Низкие частоты и их качественное усиление
Низкие частоты – понятие, включающее в себя спектр слышимого человеческим ухом звука. В среднем он находится в диапазоне от 20 Гц до 20 кГц. Аудиограммы, определяющие способность ощущать нижний порог каждой частоты, имеют свои индивидуальные особенности, поэтому можно говорить о среднестатистическом слухе. Обычно частоты ниже 40 герц и выше 16 килогерц влияют скорее на окраску звука, чем ощущаются сами по себе.
Диапазон звуковоспроизводящей и передающей аппаратуры различен, поэтому отличаются и требования к ней. К примеру, обычный телефон воспроизводит звуки частотой от 200 Гц до 3 кГц, и этого достаточно, чтобы отчетливо разбирать все сказанное в трубку на другом конце провода или, в случае с использованием мобильного аппарата, в микрофон. Это же касается и так называемых «колоколов» — трансляционных громкоговорителей. Тем не менее, в отношении частотного диапазона принят мировой стандарт, согласно которому аппаратура класса Hi-Fi должна обладать частотной полосой от 20 до 20 000 Гц и шире.
Усилители низкой частоты применяются повсеместно как часть электронных схем различных промышленных и бытовых приборов, как отдельный вид радиотехники. Они есть в компьютерах, телевизорах, радиоприемниках, CD-плеерах, рациях, мобильных телефонах, переговорных устройствах и во многих других привычных для нас предметах.
Основными характеристиками усилителя являются следующие:
— Выходная мощность. В наши дни ее считают по-разному. К примеру, для того, чтобы создать у малопонимающего человека представления о высокой громкости, которой он сможет наслаждаться, на упаковке с приемником или усилителем можно увидеть совершенно чудовищные четырехзначные цифры с пометкой «PMPO». Эти буквы в принципе должны означать пиковую нагрузку, которую может кратковременно выдать аудиоаппаратура. Реальная мощность — это та величина, которая обеспечивает неискаженную форму синусоиды при частоте в 1000 Гц, поданной на вход усилителя.
— Коэффициент нелинейных искажений — величина, показывающая, насколько низкие частоты по своей форме на выходном каскаде отличаются от входного сигнала.
Это, пожалуй, самый главный параметр, говорящий о том, насколько качественно сделан и настроен усилитель низкой частоты.
— Динамический диапазон. Эта характеристика очень важна для высококачественной усилительной аппаратуры, она дает представление о том, насколько прямолинеен график усиления. Говоря другими словами, при достаточно широком динамическом диапазоне неискаженными будут все низкие частоты, независимо от их уровня. И очень тихий, и очень громкий звук будут воспроизводиться достоверно. Это качество характерно для ламповых усилителей.
— Частотная характеристика. О ней уже говорилось в статье, добавить можно только такую ее особенность, как равномерность. В идеале она представляет собой прямую линию, параллельную абсциссе со шкалой частот на всем протяжении рабочего диапазона.
Этими параметрами определяется качество, с которым воспроизводятся низкие частоты классической усилительной аппаратурой. В некоторых современных образцах бытовой музыкальной техники частотные характеристики умышленно искажаются для создания модных эффектов, таких, как усиление басовых составляющих или сверхвысоких частот, что пагубно сказывается на слухе и работе головного мозга.
где взять бас и как его настроить • Stereo.ru
Вопрос этот отнюдь не праздный. Автомобильная аудиосистема строится совсем иначе, нежели домашняя. Тут играет роль и ограниченность пространства салона, и особенности установки акустических систем. Потому и подход к решению задачи выглядит для многих непривычно.
Причина, по которой я хотел бы начать именно с этой темы, очень проста. Как показывает практика, далеко не каждый автомобилист захочет перестраивать штатную аудиосистему полностью. Поэтому многие ограничиваются лишь ее легким апгрейдом для более уверенного звучания низкочастотного диапазона. В большинстве штатных систем бас — это действительно одно из самых слабых мест. Акустические оформления динамиков зачастую оставляют желать лучшего, а штатный сабвуфер, если он вообще есть, редко в какой системе может похвастать достойным звуком.
Штатные сабвуферы, как правило, построены на небольших динамиках и имеют пластиковые корпусаСразу должен предупредить, что речь пойдет именно о нормальной музыкальной системе, в которой бас — это плотный фундамент, придающий звучанию полновесность независимо от жанра.
Акустические условия
Первое заметное отличие автомобильных условий от домашних заключается в том, что объем салона ограничен. Многие скептики оперируют именно этим аргументом, полагая, что строить в автомобиле аудиосистему высокого класса бессмысленно. В таких случаях я обычно возражаю, что с домашним подходом это действительно так. А вот если грамотно использовать специфику «малых объемов», то можно добиться впечатляющих результатов, что неоднократно доказывалось практикой.
Собственно, одна из основных особенностей акустических свойств салона автомобиля — это «помощь» в воспроизведении низких частот. Понятно, что с понижением частоты длина звуковой волны растет.
Например, на частоте 1000 Гц длина волны около 30 см, а на 300 Гц — уже больше метра. С еще большим понижением она становится и вовсе соизмеримой с размерами салона.
В этот момент звуковые волны в обычном представлении прекращают свое существование, и диффузор динамика начинает создавать равномерное чередование сжатий-разряжений воздушной массы по всему объему. Подобно поршню в цилиндре. И здесь не в последнюю очередь многое будет зависеть от амплитуды колебаний диффузора. Ниже частота — выше амплитуда. В замкнутом объеме салона автомобиля это создает эффект акустического усиления низких частот: ниже частота — больше ход диффузора — выше акустическое усиление.
Акустическое усиление в салоне автомобиля (дБ/Гц)В теории «помощь» салона начинается с 50-100 Гц в зависимости от размеров автомобиля. Чем меньше авто, тем с более высоких частот начинает проявляться этот эффект. Причем с понижением частоты на каждую октаву прирост усиления составит 12 дБ. На практике, конечно же, все не так радужно — скажутся утечки воздуха, потери звуковой энергии через вибрации и т.
Почувствовать эффект «помощи» салона на низких частотах очень просто. Включите любую композицию с акцентированным басом. Обратите внимание на то, как звучит низкочастотный диапазон. Теперь откройте двери и крышку багажника. Уверен, разницу почувствуете сразу же — как будто регулятором тембра убавили низкие частоты.
А нужен ли сабвуфер?
Зная эту особенность замкнутого салона, логично предположить, что в автомобиле и вовсе нет необходимости в отдельном сабвуферном звене. Возможно оно и так, но давайте сравним автомобильную акустику с домашней. И в том, и в другом случае используются громкоговорители близких калибров — от 5 до 8 дюймов. 6,5 дюймов – «золотая середина» и классика автомобильных динамиков.
Домашняя колонка — это цельный законченный узел, спроектированный и изготовленный так, чтобы создать для динамиков наилучшее акустическое оформление. А самое главное — прочный корпус, лишенный вибраций. В машине, к сожалению, о таком чаще всего приходится только мечтать. Корпусами для динамиков в большинстве случаев становятся двери или какие-нибудь ниши и пространства в кузовных элементах. Получить в таких условиях нормальное воспроизведение низких частот? Ой, да не смешите.
Так установлены динамики в Burmester 3D High End Sound System за 8000 Евро. Мягко говоря, не самое лучшее акустическое оформление:
Вот и получается, что в большинстве случаев акустика способна более-менее эффективно «дотянуть» лишь до 80-100 Гц, что бы там ни заявляли производители. Какая уж тут основательность звучания.
Положение можно исправить либо серьезным укреплением дверей с превращением ее в тяжеленную «железобетонную» конструкцию, либо изготовлением для динамиков отдельных корпусов.
Ну или вовсе удариться в какую-нибудь экзотику:
В любом случае попытки создать низкоиграющую акустическую систему сводятся к радикальному вмешательству в конструкцию автомобиля, а для этого нужно быть совсем уж фанатиком. А посему получается, что сабвуфер — самый рациональный способ решить автомобильную проблему низких частот. Другое дело, каким именно он должен быть и как его бесшовно срастить с остальной акустикой, чтобы он не бубнил в багажнике сам по себе, а являлся полноценной частью звуковой системы.
Выбор сабвуферного звена
Думаю, нет смысла подробно останавливаться на выборе конкретной концепции сабвуфера, для человека, знакомого с домашней техникой, многие вещи очевидны. Но кое в чем автомобильная специфика все же отличается от домашней.
Для домашней техники объем корпуса хоть и играет определенную роль, но не такую значимую, как в автомобиле.
Здесь желательно уместить всю конструкцию в как можно меньших объемах. Задача эта весьма противоречивая, и ее решение — сплошные компромиссы. Как только зажимаешь динамик в тесный объем, сразу же возрастает нижняя граничная частота и сабвуфер превращается просто в вуфер. Чтобы восстановить статус-кво, производителям приходится утяжелять подвижную систему, а это влечет за собой снижение чувствительности, а значит, требует более мощного усилителя. Поэтому не стоит удивляться автомобильным басовым моноблокам с мощностью в сотни Ватт — им обычно приходится тягать достаточно тугие драйверы.
Так что при выборе динамика приходится расставлять приоритеты — либо отдать предпочтение «легковесам» с мягкими подвесами и малым весом подвижки, с хорошим импульсным откликом и не заоблачными требованиями к усилителю, но которые при этом будут требовать крупных корпусов, либо «тяжеловесам», которые умещаются в компактные корпуса, но требуют усилителей повышенной мощности.
Сабвуфер совсем не обязательно должен быть большим и занимать половину багажника.
Теперь немного о размерах динамиков. То, что большие громкоговорители при прочих равных требуют больших корпусов, полагаю, и так очевидно. Но есть еще и другой фактор. От размера сабвуфера напрямую зависит еще и то, насколько удачно его получится срастить с акустическими системами. Например, если с басовым потенциалом у последних совсем все плохо, то выбирать какой-нибудь тяжеловесный 15-дюймовый саб как минимум глупо — он вряд ли нормально будет работать выше 50-60 Гц. А вот, например, «десятки» при прочих равных, могут легко дотянуться снизу до акустики и неплохо с ней состыковаться.
Пожалуй, это два основных момента, на которые следует обратить внимание при построении низкочастотного звена для автомобильной аудиосистемы. Все остальное — вопросы конкретных реализаций динамиков. Могут быть и легкие сабвуферы больших размеров, и маленькие «тугоходы». Каждый из них, естественно, требует своего подхода к выбору акустического оформления.
Кстати, что касается оформления, то тут считаю нужным упомянуть сабвуферные динамики для установки free-air. Они обычно стоят немного особняком. Такие не требуют отдельных корпусов. Вернее, корпусами для них будет объем багажника – они ставятся в заднюю полку или перегородку между багажником и салоном. Несмотря на кажущуюся простоту, обеспечить им должное оформление довольно сложно хотя бы из-за того, что приходится радикально укреплять до каменной жесткости посадочные места для динамиков, а это связано с высокой трудоемкостью таких работ. Кинуть в багажник корпус куда как проще, поэтому «фриэйрных» сабов на рынке крайне мало. Хотя, на мой взгляд, это все же одни из самых лучших сабвуферов, с которыми обеспечивается наиболее точное звучание НЧ-диапазона.
Проблемы «заднего баса»
Продолжая тему сращивания звучания сабвуфера с АС, должен затронуть еще один важный вопрос — локализация саба. Казалось бы, наши уши не определяют положение источника звука в том частотном спектре, в котором работает сабвуфер.
Вот почему никто особо не стремится разместить его в передней части салона, а классикой считается установка в багажнике.
Однако на практике в очень многих случаях бас все равно воспринимается как бы идущим сзади, когда основная звуковая картина формируется впереди слушателя, а низкие частоты живут своей жизнью. Причин этому может быть несколько.
Причина первая: вибрации
От могучих басовых аккордов могут резонировать рядом расположенные панели и элементы. А эти звуки, как вы понимаете, уже далеко не низкочастотные. Они так хорошо «подмешиваются» к звучанию сабвуфера, что мы не всегда можем идентифицировать их, но общую картину они заметно испортят.
Лечится обработкой кузовных элементов вибродемпфирующими материалами, посадкой пластиковых обивок на уплотнительные «противоскрипные» материалы, надежным креплением корпуса сабвуфера и, в конце концов, элементарным наведением порядка в багажнике.
Причина вторая: неудачный корпус
Попробуйте при включенном сабе просто прикоснуться к нему ладонью. У хорошего корпуса вибраций быть не должно. Если же они есть, то вот вам и вторая причина — кроме диффузора динамика звук излучают сами стенки корпуса. Причем тоже далеко не на самых низких частотах. Этим в основном грешат дешевые сабвуферы с плоскими стенками, большинство из них изготавливается из ДСП толщиной в лучшем случае 18-20 мм.
Выход — делать нормальный корпус с толстыми стенками, усиливать его внутренними распорками или применять многослойную конструкцию с использованием вибродемпфирующих материалов в качестве промежуточных слоев. Недостаток — трудоемко, да и корпус слишком тяжелый получается. Легкость конструкции с достаточной жесткостью сочетают в стеклопластиковых корпусах. Сантиметровой толщины для стеклопластиковых стенок сложной формы вполне хватает, чтобы сделать конструкцию достаточно монолитной.
Криволинейные поверхности стеклопластикового корпуса даже при толщине около 1 см имеют достаточную жесткостьЗдесь же отмечу и проблему, связанную с возможной некачественной сборкой.
Неплотно посаженный динамик или даже небольшая негерметичность — и паразитные призвуки обеспечены. Многие почему-то думают, что это важно только для закрытого акустического оформления. Отнюдь, фазоинверторное к этому еще больше чувствительно — там перепады давления внутри корпуса выше, чем в закрытом корпусе.
Причина третья: завихрения воздуха
На низких частотах ход диффузора часто оказывается весьма значительным, особенно если «поддать жару». При этом, если сам динамик закрыт слишком плотным защитным грилем, то на больших амплитудах могут появляться завихрения воздуха, которые будет хорошо слышно.
Если используется корпус фазоинверторного типа, то еще одним потенциальным источником может стать сам порт. Особенно, если он имеет слишком маленькое сечение или острые края.
Причина четвертая: неправильная настройка фильтров усилителя
Очень важно в сабвуферном канале правильно ограничивать частотный диапазон сверху. Подобрать срез фильтра нижних частот можно только опытным путем, отталкиваясь, опять же, от потенциала фронтальной акустики.
В самом простейшем случае такая возможность обычно есть в сабвуферном усилителе, для более сложных систем с процессорами можно выбирать не только частоту среза, но и, например, крутизну фильтра, а иногда даже и его добротность. В custom-системах топового уровня такие возможности процессоров оказываются востребованными. Естественно, если настройщик имеет достаточный опыт и имеет представление о том, что именно он настраивает.
В отличие от домашних систем, в автомобилях частота настройки ФНЧ в сабвуферном канале обычно лежит в пределах 50-100 Гц. Что касается крутизны фильтра, то принято считать, что чем она выше, тем лучше, но я бы с этим утверждением поспорил. Настройка — дело творческое и сугубо индивидуальное, шаблонный подход не всегда приносит нужный результат.
Важно понимать, что согласовать сабвуфер с акустическими системами необходимо не только по их АЧХ, но и по фазе.
Многие специализированные сабвуферные усилители имеют для этого так называемые «фазовращатели». Проще, если у вас система с цифровым процессором, там можно оперировать задержками, как правило, виртуально отодвинув ими фронтальные каналы.
Если вы уже все перепробовали, но сабвуфер по-прежнему звучит отдельно от всего остального и локализуется сзади, просто перекиньте «+» и «-» на динамике. Иными словами, переверните фазу и попробуйте повторить настройку.
Заканчивая этот материал, хотелось бы отметить следующее. Принимая любое решение — простой ли апгрейд штатной системы или построение сложной custom-системы на топовых компонентах, всегда держите в голове, чего именно вы хотите добиться. Автозвук — это средство повысить комфорт вашего личного пространства, конкретно — вашего автомобиля. Звучание должно быть аккуратным, точным и, главное, приносящим удовольствие.
Также читайте: Звук в автомобиле: как заставить штатную систему звучать лучше?
5 причин, по которым вы хотите слышать низкие частоты звука
Давайте поиграем.
Скажи слово вслух, любое слово, неважно.
Как вы думаете, сколько различных звуковых частот содержится в одном слове?
Один? Два? Более?
На самом деле звук отдельной буквы или слова — это не просто одна частота. Это сложная группа различных частотных компонентов, которые в совокупности создают звук, который вы слышите. Самая низкая из всех этих частот называется «основной частотой».
У людей средняя основная частота у взрослых мужчин обычно составляет около 120 Гц, а у взрослых женщин — около 200–220 Гц. У детей средние основные частоты будут еще выше, но они начнут снижаться в начале полового созревания.
Итак, какое отношение эти низкие частоты звука имеют к пониманию речи? Слушание этих частот имеет решающее значение для различения некоторых ключевых особенностей речи, таких как паттерны ударения или высота тона. Вот что вы можете понять, услышав частоты речи около 125–250 Гц: 9.0003
Ударения в словах или слогах
Во многих языках, например, в английском, говорящие повышают высоту голоса, чтобы выделить определенные слова или слоги.
Есть известное предложение, которое используют исследователи-лингвисты, «Бев любит Боба», которое является прекрасным примером того, как различные ударения могут полностью изменить смысл предложения. Если Бев подчеркнуто, то это означает, что это Бев, а не кто-либо другой, любит Боба. Если подчеркнуть любовь , то это подчеркнет ее чувство любви, а не другую эмоцию. Если Боб подчеркнут, затем это показывает, что Бев любит Боба, а не кого-то другого. Короче говоря, слова в предложении дают вам понять, что было сказано, а ударения позволяют понять, что имелось в виду.
Носовые звуки: звуки [m], [n] и [ng]
Звук трех согласных [m], [n] и [ng] является результатом прохождения воздуха через нос вместо носа. рот. Носовая полость с ее мягкими оболочками и стенками подчеркивает частоты около 250–300 Гц и ослабляет более высокие частоты.
Возраст и пол
Основные частоты речи различаются в зависимости от возраста и пола человека.
Высота тона — не единственный признак пола, но низкие основные частоты, как правило, принадлежат мужчине; средние основные частоты обычно женские; а высокие основные частоты обычно исходят от детей.
Понимание настроений и эмоций
Способность слышать диапазон высоты тона поможет вам лучше понять настроение говорящего. Кто-то, кто взволнован или зол, будет говорить, используя более широкий диапазон основных частот, который распространяется на более высокие тона, в то время как говорящий, который может быть менее взволнован или скучает, будет использовать ограниченный или иногда почти монотонный диапазон высоты тона. Способность слышать звуки в диапазоне 125–250 Гц помогает понять нюансы разных динамиков.
Музыка, до среднего C
Этот диапазон низких частот не только хорош для понимания речи; это также помогает при прослушивании музыки. Средняя до — это музыкальная нота, которая находится в середине диапазона фортепиано и имеет частоту около 261 Гц. Средний и неподготовленный певец-мужчина будет наиболее комфортно петь в более низком диапазоне, около 130–260 Гц.
Таким образом, способность слышать звуки в диапазоне 125–250 Гц означает, что вы можете слышать большинство баритоновых или басовых певцов мужского пола.
улитка, кохлеарный имплант, ЭАС, электроакустическая стимуляция, слуховой имплант, низкие частоты, MED-EL Voices, звук
Рекомендуемые посты
Реабилирование дома для взрослых: понимание разговора, пока в машине
Реабилирование дома для взрослых: понимание разговоров в социальных ситуациях
Последствия ошибочного диагноза: Грзегорский путь к его коклера.
Низкочастотный звук тихий, но может убить
ЭТО НЕВИДИМО и НЕ СЛЫШНО; это может быть в помещении или на улице; это не биологическое, экологическое или радиационное излучение, но оно может вызвать у вас заболевание или даже убить вас.
Это низкочастотный звук, который кажется нелепым.
Как звук может вызвать болезнь или даже смерть?
Ваше тело реагирует на звук, например, на проходящий мимо поезд или самолет, или на то, что вы находитесь слишком близко к динамикам, что может вызвать у вас дрожь.
При правильной частоте можно даже не осознавать, что это происходит. Это могло быть причиной болезни нашего народа на Кубе.
Рассмотрим аналогию: Свет от солнца. Вы не можете видеть дальше ультрафиолетовой части спектра, но она может обжечь вашу кожу, вызвать рак кожи, а рентгеновские и гамма-лучи могут убить.
Если виновником является звук с правильной частотой, амплитудой и продолжительностью, ваше здоровье может оказаться под угрозой. Сходите на час или около того на концерт хэви-металла (надеюсь, без повреждения ушей). Однако тошнота может быть побочным эффектом. В этой ситуации звук заставил тело вибрировать и реагировать.
Люди тоже читают…
Диапазон звука, который слышит человек, называется частотным диапазоном; единица измерения, Герц (Гц).
Хотя существуют значительные различия между людьми, обычно считается, что диапазон слышимости составляет от 20 до 20 000 Гц.
Для сравнения: низкая частота тубы составляет 29 Гц, а баса — 27 Гц. Ниже 20 Гц это называется «инфразвук». Эти звуки не воспринимаются человеческим ухом, но тело их слышит, хотя человек может и не осознавать бомбардировку.
Эти звуки могут возникать из-за гула моторов, водяных насосов, шума строительной площадки, комнаты с оборудованием рядом с вашим домом или близлежащего транспорта.
Дарья Вайсман, редактор-исследователь New York Press, рассказала об инциденте с Уолтом Диснеем и его командой карикатуристов. После того, как они замедлили тон из 60 циклов в короткометражном мультфильме до 12 Гц, после этого они заболели на несколько дней.
Хорошим примером экстремально низких частот, с которыми можно столкнуться, является церковный орган. Это может вызвать ощущение печали, холода, беспокойства и даже мурашки по позвоночнику.
Звуки с частотой около 19 Гц соответствуют резонансной частоте человеческого глазного яблока, а сообщения о привидениях подробно описаны газетой Coventry Telegraph.
Самая опасная частота находится на средних частотах альфа-ритма мозга: 7 Гц. Это также резонансная частота органов тела. При высокой громкости инфразвук может напрямую воздействовать на центральную нервную систему человека, вызывая дезориентацию, беспокойство, панику, спазмы кишечника, тошноту, рвоту и, в конечном итоге, разрыв органов или даже смерть от длительного воздействия.
Первая задокументированная попытка воспроизвести инфразвуковые эффекты была предпринята Владимиром Гавро в 1957 году. Он заинтересовался инфразвуком, когда его попросили вылечить случай «синдрома больного здания».
Сотрудники исследовательского завода в Марселе, Франция, загадочным образом заболели. Подозревали отравление химическими или патогенными микроорганизмами, но Гавро в конечном итоге проследил происхождение болезней от вращающихся вентиляторов кондиционеров, которые генерировали низкочастотные звуковые волны.
Гавро начал экспериментировать с низкочастотной акустикой с намерением создать жизнеспособное звуковое оружие для французских военных.
Было изготовлено несколько прототипов, названных «canon sonique», состоящих из трубок с поршневым приводом и меньших рожков и свистков для сжатого воздуха.
Гавро и его команда протестировали инструменты на себе на заводе в Марселе, и получили неожиданные результаты. Один из членов команды умер мгновенно, «его внутренние органы превратились в аморфное желе от вибраций».
К счастью, его можно было быстро отключить. Тем не менее, другие в близлежащих лабораториях были больны в течение нескольких часов. Все вибрировало: желудок, сердце, легкие.
Единственное известное звуковое оружие, которое было развернуто, было разработано немецкими военными на заключительном этапе Второй мировой войны. «Люфтканон» или «Вирбельвинд Канонью», звуковое оружие, предназначенное для сбивания самолетов противника путем создания звукового вихря, не имело большого успеха.
Бытовые приборы, такие как фен, тостер, телевизор, персональные компьютеры и, что удивительно, даже пригородный поезд, которым ездят каждый день, могут излучать инфразвук.
Одной из характеристик низкочастотного звука является то, что он может распространяться на большие расстояния. Виновником могут быть ветряные турбины или водяные насосы, расположенные за много миль.
Недавно женщина переехала в новую квартиру. Ей не предоставили полного раскрытия вопросов, связанных с объектом, что в большинстве областей является противозаконным. В частности, ей не сказали, что поблизости есть большие водяные насосы.
Они издали серию звуков и низкочастотных звуков, от которых ей стало плохо. Она юридически расторгла свой контракт и переехала в другое место; болезнь ушла.
Даже если вы не видите, не слышите и не чувствуете звуковые волны, они все равно могут причинить вам вред или убить вас. Каждый человек по-разному реагирует на один и тот же звук, поэтому, если никто его не чувствует, возможно, это только вы.
Билл Кан из Мейтленда, штат Флорида, читал лекции по автоматизации и электронным коммуникациям в сотнях академических и других учебных заведениях.
