит до динамиков, зуммеров и других устройств вывода, ось Y на диаграмме частотной характеристики находится в дБ SPL или децибелах уровня звукового давления (грубо интерпретируемого как громкость). Для микрофонов, поскольку они обнаруживают, а не производят звук, по оси Y измеряется чувствительность в дБ. В приведенном ниже примере обратите внимание, что по оси X отложена частота (в логарифмической шкале), а поскольку по оси Y отложено звуковое давление в дБ, известно, что эта диаграмма предназначена для динамика или другого устройства вывода. Помните, что децибелы также являются логарифмическими, поэтому оси x и y являются логарифмическими.
Пример кривой частотной характеристикиНа этой диаграмме показано, сколько дБ звукового давления будет произведено при постоянной потребляемой мощности на разных частотах. В этом случае выходной сигнал довольно ровный, с резким падением ниже 70 Гц и более мелким падением выше 20 кГц. Это означает, что это аудиоустройство с той же входной мощностью будет производить примерно такой же уровень звукового давления в диапазоне от 70 Гц до 20 кГц, но будет производить значительно меньший уровень звукового давления за пределами этих границ.
Есть также частотные диаграммы с более преувеличенными пиками и провалами, указывающими точки, где резонанс усиливает выходной сигнал или что-то заглушает выходной сигнал. На примере динамика CSS-50508N от CUI Devices на рисунке ниже показан более типичный профиль динамика. Из таблицы данных резонансная частота составляет 380 Гц ± 76 Гц, которая коррелирует с первым пиком, за которым следует большой провал между 600 и 700 Гц. Однако у него ровный отклик в диапазоне от 800 Гц до 3 кГц. Поскольку размер этого динамика составляет всего 41 мм x 41 мм, можно было ожидать, что он не будет воспроизводить низкие частоты так же, как более высокие частоты, и это подтверждается графиком.Затем эту информацию может использовать инженер-конструктор, чтобы гарантировать, что динамик сможет воспроизводить заданные частоты.
Кривая частотной характеристики с более типичными пиками и проваламиДиапазон звуковых частот и конструкция корпуса
После того, как мы рассмотрели основы звуковой частоты, как диапазон звуковых частот влияет на выбор или дизайн корпуса? На практике диапазон звука влияет на дизайн корпуса по-разному.
Размер динамика и корпуса
Громкоговоритель меньшего размера может двигаться быстрее, поэтому он может более точно воспроизводить более высокие частоты, уменьшая при этом нежелательные гармоники.Как указано в нашем блоге о разработке корпусов для микро-динамиков, меньший динамик также означает соответственно меньший корпус, что позволяет сэкономить место и снизить затраты на материалы.
Для создания такого же уровня звукового давления в дБ на чрезвычайно низких частотах необходима диафрагма большего размера для перемещения достаточного количества воздуха. Это происходит из-за присущих ему проблем с перемещением достаточного количества воздуха для достижения того же воспринимаемого уровня звукового давления в дБ SPL, что и для высоких частот. С другой стороны, увеличенный вес диафрагмы большего размера не представляет большой проблемы на низких частотах, где она движется намного медленнее.
Резонанс
Большинство объектов имеют резонансную частоту — или частоту, на которой объект, естественно, хочет вибрировать. Например, гитарная струна, когда ее выщипывают, будет вибрировать на своей резонансной частоте. Если бы вы играли на резонансной частоте с помощью динамика рядом с гитарной струной, она бы начала вибрировать и со временем увеличивалась по амплитуде. То же самое происходит с другими объектами, а в отношении звука может вызывать нежелательные хрипы и гудение у окружающих объектов.Наш блог о резонансе и резонансной частоте освещает эту тему более подробно.
При проектировании корпуса необходимо убедиться, что у самого корпуса нет собственной резонансной частоты в том же диапазоне, что и ожидаемый выходной аудиосигнал, иначе сам динамик будет иметь как нелинейный выход, так и нежелательные гармоники. В то же время, в зависимости от области применения, иногда требуется регулирование резонанса коробки или расширение резонансного диапазона.
Материалы
Конструкция динамиков и микрофонов представляет собой интересный баланс частей, которые должны оставаться неподвижными, изгибаться и оставаться неподвижными во время движения.В частности, для динамиков диффузор или диафрагма должны быть как можно более легкими, чтобы быстро реагировать, но также должны быть как можно более жесткими, чтобы они могли двигаться без деформации. Чаще всего в динамиках CUI Devices используются бумага и майлар. Они оба очень легкие и жесткие, но майлар, являясь разновидностью пластика, также устойчив к влаге и влажности. Также есть резина, которая соединяет диафрагму с рамой. Он должен быть прочным, чтобы выдерживать экстремальные движения без поломки, а также быть максимально гибким, чтобы не мешать движению конуса.
Общая конструкция динамикаЭтот компромисс между чувствительностью, частотным диапазоном, надежностью и диапазоном звукового давления также применим к материалам микрофона. Микрофоны могут быть простыми электретными или МЭМС-микрофонами с достаточной, но ограниченной частотой и чувствительностью, но с прочностью, небольшими размерами и низким энергопотреблением. На противоположном конце спектра ленточные микрофоны, в которых в качестве диафрагмы используется тонкая металлическая лента, известны своей чувствительностью и диапазоном частот. В качестве компромисса они настолько хрупки, что их нельзя использовать для многих ударных инструментов, и их нельзя носить без крышки, чтобы не порвать диафрагму.
Требуемые компромиссы, помимо стоимости различных материалов, различаются для разных диапазонов звука. Акустические системы нижнего диапазона не должны беспокоиться о весе диффузора, но им потребуются подвески, способные к большему количеству движений.
Тип материала, из которого изготовлен корпус, также влияет на резонанс и звукопоглощение. При проектировании корпуса, основная роль которого заключается в гашении сдвинутого по фазе звука, генерируемого сзади, инженеру понадобится материал, который эффективно поглощает звуки.Это более важно для низкочастотного звука, который труднее заглушить.
Окончательные соображения по проектированию диапазона звуковых частот
Важно отметить, что очень немногие системы и ни один отдельный динамик и корпус не предлагают полный диапазон звука с любым уровнем точности. В частности, для экстремальных частот требуются специальные динамики и кожухи, но для действительно точного воспроизведения необходим баланс динамиков в каждом диапазоне, который настроен для создания максимально линейного выхода.
Поскольку частота меняется, требуются разные подходы к дизайну и материалам.Во-вторых, для большинства приложений такой уровень точности не требуется, и линейный выходной сигнал может оказаться нежелательным. Например, телефон должен охватывать только базовый голосовой диапазон человека, и даже при удвоении или утроении частотного диапазона для учета гармоник он все равно сильно отстает от диапазона от 20 Гц до 20 кГц. Другим примером могут быть приложения для уведомлений или безопасности, которым требуется только гудение, трель или визг в очень небольшом частотном диапазоне, но с различными уровнями звукового давления.Для этих конструкций хорошим вариантом являются зуммеры или сирены, которые смещают компромисс от частотного диапазона к стоимости, размеру, мощности и громкости.
В конечном счете, только человек может быть осведомлен обо всех ограничениях своего проекта, и принятие решений о компромиссах является важной частью работы инженера и дизайнера.
Заключение
Диапазон звуковых частот — это большая, но не единственная часть дизайна и выбора компонентов, включая динамики, зуммеры, корпуса и микрофоны.Фундаментальное понимание этого диапазона, того, что он подразумевает в приложениях для записи или воспроизведения, и как они связаны с физическими ограничениями и ограничениями всего оборудования, связанного со звуком, будет влиять на процесс проектирования. Широкий спектр аудиокомпонентов от CUI Devices предоставит решения для множества различных приложений с разными частотными диапазонами.
Дополнительные ресурсы
У вас есть комментарии к этому сообщению или темам, которые вы хотели бы, чтобы мы освещали в будущем?
Отправьте нам письмо по адресу cuiinsights @ cuidevices.ком
Слух | Физика
Цели обучения
К концу этого раздела вы сможете:
- Определите слух, высоту, громкость, тембр, ноту, тон, фон, ультразвук и инфразвук.
- Сравните громкость с частотой и интенсивностью звука.
- Определите структуры внутреннего уха и объясните, как они связаны с восприятием звука.
Рис. 1. Слух позволяет этому вокалисту, его группе и его поклонникам наслаждаться музыкой. (кредит: Вест-Пойнт по связям с общественностью, Flickr)
Человеческое ухо обладает огромным диапазоном и чувствительностью. Он может дать нам множество простой информации, такой как высота тона, громкость и направление. И по его входу мы можем определить качество музыки и нюансы выраженных эмоций. Как наш слух связан с физическими качествами звука и как работает слуховой механизм?
Слух — это восприятие звука.(Восприятие обычно определяется как осознание посредством органов чувств, обычно круговое определение процессов более высокого уровня в живых организмах.) Нормальный человеческий слух охватывает частоты от 20 до 20 000 Гц, впечатляющий диапазон. Звуки ниже 20 Гц называются инфразвук , а звуки выше 20000 Гц — ультразвук . Ни то, ни другое не воспринимается ухом, хотя иногда инфразвук может ощущаться как вибрация. Когда мы слышим низкочастотные колебания, такие как звуки трамплина, мы слышим отдельные колебания только потому, что в каждой из них есть более высокочастотные звуки.У других животных диапазон слуха отличается от человеческого. Собаки могут слышать звуки с частотой до 30 000 Гц, тогда как летучие мыши и дельфины могут слышать звуки с частотой до 100 000 Гц. Возможно, вы заметили, что собаки реагируют на звук собачьего свистка, который производит звук за пределами человеческого слуха. Известно, что слоны реагируют на частоты ниже 20 Гц.
Восприятие частоты называется шагом . У большинства из нас отличный относительный слух, что означает, что мы можем сказать, имеет ли один звук частоту, отличную от другой.Обычно мы можем различать два звука, если их частоты различаются на 0,3% или более. Например, 500,0 и 501,5 Гц заметно отличаются. Восприятие высоты звука напрямую связано с частотой и не сильно зависит от других физических величин, таких как интенсивность. Музыкальные ноты — это особые звуки, которые могут воспроизводиться большинством инструментов, и в западной музыке они имеют определенные названия. Комбинации нот составляют музыку. Некоторые люди могут определять музыкальные ноты, такие как ля-диез, до или ми-бемоль, просто слушая их.Эта необычная способность называется абсолютным слухом.
Ухо очень чувствительно к звукам низкой интенсивности. Самая низкая слышимая интенсивность или порог составляет около 10 −12 Вт / м 2 или 0 дБ. На короткое время можно терпеть до 10 12 более интенсивных звуков. Очень немногие измерительные устройства способны проводить наблюдения в диапазоне до триллиона. Восприятие интенсивности называется громкостью . На данной частоте можно различить разницу примерно в 1 дБ, а изменение на 3 дБ легко заметить.Но громкость связана не только с интенсивностью. Частота оказывает большое влияние на то, насколько громким кажется звук. Ухо имеет максимальную чувствительность к частотам в диапазоне от 2000 до 5000 Гц, поэтому звуки в этом диапазоне воспринимаются как более громкие, чем, скажем, с частотой 500 или 10000 Гц, даже если все они имеют одинаковую интенсивность. Звуки, близкие к верхним и нижним частотам диапазона слышимости, кажутся еще менее громкими, потому что ухо еще менее чувствительно на этих частотах. В таблице 1 представлена зависимость восприятия человеческого слуха от физических величин.
Таблица 1. Звуковое восприятие | |
---|---|
Восприятие | Физическое количество |
Шаг | Частота |
Громкость | Интенсивность и частота |
Тембр | Число и относительная интенсивность множественных частот. Тонкое мастерство приводит к нелинейным эффектам и большему количеству деталей. |
Примечание | Базовая музыкальная единица с определенными названиями, объединенная для создания мелодий |
Тон | Число и относительная интенсивность множественных частот. |
Когда скрипка играет среднюю до, ее нельзя спутать с фортепиано, играющим ту же ноту. Причина в том, что каждый инструмент производит особый набор частот и интенсивности. Мы называем наше восприятие этих комбинаций частот и интенсивностей тоном качеством, или чаще тембром звука. Коррелировать восприятие тембра с физическими величинами труднее, чем с восприятием громкости или высоты тона. Тембр более субъективен.Для описания тембра звука используются такие термины, как тусклый, яркий, теплый, холодный, чистый и богатый. Таким образом, рассмотрение тембра приводит нас в сферу психологии восприятия, где доминируют процессы более высокого уровня в мозге. Это верно для других восприятий звука, таких как музыка и шум. Мы не будем углубляться в них; скорее, мы сосредоточимся на вопросе восприятия громкости.
Устройство, называемое phon , используется для численного выражения громкости.Фон отличается от децибел, потому что фон — это единица восприятия громкости, а децибел — это единица физической интенсивности. На рисунке 2 показана зависимость громкости от интенсивности (или уровня интенсивности) и частоты для людей с нормальным слухом. Изогнутые линии — это кривые равной громкости. Каждая кривая помечена своей громкостью в телефонах. Любой звук по заданной кривой будет восприниматься обычным человеком как одинаково громкий. Кривые были определены путем сравнения большого числа людей громкости звуков на разных частотах и уровней интенсивности.При частоте 1000 Гц фононы численно считаются равными децибелам. Следующий пример помогает проиллюстрировать, как использовать график:
Рис. 2. Зависимость громкости в телефонах от уровня интенсивности (в децибелах) и интенсивности (в ваттах на квадратный метр) для людей с нормальным слухом. Изогнутые линии представляют собой кривые равной громкости — все звуки на данной кривой воспринимаются одинаково громкими. Фоны и децибелы считаются одинаковыми на частоте 1000 Гц.
Пример 1. Измерение громкости: зависимость громкости от уровня интенсивности и частоты
- Какова громкость звука 100 Гц с уровнем интенсивности 80 дБ?
- Каков уровень интенсивности в децибелах звука с частотой 4000 Гц и громкостью 70 фононов?
- При каком уровне интенсивности звук 8000 Гц будет иметь такую же громкость, как звук 200 Гц при 60 дБ?
Стратегия для части 1
Для решения этого примера необходимо обратиться к графику на Рисунке 2.Чтобы определить громкость данного звука, вы должны знать его частоту и уровень интенсивности и найти эту точку на квадратной сетке, а затем выполнить интерполяцию между кривыми громкости, чтобы получить громкость в фононах.
Решение для Части 1
Определить известных:
- Квадратная сетка на графике, связывающем фоны и децибелы, представляет собой график зависимости уровня интенсивности от частоты — обеих физических величин.
- 100 Гц при 80 дБ находится на полпути между кривыми, обозначенными 70 и 80 фонами.
Найдите громкость: 75 телефонов.
Стратегия для части 2
Для решения этого примера необходимо обратиться к графику на Рисунке 2. Чтобы определить уровень интенсивности звука, необходимо знать его частоту и громкость. Как только эта точка будет найдена, уровень интенсивности можно определить по вертикальной оси.
Решение для Части 2
Определить известных; Приведены значения 4000 Гц при 70 телефонах.
Следуйте 70-фоновой кривой, пока она не достигнет 4000 Гц.В этот момент он ниже линии 70 дБ примерно на 67 дБ.
Найдите уровень интенсивности: 67 дБ
Стратегия для части 3
Для решения этого примера необходимо обратиться к графику на Рисунке 2.
Решение для части 3
Найдите точку для звука 200 Гц и 60 дБ. Найдите громкость: эта точка находится чуть выше 50-фонной кривой, поэтому ее громкость составляет 51 фон. Ищите 51-фоновый уровень на 8000 Гц: 63 дБ.
Обсуждение
Эти ответы, как и вся информация, извлеченная из рисунка 2, имеют погрешности в несколько фононов или несколько децибел, отчасти из-за трудностей интерполяции, но в основном связанные с погрешностями в кривых равной громкости.
Дальнейшее изучение графика на Рисунке 2 раскрывает некоторые интересные факты о человеческом слухе. Во-первых, звуки ниже 0-фоновой кривой не воспринимаются большинством людей. Так, например, звук 60 Гц и 40 дБ не слышен. 0-фоновая кривая представляет собой порог нормального слуха. Мы можем слышать некоторые звуки с уровнем интенсивности ниже 0 дБ. Например, слышен звук с уровнем 3 дБ и частотой 5000 Гц, поскольку он находится выше 0-фоновой кривой. Все кривые громкости имеют провалы между 2000 и 5000 Гц.Эти провалы означают, что ухо наиболее чувствительно к частотам в этом диапазоне. Например, звук с 15 дБ на частоте 4000 Гц имеет громкость 20 фонов, как и звук с уровнем 20 дБ на частоте 1000 Гц. Кривые растут в обоих крайних точках частотного диапазона, указывая на то, что на этих частотах необходим более интенсивный звук, чтобы его можно было воспринимать так же громко, как и на средних частотах. Например, звук с частотой 10 000 Гц должен иметь уровень интенсивности 30 дБ, чтобы казаться таким же громким, как звук с частотой 20 дБ при частоте 1000 Гц. Звуки более 120 телефонов не только причиняют боль, но и причиняют вред.
Мы не часто используем весь диапазон слуха. Это особенно верно для частот выше 8000 Гц, которые редко встречаются в окружающей среде и не нужны для понимания разговора или восприятия музыки. Фактически, люди, которые потеряли способность слышать такие высокие частоты, обычно не осознают своей потери до тех пор, пока не будут протестированы. Заштрихованная область на рисунке 3 — это область частоты и интенсивности, в которой слышно большинство разговорных звуков. Изогнутые линии показывают, какой эффект будет иметь потеря слуха у 40 и 60 телефонов.Потеря слуха на 40 телефонах на всех частотах по-прежнему позволяет человеку понимать разговор, хотя он будет казаться очень тихим. Человек с потерей 60 фонов на всех частотах будет слышать только самые низкие частоты и не сможет понимать речь, если она не будет намного громче, чем обычно. Даже в этом случае речь может казаться нечеткой, потому что более высокие частоты не так хорошо воспринимаются. Область разговорной речи также имеет гендерный компонент, поскольку женские голоса обычно характеризуются более высокой частотой.Таким образом, человек с нарушением слуха на 60 телефонов может испытывать трудности с пониманием нормального разговора женщины.
Рис. 3. Заштрихованная область представляет частоты и уровни интенсивности, встречающиеся в нормальной разговорной речи. Линия с нулевым звуком представляет собой нормальный порог слуха, тогда как значения на 40 и 60 представляют собой пороги для людей с 40- и 60-фоновой потерей слуха, соответственно.
Тесты слуха выполняются в диапазоне частот, обычно от 250 до 8000 Гц, и могут быть отображены графически в аудиограмме, как на рисунке 4.Порог слышимости измеряется в дБ относительно нормального порога , так что нормальный слух регистрируется как 0 дБ на всех частотах. Потеря слуха, вызванная шумом, обычно имеет провал около частоты 4000 Гц, независимо от частоты, вызвавшей потерю, и часто влияет на оба уха. Наиболее распространенная форма потери слуха приходит с возрастом и называется пресбиакусис — буквально старшее ухо. Такие потери становятся все более серьезными на высоких частотах и мешают восприятию музыки и распознаванию речи.
Рис. 4. Аудиограммы, показывающие пороговое значение уровня интенсивности в зависимости от частоты для трех разных людей. Уровень интенсивности измеряется относительно нормального порога. На верхнем левом графике изображен человек с нормальным слухом. График справа имеет провал на частоте 4000 Гц и соответствует изображению ребенка, потерявшего слух из-за пистолета. Третий график типичен для пресбиакуса, прогрессирующей потери слуха на высоких частотах с возрастом. Тесты, проводимые по костной проводимости (скобки), позволяют отличить повреждение нервов от повреждения среднего уха.
Слуховой механизм
В механизме слуха есть интересная физика. Звуковая волна, падающая на наше ухо, — это волна давления. Ухо — это преобразователь, который преобразует звуковые волны в электрические нервные импульсы более сложным способом, чем микрофон, но аналогичным ему. На рис. 5 показана грубая анатомия уха с его разделением на три части: наружное ухо или слуховой проход; среднее ухо, идущее от барабанной перепонки к улитке; и внутреннее ухо, которое является самой улиткой.Часть тела, обычно называемая ухом, технически называется ушной раковиной.
Рис. 5. На иллюстрации показана грубая анатомия человеческого уха.
Наружное ухо, или слуховой проход, передает звук в углубленную защищенную барабанную перепонку. Столбик воздуха в слуховом проходе резонирует и частично отвечает за чувствительность уха к звукам в диапазоне от 2000 до 5000 Гц. Среднее ухо преобразует звук в механические колебания и передает эти колебания улитке. Рычажная система среднего уха воспринимает силу, действующую на барабанную перепонку из-за колебаний звукового давления, усиливает ее и передает во внутреннее ухо через овальное окно, создавая волны давления в улитке примерно в 40 раз сильнее, чем волны, воздействующие на барабанную перепонку.(См. Рис. 6.) Две мышцы в среднем ухе (не показаны) защищают внутреннее ухо от очень сильных звуков. Они реагируют на интенсивный звук за несколько миллисекунд и уменьшают силу, передаваемую на улитку. Эта защитная реакция также может быть вызвана вашим собственным голосом, так что гудение во время стрельбы, например, может уменьшить урон от шума.
Рис. 6. На этой схеме показана система среднего уха для преобразования звукового давления в силу, увеличения этой силы с помощью системы рычагов и приложения увеличенной силы к небольшой области улитки, тем самым создавая давление примерно в 40 раз по сравнению с исходным. звуковая волна.Защитная реакция мышц на интенсивные звуки значительно снижает механическое преимущество рычажной системы.
На рис. 7 более подробно показано среднее и внутреннее ухо. Волны давления, проходящие через улитку, заставляют текториальную мембрану вибрировать, натирая реснички (называемые волосковыми клетками), которые стимулируют нервы, которые посылают электрические сигналы в мозг. Мембрана резонирует в разных положениях для разных частот, при этом высокие частоты стимулируют нервы на ближнем конце, а низкие частоты — на дальнем.Полная работа улитки до сих пор не изучена, но известно, что в ней задействованы несколько механизмов передачи информации в мозг. Для звуков ниже 1000 Гц нервы посылают сигналы с той же частотой, что и звук. Для частот выше примерно 1000 Гц нервы сигнализируют частоту по положению. Реснички имеют структуру и существуют связи между нервными клетками, которые выполняют обработку сигналов до того, как информация будет отправлена в мозг. Информация об интенсивности частично указывается количеством нервных сигналов и залпами сигналов.Мозг обрабатывает сигналы улиткового нерва, чтобы предоставить дополнительную информацию, такую как направление источника (на основе сравнения времени и интенсивности звуков из обоих ушей). Обработка более высокого уровня порождает множество нюансов, таких как восприятие музыки.
Рис. 7. Внутреннее ухо, или улитка, представляет собой свернутую спиралью трубку диаметром около 3 мм и длиной 3 см в разложенном виде. Когда овальное окно выталкивается внутрь, как показано, волна давления проходит через перилимфу в направлении стрелок, стимулируя нервы у основания ресничек в кортиевом органе.
Потеря слуха может возникнуть из-за проблем со средним или внутренним ухом. Потери проводимости в среднем ухе можно частично преодолеть, посылая звуковые колебания в улитку через череп. Слуховые аппараты для этой цели обычно прижимаются к кости за ухом, а не просто усиливают звук, посылаемый в ушной канал, как это делают многие слуховые аппараты. Повреждение нервов в улитке не подлежит восстановлению, но усиление может частично компенсировать. Существует риск того, что усиление приведет к дальнейшему повреждению.Другой распространенный сбой в улитке — повреждение или потеря ресничек, но при этом нервы остаются функциональными. Кохлеарные имплантаты, которые напрямую стимулируют нервы, теперь доступны и широко используются. Используются более 100 000 имплантатов примерно одинаковым количеством взрослых и детей.
Кохлеарный имплант был впервые применен в Мельбурне, Австралия, Грэмом Кларком в 1970-х годах для его глухого отца. Имплант состоит из трех внешних компонентов и двух внутренних компонентов. Внешние компоненты — это микрофон для приема звука и преобразования его в электрический сигнал, речевой процессор для выбора определенных частот и передатчик для передачи сигнала внутренним компонентам посредством электромагнитной индукции.Внутренние компоненты состоят из приемника / передатчика, закрепленного в кости под кожей, который преобразует сигналы в электрические импульсы и отправляет их по внутреннему кабелю в улитку, а также набор из примерно 24 электродов, намотанных через улитку. Эти электроды, в свою очередь, посылают импульсы прямо в мозг. Электроды в основном имитируют реснички.
Проверьте свое понимание
Ультразвук и инфразвук незаметны для всех слуховых организмов? Поясните свой ответ.
Решение
Нет, диапазон воспринимаемого звука основан на диапазоне человеческого слуха. Многие другие организмы воспринимают либо инфразвук, либо ультразвук.
Краткое содержание раздела
- Диапазон слышимых частот от 20 до 20 000 Гц.
- Звуки выше 20 000 Гц — это ультразвук, а звуки ниже 20 Гц — инфразвук.
- Восприятие частоты — это высота тона.
- Восприятие интенсивности по громкости.
- Громкость в телефонных единицах.
Концептуальные вопросы
- Почему тест на слух может показать, что ваш порог слышимости составляет 0 дБ на частоте 250 Гц, когда из рисунка 3 следует, что никто не может слышать такую частоту менее 20 дБ?
Задачи и упражнения
- Фактор 10 −12 в диапазоне интенсивностей, на которые ухо может реагировать, от пороговой до вызывающей повреждения после кратковременного воздействия, поистине примечателен. Если бы вы могли измерять расстояния в одном и том же диапазоне с помощью одного прибора и наименьшее расстояние, которое вы могли бы измерить, составляло бы 1 мм, какое было бы наибольшее?
- Частоты, на которые реагирует ухо, различаются в 10 раз. 3 .Предположим, что спидометр вашего автомобиля измеряет скорости с разницей в один и тот же коэффициент: 10 3 , и максимальная скорость, которую он показывает, составляет 90,0 миль / ч. Какую самую медленную ненулевую скорость он мог бы прочитать?
- Какие частоты ближе всего к 500 Гц, которые средний человек может четко различить как частоты, отличающиеся от частоты 500 Гц? Звуки не присутствуют одновременно.
- Может ли обычный человек сказать, что звук с частотой 2002 Гц имеет другую частоту, чем звук с частотой 1999 Гц, не воспроизводя их одновременно?
- Если ваш радиоприемник издает средний уровень интенсивности звука 85 дБ, какой следующий самый низкий уровень интенсивности звука будет явно менее интенсивным?
- Можете ли вы сказать, что ваш сосед по комнате включил звук в телевизоре, если его средний уровень громкости поднялся с 70 до 73 дБ?
- Согласно графику на рисунке 2, каков порог слышимости в децибелах для частот 60, 400, 1000, 4000 и 15000 Гц? Обратите внимание, что многие электрические приборы переменного тока выдают 60 Гц, музыка — обычно 400 Гц, эталонная частота — 1000 Гц, максимальная чувствительность — около 4000 Гц, а многие старые телевизоры издают вой 15 750 Гц.
- Какие уровни интенсивности звука должны иметь звуки частот 60, 3000 и 8000 Гц, чтобы иметь ту же громкость, что и звук 40 дБ на частоте 1000 Гц (то есть, чтобы иметь громкость 40 фонов)?
- Каков приблизительный уровень интенсивности звука в децибелах для тона с частотой 600 Гц, если его громкость составляет 20 фонов? Если у него громкость 70 телефонов?
- (a) Какова громкость в фонах звуков, имеющих частоты 200, 1000, 5000 и 10 000 Гц, если все они равны 60?Уровень интенсивности звука 0 дБ? (b) Все ли они на уровне 110 дБ? (c) Если все они на уровне 20,0 дБ?
- Предположим, у человека потеря слуха на 50 дБ на всех частотах. На сколько раз из 10 нужно усилить звуки низкой интенсивности, чтобы они казались этому человеку нормальными? Обратите внимание, что меньшее усиление подходит для более интенсивных звуков, чтобы избежать дальнейшего повреждения слуха.
- Если женщине необходимо усиление в 5,0 × 10 12 раз больше пороговой интенсивности, чтобы она могла слышать на всех частотах, какова ее общая потеря слуха в дБ? Обратите внимание, что меньшее усиление подходит для более интенсивных звуков, чтобы избежать дальнейшего ухудшения слуха при уровнях выше 90 дБ.
- (a) Какова интенсивность в ваттах на квадратный метр едва слышимого звука с частотой 200 Гц? б) Какова интенсивность в ваттах на квадратный метр едва слышимого звука с частотой 4000 Гц?
- (a) Найдите интенсивность в ваттах на квадратный метр звука 60,0 Гц, имеющего громкость 60 фонов. (b) Найдите интенсивность в ваттах на квадратный метр звука частотой 10 000 Гц, имеющей громкость 60 фонов.
- Порог слышимости человека на 10 дБ выше нормы при 100 Гц и на 50 дБ выше нормы при 4000 Гц.Насколько интенсивнее должен быть тон 100 Гц, чем тон 4000 Гц, если они оба едва слышны для этого человека?
- У ребенка потеря слуха на 60 дБ в районе 5000 Гц из-за воздействия шума и нормального слуха в других местах. Насколько интенсивнее тон 5000 Гц, чем тон 400 Гц, если они оба едва слышны для ребенка?
- Каково соотношение интенсивностей двух звуков одинаковой частоты, если первый едва различимо для человека громче, чем второй?
Глоссарий
громкость: восприятие интенсивности звука
тембр: число и относительная интенсивность нескольких звуковых частот
примечание: базовая музыкальная единица с определенными именами, объединенная для создания мелодий
тон: число и относительная интенсивность нескольких звуковых частот
телефон: числовая единица громкости
ультразвук: звуков выше 20000 Гц
инфразвук: звуков ниже 20 Гц
Избранные решения проблем и упражнения
1.1 × 10 6 км
3. 498,5 или 501,5 Гц
5. 82 дБ
7. приблизительно 48, 9, 0, –7 и 20 дБ соответственно
9. (а) 23 дБ; (б) 70 дБ
11. Пять факторов 10
13. (а) 2 × 10 −10 Вт / м 2 ; (б) 2 × 10 −13 Вт / м 2
15. 2.5
17. 1,26
Что такое частотная характеристика и как она влияет на мою музыку?
Если вы достаточно долго болтались в звуковых кругах, вы, вероятно, знаете термин «частотная характеристика».Это может возникнуть практически в любой дискуссии, начиная от наушников и динамиков и заканчивая ЦАП и усилителями, и даже акустикой помещения. Если вы знакомы с этим предметом или этот термин для вас впервые, вот все, что вам нужно знать о частотной характеристике.
Примечание редактора: эта статья была обновлена 30 июня 2021 г., чтобы уточнить некоторые формулировки.
Как следует из названия, мы имеем дело с частотой и тем, насколько хорошо конкретный компонент способен воспроизводить все тона, которые мы слышим.Человеческий слух колеблется от очень низких частот всего 20 Гц до очень высоких частот около 20 кГц. Хотя индивидуальный слух будет варьироваться в зависимости от этих двух крайностей. В музыкальном смысле мы часто видим это разделение на басы, средние и высокие частоты. Это не фиксированные определения, но обычно низкие частоты соответствуют частотам от 20 до 300 Гц, средние частоты — от 300 Гц до 4 кГц, а высокие частоты считаются как все, что выше 4 кГц, очень грубо говоря.
Частотная характеристика описывает диапазон частот или музыкальных тонов, которые может воспроизводить компонент.
Частотная характеристика измеряет, воспроизводит ли и насколько хорошо конкретный аудиокомпонент все эти слышимые частоты, и вносит ли он какие-либо изменения в сигнал на своем пути. Например, какая самая низкая частота может воспроизводиться сабвуфером X. За исключением любых преднамеренных настроек эквалайзера, идеальная частота на выходе компонента должна быть равна входной, чтобы не изменять сигнал. Это часто называют «плоской» частотной характеристикой, когда синусоидальная волна фиксированного объема (измеряемая в децибелах) может проходить через систему и будет иметь одинаковую амплитуду на всех частотах на выходе.
Частотную характеристику часто можно представить как фильтр, который может усиливать или ослаблять входной сигнал для изменения звука.
Другими словами, идеальная частотная характеристика — это такая, при которой не регулируется громкость низких, средних или высоких частот из нашего источника. Для сравнения: если вы возились с настройками эквалайзера любого музыкального приложения, вы, возможно, видели не плоскую настройку эквалайзера, которая усиливает басы или срезает высокие частоты и т. Д. Итак, если компонент (например, драйвер наушников) не имеет плоская частотная характеристика, вы можете в конечном итоге услышать больше или меньше определенных частот, чем было в исходном сигнале.В крайних случаях это может испортить впечатление от прослушивания.
Проблемы с получением плоского ответа
Сравнение идеального (зеленый), вероятного неуловимого реального примера (желтый) и более слышимого (красный) частотных характеристик для динамиков.
К сожалению, со звуком то, что идеально, и то, что происходит на самом деле, редко идут рука об руку, и добиться идеально ровной частотной характеристики по всей цепочке аудиосигнала невероятно сложно. Чаще всего это проблема с драйверами наушников и динамиками, где механические свойства, электроника и акустика объединяются, создавая нелинейность, влияющую на звук.Например, согласование импеданса и емкостная связь между усилителями и динамиками, катушками индуктивности динамиков и драйверами и даже акустикой комнаты, в которой вы находитесь, могут повлиять на окончательную частотную характеристику.
В реальном мире вы часто будете видеть, что в характеристиках частотной характеристики указывается диапазон частот, например 20 Гц — 20 кГц, за которым следует величина изменения частотной характеристики в децибелах, например +/- 6 дБ. Это просто говорит нам о максимальной величине усиления или среза в любой точке между заданными частотами, поэтому на самом деле ничего не говорит о том, как будет звучать продукт.
Каждый компонент в сигнальной цепи в идеале должен иметь ровную частотную характеристику, чтобы звук проходил без изменений. Но в действительности многие компоненты не обеспечивают идеальной производительности.
Вообще говоря, для большинства людей плюс-минус 3 дБ считается нижним пределом того, что вы можете слышать, поэтому небольшие отклонения в 1 или 2 дБ здесь и здесь не о чем беспокоиться. Но несколько отклонений на 3 дБ или выше, скорее всего, вызовут заметные изменения в вашей музыке.Резонансные частоты, которые появляются в виде заметных изолированных горбов на частотной диаграмме, могут быть особенно проблематичными, поскольку некоторые музыкальные ноты и тона затем становятся преувеличенными или маскированными.
Следовательно, недостаточно взглянуть на частотную характеристику, например, 20 Гц-20 кГц +/- 3 дБ, лучше иметь возможность видеть , где происходят эти колебания акцентов и как они распределяются. Более плавная частотная характеристика лучше, чем сильно изменяемая, идеальная цель — плоская.
Хотя компоненты динамиков наушников могут иметь широкий диапазон частот, компоненты ЦАП и усилителя должны быть плоскими.
Когда дело доходит до ЦАП, выходной сигнал всегда должен быть почти полностью плоским на слышимых частотах, даже в современных недорогих конструкциях. Преобразование из цифрового в аналоговый в современном оборудовании представляет собой прямое преобразование выборки, прежде чем отфильтровать шум на частотах, выходящих далеко за пределы человеческого восприятия. На данном этапе не нужно беспокоиться ни о каких механических или акустических проблемах.
Схемы усилителянемного сложнее, но в целом: даже комбинация ЦАП / усилитель среднего должна иметь плоскую частотную характеристику при питании всех, кроме динамиков / наушников с самым низким импедансом.
Анализ Фурье и ваша музыка
У музыкальных продюсеров есть своя работа, поскольку изменение акцента означает изменение качества звука в целом.
До сих пор мы имели дело с довольно простым для понимания аспектом частотной характеристики: нелинейный отклик изменяет способ звучания нашего источника.Однако это касается не только общих понятий, таких как низкие и высокие частоты, но также влияет на качество звука каждого инструмента в миксе. Чтобы разобраться в этом более тонком аспекте того, как нелинейная частотная характеристика может влиять на то, что мы слышим, нам нужно обратиться к анализу Фурье.
Вкратце, анализ Фурье и преобразование Фурье показывают, что сложная форма волны может быть выражена как сумма серии синусоидальных волн различной амплитуды. Таким образом, квадрат, треугольник или любая другая форма волны, которая появляется во временной области, может быть представлена множеством различных индивидуальных частот с различными амплитудами в частотной области.Сюда входят формы волны, которые создаются музыкальными инструментами, от резких ударов малого барабана до толстых прямоугольных электрогитар.
В музыкальных инструментах эти синусоидальные волны преимущественно связаны гармонически, располагаясь на нечетных и четных октавах (кратных частоте основной ноты) над основной нотой. Так, например, если вы играете естественную до на скрипке, она звучит на основной частоте 261 Гц плюс некоторая вторая гармоника на 522 Гц, третья на 783 Гц, четвертая на 1044 Гц и так далее с уменьшающимся уровнем уровня.У других инструментов есть различное относительное гармоническое содержание, которое создает их уникальные звуки. На приведенной ниже диаграмме в качестве примера показаны различия частотных соотношений между звуком фортепиано и скрипки.
Гармоники могут быть тихими, но они не менее важны для вашей музыки.
ResearchGate
Почему это важно? Возвращаясь к частотной характеристике и фильтрации, теперь мы можем видеть, что неплоская характеристика не только изменяет общее представление нашей музыки, но также может изменить способ звучания отдельных инструментов.Даже если на графике частотной характеристики нет серьезных проблем с низкими или высокими частотами, меньшие нелинейности на определенных частотах могут изменить наше восприятие определенных инструментов.
Некоторые общие правила эквализации заключаются в том, что уменьшение основной частоты инструмента дает менее мощный звук, а увеличение — добавляет «глубину». Точно так же уменьшение гармоник инструмента приводит к тусклым звукам, лишенным видимого пространства, тогда как усиление гармоник увеличивает присутствие, но в конечном итоге может звучать слишком резко.Сделав еще один шаг вперед, усиление и срезание различных частот инструментов может даже привести к маскировке или усилению звука других инструментов на дорожке. Таким образом, нелинейная частотная характеристика может свести на нет всю тяжелую работу, которую инженер вложил в тщательное микширование трека.
Почему важна частотная характеристика
Может, это и не кричащее, но Beyerdynamic DT 770 Studio чертовски металлический.
По традиционным стандартам HiFi точная аудиосистема — это система, которая принимает входной сигнал и выводит его , не изменяя его вообще .Сюда входят компоненты, начиная от исходного аудиофайла и заканчивая цифровой обработкой, и такие компоненты, как ЦАП, вплоть до усилителя и динамиков. Частотная характеристика — лишь одна часть этого уравнения, но она существенно влияет на звучание выходного сигнала и по совпадению довольно легко измеряется.
Связано: Амплитудно-частотная характеристика: Где живут звуки?
Амплитудно-частотная характеристика не сводится только к тому, слишком много низких, средних или высоких частот исходит из системы.Это также может более тонко повлиять на тон и баланс инструментов в треке, потенциально окрашивая и даже разрушая наше впечатление от прослушивания. Совершенно ровный, идеальный отклик не возможен для каждого компонента, но современные высокотехнологичные технологии, безусловно, могут приблизиться к тому, что человек никогда не сможет сказать.
Если наша цель — послушать музыку в максимально чистом виде, то мы должны обратить внимание на частотную характеристику. Это также может быть удобным инструментом, если вы ищете способ эквалайзера использовать далеко не идеальное оборудование.
Что такое частота звука и как она работает?
Максимумы и минимумы частоты звука
Для большинства из нас это чудо, и одно верно: немногие понимают, как мы слышим звуки нашей повседневной жизни. Если вам кажется, что вы что-то упускаете, вот вам простое для понимания введение в звуковую частоту, которое поможет вам начать работу.
Звуковые волны проходят через воздух, воду и даже землю. Как только они достигают нашего уха, они заставляют тонкие мембраны в наших ушах вибрировать, позволяя нам слышать голоса наших близких, слушать нашу любимую музыку или успокаивающие звуки капель дождя на жестяной крыше и далекий звук грома.По общему признанию, это довольно простое объяснение сложного процесса.
Частота звука — важный аспект нашей интерпретации звуков, но не единственный. Звуковая волна имеет пять характеристик: длину волны, период времени, амплитуду, частоту и скорость. В то время как амплитуда воспринимается как громкость, частота звуковой волны воспринимается как ее высота.
Чем выше частота колебаний волн, тем выше высоту звука, который мы слышимКак вы видите, частота звука определяется способом, которым звуковые волны колеблются , когда они попадают в наши уши, что означает, что они попеременно сжимают и растягивают среду, которой в большинстве случаев является воздух.В одной и той же среде все звуковые волны распространяются с одинаковой скоростью.
Писклявые звуки, такие как свисток свистка или крик ребенка, колеблются с высокой частотой, что часто приводит к оглушающим высоким звукам. С другой стороны, низкий грохот приближающейся бури или большого барабана создается низкочастотными колебаниями, поэтому мы слышим его как очень тихий шум.
Измерение частоты звука
Как измеряется частота звука? Общее количество волн , генерируемых за одну секунду, называется частотой волны.Количество колебаний в секунду называется частотой. Вот простой пример: если пять полных волн генерируются за одну секунду, то частота волн будет 5 герц (Гц) или 5 циклов в секунду.
Низкочастотные звуки
Также называемые инфразвуком, низкочастотные звуки обозначают звуковые волны с частотой ниже нижнего предела слышимости (который обычно составляет около 20 Гц). Низкочастотные звуки — это все звуки с частотой около 500 Гц и ниже.
Вот несколько примеров низкочастотных звуков:
- Суровая погода
- Волны
- Лавины
- Землетрясения
- Киты
- Слоны
- Бегемоты
- Жирафы
Высокочастотные звуки
Измеряется высокочастотный звук с частотой около 2000 Гц и выше.
- Свистки
- Комаров
- Компьютерные устройства
- Кричать
- скрип
- Разрушение стекла
- Гвозди на классной доске
Одинаковы ли интенсивность и частота звука?
Ответ на этот вопрос однозначно отрицательный. Вы можете подумать, что чем выше частота, тем громче мы воспринимаем шум, но частота не говорит нам, насколько громок звук. Интенсивность или громкость — это количество энергии вибрации, которое измеряется в децибелах (дБ).Если звук громкий, он имеет высокую интенсивность. Узнайте больше об измерении повседневного шума нашей жизни в децибелах здесь.
Что такое порог слуха?
Здоровые молодые люди должны уметь слышать частоты от 20 до 20 000 Гц. Наиболее важные частоты для речи и языка находятся в диапазоне от 250 до 8000 Гц. То, что мы называем «порогом слышимости», — это самая низкая интенсивность, при которой человек начинает слышать звук. Обычно этот порог громкости составляет от 0 до 20 дБ.Но порог слышимости звуковых частот варьируется от человека к человеку. Это объясняет, почему вы можете слышать шум на ближайшей строительной площадке или от соседей по улице, а ваш друг — нет.
Частота потери слуха
Один из наиболее распространенных типов потери слуха вызван старением: для многих людей с возрастом становится все труднее слышать высокочастотные звуки. Это может повлиять на любого человека в любом возрасте, но часто встречается у пожилых людей, а также у людей, подвергающихся воздействию громкого шума.
Иногда трудно идентифицировать высокочастотную потерю слуха, поскольку люди, страдающие этим заболеванием, могут следить за обычным разговором, но будут испытывать проблемы со слухом некоторых согласных (таких как s, h или f), которые произносятся на более высокой тональности. Для людей, страдающих этим типом потери слуха, слова могут звучать приглушенно, особенно по телефону или телевизору, или когда их произносят женщины и дети.
Что вызывает это изменение слуха?
Высокочастотная потеря слуха возникает, когда крошечные сенсорные слуховые клетки во внутреннем ухе повреждаются из-за громкого и продолжительного воздействия шума, сильных антибиотиков, некоторых заболеваний, опухолей и, конечно же, естественного ухудшения, вызванного возрастом.
Такие важные крошечные волосковые клетки отвечают за преобразование звуков в электрические импульсы, которые мозг интерпретирует как узнаваемый звук.
Почему потеря слуха на высоких частотах встречается чаще, чем потеря слуха на низких частотах?
Поскольку нижняя часть внутреннего уха транслирует высокочастотные звуки, а низкочастотные звуки воспринимаются волосковыми клетками наверху, и повреждение обычно происходит снизу вверх, первыми воздействуют на высокочастотные звуки.
Как определить частоту потери слуха
С помощью проверки слуха можно легко определить потерю слуха как на высоких, так и на низких частотах.Если вы считаете, что вы или ваш близкий человек страдаете каким-либо типом потери слуха, не стесняйтесь обращаться к специалисту по слухопротезированию или пройти нашу быструю онлайн-викторину, которая поможет вам определить, нужен ли тест.
Есть много способов проверить слух. Наиболее распространены:
Поведенческое тестирование в звуковой кабине
Удобный для детей способ проверить слух. Через наушники ребенок слышит звуковой сигнал и нажимает клавишу компьютера, складывает кусочек пазла или просто хлопает в ладоши.Большинство детей будут оцениваться с помощью комбинации физиологических и поведенческих тестов.
Испытания отоакустической эмиссии (OAE)
Ваш аудиолог использует тесты OAE, чтобы выяснить, насколько хорошо работает ваше внутреннее ухо или улитка. Он измеряет отоакустическую эмиссию, короткие OAE, которые представляют собой звуки, которые издает внутреннее ухо, реагируя на звук. Если у вас нормальный слух, у вас будут возникать эти OAE. Если потеря слуха превышает 30 децибел, ваше внутреннее ухо не может издавать эти очень тихие звуки.
Тестирование слуховой реакции ствола мозга (ABR)
Слуховые тесты ствола мозга встречаются реже, но все же проводятся многими аудиологами, особенно при подозрении, что потеря слуха может быть вызвана вашими слуховыми нервами или связана с неврологическим расстройством. Во время теста ABR вокруг головы помещают электроды, чтобы измерить реакцию мозга на слуховые стимулы.
Здоровый взрослый человек должен слышать частоты от 20 до 20.000 Гц. Однако на слух может отрицательно сказаться громкое и продолжительное воздействие шума, сильные антибиотики, некоторые заболевания, опухоли и возраст. Часто потерю слуха можно предотвратить. Защитите свой слух, понимая, как работают децибелы и частоты.
Если вы уже страдаете от потери слуха на высоких или низких частотах, приспособиться к жизни с нарушением слуха может быть непросто. Прочтите наше руководство по жизни с потерей слуха и будьте готовы.
частот музыкальных нот, A4 = 440 Гц
частот музыкальных нот, A4 = 440 ГцЧастоты для равномерно темперированной гаммы, A
4 = 440 Гц Другие варианты настройки, A 4 =Скорость звука = 345 м / с = 1130 фут / с = 770 миль / час
Подробнее о скорости звука
(«Средняя C» — C 4 )
Примечание | Частота (Гц) | Длина волны (см) |
---|---|---|
С 0 | 16.35 | 2109,89 |
C # 0 / D b 0 | 17,32 | 1991,47 |
D 0 | 18,35 | 1879,69 |
D # 0 / E b 0 | 19,45 | 1774.20 |
E 0 | 20.60 | 1674.62 |
Факс 0 | 21,83 | 1580,63 |
F # 0 / G b 0 | 23,12 | 1491,91 |
G 0 | 24,50 | 1408.18 |
G # 0 / A b 0 | 25,96 | 1329,14 |
A 0 | 27.50 | 1254,55 |
A # 0 / B b 0 | 29,14 | 1184,13 |
B 0 | 30,87 | 1117,67 |
С 1 | 32,70 | 1054,94 |
C # 1 / D b 1 | 34,65 | 995.73 |
D 1 | 36,71 | 939,85 |
D # 1 / E b 1 | 38,89 | 887,10 |
E 1 | 41,20 | 837,31 |
Ф. 1 | 43,65 | 790,31 |
F # 1 / G b 1 | 46.25 | 745,96 |
G 1 | 49,00 | 704.09 |
G # 1 / A b 1 | 51,91 | 664,57 |
A 1 | 55,00 | 627,27 |
A # 1 / B b 1 | 58,27 | 592.07 |
B 1 | 61,74 | 558,84 |
С 2 | 65,41 | 527,47 |
C # 2 / D b 2 | 69,30 | 497,87 |
D 2 | 73,42 | 469,92 |
D # 2 / E b 2 | 77.78 | 443,55 |
E 2 | 82,41 | 418,65 |
Ф. 2 | 87,31 | 395,16 |
F # 2 / G b 2 | 92,50 | 372,98 |
G 2 | 98,00 | 352,04 |
G # 2 / A b 2 | 103.83 | 332,29 |
A 2 | 110,00 | 313,64 |
A # 2 / B b 2 | 116,54 | 296,03 |
B 2 | 123,47 | 279,42 |
С 3 | 130,81 | 263,74 |
C # 3 / D b 3 | 138.59 | 248,93 |
D 3 | 146,83 | 234,96 |
D # 3 / E b 3 | 155,56 | 221,77 |
E 3 | 164,81 | 209,33 |
Ф. 3 | 174,61 | 197,58 |
F # 3 / G b 3 | 185.00 | 186,49 |
G 3 | 196,00 | 176.02 |
G # 3 / A b 3 | 207,65 | 166,14 |
A 3 | 220,00 | 156,82 |
A # 3 / B b 3 | 233,08 | 148.02 |
B 3 | 246,94 | 139,71 |
С 4 | 261,63 | 131,87 |
C # 4 / D b 4 | 277,18 | 124,47 |
D 4 | 293,66 | 117,48 |
D # 4 / E b 4 | 311.13 | 110,89 |
E 4 | 329,63 | 104,66 |
Ф. 4 | 349,23 | 98,79 |
F # 4 / G b 4 | 369,99 | 93,24 |
G 4 | 392,00 | 88.01 |
G # 4 / A b 4 | 415.30 | 83,07 |
A 4 | 440,00 | 78,41 |
A # 4 / B b 4 | 466,16 | 74,01 |
B 4 | 493,88 | 69,85 |
С 5 | 523,25 | 65,93 |
C # 5 / D b 5 | 554.37 | 62,23 |
D 5 | 587,33 | 58,74 |
D # 5 / E b 5 | 622,25 | 55,44 |
E 5 | 659,25 | 52,33 |
Ф. 5 | 698,46 | 49,39 |
F # 5 / G b 5 | 739.99 | 46,62 |
G 5 | 783,99 | 44.01 |
G # 5 / A b 5 | 830,61 | 41,54 |
A 5 | 880,00 | 39.20 |
A # 5 / B b 5 | 932,33 | 37.00 |
B 5 | 987,77 | 34,93 |
С 6 | 1046,50 | 32,97 |
C # 6 / D b 6 | 1108,73 | 31,12 |
D 6 | 1174,66 | 29,37 |
D # 6 / E b 6 | 1244.51 | 27,72 |
E 6 | 1318,51 | 26,17 |
Ф. 6 | 1396,91 | 24,70 |
F # 6 / G b 6 | 1479,98 | 23,31 |
G 6 | 1567,98 | 22,00 |
G # 6 / A b 6 | 1661.22 | 20,77 |
A 6 | 1760,00 | 19.60 |
A # 6 / B b 6 | 1864,66 | 18,50 |
B 6 | 1975,53 | 17,46 |
C 7 | 2093,00 | 16,48 |
C # 7 / D b 7 | 2217.46 | 15,56 |
D 7 | 2349,32 | 14,69 |
D # 7 / E b 7 | 2489.02 | 13,86 |
E 7 | 2637.02 | 13,08 |
Ф. 7 | 2793,83 | 12,35 |
F # 7 / G b 7 | 2959.96 | 11,66 |
G 7 | 3135,96 | 11,00 |
G # 7 / A b 7 | 3322,44 | 10,38 |
A 7 | 3520,00 | 9,80 |
A # 7 / B b 7 | 3729,31 | 9.25 |
B 7 | 3951.07 | 8,73 |
C 8 | 4186.01 | 8,24 |
C # 8 / D b 8 | 4434,92 | 7,78 |
D 8 | 4698,63 | 7,34 |
D # 8 / E b 8 | 4978.03 | 6,93 |
E 8 | 5274,04 | 6,54 |
Ф. 8 | 5587,65 | 6,17 |
F # 8 / G b 8 | 5919.91 | 5,83 |
G 8 | 6271,93 | 5,50 |
G # 8 / A b 8 | 6644.88 | 5,19 |
A 8 | 7040,00 | 4,90 |
A # 8 / B b 8 | 7458,62 | 4,63 |
B 8 | 7902,13 | 4,37 |
(Чтобы преобразовать длину в см в дюймы, разделите на 2,54)
Дополнительная информация о шкале равномерного темперирования
Уравнения, используемые для этой таблицы
Вопросы / комментарии к: Suits @ mtu.edu
На этих страницах нет всплывающих окон или рекламы.