Тема: Анализ звуковой частоты различных музыкальных жанров

Авторы проекта: Ким Станислав, Cавельев Никита, Шилов Андрей, 10 класс  Введение  Все люди слушают музыку. Она может быть разного жанра, стиля. Но немногие знают что частота колебаний различных жанров музыки разная. С помощью приложения для мы решили измерить частоту звучания различных жанров музыки. Цель Исследовать  частоту звучания различных жанров музыки. Оборудование Для исследования нам понадобился: 2 смартфона ( 1 для воспроизведения музыки, а другой для анализа частоты) приложение FrequenSee  приложение ASC (для записи звуковой дорожки с экрана смартфона) компьютер Презентация идеи      Методы исследования Исследуя частоту звучания различных жанров музыки мы использовали следующие методы: Наблюдение, используя приложение исследуем как меняется частота звука с течением времени. Проводим запись звуковой дорожки с экрана смартфона, c помощью приложения ASC Проводим сравнение частоты звучания различных жанров музыки и устанавливали их особенности и различия. Предмет исследования   Предметом исследования послужила музыка различных жанров. Мы использовали следующие музыкальные жанры: Регги (Bob Marley — Three litle birds) Неоклассицизм  (Requiem for a Dream) Симфонический рок (Skilet — Awake And Alive) Электронный рок (Awolnation — Sail) Хеви-метал (Chimaira — Gag)  Таблица исследования  частот звучания различных жанров музыки  Презентация  Выводы: Люди любят разную музыку, и сейчас мы узнали на сколько она разная, кому-то нравятся низкие басы, а кому-то высокие, кому-то быстрый темп, а кому-то медленный. Но теперь мы можем различать музыку не только по звучанию, но и по ее частотам. Немного теории вопроса Что такое частота? Частота — физическая величина равна количеству повторений или возникновения событий (процессов) в единицу времени.Свойства звука (механических упругих колебаний среды) зависят от частоты. Человек может слышать колебания с частотой от 20 Гц до 20 кГц. Звук с частотой более низкой, чем 20 Гц называется инфразвуком[6]. Инфразвуковые колебания, хотя и не слышны, могут ощущаться осязательно. Звук с частотой выше 20 кГц называется ультразвуком. В музыке обычно используются звуки, основная частота которых лежит от субконтроктавы до 5-й октавы. Так, звуки стандартной 88-клавишной клавиатуры фортепиано укладываются в диапазон от ноты ля субконтроктавы (27,5 Гц) до ноты до 5-й октавы (4186,0 Гц). Однако музыкальный звук обычно состоит не только из чистого звука основной частоты, но и из примешанных к нему гармоник (звуков с частотами, кратными основной частоте). Обертоны музыкальных звуков лежат во всём доступном для слуха диапазоне частот. Звуковой спектр. 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 со держится 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)  Верхние средние (от 2.500 Гц до 5 кГц). 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.  6) Низкие высокие (около 5 кГц до 10 кГц), где мы встречаемся с самым сильным искажением высоких частот и где шипение пленки 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 . Частотный диапазон музыкальных инструментов Рояль, фортепиано 27-4200 Гц                                                                             Контрабас 40-300 Гц Электрическая бас-гитара 41-250 Гц Туба 45-320 Гц Валторны 60-740 Гц Фагот 60-630 Гц Виолончель 65-880 Гц Тромбон 80-500 Гц Акустическая гитара 82-1175 Гц                                                                                                                                       Электрическая гитара 82-1570 Гц Альт 130-1240 Гц Кларнет 140-1980 Гц Труба 160-990 Гц Скрипки 210-2800 Гц Гобой 230-1480 Гц Флейта 240-2300 Гц Пикколо-флейта 560-2500 Гц Частотный диапазон человеческого голоса: Бас 75-330 Гц Тенор 120-500 Гц Меццо-сопрано 170-700 Гц Сопрано 230-1100 Гц Музыка различных жанров Регги — направление современной музыки, сформировавшееся на Ямайке в конце 1960-х и получившее широкое распространение с начала 1970-х годов. Признанным королём регги является певец и автор песен Боб Марли. Большинство песен регги построены на растафарианской идеологии и насыщены символикой этого религиозного течения. Неоклассицизм ― направление в академической музыке XX века, представители которого стремились к возрождению стилистических черт музыки раннеклассического и доклассического периода. Наибольшего развития достигло в 1920-х — 1930-х. В XXI веке термин «неоклассика» часто используют как вариант названия стиля Classical Crossover — своеобразного синтеза, гармоничного сочетания элементов классической музыки и поп-, рок-, или электронной музыки. Некоторые представители этого стиля — группа Elend, Ludovico Einaudi и Secret Garden. Рок-му́зыка — обобщающее название ряда направлений популярной музыки. Слово «rock» — (в переводе с английского «качать», «укачивать», «качаться») — в данном случае указывает на характерные для этих направлений ритмические ощущения, связанные с определённой формой движения. Рок-музыка имеет большое количество направлений: от достаточно «лёгких» жанров, таких как танцевальный рок-н-ролл, по п-рок, брит-поп, до агрессивных жанров — дэт-метала и грайндкора. Содержание песен варьируется от лёгкого и непринуждённого до мрачного, глубокого и философского. Часто рок-музыка противопоставляется поп-музыке . Несколько более определенно можно сказать о, так называемой, «музыкальной экспрессии», которая, в силу повышенной, в сравнении с иными видами музыки, динамики (громкости) исполнения (по разным источникам от 110 до 155 дБ), является особой для многих рок-стилей (направлений), поскольку даже звучание большого симфонического оркестра находится в пределах 85 дБ и редко доходит до 115 дБ. Отличительная черта классической рок-музыки — неизменный ритм, поддерживаемый ритм-секцией. Электронный рок, рок-музыка создается с помощью синтезаторов и ди-джейских пультов. Этот жанр в значительной степени зависит от уровня технических разработок, особенно на него повлияли изобретение и совершенствование синтезатора, развитие цифрового формата MIDI и компьютерных технологий. В конце 1960-ых рок-музыканты начали использовать электронные инструменты, как теремин и меллотрон, добавлять и определять их звук, к концу десятилетия, синтезатор Муг взял ведущее место в звуке появляющихся групп прогрессивного рока, которые будут доминировать на рок сцене в начале 1970-ых. После появления панк-рока появилась форма основного синти-рока, все более используя новые цифровые технологии, чтобы заменить другие инструменты. Хе́ви-ме́тал — жанр рок-музыки, первое и изначальное направление метала. Обычно этим словом называют «классический» метал в том его виде, в котором он был создан в 1970-е годы такими группами, как Black Sabbath и Judas Priest. Хеви-метал окончательно сформировался к концу 1970-х с приходом т.н. новой волны британского хеви-метала. Для современного хеви характерны: средний или ускоренный темп, значительная агрессия, центральная роль соло-гитариста, продолжительные и техничные гитарные соло. Вокал, как правило, высокий. Тематика текстов достаточно разнообразна — могут быть песни о войне, Апокалипсисе, на общественную и философскую темы, встречаются песни про любовь.

Лучшие настройки эквалайзера: Определяющее руководство

На сайте

Тайлер Коннаган

5 апреля 2022 года

Ваша работа как инженера-микшера заключается в том, чтобы ваши песни хорошо звучали на любом устройстве воспроизведения , которым пользуются слушатели. Поэтому очень важно знать, как настроить эквалайзер в зависимости от жанра и инструмента. Отличное место для начала — изучение лучших настроек эквалайзера для разных жанров и инструментов.

Погрузитесь с нами в изучение лучших настроек эквалайзера для различных жанров и инструментов!

Что такое эквалайзер?

Прежде чем мы начнем, мы хотим убедиться, что у вас есть базовое понимание эквалайзера.

Эквалайзер (EQ) предназначен для изменения громкости различных звуковых частот в сигнале. Эти звуковые частоты находятся в диапазоне от 20 до 20 000 Гц , что является диапазоном человеческого слуха.

Если вы хотите узнать больше об эквалайзере и о том, как использовать его в микшировании, прочитайте нашу статью здесь.

Лучшие настройки эквалайзера для различных жанров

Понимание частотных диапазонов очень важно для использования настроек эквалайзера, которые мы сейчас обсудим. Вот краткое описание различных частотных диапазонов:

• Суббас (20-60 Гц) — это низкие частоты, которые можно услышать в ударных и суббасе. Чтобы услышать эти частоты, вам понадобится приличная пара наушников или сабвуфер.
• Низкие средние частоты (60-250 Гц) — это низкие частоты, которые обеспечивают полноту и теплоту в миксе. В этом диапазоне частот вы найдете бас и удар, а также низкие частоты в гитарах, вокале, синтезаторах и клавишных.
• Средние частоты (250 Гц — 1,5 кГц) — Большинство инструментов находятся в диапазоне средних частот, включая гитары, фортепиано и вокал. Средние частоты могут заполнить микс и добавить необходимую мякоть.
• Верхние средние частоты (1,5-6,6 кГц) — Человеческое ухо улавливает верхние средние частоты больше, чем где-либо еще, поэтому забота о них требует деликатности. Они необходимы для присутствия, хотя могут звучать резко, если их слишком много.
• Высокие частоты (6,6-20 кГц) — здесь вы найдете мерцающий блеск, который можно найти на верхах вокала, тарелок, акустических гитар и многого другого. Хотя яркость важна в любом миксе, она также требует осторожности, так как ее переизбыток может звучать резко.

Акустическая/фолк музыка

При работе с акустической музыкой полезно немного подтолкнуть басовые инструменты, чтобы заполнить звук и создать прочную основу. Обычно мне нравится усиливать частоту от 32 до 125 Гц .

Мне также часто нравится усиливать верхние средние частоты, чтобы придать вокалу немного присутствия, а также высокие частоты, чтобы придать акустическим инструментам в миксе немного воздуха и мерцания.

Одним из диапазонов, с которым следует быть осторожным при микшировании акустической музыки, являются низкие середины. Хотя акустические композиции требуют низких средних частот для полноты и теплоты, слишком большое их количество может накопиться и оставить вас с мутной, грязной кашей. Всегда проверяйте наличие грязи между 250 и 500 Гц и регулируйте по вкусу.

ПРО СОВЕТ : Поскольку акустическая и народная музыка должна звучать как можно более естественно, я рекомендую не спешить с настройками эквалайзера.

Хип-хоп музыка

Хип-хоп сильно изменился за последние несколько десятилетий, но единственное, что остается неизменным, — это потребность в грохочущих низких частотах. Лучшие настройки эквалайзера для хип-хопа включают усиление в области 64 Гц , особенно если вы хотите, чтобы ударные выделялись.

Лирика также очень важна в хип-хопе, поэтому я также рекомендую усиление в диапазоне 1-2 кГц . Что касается высоких частот, не так много хип-хоп песен полагаются на них, поэтому я обычно оставляю их в нейтральном положении.

Электронная музыка

Каждый, кто слушает электронную музыку, знает, насколько важен басовый звук. Правильно подобрать оптимальные настройки эквалайзера для басов

крайне важно , поэтому я уделяю много внимания усилению в диапазоне от 32 до 125 Гц .

Обычно мне нравится немного усиливать ведущие линии в области от 1 до 3 кГц , чтобы сделать их более выразительными для слушателя. Высокочастотные звуки не менее важны, поскольку они создают необходимый разброс, чтобы ваш микс звучал широко. Как правило, их тоже стоит усилить.

Что касается обрезки, я часто люблю смотреть на средний диапазон от 250 до 500 Гц , особенно если у меня есть тонны дорожек, сложенных в стопку, создающих грязь в этой области.

Классическая музыка

Если вы хоть что-то знаете о классической музыке, вы знаете, что звуки поступают из записей. Поэтому важно, чтобы все было как можно более ровным, чтобы естественные звуки записей доходили до слушателя.

Конечно, это означает, что наилучшие настройки эквалайзера зависят от вашего устройства и условий прослушивания. Если вы хотите немного поэкспериментировать, я рекомендую усилить низкие частоты от 32 до 250 Гц и высокие от 4 до 16 кГц+ .

Поп-музыка

Поп-музыка — это ВСЕ о вокале, а значит, вам нужно освободить место, чтобы он выделялся. Конечно, поп-музыка постоянно меняется, поэтому настройки звука зависят от самой песни. Большинство поп-музыки в настоящее время имеет повышенные низкие и высокие частоты, поэтому хорошо усилить частоты от

60 до 200 Гц и от 8 до 16 кГц , чтобы подчеркнуть эти низкие и высокие частоты.

Я рекомендую поискать в диапазоне от 1 до 3 кГц , чтобы немного усилить вокал.

Рок-музыка

Рок-музыка — это все о низких и высоких частотах, и мне обычно нравится использовать легкий эквалайзер с улыбкой , чтобы придать ей необходимую мощь без лишнего гула или грязи.

Поэтому, по сути, я начну с усиления всех средних частот. Посмотрите настройки эквалайзера для рок-музыки ниже, чтобы лучше понять, о чем я говорю.

Лучшие настройки эквалайзера для различных инструментов

Барабаны

Ударные барабаны

• Sub Bass (40-60 Гц) — Вы найдете тон или реверберацию корпуса. Живые кик-барабаны часто могут иметь сильный гул внизу, поэтому подходите к этому диапазону с осторожностью.
• Удар (60-100 Гц) — это диапазон, в котором удар будет бить вас в грудь.
• Body (100-200 Гц) — здесь вы можете получить немного мяса от ударного барабана, но будьте осторожны, чтобы это не мешало басу или другим низкочастотным инструментам.
• Кольцо (200Гц-2кГц) — В этом диапазоне часто можно обнаружить много грязи, кольца или коробчатости. Я рекомендую прочесать его в поисках мест, которые можно сократить, чтобы освободить место для других инструментов.

Beater (2-4 кГц) — Если вам нужно получить больше «стука» на ударном барабане и усилить звук колотушки, сделайте небольшое усиление здесь.

Барабаны Snare Drums

• Низ/корпус (200-400 Гц) — У большинства улиток основные частоты находятся в этом диапазоне, поэтому усиление здесь может придать вашей улитке необходимую плотность.
• Hollowness (400-800 Гц) — в этом диапазоне вы найдете полый звон, слышимый во многих живых улитках. Вы можете рассмотреть возможность зачерпнуть немного из этого диапазона, но не стоит зачерпывать слишком много, так как вы потеряете жизнь вашей раковины.
• Атака (2-4 кГц) — здесь можно услышать треск трещотки или звук удара палки по голове.

Toms

• Низ/корпус (100-300 ГГц) — основная частота зависит от размера и настройки тома, но этот диапазон является хорошим местом для поиска, если вам нужно добавить немного больше «бума» в ваш звук.
• Атака (3-4 кГц) — Чтобы получить больше ударов палочки по головке тома, можно добавить немного атаки в этом диапазоне.

Тарелки

• Clank (200-300 Гц) — в этом диапазоне вы обнаружите телесный или «звонкий» звук сигнала. Это особенно характерно для хай-хэтов. Обычно этот диапазон можно ослабить в более оживленных миксах, хотя более разреженные миксы иногда требуют большего.
• Мерцание/шипение (6 кГц+) — Чтобы подчеркнуть звук «тссс» ваших тарелок, вы можете придать им яркости с помощью высоких частот на частоте 6 кГц или выше. Это может добавить любому тарелочному инструменту немного воздуха. Только будьте осторожны и не усиливайте слишком сильно, если не хотите, чтобы у слушателя пошла кровь из ушей.

Бас

• Нижний конец (40-80 Гц) — самые низкие частоты, встречающиеся на бас-гитарах, находятся в диапазоне от 32 до 40 Гц в зависимости от настройки баса. Позаботьтесь о том, чтобы этот диапазон не маскировал низкие частоты вашего удара.
• Основа (80-200 Гц) — Обычно вы хотите усилить этот диапазон, чтобы подчеркнуть основные характеристики вашего баса. Однако, если вы обнаружите, что ваш бас слишком гулкий, подумайте о снижении частоты в диапазоне от 180 до 200 Гц .
• Обертоны (200-600 Гц) — Если вам трудно заставить бас прорезаться сквозь микс, или если вы хотите, чтобы бас прорезался на небольших колонках, вам нужно сделать усиление в этом диапазоне.
• Рычание (800 Гц — 1,6 кГц) — я люблю смотреть в этот диапазон частот, чтобы подчеркнуть рычание и атаку, особенно в рок-музыке.
• Струнный шум (2-5 кГц) — Небольшое усиление в этом диапазоне может быть полезно для того, чтобы помочь вашему басу пробиться сквозь микс или придать ему больше реалистичности.

Электрогитары

• Грязь (90 Гц и ниже) — если вы имеете дело с насыщенным миксом, вы обычно можете использовать фильтр высоких частот, чтобы вырезать все, что ниже этого диапазона. Вы не найдете здесь ничего полезного, кроме шума и грохота.
• Толщина (150-200 Гц) — В этом диапазоне вы найдете толщину и мясо электрогитары. Хотя вы можете автоматизировать эту область, чтобы усилить соло или лид, вы можете подумать о том, чтобы укротить ее, чтобы дать басу немного пространства для дыхания.
• Жизнь (300 Гц — 1 кГц) — Здесь находится жизненная сила электрогитары. Вы можете ослабить нижний конец этого диапазона, если он мешает другим низкочастотным инструментам, однако в миксах вы должны позволить ей взять на себя верхний конец этого диапазона.
• Гудок (1-2 кГц) — Если ваша электрогитара звучит резко или гулко, мы рекомендуем сгладить этот диапазон с помощью широкого и небольшого среза.
• Блеск и присутствие (3-8 кГц) — Чтобы помочь вашей электрогитаре прорезаться сквозь микс, попробуйте использовать небольшое усиление в этом диапазоне. Однако следите за тем, чтобы электрогитара не мешала вокалу. Я часто рекомендую использовать фильтр низких частот выше этого диапазона, если ваша гитара использует дисторшн, так как все, что выше 8 кГц, часто является шипением и шумом.

Акустические гитары

• Тело и бум (100-200 Гц) — В этом диапазоне часто можно найти много «бумных» частот, которые можно ослабить, если они поглощают ваш микс, что часто случается с плохо записанными акустическими гитарами. Однако, если вы имеете дело с сольной акустической гитарой, будет хорошей идеей немного усилить этот диапазон, чтобы придать ей полноту и теплоту.
• Деревянность (200-400 Гц) — В этом диапазоне вы найдете достаточное количество толщины и тела. Постарайтесь не делать здесь слишком много срезов, так как вы быстро потеряете жизнь вашей акустической гитары.
• Резкость и четкость (2 кГц) — работа с этим диапазоном в акустических гитарах может быть сложной, поскольку слишком большой диапазон может сделать ее агрессивной или резкой, в то время как слишком малый может лишить ее необходимой атаки и присутствия, чтобы услышать небольшие нюансы в пикинге и аккордах.
• Блеск (7 кГц+) Использование небольшого хай-шелла здесь может раскрыть вашу акустическую гитару и придать ей воздух, необходимый для возвышения над миксом.

Фортепиано/клавишные инструменты

Существует множество разновидностей фортепиано и клавишных инструментов, которые могут иметь совершенно разные тембральные качества. Рояль имеет иное качество звучания, чем пианино, которое имеет иное качество звучания, чем клавиатура Rhodes, и так далее.

Невероятно важно быть осторожным с этими инструментами с полным диапазоном частот, если вы хотите, чтобы они заполнили ваш микс, не перегружая его.

• Бум и низ (100-200 Гц) — Если вы имеете дело с сольным фортепиано или клавиатурой, добавление небольшого количества нижних частот здесь может придать теплоту. Однако, если вы эквалайзеруете фортепиано или клавиатуру в насыщенном миксе, хорошей идеей будет избавиться от некоторого обхвата здесь.
• Presence (3 кГц+) — Если ваше пианино или клавиатура кажутся немного темными, вы можете придать им яркости с помощью этого частотного диапазона. Конечно, как всегда, с этим диапазоном следует действовать осторожно. Слишком большой диапазон может вывести из строя демпферы, создавая нежелательный молоточковый шум.

Вокал

• Грохот (от 20 до 100 Гц) — Вы не найдете никакой полезной информации для вокала ниже 100 Гц. В основном это шум кондиционера, вибрация пола или гул. Используйте фильтр высоких частот, чтобы избавиться от него.
• Boom (100-250 Гц) — в этом диапазоне частот часто встречается тот самый гулкий звук «холодной головы». Для мужских голосов он находится в нижней части, а для женских — немного выше.
• Назальность и четкость (800 Гц — 1,5 кГц) — Если ваш вокал не очень разборчив, рассмотрите возможность усиления в этом диапазоне. Однако, если вы переборщите с этим диапазоном, вокал начнет звучать очень гнусаво.
• Присутствие (2-4 кГц) — Если вам нужно, чтобы ваш вокал звучал более уверенно и придать ему энергию, необходимую для того, чтобы занять место в миксе, усиление в этом диапазоне — хорошая идея. Однако слишком большое усиление в этом диапазоне может быть очень резким и быстро вызвать утомление слушателя.
• Сибиланс (4-8 кГц) — Здесь часто требуется установить де-эссер, чтобы приглушить резкий сибиланс, хотя вы можете использовать автоматический эквалайзер, чтобы приглушить и его!
• Air (10kHz+) — Если вы хотите приоткрыть вокал и придать ему «дорогой» звук, добавьте высокие частоты в районе 10kHz и выше. Только будьте осторожны, не переборщите, так как легко добиться резкого звучания!

Заключительные мысли — использование этих настроек эквалайзера в вашей музыке

Теперь, когда в вашем распоряжении лучшие настройки эквалайзера, пришло время экспериментировать! Обязательно протестируйте эти настройки эквалайзера на нескольких системах воспроизведения, чтобы увидеть, что работает лучше всего. Как только вы узнаете, какие настройки эквалайзера лучше всего подходят для вашей конкретной системы и ваших ушей, мы гарантируем, что вы получите еще больше удовольствия от создания музыки!

Общие недостатки помещений и методы их устранения. / Разное / Статьи — Салон «Магия звука»

Предположим, вы задались целью улучшить акустические условия вашей комнаты прослушивания. У вас имеется широчайший диапазон возможных решений. Например, можно добавить в интерьер специально разработанные акустические приспособления или потратить много денег на переоборудование помещения. А можно просто повесить ковер на стену или заменить портьеру, — зачастую этого оказывается вполне достаточно. Вы можете самостоятельно повысить качество звучания вашей системы, используя подручные средства и материалы, или, не останавливаясь перед затратами, приобретете специальные приспособления, предназначенные для управления акустическими параметрами помещения. Не торопитесь с решением — прежде внимательно ознакомьтесь с этим разделом. В нем вы найдете описание наиболее часто встречающихся недостатков, присущих помещениям, и способов их устранения. Возможно, эта информация поможет вам сэкономить время и деньги.

1. Акустически необработанные параллельные поверхности

Не исключено, что это самая общая и самая досадная из проблем, связанных с помещениями. Если существуют две параллельные отражающие поверхности, то между ними возникает порхающее эхо — прыгающий звук, слышимый после того как прямой звук уже смолк. Если вы когда-нибудь бывали в пустых незаглушенных помещениях и хлопали там в ладоши, вы слышали порхающее эхо. Оно похоже на повторяющиеся, затухающие в воздухе хлопки. Для того, чтобы лучше уяснить, что такое порхающее эхо, представьте себе трюмо с обращенными друг к другу зеркалами. Одно зеркало отражается в другом, его изображение снова отражается в первом, которое, в свою очередь, отражается во втором и так далее. — создается иллюзия бесконечного зеркального коридора. Здесь происходит нечто подобное: звук, отраженный одной поверхностью, возвращается к другой, отражается от нее и начинает как бы метаться, порхать между двумя стенами (отсюда и название), постепенно затухая. Скорость затухания зависит главным образом от свойств отражающих поверхностей. Порхающее эхо „размывает» фронты нарастания и затухания звуковой волны придает жесткий, металлический характер звучанию верхних средних и высоких частот.

Попробуйте хлопнуть в ладоши в различных помещениях вашего дома. Наиболее отчетливое порхающее эхо вы услышите в холле или ванной комнате. И если нечто подобное вы обнаружите в комнате прослушивания, вам придется решить эту проблему.

Порхающее эхо легко устранить. Выясните, какие поверхности внутри помещения параллельны друг другу и поместите на одну из них звукопоглощающий или рассеивающий материал. Этого достаточно, чтобы не допустить повторных отражений. В качестве такого материала можно использовать ковер, повешенный на стену, палас на полу (если эхо возникает из-за отражений между полом и потолком), шторы на окне или какой-нибудь акустический звукопоглотитель. закрепленный на стене. Даже небольшие кусочки сильно поглощающей звук акустической пены, такой как „Sonex» (этот материал описан ниже), способны ликвидировать порхающее эхо.

Для этой цели можно также с успехом использовать материал типа тонкого коврового покрытия, подобного применяемому в отделке помещений аэропортов и конференц-залов. И хотя он довольно дорогой, когда продается как материал для акустической обработки, вы можете договориться на фабрике ковровых изделий и приобрести его в несколько раз дешевле, чем в магазине. Он выглядит скромно, ненавязчиво, легко прикрепляется к любой поверхности. Его поглощающие свойства позволяют эффективно справляться с порхающими отражениями, и вместе с тем он не поглощает чрезмерное количество энергии, так что комната не кажется „мертвой». Ковровое покрытие можно наклеить на стены или прибить гвоздиками. Если вы воспользуетесь „Masonit’oM», то сможете попробовать установить покрытие в разные места, подыскивая наилучшее.

Недавно фирма „Acoustic Sciences» представила материал, полностью ликвидирующий порхающее эхо. Он называется „Flutter Stix» и поставляется кусками размером 38x90x600 мм или 38x100x900 мм. Прикрепляется к стене легко и быстро.

Каким бы способом решения этой проблемы вы ни воспользовались, ваши труды не пройдут даром, потому что уничтожение порхающего эха имеет первостепенную важность.

2. Неуправляемые отражения от пола и боковых стен

Трудно избежать установки громкоговорителей около стен помещения и вблизи пола. Из-за этого вы слышите прямой звук вместе с отражениями от стен, пола и потолка комнаты. Огражения от боковых стен имеют задержку по времени относительно прямого сигнала, обладают окрашенным тембром и приходят не от громкоговорителей, а совсем с другого направления. Все эти факторы могут ухудшить качество звучания. К ТОМУ же отражения от пола и боковых стен суммируются с прямой волной, дополнительно окрашивая звучание. На рис. 4-11 показано, как в результате наложения прямых и отраженных волн формируется звук, воспринимаемый слушателем.

Рис. 4-11. Слушатель воспринимает комбинацию прямых и отраженныхзвуковых волн

Есть три основные причины, влияющие на тембр звука. Во-первых, фактически все внеосевые частотные характеристики громкоговорителей (то есть измеренные со смещением относительно их рабочей оси) не такие равномерные, как характеристики, измеренные на оси. Звук, излучаемый в сторону от рабочей оси (а именно он, в основном, и отражается от боковых стен), может иметь значительные пики и спады на разных частотах. Таким образом, отраженный сигнал изначально — еще до отражения — отличается по тембру от прямого звука, и мы слышим эту тональную окраску в музыке.

Во-вторых, акустические характеристики боковых стен сами вносят изменения в спектральный состав сигнала. Скажем, если материал стен поглощает высокие частоты, не поглощая энергию средних и низких частот, это, безусловно, повлияет на тембр отраженного звука.

И, наконец, временная задержка отраженного звука относительно прямого также играет свою роль в формировании общего тембра звучания. Задержка эта обусловлена разностью хода прямого и отраженного звука. Зная скорость распространения звука в воздухе (340 м/с), легко вычислить время задержки. Например, если дополнительный путь, проделанный отраженными звуковыми волнами на рис. 4-11, равен 120 см, то время задержки составит 35 мс (тридцать пять тысячных долей секунды) относительно прямого звука.

В результате явления, названного гребенчатой фильтрацией (см. рис. 4-12), возникает ряд пиков и провалов частотной характеристики (отсюда и ассоциация с гребнем), обусловленных интерференцией между прямым и отраженным сигналами. Ввиду разности хода прямой и отраженной звуковых волн происходит ослабление одних частот и усиление других, как это видно на графике. Такая характеристика не может не повлиять на частотный состав звукового сигнала на слушательском месте.

следствие всех этих причин мы слышим звук, отличающийся по тембру от того, что излучается громкоговорителями. Отражения от боковых стен — одна из причин, по которым одни и те же громкоговорители звучат по-разному в разных помещениях.

Рис. 4-12. Амплитудно-частотная характеристика гребенчатого вида состоит из чередующихся пиков и провалов, образовавшихся в результате интерференции прямого и отраженного звука.

Эти отражения не только влияют на тональный баланс, они также мешают точно локализовать образ в пределах звуковой сцены, так как на боковых стенах появляются дополнительные „мнимые» образы сигналов. И хотя отражения в некоторой степени улучшают пространственность и объемность звучания, сильные отражения субъективно увеличивают кажущееся расстояние между громкоговорителями. Отдельные звуковые образы „размываются», ощущение их телесности теряется, а вся звуковая сцена становится менее сфокусированной и точной.

Звук отражается также от пола и потолка. Отражения от пола понижают энергию среднего баса, и звук становится „тоньше». Отражения от потолка влияют на звук слабее отражений от боковых стен из-за большей разницы хода звуковых волн. Звук дипольных громкоговорителей, посылающих очень мало энергии к потолку, меньше подвержен его влиянию, чем звук обычных громкоговорителей. Наконец, наклонный потолок предпочтительнее горизонтального, если громкоговорители расположены в части комнаты, где потолок ниже. Его наклон будет направлять отражения в сторону от слушателя.

Акустически обработать боковые стены несложно: достаточно поместить на них между громкоговорителями и слушательским местом звукопоглощающий или звукорассеивающий материал. Отражения от пола устраняются еще проще — напольный ковер погасит большинство отражений и уменьшит их вредное влияние. Тем не менее он не будет поглощать некоторые низкие частоты, что приведет к ослаблению среднего баса — в результате интерференции между прямой и отраженной волной. Это так называемый „эффект Эллисона», названый по имени конструктора громкоговорителей Роя Эллисона, который первым опубликовал описание данного явления.

Интересно, что тип ковра на полу между вами и громкоговорителями тоже влияет на качество звука. Например, покрытие из шерсти создает более естественный тональный баланс, чем синтетический ковер. Дело в том, что волокна шерсти имеют разную длину и толщину, и это способствует лучшему поглощению различных частот. В отличие от него, синтетическое покрытие состоит из одинаковых ворсинок, а потому эффективно поглощает звук лишь в узком диапазоне частот. Вы можете убедиться в этом на складе ковровых изделий, разговаривая вслух в окружении различных образцов натуральных и синтетических покрытий. С шерстяным ковром вы получите более натуральный тембр звучания своего голоса.

Отражения от боковых стен могут либо рассеиваться, либо поглощаться. Рассеивающая поверхность разбивает единичную падающую волну на множество маломощных, хаотично направленных отражений, как показано на рис. 4-13. Рассеивателями звука могут быть специальные акустические материалы, такие как рассеиватели „RPG» (показанные на рис. 4-14а и описанные ниже в этой главе), или просто неровные поверхности. Например, открытые полки, заполненные книгами, отлично рассеивают звук, если к тому же книжные корешки по-разному „утоплены» вглубь полок. Рис. 4-146 демонстрирует рассеиватели „RPG», установленные позади громкоговорителей. Обратите внимание на ковер между громкоговорителями и слушательским местом.

Рис. 4-13. Звук, попадая на поверхность, поглощается, отражается или рассеивается (может наблюдаться и комбинация всех трех явлений).

Рис. 4-14а. Рассеиватель фирмы «RPG Diffusor Systems».

Рис. 4-14б. Рассеиватель фирмы «RPG Diffusor Systems»

Вы можете выбрать и другой подход — поглощение отражений от боковых стен. Акустические звукопоглощающие материалы, например, акустическая пена, очень эффективны, но надо учитывать опасность слишком заглушить помещение, — тогда звук в нем станет безжизненным, а ощущение пространства и звукового объема уменьшится или исчезнет совсем.

Вообще вопрос о том, что лучше — рассеивание или поглощение отражений от боковых стен, вызывает оживленные дебаты в high-end-сообществе. Сторонники рассеивания аргументируют свои взгляды тем, что отраженная энергия полезна в виде диффузных отражений — они увеличивают ощущение объема звукового пространства. Их оппоненты, отстаивая метод поглощения, утверждают, что любые отражения, поступающие в течение первых 20 мс после прихода прямого звука, субъективно понижают его качество. Большинство комнат прослушивания на студиях звукозаписи построены по принципу „зоны без отражений», где звукорежиссер слышит только прямой звук студийных мониторов. Мой собственный опыт подсказывает: поглощение отражений от боковых стен лучше, чем их рассеивание, хотя рассеивающие материалы, расположенные позади кресла слушателя, тоже приносят ощутимую пользу. Во всяком случае, бесспорно то, что наличие отражений от боковых стен помещения ухудшает качество звука.

Превосходное изделие, эффективно устраняющее отражения от боковых стен, выпускает „Acoustic Sciences Corporation» (ASC). Оно называется „Tower Trap» (башня-ловушка). Это высокий предмет цилиндрической формы, одна сторона которого обладает поглощающими, а другая — отражающими свойствами, причем нужное свойство можно выбрать простым поворотом цилиндра. Когда он установлен около боковой стены с обращенной к ней отражающей стороной, поглощающая сторона задерживает основную часть отражений. То небольшое количество энергии, которое все же достигает боковой стены, отражается в сторону задней стенкой „Tower Trap». Большинство отражений поглощено, остальные ослаблены и рассеяны — все как надо.

Следует помнить, что нет нужды обрабатывать всю поверхность боковых стен в комнате прослушивания, — ведь отражения приходят только от небольшого участка стены. С точки зрения законов отражения звуковые волны средних и высоких частот подобны лучам света. Благодаря этому свойству мы можем изобразить линии отражения звука от боковых стен к креслу прослушивания и обработать акустическим материалом только нужный участок. Согласно законам геометрической оптики, угол падения луча равен углу отражения. Применительно к звуку это означает, что если звуковая волна ударяет в отражающую поверхность под некоторым углом, то под тем же углом покидает ее и отраженная волна.

Метод отслеживания траектории отражений показан на рис. 4-15, 4-16 и 4-17. Сначала на стену между линией громкоговорителей и слушателем прикрепляется отражающая майларовая лента. Ее следует разместить на высоте ваших ушей, когда вы сидите в кресле прослушивания. Затем установите источники света (в идеале — две лампы без абажуров) там, где обычно располагаются громкоговорители, как изображено на рис. 4-15. Сидя в кресле прослушивания, вы видите отражения ламп в ленте на стене (рис. 4-16). Места майларовой ленты, где вы видите отражения ламп, и есть те участки стены, от которых звуковая волна отражается в вашу сторону и где надо провести акустическую обработку. Фотография рис. 4-17 показывает, как стратегически правильное размещение акустических материалов (в данном случае, „Tower Trap» фирмы „ASC») устраняет отражения от боковых стен сигналов обоих громкоговорителей. Сравните рис. 4-16 с рис. 4-17.

Выполните аналогичные действия для левой стены. Если ваша комната прослушивания симметрична и место прослушивания находится в центре, вам нет нужды проделывать эту процедуру дважды — просто проведите аналогичную обработку другой стены. Для сохранения акустической симметрии помещения обе боковые стены должны быть обработаны одинаково.

Следует учитывать, что стены отражают звук каждого громкоговорителя. Например, звук левого громкоговорителя, отражаясь от правой стены, приходит к правому уху и смешивается со звуком правого громкоговорителя. Такое перекрещивание звуковых волн сжимает размеры звуковой сцены, из-за чего становится трудно локализовать звуковой образ. Поэтому, занимаясь акустической обработкой боковых стен, желательно устранить отражения звука не только ближнего к ней, но и дальнего громкоговорителя.

Рис. 4-15. Замена громкоговорителей источниками света и установка отражающей майларовой ленты.

Рис. 4-16. Точки, в которых видны отражения источников света, одновременно являются и точками отражения звука.

Заметим, что объемный звукопоглотитель, размещенный на некотором расстоянии от стены, работает лучше, чем закрепленный на ней. Происходит это потому, что такой поглотитель как бы отбрасывает „акустическую тень» на стену и тем самым увеличивает эффективную зону поглощения.

Аналогично можно ликвидировать все отражения в комнате прослушивания. Если вы опояшете зеркальной лентой все помещение, то увидите все точки отражения звуковых волн, которые достигают ваших ушей. Благодаря этому вы сможете разместить поглощающие или рассеивающие материалы именно в тех местах, где необходимо. Если не хотите возиться с зеркальной лентой и лампами, просто попросите кого-нибудь обойти вокруг комнаты с зеркалом в руках (его необходимо держать возле стены на высоте головы сидящего слушателя) и отметьте все точки, в которых видны отражения диффузоров громкоговорителей.

Если вы не желаете утруждать себя даже этим, все равно можете как-то повлиять на отражения от боковых стен. Книжные полки, ковры и драпировки — все же лучше, чем ничего. Но если вы хотите добиться действительно хорошего звука, ничто не заменит вам профессионально спроектированную акустическую обработку.

Рис. 4-17. Акустические материалы, помещенные точно в местах отражений, ликвидируют их.

3. Густой бубнящий бас

Густой бубнящий бас — болезнь, трудно поддающаяся лечению. Зачастую на его появление влияют собственные резонансы помещения, недостаточное поглощение низких частот, плохие акустические системы или неправильное их расположение, недостаточное звукопоглощение на низких частотах. Как станет ясно из раздела, описывающего стоячие волны, положение места прослушивания тоже может способствовать „разбуханию» баса.

Конечно, качество акустических систем занимает не последнее место среди причин, вызывающих этот неприятный эффект. И если даже при правильном расположении громкоговорителей (а это наиболее эффективный метод его устранения) эффект все еще проявляется, вам имеет смысл сменить акустические системы. Однако прежде чем принимать столь кардинальные меры, попробуйте использовать низкочастотные звукопоглотители — возможно, с ними ситуация изменится к лучшему.

Пассивные низкочастотные поглотители преобразуют звуковую энергию в другую форму, например, в тепловую энергию внутри волокнистых материалов. Такие звукопоглотители продаются в готовом виде (например, „Tube Traps» и „Tower Traps» фирмы „ASC» ), встраиваются в существующий интерьер комнаты или сооружаются из подручных материалов.

Так, весьма недорогой и эффективный поглотитель низких частот можно сделать самостоятельно за несколько часов, и он будет стоить вам меньше $20. Это устройство, называемое также звукопоглощающей панелью, имеет достаточно высокий коэффициент поглощения и может настраиваться на требуемую частоту или диапазон частот.

Панель устанавливается свободно или встраивается в стену. Обычный размер панели — 1,2×2,4 м, она набирается из фрагментов 0,6×1,2 м и прикрепляется к стене за края. Места стыков панели со стеной герметизируются, а воздушный промежуток внутри конструкции заполняется стекловолоконным наполнителем. Затем следует лишь прикрепить поверх панели кусок фанеры или мазонита, просверлить в нем много маленьких отверстий — и низкочастотный поглотитель (конструкцию такого типа еще называют резонатором Гельмгольца) готов!

Некоторые панели могут и не иметь отверстий — взамен используется очень тонкий материал, прогибающийся под давлением звука. Частоты эффективного поглощения зависят от глубины воздушной прослойки и толщины панели. Стекловолокно внутри структуры сглаживает частотную характеристику поглощения. Изменяя величину воздушного зазора и диаметр отверстий (в перфорированных панелях), а также толщину панелей, можно настроить панель на определенную частоту в диапазоне от низких до средних частот. В большинстве помещений необходимо широкополосное поглощение в области нижних частот, но панельные поглотители могут решить и проблемы резонансов помещения, если их точно настроить на соответствующие частоты. Некоторые поглощающие панели, настроенные на основные резонансы в низкочастотном диапазоне, могут существенно уменьшить басовые проблемы небольших помещений. Чтобы сделать панели соответствующими вашему вкусу, покройте их поверхность тканью, но помните, что для поглотителей типа резонатора Гельмгольца слишком плотное покрытие нежелательно, — необходимо оставить хотя бы 5-мм воздушный зазор, чтобы дать возможность отверстиям „дышать».

Свободно стоящий панельный поглотитель строится аналогичным образом, но с жесткой задней стенкой, например, из доски толщиной 3/4 дюйма. Конкретную информацию, необходимую для изготовления панельных поглотителей — толщину материала, диаметр отверстий, промежуток между ними и т. д. — можно найти в книге „The Master Handbook of Acoustics», автор F. Alton Everest.

Низкочастотное поглощение достигается и другим способом: встраиванием объемного поглотителя в уже существующие сооружения, скажем, в стенной шкаф. Простая драпировка проема стенного шкафа поглощающим материалом — акустической пеной или стекловолокном, уже обеспечивает низкочастотное поглощение. Звукопоглощающая конструкция такого типа называется „четвертьволновым поглощающим фильтром». Она имеет максимум звукопоглощения на частоте, для которой расстояние от ближайшей задней стенки до поглощающего материала составляет четверть длины звуковой волны или кратно нечетному числу четвертей ее длины. Фактически, любой поглощающий материал, подвешенный перед отражающей поверхностью, представляет собой такой фильтр. Портьеры на окнах также дадут подобный эффект, но расстояние между окном и занавеской слишком мало, и самая низкая поглощаемая частота в этом случае будет находиться в диапазоне средних частот.

Давайте подсчитаем частоту поглощения для короба глубиной 60 см с подвешенным перед ним поглощающим материалом по следующей формуле: F=340/(4xD), где F — наиболее низкая эффективно поглощаемая частота, 340 — скорость звука в м/с, 4xD — четыре расстояния между задней стенкой короба и поглотителем. Таким образом, для ящика глубиной 60 см F=141 Гц. Эта конструкция имеет пики поглощения и на нечетных кратных F частотах, например, 3xF (423 Гц), 5xF (706 Гц), 7xF (989 Гц), и так далее. Драпировка же на расстоянии 15 см от окна дает пики поглощения на частотах 565 Гц, 1695 Гц, 3955 Гц… Наклон поглощающих материалов сдвинет эти величины по оси частот, а поглощение может даже увеличиться.

Применение четвертьволновых поглотителей ограничено большими размерами короба — это необходимо для поглощения самых низких частот. Я был поражен, когда выяснил, что самый простой и наиболее эффективный метод снижения густоты баса — правильная расстановка громкоговорителей. Поэтому используйте акустическую обработку только после того, как вы выполните все рекомендации по размещению акустических систем.

4. Отражающие объекты возле громкоговорителя

Отражающие объекты около громкоговорителей: стойки для аппаратуры, окна позади громкоговорителей, сабвуферы или мебель между ними, даже усилитель мощности на полу — все это может привести к потере глубины и сфокусированности звукового образа. Лучшее решение в данном случае — убрать мешающий объект. Аппаратурная стойка стояла у меня между громкоговорителями; передвинув ее к стене, я добился от моей системы потрясающей глубины звуковой сцены и точности образа. Если для вас это неприемлемо, отодвиньте все отражающие предметы как можно дальше за громкоговорители. Например, усилитель мощности совсем не обязательно выставлять перед лицевой панелью громкоговорителей. Для улучшения качества звука следует избегать установки между громкоговорителями большого телевизионного монитора. Эта одна из причин, по которой музыкальная система в идеале должна быть разделена с видеосистемой: звуковые образы ухудшаются большими отражающими стеклянными поверхностями, расположенными в непосредственной близости от громкоговорителей. Правда, существует несколько приемов, с помощью которых можно снизить неблагоприятное влияние видеомонитора на качество звучания (они описаны в главе 13). Системы, использующие видеопроекторы с выносными экранами, не создают таких проблем.

Если вы не можете переместить отражающие объекты, накройте их звукопоглощающим материалом, например, „Sonex’ом». Во время прослушивания лучше занавесить окна позади акустических систем. Я слышу значительное увеличение глубины звуковой сцены, когда занавешиваю большое окно за моими громкоговорителями.

Диагностическая запись для условий прослушивания (LEDR — Listening Environment Diagnostic Recording), которую можно найти на диске Chesky Record Jazz Sampler & Audiophiles Test Compact Disk, часть 1 (Chesky JD37) — хорошая проверка того, насколько отражающие поверхности возле громкоговорителей мешают хорошему звуковоспроизведению. Этот тест содержит запись синтезированных ударных инструментов, звук которых как бы движется по дуге, расположенной между громкоговорителями и над ними. Система и комната с хорошим качеством звуковоспроизведения создадут впечатление плавного движения источника звука в требуемом направлении. Любые провалы в звуковой сцене приведут к „перепрыгиванию» звука из одного места в другое, нарушат плавное и постепенное движение. Причиной этих провалов могут быть плохие громкоговорители или неправильное их размещение, но часто провалы можно устранить, отодвинув от громкоговорителей отражающие объекты. Лучше всего, когда вы добиваетесь значительного улучшения качества звучания и звуковой сцены, потратив на это всего несколько минут вашего времени.

Особенности настройки звука в автомобиле

7 лет назад

---

Купить качественные динамики, автомагнитолу, усилитель — это еще не все. Уметь ими воспользоваться, правильно установить и настроить — гораздо важнее. В конечном счете именно правильная установка и настройка определяют 60% качества звучания.

Вообще говоря, эта тема очень широкая. И настройка звука в автомобиле существенно отличается от настройки домашней аудиоаппаратуры: она больше походит на работу звукорежиссера в студии или на концерте. Сегодня мы коснемся вопроса оснащенности головных устройств. Ведь не секрет, что за последние несколько лет оборудование современных головных устройств различными приборами настройки звука, даже бюджетного класса, существенно выросло.

Pioneer DEX-P99RS Stage 4

Мы за них платим деньги, но, не понимая назначения, не используем, а ведь они могли бы существенно помочь нам в получении качественного звука и даже повысить надежность работы аудиокомплекса в целом. Следует оговориться. Сегодня мы не будем рассматривать все существующие приборы, поскольку их слишком много. Более того, большинство схем сходны по функциональности и различаются только названиями. Наша задача — дать базупонятий, на которых строятся все остальные схемы обработки звука. Также заметим, что эта статья предназначена для людей, не знакомых с радиотехникой и имеющих поверхностное представление о ней. Хотя, возможно, и профессионалы найдут здесь что-нибудь интересное. Итак, приступим.

Для начала определимся, что мы понимаем под правильно выстроенным звуковым трактом. Это когда вы берете эталонно записанный носитель аудиозаписи, включаете его и, пользуясь только ручкой громкости, получаете максимально качественное звучание, при этом все другие регулировки звука установлены в нулевое положение. Добиться такого звучания, да еще в автомобиле, салон которого изначально мало приспособлен для качественного прослушивания музыки, практически невозможно.

Поэтому — это виртуальное понятие, но к нему необходимо стремиться. Причин, препятствующих изначально линейному тракту, множество. Выделим основные: несовершенство самой электроники, акустических систем и нелинейные звуковые характеристики салона автомобиля. Чтобы поправить положение дел, еще на заре развития звукотехники конструкторами был разработан ряд специальных схем, которые среди профессионалов часто называют улучшайзерами.

СХЕМА ТОНКОМПЕНСАЦИИ (LOUDNESS)

Сегодня трудно встретить головное устройство, в котором бы отсутствовала данная схема. Изначально она была разработана для коррекции звучания под особенности восприятия человеческим ухом низких частот. На небольшой громкости низкие частоты мы слышим хуже, чем на большой, поэтому задача схемы — компенсировать этот недостаток. Современные схемы тонкомпенсации более развиты и дополнительно учитывают нелинейность восприятия человеком высоких частот. Данные схемы имеют только один режим управления — включить/ выключить, — однако работают весьмаэффективно, поэтому их наиболее часто используют автолюбители.

СХЕМА ПОДЪЕМА БАСА

У этой схемы самое большое количество названий. Можно встретить Mega Bass, X-Bass, Bass Power и другие. Различия могут заключаться только в частоте настройки фильтра и уровне подъема баса, но суть от этого не меняется — увеличить отдачу звука акустических систем на низких частотах. Следует предупредить, что злоупотребление данной схемой — основная причина выхода из строя динамиков, особенно малоразмерных (диаметром до 13 см). Многие из них просто не способны воспроизводить частоты ниже 100 Гц, и, когда вы принудительно заставляете их это делать, ломаются.

ТЕМБРОБЛОК ИЛИ ЭКВАЛАЙЗЕР?

Хотите блеснуть эрудицией? Спросите у своих знакомых: чем отличается темброблок от эквалайзера? Как показывает мой опыт, что такое эквалайзер, многие представляют, а вот что такое темброблок — не знает никто. На самом деле они не отличаются. Просто кем-то было придумано, что двух- или трехполосные эквалайзеры следует называть темброблоком, а многополосные (от 5 полос регулировки и выше) -эквалайзером. При этом логика в различии названий есть, поскольку двухполосный эквалайзер (регулировка низких и высоких частот) годится только для коррекции неточности записи или регулировки тембра звучания. Например, включаете один компакт-диск- много высоких частот: регулятором ВЧ немного убрали, подкорректировали, включаете другой — мало баса, прибавили регулятором НЧ.

Другое дело многополосный эквалайзер. Благодаря большому количеству полос (частот) регулировки он позволяет корректировать весь частотный тракт и эффективно устранять неточности тонального баланса. Чем больше полос эквалайзера (минимально приемлемым считается 7-полосный), тем легче точно настроить тональный баланс. Обычно его установки делаются раз и навсегда. Кстати, многие производители, особенно в дорогих моделях головных устройств, используют обе схемы. Одна легко доступна с кнопок управления для коррекции тембра записи, а вторая -многополосный эквалайзер — спрятана где-нибудь в меню. Поэтому внимательно изучите инструкцию: возможно, вы еще и не знаете о его существовании.

ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ ЭКВАЛАЙЗЕР

Этот тип эквалайзеров пришел в car audio из студийной техники, где весьма широко распространен. В отличие от «графических» (так еще называют многополосные эквалайзеры), они позволяют регулировать сразу три параметра: уровень сигнала, частоту и добротность настройки фильтра. Последние двапараметра придают этим эквалайзерам особую ценность. И вот почему: как правило, после установки акустики проблемы в тональном балансе возникают не во всем диапазоне частот, а в каких-то узких (локальных) диапазонах. Так вот, параметрический эквалайзер, благодаря возможности настроиться на частоту и установить требуемую полосу пропускания, позволяет максимально качественно и точно корректировать частотную характеристику именно в проблемном диапазоне.

Например, вы установили компонентные динамики и после прослушивания обнаружили, что в целом все играет хорошо, но вокал звучит немного визгливо и резко. Профессионалы воспользовались бы очень точным и проверенным способом: ставите тестовый диск, спектроанализатор и замеряете. Когда приборы отсутствуют, отчаиваться не стоит. Если вы слышите это искажение тонального баланса, то вполне сможете определиться с его местоположением. 

Если проблемы возникают на вокале, значит, поиск должен быть в районе средних частот. Включите ту музыкальную композицию, на которой данное искажение проявляется максимально четко. Установите уровень усиления сигнала и добротности на минимум и, изменяя частоту настройки фильтра, найдите то положение, при котором данный эффект пропадет или будет минимально заметен. Нашли? Затем, увеличивая добротность и уровень подавления сигнала, добивайтесь максимально корректного звучания. Думаю, это не сложно.Правда, делать это удобно с параметрическим эквалайзером, у которого предусмотрена плавная настройка частоты и добротности. В автомобильных головных устройствах предусматривается только дискретная (ступенчатая) регулировка этих параметров, что не всегда позволяет точно устранить помеху. И все же попробовать стоит.

КРОССОВЕР

На это устройство хочется особо обратить ваше внимание, но для начала определим, что такое кроссовер. Под ним понимают устройство, содержащее один или несколько фильтров, делящих частотный спектр поступающего сигнала на различные диапазоны. Фильтры, которые пропускают высокие частоты и подавляют низкие, называются фильтрами высокой частоты (ФВЧ), если пропускают низкие и подавляют высокие-фильтрами низкой частоты (ФНЧ) и, наконец, фильтры, пропускающие узкий диапазон частот, подавляя на его краях высокие и низкие частоты, называются полосовыми (ПФ).Кроссоверы бывают пассивными и активными. Пассивный кроссовер ставится на выходе усилителя мощности — его вы всегда увидите в комплекте поставки компонентных динамиков. А активный устанавливается перед усилителем мощности, но в автомобильных усилителях они уже встроены и являются их частью.

Morel Hybrid Integra 602

Используемые в головных устройствах фильтры по большому счету весьма просты. Как правило, они имеют второй порядок (12 дБ/окт.), а установка частоты среза (частота, на которой начинается эффективное подавление) производится дискретно. В зависимости от фирмы-производителя и класса головного устройства таких частот установки может быть от 1 до 7 в диапазоне от 50 до 200 Гц. Однако, несмотря на такую простоту, эти кроссоверы могут сослужить вам хорошую службу, особенно если в установленной аудиосистеме отсутствует усилитель мощности.

Рассмотрим стандартный случай установки аудиоаппаратуры на примере автомобиля ВАЗ-2110. Итак, имеем: головное устройство (допустим, CD-ресивер), к которому подключены на фронтальные выходы, установленные в штатных местах, коаксиальные или компонентные динамики (типоразмер 13 см), а к тыловому каналу — врезанные в заднюю полку большеразмерные коаксиальные динамики (например, типоразмера 6х9 дюймов). Это, по сути, случай из жизни, поскольку у моего знакомого именно в таком автомобиле стоял подобный комплект. Думаю, и у вас немало таких знакомых. 

Хозяин автомобиля предпочитал включить звук погромче, особенно когда играет любимая песня. Однако на большой громкости динамики начинали хрипеть, издавая хлопающие звуки, и общее звучание получалось похожим на шум, из которого доносилась знакомая мелодия. Надо добавить, что хозяин автомобиля еще любитель клубной музыки и хорошего баса, поэтому старался выжать «низы» из динамиков всеми доступными способами. В общем, хрипели динамики недолго и через месяц приказали долго жить. Мой знакомый, решив, что в магазине ему продали «неправильный мед», пошел ссориться с продавцами. Однако после недолгой перепалки купил у них же другие, но более мощные. Динамики действительно оказались мощными, поскольку, в отличие от первых (до того, как я перестроил звук), проработали в таком экстремальном режиме полгода.

Так в чем ошибка и почему горят динамики? На самом деле все очень банально. Следует раз и навсегда запомнить, что, какие бы высокие технические характеристики ни указывали производители на своих изделиях, реально подавляющее большинство малоразмерных динамиков (диаметром до 13 см) воспроизводить частоты ниже 100-80 Гц не могут. Если на них подать низкие частоты, то даже на незначительной громкости амплитуда хода диффузора будет настолько большой, что подвесная система не выдержит и сломается. Чтобы этого избежать, надо ограничить поступление низких частот на динамик. А как раз с этим встроенный в головное устройство кроссовер с фильтром ВЧ прекрасно справляется.

Корпусной сабвуфер Ground_Zero GZRB 150SPL

Что сделал я? Просто включил на фронтальные каналы ФВЧ (благо, он там был, но приятель этого даже не знал) с частотой среза 80 Гц, а тыловые динамики оставил работать, как есть -в широкополосном режиме. Ведь большеразмерные динамики для того и сделаны большими, чтобы басить.

В результате баса не стало меньше, а динамики чувствуют себя намного комфортнее и даже звучат ощутимо громче. Теперь искажения звука слышны только на максимальной громкости, но это уже вина не динамиков, а встроенного в головное устройство усилителя.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В головных устройствах есть еще масса различных схем настройки звука с экзотическими названиями, но об основных устройствах мы вам поведали. В заключение хотелось бы дать некоторые советы. Во-первых, если включаете любую схему «улучшайзера», и в динамиках слышны искажения, немедленно ее выключите: она не плохая, а просто не подходит для вашей системы. Во-вторых, никогда не производите настройки звука на большой громкости: можно повредить динамики. В-третьих, не пытайтесь получить мощный бас там, где его не может быть. Любителям «басовитых» звуковых систем, чтобы чувствовать себя комфортно, лучше купить отдельный сабвуфер — пользы будет больше. В-четвертых, не доверяйте настройку звука людям мало компетентным. И последнее — не бойтесь экспериментировать. Пробуйте, ищите, ибо никто, кроме вас, не знает, как должна звучать ваша аудиосистема.

Типы АЧХ наушников

F.A.Q. / Наушники / Характеристики наушников

Вы наверняка встречали в обзорах такие определения звука, как “светлый”, “темный”, “V-образный” и т. п.. Часть этих определений имеет прямую связь с АЧХ наушников.

Разберем основные. Особенностью этого материала является то, что АЧХ разобраны не абстрактно, а с конкретными примерами наушников.

Зная взаимосвязь литературных терминов и внешним видом графиков, можно не только лучше понять, что сказал автор, но и провести параллели с другими наушниками.

Если какие-то типы АЧХ наушников не будут разобраны, пишите по обратной связи и материал будет дополнен. Примеры с АЧХ постепенно будут обновляться, с учетом новых измерений наушников в базе.

Светлый звук

Под светлым звуком обычно подразумевают ослабленный бас и более акцентированные высокие частоты.

Такой звук часто предпочитают для спокойной музыки, где не будет усталости от излишка баса.

Второй вариант — прослушивание на большой громкости, где бас ощущается более громким по психоакустической модели кривых равной громкости.

График АЧХ может обладать разной неравномерностью, но условно общая усредненная линия — это прямая с подъемом вверх от низких к высоким частотам.

Больше примеров со светлым звуком у наушников можно посмотреть в on-line сервисе сравнения АЧХ.

Примеры с полноразмерными наушниками
Примеры с внутриканальными наушниками

Темный звук

Это противоположность светлому звуку и соответственно высокие частоты приглушенные, а низкие частоты наоборот акцентированы.

Такой тип звука хорошо подходит для энергичных стилей и тихого прослушивания музыки, где по психоакустической модели бас ощущается тише.

Т.е. именно на тихой громкости такие наушники будут восприниматься более ровными.

Для наушников, используемых на улице, дополнительный бас позволит компенсировать внешний низкочастотный гул.

Особенность нашего слуха такова, что ровность как таковая воспринимается не абсолютно, а в сравнении с внешним шумом. Соответственно, если использовать наушники с ровной АЧХ на улице, то они автоматом начнут восприниматься “светлыми”.

В наушниках закрытого типа шумоизоляция подавляет окружающий высокочастотный шум. Из-за этого высокочастотный диапазон воспринимается громче и «темные» наушники могут восприниматься «ровными».

График АЧХ может обладать разной неравномерностью, но условно общая усредненная линия — это прямая с уклоном вниз от низких к высоким частотам.

У внутриканальных наушников чаще встречается вариант, когда низкие и средние частоты примерно на одном уровне, а высокие частоты задавлены.

Больше примеров с темный звуком у наушников можно посмотреть в on-line сервисе сравнения АЧХ.

Примеры с полноразмерными наушниками
Примеры с внутриканальными наушниками

V-образный звук

Это самый популярный вариант, в котором акцентирован бас и высокие частоты. Это более мощная поддержка как основательного баса и ритма от перкусий. Такой тип АЧХ наилучшим образом передает ритмику современной танцевальной музыки. Подавляющее большинство внутриканальных наушников используют именно такую АЧХ, как востребованную потребителями.

В некоторых наушниках АЧХ является плавной линией, где есть развномерный подъем низких частот в районе 50-200 Гц и высоких частот в районе выше 2000 Гц. Но могут быть альтернативные варианты, когда общаяя АЧХ ровная, но есть снижение в области средних частот в узком диапазоне. Напримерв примере выше у Fusion 700 это 350 Гц, а у Coda — 700 Гц.

Больше примеров с V-образным звуком у наушников можно посмотреть в on-line сервисе сравнения АЧХ.

Примеры с полноразмерными наушниками
Примеры с внутриканальными наушниками

Пресный звук

Это альтернативный вариант V-образной АЧХ. Лучше всего подходит для прослушивания вокала. Иногда такие наушники хороши для воспроизведения музыки фоном, не отвлекая от работы или других задач.

У таких наушников обычно снижены низкие и высокие частоты или есть приподнятый диапазон в области средних частот.

Наушники с таким типом АЧХ наименее популярны и часто критикуются за «невыразительный звук». При прослушивании на высокой громкости такие наушники часто воспринимаются «ровными» согласно психоакустической модели кривых равной громкости.

Обычно такой звук встречается среди наушников-вкладышей, у которых бас уходит естественным образом от отсутсвия плотной посадки в ухо, а высокие частоты ослаблены из-за посадки или большого диаметра динамика.

Больше примеров с вокальным звуком у наушников можно посмотреть в on-line сервисе сравнения АЧХ.

Примеры с полноразмерными наушниками
Примеры с внутриканальными наушниками

Ровный звук

Это теоретически самый правильный звук. Если делать прямую аналогию АЧХ наушников с настройкой эквалайзера, то ровный звук соответствует отключеному эквалайзеру (или его настройке flat). Иногда слово flat переводят как «плоский». Таким образом, ровный звук еще называется «плоским», что неверно для русского языка. Под определением плоского звука обычно представляют звук, в котором отсутствует ощущение объема панорамы.

У наушников с ровной АЧХ низкая неравномерность в диапазоне от 50 до 7000 Гц.

Хотя в теории это самый правильный звук, такие наушники не пользуются самой высокой популярностью по нескольким причинам. Главная из них — наушники слушают в разных условиях и на разной громкости. Внешний шум корректирует восприятие ровности АЧХ, делая ее субъективно не такой ровной. Общий уровень громкости при прослушивании музыки в наушниках аналогично влияет на восприятие АЧХ согласно кривым равной громкости.

Всем, кто хочет приобщится к «правильному» звуку, безусловно надо попробовать наушники с ровным звуком, но в конечном итоге выбрать себе такие наушники, которые наилучшим образом будут подходить поставленным задачам — от работы со звуком, до просто получения удовольствия от прослушивания музыки.

Среди внутриканальных наушников, ровная АЧХ встречается гораздо реже, чем среди V-образная. Обычно это аудиофильские модели для тех, кто хочет слушать «ровный» звук. Или кто слушает внутриканальные наушники не на улице, а например в офисе.

В наушниках закрытого типа из-за шумоизоляции подавляется окружающий высокочастотный шум. Из-за этого высокочастотный диапазон воспринимается громче и «ровные» наушники могут восприниматься как «светлые».

Больше примеров с ровным звуком у наушников можно посмотреть в on-line сервисе сравнения АЧХ.

Примеры с полноразмерными наушниками
Примеры с внутриканальными наушниками

Почему не всегда АЧХ совпадает с тем, что слышим?

На восприятие АЧХ влияют дополнительные факторы. В примерах выше упоминалось влияние внешнего шума с шумизоляцией и восприятие звука от громкости. Дополнительно АЧХ может варьироваться от посадки наушников.

Немаловажным фактором является и взаимодействие наушников с источником, где АЧХ зависит от взаимодействия импедансов наушников и усилителя. Например, с одними источниками Campfire Andromeda «темная», а с другими «ровная». А если учесть еще и шумоизоляцию — то «светлая». Все это можно увидеть на графиках взаимодействия наушников и источников, выбирая и комбинируя разные модели.

Скрыть ⊗

АЧХ наушников если не описыват звучание наушников полностью, тем не менее это одна из первых особенностей, на которые мы субъективно обращаем внимание. К сожалению, множетсво разных факторов субъективно меняют АЧХ. В некоторой степени это даже затруднило было сделать подбор примеров, т. к. часть наушников я слушал в определенных условиях и у меня остались несколько иные впечатления, не совпадающие с графиками для общего случая.

Постепенно сервисы будут улучшаться и можно будет смотреть АЧХ сразу с учетом факторов шумоизоляции, внешнего шума, громкости и т.п.. Это большая работа, требующая и большого количества измерений, и сопоставления вида графиков с субъективными ощущениями.



Дополнительно…

Что такое амплитудно-частотная характеристика наушников?

Прямое сравнение АЧХ наушников

Как АЧХ наушников зависит от стендов?

Как меняется восприятие АЧХ от кривых равной громкости?





Последние протестированные продукты

14.09.2022

Kennerton Aurora

12.09.2022

Sony Walkman NW-A35

04.09.2022

1MORE ComfoBuds Pro

04. 09.2022

Bose SoundTrue Around-Ear Headphones

04.09.2022

SONY MDR-NW750N

26.08.2022

TurboKids TMNT

13.08.2022

AKG K545

13.08.2022

EDO Harman

12.08.2022

7Hertz Timeless Mod

12.08.2022

EARDECO 720 bluetooth headphone



Комментарии

Нет комментариев к этой странице

Хотите оставить комментарий или задать вопрос? Зарегистрируйтесь или войдите под своим логином

Шумоизоляционные материалы для стен в квартире

Для обеспечения комфортной жизни или работы необходимо не только создать уютный интерьер, но и оградить себя от шумов внешнего окружения. Шум является одним из негативных факторов, влияющих на здоровье человека. Максимально полно изолировать помещение от внешних звуков достаточно сложно. Для этих целей используют специализированные материалы. Однако даже они по отдельности способны создать барьер лишь для определенного диапазона звуковых частот. В связи с этим в качестве эффективных средств создаются многослойные структуры из различных по свойствам слоев, а процесс установки выполняется профессионалами согласно строгим расчетам. Люди, искушенные в акустике утверждают, что недопустимо использовать понятие звукоизоляционный материал, смысл имеет лишь определенная звукоизолирующая конструкция, в которой они скомпонованы и подобраны для подавления, отражения или наоборот усиления конкретной частоты звука или октавы. От какого шума спасаться Не существует такого шумоизоляционного материала или даже более-менее простой конструкции, способной изолировать помещение от любого шума. Гам, который так надоедает человеку — это какофония звуков, доносящихся с улицы от автомобилей, разговоры в соседних помещениях и квартирах, гул и вибрации оборудования, в том числе бытовых устройств и еще целый сонм различных источников. Весь этот столь раздражающий шум описывается рядом характеристик. Шум вмещается в диапазон звуковых частот от 40 Гц до 4000 Гц. Все что ниже, сложно различимые для уха низкие частоты. Если уж они и есть в пространстве вокруг человека, то он их будет скорее ощущать уже телом, чем ухом. Все, что выше, не преодолевает даже кирпичной стены. Чтобы пропустить высокочастотный звук требуется высокая акустическая плотность материала. Если проще он должен быть «звонким». Например, сам по себе гипсокартон толщиной до 9,5 мм или акустически плотные пенопласт, способные даже усилить высокие частоты. Уровень шума измеряется в децибелах: до 25 дБА — звенящая тишина и до тихого шепота; от 25 до 30 дБА — все еще тихо, именно то, что нужно для жилого помещения в ночное время; 35 — 45 дБА — умеренный уровень шума, допустимый для комфортного времяпровождения в жилой зоне днем; 50 — 60 дБА — верхний предел допустимого шума для жилого помещения и характерный доля офиса; свыше 65 дБА — очень громко и уже неприятно; 130 дБА — болевой порог для человека. Указаны значения эквивалентного уровня шума, который измеряется в акустических децибелах (дБА). Для различных частотных полос звуковой волны допустимые нормы шума в децибелах (дБ) различаются. Для низких частот (125 Гц) допустимый шум на уровне 55 дБ, в то время как для высоких частот (4000 Гц) эта же норма для жилых помещений составляет 40 дБ. Характеристики материалов Определить способность изолятора снизить уровень шума помогают две их характеристики: Индекс изоляции воздушного шума Rw — измеряется в дБ и фактически определяет, насколько будет понижен уровень шума при прохождении звука через толщу шумоизоляционного слоя. Коэффициент звукопоглощения Aw —  принимает безразмерные значения в пределах от 0 до 1. Чем ближе к единице значение коэффициента, тем лучше он поглощает звук, фактически переводит энергию звуковой волны в тепловую и сводит шум на нет. Обе характеристики указываются обобщенно, и тогда подразумевается усредненное значение для диапазона частот от 70 до 4000 Гц, но лучше ориентироваться на характеристики в привязке к октавам, то есть определенным полосам частот. Основная идея создания акустических материалов заключается в трех правилах: Звук лучше отражают более тяжелые массивные и плотные материалы. Звуку их попросту сложно поколебать, и соответственно он не передается на другую сторону или сильно теряет энергию и свою интенсивность. Звук поглощается лучше материалами с волокнистой или пористой структурой, при этом проницаемыми для воздуха. Звуковые волны гасятся при прохождении преграды, их энергия тратиться на упругих деформациях отдельных ячеек или волокон. Плотные мелкозернистые материалы способны вызвать эффект реверберации — многократного отражения волн звука с постепенным понижением интенсивности и взаимной компенсации. В том, чтобы погасить высокие и средние частоты звуковой волны, особой технологической проблемы нет. Больше хлопот выходит с низкочастотными шумами. Для эффективной защиты от низкочастотного звука необходимо использовать невероятно тяжелые материалы, которые при этом еще и достаточно эластичные. Сразу можно оговориться, что речь идет не о пенополистироле или отделке из пробки. Они способны лишь приглушить звук шагов и прочий ударный шум притом лишь внутренний. Проще говоря, вы сделаете одолжение своим соседям, а не себе. Основные шумоизоляционные материалы для стен представляют собой волокнистые структуры в виде матов или рулонов. Это и стекловолокно, покрытое специальной оболочкой, и минеральная вата, и древесное волокно, и вспененный полиэтилен. Основной недостаток в толщине используемого слоя изолятора. Для эффективной звукоизоляции требуется уложить более 150 мм материала по всем стенам. Вместе со слоем последующей отделки это существенно уменьшит полезное пространство квартиры или офиса. Кроме волокнистых и вспененных материалов используются тяжелое сырье, например, битум или плиты из штапельного стеклянного волокна. Лишь они способны заглушить низкочастотный и структурный шум, передающийся в виде вибраций по несущим конструкциям здания. Зависимость очень простая: чем тяжелее материал, тем он лучше справляется с шумоизоляцией. Тяжелый материал обладает большей инертностью, и энергия звуковых волн даже мощных низких частот не может его заставить колебаться. Выбор звукоизоляции сводиться к подбору вариантов с достаточным уровнем снижения шума. Необходимо объединить наибольшее значение Rw и Aw.  Чаще всего используются сэндвич панели, выполняемые под конкретные ситуации  планировки из ГКЛ, волокнистого звукоизолятора, например минеральной ваты. Важно четко знать, как его составить для того, чтобы не получить обратный эффект или его полное отсутствие. Толщина каждого слоя и способ его установки рассчитывается для каждого конкретного помещения и под требуемые условия. Учитываются также конечные материалы покрытия стен, вид основы и еще целый ряд параметров. Характеристики шумоизоляционных материалов Тип Наименование Толщина, мм Rw Aw Примечания Волокнистые материалы ISOPLAAT 10 — 25 23 Плиты прессованых мягких волокон хвойных пород дерева. МаксФорте-ЭКОплита 50, 100 0,95 -//- Кнауф Инсулейшн 50, 100 0,8 — 1 Минеральные и стекловолоконные ватные плиты различной плотности Урса PFLEIDERER 60 0,8 ИЗОВЕР 50 0,85 ROCKWOOL 50, 100 0,9 Корда 100 0,9 Пористые, ячеистые Пенополиэтилен 2 — 10 15 — 35 ЭППС 40 — 100 25 Поролон 10 — 250 До 45 До 0,95 Универсальный материал, используемый как для изоляции помещения в строго заданных диапазонах звуковых частот, так и для отсечения шума. Битум соджержащие Шуманет 100 2 — 7 20 Рулонный материал на сонове битума для защиты от ударного шума Массивные стена на полкирпича 12 47 В качестве сравнения представлены значения для кирпичных стен различной толщины. Именно такими параметрами чаще обладают межкомнатные перегородки. стена в один кирпич 26 54 стена в два кирпича 51 60 Кнауф Акустические панели 12,5 12 0,2 Специальные звукоизоляционные панели с ребрами и перфорацией, способные гасить звуковые волны Композитные Сэндвич-панели ЗИПС 40 — 140 >10 ЭкоЗвукоИзол 13 38 Комбинация многослойного жесткого картона и кварцевого песка панели Kraft 12 23 МаксФорте-ЭКОпанель 12 48 Куда важнее определить правильное сочетание материалов, чем выбрать только один из них. Качественная звукоизоляция в самом простом варианте представляет собой стенку из нескольких слоев гипсокартона. Притом промежутками между ними делаются различными и заполняются звукопоглощающими материалами, рассчитанных для погашения определенных частот. Выбрать и установить самостоятельно шумоизоляционные материалы для стен практически невозможно. Лучше всего воспользоваться услугами специалистов с опытом проведения таких работ. Epochta mailer массовые email рассылки.

Низко-, средне- и высокочастотные звуки и их эффекты

Каждый день мы слышим множество различных звуков, от очень громких до почти незаметно тихих. Утром по дороге на работу вы можете услышать пронзительный звук гудка поезда, а оказавшись там, может быть, вы сядете за свой стол и услышите далекий гул кондиционера на крыше. Сила этих шумов известна как амплитуда и измеряется в децибелах. Но амплитуда — не единственный способ восприятия звука. На самом деле причина, по которой мы воспринимаем гудок поезда как более высокий тон, чем гул кондиционера, заключается в другом: в частоте звука.

Каждый день мы слышим множество различных звуков, от очень громких до почти незаметно тихих. Утром по дороге на работу вы можете услышать пронзительный звук гудка поезда, а оказавшись там, может быть, вы сядете за свой стол и услышите далекий гул кондиционера на крыше. Сила этих шумов известна как амплитуда и измеряется в децибелах. Но амплитуда — не единственный способ восприятия звука. На самом деле причина, по которой мы воспринимаем гудок поезда как более высокий тон, чем гул кондиционера, заключается в другом: в частоте звука.

Поглощение низкочастотного звука с помощью EcoBass

• Переработанные натуральные хлопковые волокна толщиной 4 дюйма делают EcoBass превосходным инструментом для воспроизведения низкочастотных звуков.
• Поглощает широкий спектр или низкочастотный шум в любом месте (домашняя студия, церкви, театры, технические помещения и т. д.)

Узнайте, как эти панели справляются с низко-, средне- и высокочастотными шумами.

Как блокировать высокочастотные звуки с помощью шумозащитных экранов

• Жилые помещения: Подкладка Luxury Liner MLV в рулонах выпускается весом 1 или 2 фунта и представляет собой превосходный универсальный барьерный материал.
• Industrial: Звукоизоляция Quiet Quilt Sound Blanket благодаря своей долговечности и высокой производительности является ведущим решением для шумоизоляции в промышленных помещениях.

Узнайте, как плотные виниловые и звуконепроницаемые одеяла справляются с низко-, средне- и высокочастотными шумами.

Звукоизоляционное одеяло Quiet Quilt

КУПИТЬ СЕЙЧАС

Звукоизоляционное одеяло Quiet Quilt

КУПИТЬ СЕЙЧАС

Частота — это количество повторений звуковой волны в секунду. В повседневном разговоре вы, вероятно, говорили о частоте, не осознавая этого; вы просто называете его высотой тона, которая является субъективной реакцией человеческого слуха на частоту. Например, тон двигателя грузовика намного ниже, чем у велосипедного гудка, а рычание собаки имеет гораздо более низкий тон, чем птичье чириканье. Высота тона — это то, как мы воспринимаем разные частоты этих звуков.

Хорошо, давайте сразу дадим несколько быстрых определений. Частота измеряется в герцах (Гц). Число герц представляет собой количество циклов в секунду. Цикл — это одна полная звуковая волна. На самом базовом уровне частота описывает, как часто что-то повторяется, а в случае со звуковыми волнами эти повторения определяют высоту тона того, что мы слышим. Мы только что дважды сравнили «частоту» и «высоту»? ДА! Потому что это важно! Песня птицы, например, имеет частоту от 2000 до 8000 Гц. Сравните это с лаем собаки, частота которого составляет около 1000 Гц. Разница в высоте звука возникает из-за колебаний или регулярных колебаний звуковых волн, исходящих из этих двух источников. Звуковые волны могут вести себя «нерегулярно», но давайте придерживаться основ. Такое плохое поведение лучше подходит для классной комнаты.

Лай собаки относится к категории, известной как средняя частота, в то время как птичье пение (конечно, в зависимости от птицы) часто считается высокой частотой. Средние частоты состоят из звуков, которые мы чаще всего воспринимаем в повседневной жизни, и попадают в диапазон 200-2000 Гц. Все, что ниже 200 Гц, считается низкочастотным, а все, что выше 2000 Гц, — высокочастотным звуком.

Как упоминалось ранее, частота определяется тем, как колеблется звук, достигая наших ушей. Если длина волны звука большая, он колеблется меньше раз в секунду, имеет более низкую частоту и воспринимается как более низкий тон. Обратное верно для высокочастотного звука: длины волн короче и колеблются чаще в секунду. Типичный здоровый молодой человек может слышать звуки в диапазоне от 60 до 20 000 Гц, но этот уровень слуховой чувствительности имеет тенденцию к снижению с возрастом, особенно на более высоких частотах. На самом деле, у многих пожилых людей проблемы со звуками выше 4000 Гц!

Низкая частота

Хотя это общие средние значения, способность слышать действительно зависит от человека. Довольно часто один человек слышит звук, который другой не слышит. Еще чаще кого-то раздражает звук, который другой человек игнорирует. Для тех немногих, кто благословлен, или еще лучше – проклят – таким острым слухом, повседневная жизнь может быть наполнена шумами, которые многие люди просто не замечают. Просто спросите Сорвиголову — сверхспособности могут быть обузой. Но даже если кто-то другой не слышит звук, это не значит, что его нет. И звуки все еще могут воздействовать на нас, осознаем мы это или нет. Например, инфразвук чрезвычайно низкой частоты (звуки ниже 20 Гц) был связан с потерей слуха, а также в условиях постоянного острого шума, головных болей, головокружения и усталости.

высокая частота

Все, что выше 20 000 Гц, называется ультразвуком. Вы, вероятно, знаете слово «ультразвук» по его использованию в медицинской промышленности, но эти высокочастотные волны — не просто продукт современных технологий. У дельфинов, например, один из самых высоких порогов восприятия среди всех видов. Благодаря эхолокационной способности дельфинов, подобной эхолокации, они могут обнаруживать объекты в воде, которые находятся далеко за пределами их зрения. Они делают это, посылая высокочастотный звук (ультразвук) и интерпретируя эхо, чтобы определить, на какой объект попал звуковой луч и где он находится. Принято считать, что эхолокация — это наиболее продвинутая естественная форма слухового восприятия, по крайней мере, так было… пока фильм «Прибытие» не познакомил нас с инопланетянами, которые могли видеть будущее с помощью звука. TBD на частоте этих звуковых волн. Мы все еще изучаем их.

Но хватит о дельфинах и инопланетянах. Как и сверхнизкочастотный инфразвук, ультразвук может воздействовать на нас, даже если мы его не слышим. Симптомы длительного ультразвука также схожи с инфразвуком: у некоторых людей возникают тошнота, головокружение, головные боли и утомляемость.

Разработка плана действий по устранению раздражающих звуков любой частоты зависит от ваших потребностей. Вы хотите, чтобы звук не перемещался из одного места в другое? В этом случае стоит подумать о звукоизоляции. Или вы пытаетесь уменьшить шум и/или улучшить качество речи в помещении? Теперь поговорим об акустике. Независимо от того, надеетесь ли вы улучшить акустику комнаты с помощью панелей, обернутых тканью, или полностью звукоизолировать ее с помощью винила, в обоих случаях требуются разные стратегии.

Звукоизоляция

Есть 3 ключа к звукоизоляции звука любой частоты: плотность, мягкость и герметичность.

Плотность

Как правило, более тяжелые материалы обеспечивают лучшую звукоизоляцию. Чем плотнее материал, тем труднее проникнуть звуковым волнам. Следовательно, увеличивая плотность, вы можете повысить его способность блокировать звуковые частоты в воздухе.

Вялость

Вялость по-другому блокирует звук. Представьте, что вы бросаете теннисный мяч в каменную стену. Что случается? Всего через несколько секунд после того, как мяч покидает вашу руку, он снова оказывается у ваших ног. Но представьте, что вы бросаете тот же теннисный мяч в простыню. Даже если вы питчер Высшей лиги, мяч ударится о полотно и плюхнется прямо перед ним. Те же законы физики применимы и к звуковым волнам.

Воздухонепроницаемый

Звуковые волны подобны воде. Если где-то есть дыра, они вытекут наружу. Точно так же, как вода просачивается через трещины в бассейне, звуковые волны находят открытые места для прохождения. При определении того, как звукоизолировать что-либо, помните, что важно иметь как можно более близкое к 100% покрытие.

Акустика

Акустическая обработка улучшит качество звука в помещении. Звукопоглощающие материалы, такие как акустические панели и звуконепроницаемая пена, часто являются лучшими инструментами для этого. Частота шума, который вы пытаетесь поглотить, будет определять, насколько толстыми должны быть ваши панели или пенопласт. Тонкие звукопоглотители — это все, что вам нужно для поглощения шума средних и высоких частот (например, человеческого голоса). Для низких частот вам следует искать стены из акустических материалов толщиной 2 дюйма или более. Эти более толстые панели будут НАМНОГО лучше поглощать более «грохочущие» низкочастотные шумы.

Если вас беспокоит неприятный шум и вы хотите определить наилучший способ звукоизоляции или уменьшить эхо в помещении, позвоните нам! Мы будем рады помочь вам определить, какие звукоизоляционные материалы будут работать лучше всего и сколько вам нужно, чтобы вернуться к тишине и покою.

Звукоизолирующие зажимы RSIC™

КУПИТЬ СЕЙЧАС

Виниловые рулоны Luxury Liner™ с массовой загрузкой

КУПИТЬ СЕЙЧАС

Шумоизоляционный состав Green Glue™

КУПИТЬ СЕЙЧАС

Позвоните нам по телефону 1.800.679.8511

Звоните, чтобы обсудить ваш проект

Управление высокими, средними и низкими частотами шума изображения

Каждый режиссер знаком с шумом изображения, но каковы его частоты и что на самом деле происходит, когда мы его убираем?

Видеосъемка по своей сути представляет собой запись, хранение и воспроизведение световых волн, отражающихся от объектов в кадре. Затем световые волны поражают один из миллионов светочувствительных пикселей, в котором хранится заряд волны, прежде чем передать эти данные на специализированное оборудование для интерпретации и сборки окончательного изображения.

В результате этого процесса формирования изображения каждый пиксель подвергается ошибочному вводу, вызванному любым количеством источников шума изображения. Начиная от космического излучения и заканчивая перенапряжением датчика, любой шум по существу перезаписывает информацию, которую вы пытались зафиксировать в каждом затронутом пикселе.

Существует множество методов борьбы с этим шумом, как на аппаратном, так и на программном уровне, но технологии, лежащие в основе этих инструментов, практически не изучены обычным кинорежиссером.

Сегодня мы отправимся в живописный маршрут. Давайте подробно рассмотрим один из наиболее распространенных методов шумоподавления и посмотрим, есть ли способ имитировать его результаты вручную. По крайней мере, мы должны получить лучшее представление о том, что наши инструменты делают под капотом.

---

Пространственное шумоподавление

Большинство методов видеошумоподавления попадают в одну из двух категорий: пространственная и временная . Как следует из названий, пространственное уменьшение шума имеет дело с шумом в каждом пикселе каждого кадра, тогда как временное уменьшение шума исследует несколько кадров, чтобы определить, предназначено ли считывание пикселей или это результат шума изображения.

Поскольку функция пространственного шумоподавления работает с каждым кадром отдельно, ее результаты легче всего воспроизвести вручную.

Основным способом, которым большинство программ реализуют пространственное шумоподавление, является анализ частот записанного света от каждого блока пикселей. Это связано с тем, что шум имеет разные характеристики в зависимости от частоты затронутого пикселя.

---

Высокие, средние и низкие частоты шума

Независимо от типа, все видеошумы подразделяются на одну из трех категорий в зависимости от того, как шум проявляется в кадре: высокий — , средний — или низкочастотный .

Резкий, статичный характер высокочастотного шума, как правило, наиболее заметен, но пятнистый среднечастотный и пятнистый низкочастотный шум не менее сильно повлияет на отснятый материал.

Давайте посмотрим на два клипа с проблемами шума и вручную выберем и уменьшим видимость шума.

Начнем с примера из короткометражки, которую я снял на Super 16 несколько лет назад. Я немного недоэкспонировал его для эффекта, но во время переноса пленки зернистость пленки превратилась в раздражающий цифровой шум на большей части кадра.

Я немного увеличил экспозицию для актрисы, а также для того, чтобы немного облегчить определение шумовых частот. Для этого снимка мы поднимем уровень нашей актрисы, а затем сделаем все возможное, чтобы сделать все зашумленные пиксели черными.

Выбор

Сегодня мы используем вкладку HSL/Secondary на панели цветов Lumetri для выбора определенных областей шума.

При выборе видеоматериала обязательно задайте себе несколько вопросов:

• Какого цвета шум, который я хочу настроить?
• Насколько интенсивны цвета?
• Является ли область главным образом максимумами, минимумами или серединами?

Я продублировал видео три раза для каждой частоты шума.

Чтобы выбрать блочный темно-синий низкочастотный шум, я выбрал все цвета, за исключением красного и оранжевого оттенков кожи, в квалификаторе Hue . Я также выбрал первые 10 процентов или около того из 9Квалификатор 0024 Saturation перед тем, как сдвинуть растушевку полностью влево, чтобы создать мягкое спад цветовых тонов. Наконец, я выбрал нижнюю треть квалификатора Luminance .

Для пятнистого светло-голубого среднечастотного шума я выбрал от желтого до пурпурного в Hue , верхние 25 процентов Saturation со спадом примерно до отметки 50 процентов, а затем нижнюю треть люма .

Чтобы изолировать яркие, звездчатые пиксели в высокочастотном шуме, я нацелился на голубые тона высокочастотного шума, выбрал полный диапазон насыщения, а затем выделил примерно 35-65 процентов на Управление Luma .

Теперь, когда мы выбрали каждую частоту шума, мы собираемся настроить уровни и цветовой баланс наших выделений, чтобы сделать проблемные пиксельные блоки настолько близкими к черному, насколько это возможно.

Я немного удалил шум и размыл низкочастотный клип, чтобы немного растушевать низкочастотное выделение, прежде чем снизить уровни примерно на 30 процентов, согреть выделение и сделать оттенок зеленым. Я подкорректировал результаты, слегка увеличив резкость, а затем полностью обесцветив выделение.

Для среднего выбора я увеличил температуру до 100 и почти полностью изменил оттенок до зеленого, затем увеличил контрастность примерно наполовину, а затем полностью обесцветил.

Для высокочастотного шума было важно удалить шум из выделения, так как тип шума, на который мы нацелены, имеет очень маленький радиус. Шумоподавление выделения помогает немного открыть маску.

Я немного удалил шум, полностью перевел температуру на оранжевый и полностью осветил на зеленый, увеличил контрастность до 85, слегка размыл, а затем полностью обесцветил.

Чтобы завершить смешение цветов, мы укладываем все продублированные и отремонтированные дорожки поверх подложки средне-серого цвета. Я уложил максимумы в верхнюю дорожку, средние в середину и низкие в нижнюю. Для низких частот я выбрал режим наложения непрозрачности Vivid и установил непрозрачность на 95 процентов. Для средних частот режим наложения Overlay установлен на 60 процентов, а высокие частоты были установлены на Multiply на 35 процентов.

Оттуда я вложил три отдельные дорожки и сделал несколько настроек уровней, пока не нашел лучший вид. Теперь осталось только сравнить результаты с копией оригинала с аналогичными настройками, чтобы увидеть, окупилась ли вся эта дополнительная работа.

До

После

Я думаю, между ними есть довольно четкая разница — наша немного впереди.

Первый пример был немного простым, потому что нам нужно было только превратить каждый шумовой пиксель в черный. Давайте рассмотрим более реалистичный вариант использования, в котором нам нужно будет смешать результаты с хорошими частями кадра.

На этом снимке у нас есть значительное количество высокочастотного шума в Яркость канала и изрядное количество средне- и низкочастотных шумов в зеленом канале.

Чтобы выбрать низкочастотный шум, я использовал квалификатор Hue , чтобы выбрать все тона, кроме красного и оранжевого, выбрал верхние 40 процентов или около того из квалификатора Saturation с небольшим 5-процентным спадом или около того в сторону тени, а затем изолировал нижние 25 процентов или около того квалификатора Luma с некоторым смягчением с обеих сторон.

Чтобы исправить, я удалил шум в 50, слегка размыл выделение, использовал трехкомпонентный корректор цвета, чтобы усилить тени, обрезать средние частоты и немного отодвинуть высокие частоты. Я сделал оттенок более теплым и сделал его пурпурным, а затем увеличил контрастность до 20, мягко размыв и затем уменьшив насыщенность до 70. процентов от квалификатора Saturation с примерно 10-процентным спадом к максимумам, а затем выбрано примерно из 10-30 процентов на Классификатор Luma с затуханием в обоих направлениях.

Чтобы исправить, я уменьшил шум на 50, размыл до 15, обрезал тени и высокие частоты, усилил средние частоты, снизил температуру до 50, увеличил пурпурный цвет до 40, уменьшил резкость на 50 и обесцветил до 85.

Для высоких частот я выбрал все цвета в квалификаторе Hue , нижние 30 процентов с примерно 15-процентным спадом к максимумам в квалификаторе Saturation , а затем 30-50 процентов в квалификаторе Luma с примерно 15-процентным спадом на обе стороны.

Чтобы скрыть шум, я уменьшил шум на 50; довел размытие до 30; усилены тени и обрезаны высокие и средние частоты; и переместил пурпурный цвет на 25, прежде чем настроить контрастность, резкость и насыщенность до -100.

Чтобы закончить это, я снова складываю клипы, установив для нижней части режим наложения Color Dodge с непрозрачностью 100 процентов, для средней части — Multiply, — 65 процентов, а для верхних — Multiply и 90. процент. Затем я вложил клипы, чтобы применить окончательные корректировки, чтобы поднять уровни и сделать все изображение теплее, а затем я немного сместил оттенок, чтобы получить более точные тона кожи.

Затем я добавил зернистость пленки 35 мм, чтобы еще больше скрыть шум, и установил режим наложения цветов Lighten  с непрозрачностью 20 процентов. Наконец, я добавил корректирующий слой, чтобы еще больше повысить контрастность снимка, и немного отрегулировал панель Curves , чтобы смягчить зеленый оттенок на изображении.

Осталось только сравнить эти результаты с версией исходного клипа с аналогичными настройками, за исключением нашего шумоподавления.

До

После

Я думаю, что победитель очевиден.

Независимо от того, решите ли вы включить ручное шумоподавление в свой рабочий процесс мастеринга изображений, я надеюсь, вы лучше поняли, как определенные частоты шума влияют на ваши кадры, и некоторые способы, которыми инструменты пространственного шумоподавления нацелены и уменьшают шум — и, возможно, несколько трюков, когда ни один из ваших других инструментов не работает. Как всегда, поэкспериментируйте со своими кадрами и посмотрите, какие еще трюки вы сможете придумать!

---

Изображение обложки через kasha_malasha.

Ищете дополнительные советы и рекомендации по постобработке? Проверьте это.

• Сохранение шумных кадров: легкий и трудный путь
• Изоляция каналов изображения для работы с цветностью и яркостью в Premiere
• Вот что вам нужно знать о сжатии данных
• Советы по постобработке: как сохранить поврежденные кадры
• Почему двойной стандарт ISO должен стать новым отраслевым стандартом

Применение низкочастотных и среднечастотных токов при лечении острой и хронической боли. Описательный обзор

Indian J Palliat Care. 2015 январь-апрель; 21(1): 116–120.

doi: 10.4103/0973-1075.150203

Информация об авторе Информация об авторских правах и лицензии Отказ от ответственности

Чрескожная электрическая стимуляция нервов (ЧЭНС) и интерференционная терапия (ИФТ) являются регулярными методами лечения различных типов острой и хронической боли. Этот обзор направлен на сбор последней литературы по лечению боли с использованием этих модальностей, в которых используются токи низкой и средней частоты. Был проведен поиск в Кокрановской библиотеке, Scopus, PubMed, MEDLINE и CINAHL, а исследования были изучены с момента их создания до октября 2013 года. После проверки названия и реферата соответствующие исследования были включены в этот обзор. В этом обзоре мы обнаружили, что, несмотря на то, что ЧЭНС и IFT используются для лечения боли, в этой области доступно ограниченное количество высококачественных исследований. Большинству исследований не хватает методологического качества и небольшой размер выборки.

Ключевые слова: Острая боль, Хроническая боль, Электрофизические методы и электротерапия, Интерференционная терапия, Низкочастотные токи, Токи средней частоты, Боль, Чрескожная электрическая стимуляция нервов

Доказательная практика необходима в клинической практике для ускорения выздоровление больного. В электротерапии подаваемая энергия является спусковым крючком, который стимулирует или активирует физиологические процессы, которые обеспечивают терапевтический эффект, вызывающий облегчение боли.[1] В этом обзоре мы в основном сосредоточимся на чрескожной электрической стимуляции нервов (ЧЭНС) и интерференционной терапии (ИФТ), которые используют токи низкой и средней частоты, соответственно, для облегчения боли.

Сбор данных

Рецензенты провели поиск в следующих базах данных с момента их создания до октября 2013 г., Кокрановской библиотеки, Scopus, PubMed, MEDLINE и CINAHL. После скрининга заголовка и аннотации в этот описательный обзор были включены рандомизированные контролируемые испытания и систематические обзоры, в которых сравнивали активную ЧЭНС/ТФТ при купировании острой/хронической боли.

Чрескожная электрическая стимуляция нервов

ЧЭНС облегчает боль путем подавления связанных с болью потенциалов на спинальном и супраспинальном уровнях, что известно как «контроль ворот». Это переменный ток (AC) или модулированный постоянный ток, состоящий из прямоугольных импульсов. Анальгетический эффект ЧЭНС наблюдается как в ипсилатеральной, так и в контралатеральной сегментарной области позвоночника [2,3] 9.0003

Интерференционная терапия

Интерференционная терапия включает использование тока «средней частоты» для воздействия на ткани тока низкой частоты (НЧ). Это достигается за счет приложения к тканям двух токов «средней частоты» для создания низкочастотного интерференционного тока. Таким образом, преимущества низкочастотной стимуляции достигаются без сопутствующих неприятных побочных эффектов, таких как боль, дискомфорт, раздражение кожи и т. д. [4,5]

История

История использования электрического тока для лечения боли восходит к 2500 г. до н.э., когда на некоторых каменных резных фигурках изображены виды сомов с органами, которые производят электрический заряд, используемый для лечения боли. Врач римского императора Клавдия в 46 году нашей эры утверждал, что стояние на электрической рыбе может облегчить симптомы боли.

Теория контроля ворот

Мелзак и Уолл в 1965 году опубликовали теорию контроля ворот, с помощью которой увеличилось использование электроанальгезии.[7] Эта теория предполагала, что активность нервных волокон малого диаметра вызывает боль и что за счет стимуляции чувствительных нервных волокон большего диаметра восприятие боли снижается. Они предположили, что в задних рогах спинного мозга существует физиологический механизм ворот. Эти «ворота» можно открывать или закрывать, чтобы разрешать или запрещать передачу болевых раздражителей через них в мозг, где они обрабатываются. Избирательно возбуждая А-бета нервные волокна в коже с помощью ЧЭНС, количество болевой стимуляции, передаваемой по нервным волокнам меньшего диаметра, может быть уменьшено за счет сегментарного торможения [6,7] 9.0003

Высокочастотная или обычная ЧЭНС (90-130 Гц)

Высокочастотная (ВЧ) или обычная ЧЭНС (90-130 Гц) вызывает закрытие болевых ворот путем стимуляции мелких сенсорных нервных волокон A-бета. Традиционная ЧЭНС также снижает высвобождение возбуждающих нейротрансмиттеров, таких как аспартат и глутамат, увеличивая высвобождение тормозных нейротрансмиттеров, таких как гамма-аминомасляная кислота (ГАМК) и серотонин.[6]

«Низкочастотная» или «акупунктурная» ЧЭНС (2–5 Гц)

LF TENS также известен как иглоукалывание TENS имеет низкую частоту пульса. Он действует путем стимуляции нервных волокон А-дельта для выработки эндорфинов, которые, в свою очередь, облегчают боль.

Импульсная ЧЭНС

Импульсная ЧЭНС одновременно стимулирует нервы типа А-бета и А-дельта. В режиме «всплеск» обычный (ВЧ) ЧЭНС регулярно прерывается 2-3 «всплесками» ЧЭНС более низкой частоты. Различные программы могут использоваться взаимозаменяемо в соответствии с предпочтениями пациента.[6]

Низкочастотные TENS по сравнению с высокочастотными TENS

Коцигит и др. . в 2012 г. опубликовали рандомизированное контролируемое исследование, в котором сравнивали 20 пациентов с субакромиальным импинджментом с пациентами, рандомизированными в группы с низкой ЧЭНС и симуляцией. Обеим группам давали болевые стимулы до и после лечения ЧЭНС. С помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (МРТ) они обнаружили, что в группе LF TENS наблюдалось статистически значимое снижение воспринимаемой интенсивности боли и болевой специфической активации контралатеральной первичной сенсорной коры, билатеральной каудальной передней поясной коры и ипсилатеральной дополнительная двигательная зона. Они также сообщили в своих результатах о статистически значимой корреляции между изменением значения визуальной аналоговой шкалы (ВАШ) и изменением активности в контралатеральном таламусе, префронтальной коре и ипсилатеральной задней теменной коре. Сообщалось, что в группе с имитацией ЧЭНС не было значительных изменений в значении ВАШ и активности интересующих областей.[2]

Результаты этого исследования подтверждают эффективность LF TENS при лечении острой боли. Хотя размер выборки невелик, МРТ является надежным инструментом для измерения боли, воспринимаемой человеком. [2] Сантос и др. . в 2013 году опубликовали исследование, проведенное на крысиных лапах, в котором гипералгезия и отек были вызваны введением серотонина (5-НТ). Они применяли LF и HF TENS на правой лапе в течение 20 минут с последующей индукцией серотонина. Они использовали метод Харгривса для измерения ноцицепции, а гидроплетизмометр – для измерения отека. Метод Hargreaves измеряет кожную гипералгезию при термической стимуляции у животных. В этом исследовании сообщалось, что ни HF, ни LF TENS не ингибировали отек, вызванный 5-HT. Однако LF TENS, но не HF TENS, полностью уменьшала гипералгезию, вызванную 5-HT. Предварительная обработка лапы налтрексоном перед применением ЧЭНС показала полную блокаду обезболивающего эффекта, вызванного НЧ ЧЭНС.

Это исследование подтверждает участие периферических эндогенных опиоидных рецепторов в обезболивании LF TENS в дополнение к его центральному действию.[3]

Продолжительность обезболивания

LF TENS требует больше времени для достижения обезболивания. Поскольку обезболивание, вызванное применением LF TENS, происходит за счет высвобождения эндогенных опиоидов, оно сохраняется в течение более длительного времени. ВЧ-ЧЭНС или обычная ЧЭНС имеет быстрое начало обезболивания, но довольно быстро теряет свой эффект при отключении стимуляции. Таким образом, обезболивающий эффект ЧЭНС после лечения может длиться от 5 минут до 18 часов. Сообщалось, что у некоторых пациентов уровень боли не возвращается к уровню до стимуляции даже через 24 часа.

Анальгезия после стимуляции часто связывают с накоплением или истощением эндогенных опиоидов. Существует широкий разброс в облегчении боли после лечения, испытываемом пациентами, и причина этого еще не была задокументирована. Чеинг и др. . сообщили о кумулятивном эффекте в уменьшении боли после многократного применения ЧЭНС и предположили, что механизмы, лежащие в основе этого, могут быть связаны с изменениями в нейронном пути. Перерывы между сеансами и/или смена положения электродов необходимы, так как при длительном использовании нервная система привыкает к ЧЭНС, что приводит к ухудшению контроля над болью.

Мы дали краткое описание важных исследований, в которых использовалась ЧЭНС для облегчения боли, в то время как в мы выделили исследования, посвященные низкочастотной ЧЭНС.

Таблица 1

Ниже приводится сводка важных исследований по ЧЭНС

Открыть в отдельном окне

Таблица 2

Ниже приводится сводка некоторых важных исследований, посвященных только НЧ ЧЭНС. Токи низкой частоты

Открыть в отдельном окне

Послеоперационная/острая боль

Очень мало систематических обзоров изучали использование ЧЭНС для послеоперационного обезболивания. Из 17 рандомизированных контролируемых испытаний, проанализированных Кэрроллом и др. . в систематическом обзоре, который включал исследования результатов боли, 15 пришли к выводу, что ЧЭНС не оказывает обезболивающего действия в остром послеоперационном периоде [9]. Систематический обзор, проведенный Reeve et al., включал 20 исследований послеоперационной боли и пришел к выводу, что 12 из них имели положительные результаты ЧЭНС [10].

Кокрановский обзор, опубликованный в 2009 г.исключили исследования, которые допускали дополнительные анальгетики. Авторы смогли извлечь данные только из шести из 12 рандомизированных контролируемых испытаний, которые соответствовали их критериям включения. В этом обзоре сообщается, что только одно из пяти исследований, сравнивающих ЧЭНС с плацебо, показало статистически значимое превосходство активного ЧЭНС. Из-за недостаточности данных в этом обзоре не удалось сделать окончательный вывод об эффективности ЧЭНС как единственного метода лечения острой боли.[6]

Хроническая боль

Nnoaham и Kumbang в Кокрейновском систематическом обзоре оценили эффективность вмешательств TENS при хронической боли. Из 22 исследований с неактивным контролем (плацебо), которые они рассмотрели, 13 показали положительный результат обезболивания и отдали предпочтение активной терапии ЧЭНС. Принимая во внимание, что из 15 сравнительных исследований многократных дозировок, рассмотренных ими, только восемь отдавали предпочтение активной терапии ЧЭНС [11].

Нейропатическая боль

Cruccu et al . в систематическом обзоре рекомендовали использовать стандартную высокочастотную ЧЭНС по сравнению с плацебо при нейропатической боли. Этот обзор также предполагает, что ЧЭНС следует рассматривать специально для лечения болезненной диабетической невропатии. Этот обзор был одобрен Европейской федерацией неврологических обществ по лечению невропатической боли [12].

Фибромиалгия

Карбонарио и др. . в 2013 г. в клиническом исследовании с участием 28 пациентов был сделан вывод, что ЧЭНС в качестве адъювантной терапии эффективна для облегчения боли при фибромиалгии.[1]

IFT—Механизм действия

Предполагается, что, регулируя частоту, создаваемую в зоне интерференции, можно воздействовать на целый ряд различных нервов. Путем изменения типа нерва, который в первую очередь стимулируется, изменяется физиологический результат стимуляции и, следовательно, терапевтический результат. Можно использовать частоты, которые в первую очередь активируют двигательные нервы, что приводит к мышечной стимуляции в диапазоне от подергиваний НЧ (<15 Гц) до тетанических устойчивых сокращений (> 40 Гц), каждое из которых имеет свое терапевтическое применение.

В настоящее время нет доказательств того, что стимуляция мышц с помощью электростимуляции более (или менее) эффективна, чем активные упражнения, но ее можно использовать в качестве средства повышения уровня мышечной активности. Это, в свою очередь, повлияет на локальный кровоток как нормальный физиологический ответ на скорректированную скорость метаболизма. В этом отношении можно использовать диапазоны частот от 1 до 150 Гц или более, хотя предполагается, что клинически наиболее подходящими являются диапазоны от 10 до 20 или 25 Гц. В нижней части этой шкалы будут возникать быстрые мышечные подергивания, а в верхней части — частичная тетания. Используя соответствующие частоты, можно добиться стимуляции сенсорного нерва, тем самым создавая механизм активации болевых ворот (например, между 80-130 Гц) и опиоидных (<10 Гц) механизмов, которые связаны с физиологическим облегчением боли.

Скелетно-мышечная боль

Фуэнтес и др. . в 2010 году в систематическом обзоре и метаанализе сообщалось, что IFT оказалась эффективной при лечении различных заболеваний опорно-двигательного аппарата.

Болевой порог

Уорд и др. . в 2009 г. в ходе одиночного слепого внутригруппового перекрестного исследования сообщалось, что ток средней частоты так же эффективен, как и ЧЭНС, в снижении болевого порога.[18]

Мы выделили несколько важных исследований, в которых для облегчения боли применяли IFT (среднечастотный ток).

Таблица 3

Ниже приводится сводка некоторых важных исследований IFT, в которых используются токи средней частоты. Токи средней частоты/IFT

Открыть в отдельном окне

Рекомендации

Качественная опубликованная литература в этой области недостаточна, и в этой области необходимы исследования с хорошим методологическим качеством. В нашей клинической практике мы видели преимущества TENS и IFT в качестве вспомогательного средства для облегчения боли при различных состояниях, а в некоторых случаях, таких как мышечно-скелетная боль, в качестве основного метода обезболивания. Но этот клинический опыт должен быть дополнен высококачественными исследованиями в этой области.

Последствия паллиативной помощи

Поскольку паллиативная помощь в основном связана с обезболиванием, ЧЭНС и IFT могут принести большую пользу. Их можно использовать в качестве дополнения или альтернативы фармакологическому обезболиванию. Необходимы исследования, чтобы дополнить использование и эффективность этих методов в паллиативной помощи.

Имеется множество данных, подтверждающих использование ЧЭНС и IFT различных частот для облегчения боли. Требуются дальнейшие исследования с более рандомизированными контролируемыми испытаниями и исследованиями с более высоким методологическим качеством.[19,20]

Источник поддержки: Мы признательны Департаменту науки и технологий правительства Индии за предоставление финансирования для проведения этого исследования;

Конфликт интересов: Не объявлено.

1. Тиктинский Р., Чен Л., Нараян П. Электротерапия: вчера, сегодня, завтра. гемофилия. 2010;16:126–31. [PubMed] [Google Scholar]

2. Kocyigit F, Akalin E, Gezer NS, Orbay O, Kocyigit A, Ada E. Функциональная магнитно-резонансная томография эффектов низкочастотной чрескожной электрической стимуляции нервов на модуляцию центральной боли: A двойное слепое плацебо-контролируемое исследование. Клин Джей Пейн. 2012; 28: 581–8. [PubMed] [Академия Google]

3. Сантос С.М., Франциски Дж.Н., Лима-Пайва П., Слука К.А., Резенде М.А. Влияние чрескожной электростимуляции на ноцицепцию и отек, вызванные периферическим серотонином. Int J Neurosci. 2013; 123:507–15. [PubMed] [Google Scholar]

4. Kroeling P, Gross A, Graham N, Burnie SJ, Szeto G, Goldsmith CH, et al. Электротерапия при болях в шее. Кокрановская система базы данных, ред. 2013; 8:CD004251. [PubMed] [Google Scholar]

5. Уотсон Т. Роль электротерапии в современной физиотерапевтической практике. Мужчина Тер. 2000;5:132–41. [PubMed] [Академия Google]

6. Уолш Д.М., Хоу Т.Э., Джонсон М.И., Слука К.А. Чрескожная электронейростимуляция при острой боли. Кокрановская система базы данных, ред. 2009: CD006142. [PubMed] [Google Scholar]

7. Melzack R, Wall PD. Механизмы боли: новая теория. Наука. 1965; 150: 971–9. [PubMed] [Google Scholar]

8. Cheing GL, Tsui AY, Lo SK, Hui-Chan CW. Оптимальная продолжительность стимуляции при лечении боли в коленном суставе при остеоартрите. J Rehabil Med. 2003; 35: 62–8. [PubMed] [Академия Google]

9. Кэрролл Д., Траммер М., МакКуэй Х., Най Б., Мур А. Рандомизация важна в исследованиях исходов боли: систематический обзор чрескожной электрической стимуляции нервов при острой послеоперационной боли. Бр Джей Анаст. 1996; 77: 798–803. [PubMed] [Google Scholar]

10. Рив Дж., Менон Д., Корабиан Д. Чрескожная электрическая стимуляция нервов (ЧЭНС): оценка технологии. Int J Technol оценивает здравоохранение. 1996; 12: 299–324. [PubMed] [Google Scholar]

11. Нноахам К., Кумбанг Дж. Чрескожная электрическая стимуляция нервов (ЧЭНС) при хронической боли. Кокрановская система базы данных, ред. 2008: CD003222. [PubMed] [Академия Google]

12. Cruccu G, Aziz TZ, Garcia-Larrea L, Hansson P, Jensen TS, Lefaucheur JP, et al. Рекомендации EFNS по нейростимуляции при нейропатической боли. Евр Дж Нейрол. 2007; 14: 952–70. [PubMed] [Google Scholar]

13. Карбонарио Ф., Мацутани Л.А., Юань С.Л., Маркес А.П. Эффективность высокочастотной чрескожной электронейростимуляции в болезненных точках в качестве адъювантной терапии у пациентов с фибромиалгией. Eur J Phys Rehabil Med. 2013;49:197–204. [PubMed] [Академия Google]

14. Mulvey MR, Bagnall AM, Johnson MI, Marchant PR. Чрескожная электрическая стимуляция нервов (ЧЭНС) при фантомных болях и болях в культе после ампутации у взрослых. Кокрановская система базы данных, ред. 2010: CD007264. [PubMed] [Google Scholar]

15. Херлоу А., Беннетт М.И., Робб К.А., Джонсон М.И., Симпсон К.Х., Оксберри С.Г. Чрескожная электрическая стимуляция нервов (ЧЭНС) при раковой боли у взрослых. Cochrane Database Syst Rev. 2012;3:CD006276. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

16. Rutjes AW, Nüesch E, Sterchi R, Kalichman L, Hendriks E, Osiri M, et al. Чрескожная электростимуляция при артрозе коленного сустава. Кокрановская система базы данных, ред. 2009 г.;4:CD002823. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

17. Fuentes JP, Olivo SA, Magee DJ, Douglas P, Gross DP. Эффективность интерференционной современной терапии при лечении скелетно-мышечной боли: систематический обзор и метаанализ. физ. тер. 2010;90:1219–38. [PubMed] [Google Scholar]

18. Уорд А.Р., Лукас-Тумбуру С., Маккарти Б. Сравнение обезболивающей эффективности переменного тока средней частоты и ЧЭНС. Физиотерапия. 2009; 95: 280–8. [PubMed] [Академия Google]

19. Юнг К., Лелик Д., Роттманн С., Древес А.М., Петрини Л., Эллрих Дж. Электрическая низкочастотная стимуляция вызывает центральные нейропластические изменения обработки боли у человека. Евр Джей Пейн. 2012;16:509–21. [PubMed] [Google Scholar]

20. Vance CG, Rakel BA, Blodgett NP, DeSantana JM, Amendola A, Zimmerman MB, et al. Влияние чрескожной электрической стимуляции нервов на боль, болевую чувствительность и функцию у людей с остеоартритом коленного сустава: рандомизированное контролируемое исследование. физ. тер. 2012;92: 898–910. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

Высокочастотная и низкочастотная потеря слуха

Toggle Nav

Поиск

1-(888) 807-8163

• сравнить продукты

Различия по результатам проверки слуха

Хотите узнать о двух основных классификациях потери слуха? Что отличает их друг от друга? Как проявляется каждый?

В общих чертах существует две основные классификации потери слуха, определяемые в зависимости от типа звука, который вы плохо слышите. Однако, чтобы адекватно описать любой из них, нам нужно начать с краткого описания того, как измеряется звук. У данного звука есть две существенные черты.

Объем или амплитуда говорят сами за себя. Чем выше пики и чем ниже впадины в звуковой волне, тем громче становится этот звук. Измеряется в децибелах (дБ).

Человеческое ухо может без риска воспринимать звуки до 70 дБ. Что-нибудь выше этого, и вы можете начать повреждать уши. Звуки выше 120 дБ известны как катастрофический или травматический шум, и повреждение слуха на этом уровне почти гарантировано.

Амплитуда не играет здесь большой роли, кроме того, что она способствует потере слуха.

Частота, также известная как высота тона, измеряется в герцах (Гц). В то время как амплитуда измеряет, насколько велика каждая звуковая волна, частота измеряет, насколько плотно упакованы эти волны. Чем плотнее становятся волны, тем выше высота звука.

Люди со здоровыми ушами и нормальным диапазоном слуха обычно могут различать звуки частотой от 20 Гц до 20000 Гц. Все, что ниже 20 Гц, известно как инфразвук, который, по мнению некоторых ученых, может оказать негативное влияние на здоровье. Все, что выше 20 000 Гц, является ультразвуком — одноименный диагностический метод фактически отображает части человеческого тела с помощью звуковых волн сверхвысокой частоты.

 

Три частоты звука   

Поскольку амплитуда очень изменчива, звуковые волны обычно классифицируют по частоте.

• Низкочастотные звуки 500 Гц или ниже. Примеры включают орган, гудок грузовика или кошачье мурлыканье. Эти звуки воспринимаются как более глубокие и низкие.

• Высокочастотные звуки 2000 Гц или выше. Учитывая, что верхний диапазон человеческого слуха составляет около 20 000 Гц, эта классификация невероятно разнообразна. Примеры включают щебетание птиц, маленькие колокольчики или перезвоны или мяуканье голодной кошки.

• Среднечастотные звуки находятся в диапазоне от 500 Гц до 2000 Гц. Большая часть человеческой речи попадает в эту категорию.

После всего, что установлено, давайте перейдем к сути обсуждения ― тугоухости.

 

Что такое высокочастотная потеря слуха?

Потеря слуха на высоких частотах связана с трудностями восприятия звуков в диапазоне 2000–8000 Гц. На сегодняшний день это наиболее распространенный тип потери слуха, вероятно, отчасти потому, что стереоцилии, которые преобразовывают высокочастотный звук в звуковые волны, имеют тенденцию быть более тонкими. Это невероятно распространено как при потере слуха, связанной с шумом, так и при возрастной потере слуха.

Проявляется на аудиограмме в виде линии, постепенно спускающейся слева направо.

Человек с потерей слуха на высоких частотах может иметь проблемы с различением согласных или слухом людей с высоким голосом. Неудивительно, что потенциальные причины высокочастотной потери слуха весьма разнообразны. Они включают, но не ограничиваются: 

• Побочная реакция на лекарства

• Генетические факторы

• Воздействие травмирующих уровней шума

• Ототоксическое лекарство

• Основные заболевания здоровья, такие как диабет или сердечные заболевания

• PRESBYCUSIS (возрастная потеря слуха)

Какова не низкая почата?

Низкочастотная потеря слуха встречается гораздо реже, чем высокочастотная потеря слуха, и включает звуки ниже 2000 Гц. В отличие от высокочастотной потери слуха, низкочастотная потеря слуха, как правило, вызвана болезнью. Общие причины включают в себя:

• Болезнь Меньера

• Отосклероз

• Синдром Рамсея-Ханта

• Секреторный средний отит.

• Генетика

• Тяжелые заболевания в детском возрасте

Низкочастотная потеря слуха также известна как потеря слуха с обратным наклоном из-за формы ее аудиограммы.

Как и следовало ожидать, симптомы низкочастотной потери слуха во многом противоположны высокочастотной потере слуха. Кому-то с этим заболеванием может быть легче слышать высокие звуки, особенно те, которые в противном случае могли бы быть за пределами нашего слухового диапазона.

Самая большая проблема, связанная с низкочастотной потерей слуха, заключается в том, что ее труднее диагностировать, часто ошибочно принимают за симптом другой проблемы со здоровьем, если не игнорировать ее полностью.

 

Выбери свой яд

Независимо от типа потери слуха лечение обычно одинаковое. Пройдите обследование у опытного аудиолога. Вы также можете найти удобный онлайн-тест для проверки слуха. Если повезет, работая вместе со специалистом по слуховым аппаратам, вы сможете разработать план лечения, который подойдет вам как перчатка, или выяснить, какие новейшие технологии слуховых аппаратов могут вам помочь. Это помогает гарантировать, что какое бы нарушение слуха у вас ни было, оно не должно снижать качество вашей жизни.

Различия по результатам проверки слуха

Хотите узнать о двух основных классификациях потери слуха? Что отличает их друг от друга? Как проявляется каждый?

В общих чертах существует две основные классификации потери слуха, определяемые в зависимости от типа звука, который вы плохо слышите. Однако, чтобы адекватно описать любой из них, нам нужно начать с краткого описания того, как измеряется звук. У данного звука есть две существенные черты.

Громкость или амплитуда говорят сами за себя. Чем выше пики и чем ниже впадины в звуковой волне, тем громче становится этот звук. Измеряется в децибелах (дБ).

Человеческое ухо может без риска воспринимать звуки до 70 дБ. Что-нибудь выше этого, и вы можете начать повреждать уши. Звуки выше 120 дБ известны как катастрофический или травматический шум, и повреждение слуха на этом уровне почти гарантировано.

Амплитуда не играет здесь большой роли, кроме того, что она способствует потере слуха.

Частота, также известная как высота тона, измеряется в герцах (Гц). В то время как амплитуда измеряет, насколько велика каждая звуковая волна, частота измеряет, насколько плотно упакованы эти волны. Чем плотнее становятся волны, тем выше высота звука.

Люди со здоровыми ушами и нормальным слухом обычно могут различать звуки частотой от 20 Гц до 20000 Гц. Все, что ниже 20 Гц, известно как инфразвук, который, по мнению некоторых ученых, может оказать негативное влияние на здоровье. Все, что выше 20 000 Гц, является ультразвуком — одноименный диагностический метод фактически отображает части человеческого тела с помощью звуковых волн сверхвысокой частоты.

 

Три частоты звука   

Поскольку амплитуда очень изменчива, звуковые волны обычно классифицируют по частоте.

• Низкочастотные звуки 500 Гц или ниже. Примеры включают орган, гудок грузовика или кошачье мурлыканье. Эти звуки воспринимаются как более глубокие и низкие.

• Высокочастотные звуки 2000 Гц или выше. Учитывая, что верхний диапазон человеческого слуха составляет около 20 000 Гц, эта классификация невероятно разнообразна. Примеры включают щебетание птиц, маленькие колокольчики или перезвоны или мяуканье голодной кошки.

• Среднечастотные звуки находятся в диапазоне от 500 Гц до 2000 Гц. Большая часть человеческой речи попадает в эту категорию.

После всего, что установлено, давайте перейдем к сути обсуждения ― тугоухости.

 

Что такое высокочастотная потеря слуха?

Потеря слуха на высоких частотах связана с трудностями восприятия звуков в диапазоне 2000–8000 Гц. На сегодняшний день это наиболее распространенный тип потери слуха, вероятно, отчасти потому, что стереоцилии, которые преобразовывают высокочастотный звук в звуковые волны, имеют тенденцию быть более тонкими. Это невероятно распространено как при потере слуха, связанной с шумом, так и при возрастной потере слуха.

Проявляется на аудиограмме в виде линии, постепенно спускающейся слева направо.

Человек с потерей слуха на высоких частотах может иметь проблемы с различением согласных или слухом людей с высоким голосом. Неудивительно, что потенциальные причины высокочастотной потери слуха весьма разнообразны. Они включают, но не ограничиваются: 

• Побочная реакция на лекарства

• Генетические факторы

• Воздействие травмирующих уровней шума

• Ототоксическое лекарство

• Основные заболевания здоровья, такие как диабет или сердечные заболевания

• PRESBYCUSIS (возрастная потеря слуха)

Какова не низкая почата?

Низкочастотная потеря слуха встречается гораздо реже, чем высокочастотная потеря слуха, и включает звуки ниже 2000 Гц. В отличие от высокочастотной потери слуха, низкочастотная потеря слуха, как правило, вызвана болезнью. Общие причины включают в себя:

• Болезнь Меньера

• Отосклероз

• Синдром Рамсея-Ханта

• Секреторный средний отит.

• Генетика

• Тяжелые заболевания в детском возрасте

Низкочастотная потеря слуха также известна как потеря слуха с обратным наклоном из-за формы ее аудиограммы.

Как и следовало ожидать, симптомы низкочастотной потери слуха во многом противоположны высокочастотной потере слуха. Кому-то с этим заболеванием может быть легче слышать высокие звуки, особенно те, которые в противном случае могли бы быть за пределами нашего слухового диапазона.

Самая большая проблема, связанная с низкочастотной потерей слуха, заключается в том, что ее труднее диагностировать, часто ошибочно принимают за симптом другой проблемы со здоровьем, если не игнорировать ее полностью.

 

Выбери свой яд

Независимо от типа потери слуха лечение обычно одинаковое. Пройдите обследование у опытного аудиолога. Вы также можете найти удобный онлайн-тест для проверки слуха. Если повезет, работая вместе со специалистом по слуховым аппаратам, вы сможете разработать план лечения, который подойдет вам как перчатка, или выяснить, какие новейшие технологии слуховых аппаратов могут вам помочь. Это помогает гарантировать, что какое бы нарушение слуха у вас ни было, оно не должно снижать качество вашей жизни.

  

  

  

Как вы думаете, вы страдаете от потери слуха? Позвоните или пообщайтесь сегодня, чтобы поговорить с одним из наших консультантов по слуховым аппаратам:  

Звоните по телефону 1-(888) 807-8163.

  

  

  

Copyright 2022 | ООО «Планета Слухов» Политика конфиденциальности Условия и положения

Диапазоны частот — т.

акустик Настройки конфиденциальности

Основные (2)

Основные файлы cookie обеспечивают базовую функциональность и необходимы для правильного функционирования веб-сайта.

Показать информацию о файлах cookie Скрыть информацию о файлах cookie

Имя	Печенье Борлабс
Провайдер	Провайдер этого веб-сайта, выходные данные
Назначение	Сохраняет настройки посетителей, выбранные в окне файлов cookie Borlabs Cookie.
Имя файла cookie	borlabs-cookie
Среда выполнения файлов cookie	1 год

Имя	Диспетчер тегов Google
Провайдер	Google Ireland Limited, Gordon House, Barrow Street, Dublin 4, Ирландия
Назначение	Файл cookie от Google, используемый для управления расширенными сценариями и событиями.
Политика конфиденциальности	https://policies.google.com/privacy?hl=de
Имя файла cookie	_ga,_gat,_gid
Среда выполнения файлов cookie	2 года

Статистика (1)

Статистика

Статистические файлы cookie собирают информацию анонимно. Эта информация помогает нам понять, как наши посетители используют наш веб-сайт.

Показать информацию о файлах cookie Скрыть информацию о файлах cookie

908:40 Гугл Аналитика

Принять	Гугл Аналитика
Имя
Провайдер	Google Ireland Limited, Gordon House, Barrow Street, Dublin 4, Ирландия
Назначение	Cookie от Google для аналитики веб-сайта. Генерирует статистические данные о том, как посетитель использует веб-сайт.
Политика конфиденциальности	https://policies.google.com/privacy?hl=de
Имя файла cookie	_ga,_gat,_gid
Среда выполнения файлов cookie	2 года

Маркетинг (2)

Маркетинг

Маркетинговые файлы cookie используются сторонними поставщиками или издателями для отображения персонализированной рекламы. Они делают это, отслеживая посетителей на веб-сайтах.

Показать информацию о файлах cookie Скрыть информацию о файлах cookie

908:40 Пиксель Facebook

Принять	Пиксель Facebook
Имя
Провайдер	Meta Platforms Ireland Limited, 4 Grand Canal Square, Dublin 2, Ирландия
Назначение	Файл cookie Facebook, используемый для аналитики веб-сайта, таргетинга рекламы и измерения рекламы.
Политика конфиденциальности	https://www.facebook.com/policies/cookies
Имя файла cookie	_fbp,act,c_user,datr,fr,m_pixel_ration,pl,presence,sb,spin,wd,xs
Среда выполнения файлов cookie	Сессия / 1 год

908:40 Рекомендации по продуктам

Принять	Рекомендации по продуктам
Имя
Провайдер	Томанн, Google, Facebook
Назначение	Рекомендации по продуктам от thomann. de
Среда выполнения файлов cookie	2 года

Внешние носители (2)

Внешние носители

Контент с видеоплатформ и социальных сетей по умолчанию заблокирован. Если файлы cookie с внешних носителей принимаются, доступ к этому контенту больше не требует ручного согласия.

Показать информацию о файлах cookie Скрыть информацию о файлах cookie

908:40 Фейсбук

Принять	Фейсбук
Имя
Провайдер	Meta Platforms Ireland Limited, 4 Grand Canal Square, Dublin 2, Ирландия
Назначение	Файл cookie Facebook, используемый для аналитики веб-сайта, таргетинга рекламы и измерения рекламы.
Политика конфиденциальности	https://www.facebook.com/privacy/explanation
Хост(ы)	.facebook.com
Среда выполнения файлов cookie	2 года

908:40 YouTube

Принять
Имя	YouTube
Провайдер	Google Ireland Limited, Gordon House, Barrow Street, Dublin 4, Ирландия
Назначение	Используется для разблокировки контента YouTube.
Политика конфиденциальности	https://policies.google.com/privacy
Хост(ы)	google.com
Имя файла cookie	НИД
Среда выполнения файлов cookie	6 месяцев

Политика конфиденциальности Выходные данные

О происхождении высокочастотных магнитных флуктуаций в межпланетной среде: броуновский подход

1 Введение

С момента первых измерений магнитных флуктуаций в межпланетном пространстве [1], показывающих, что спектральная плотность магнитной энергии затухает с частотой ω как E(ω)∼ω−5/3, утверждалось, что их можно описать в рамках турбулентности [2]. Этот подход также успешно применялся для интерпретации аномальных скейлингов из-за перемежаемости флуктуаций [3–6] с помощью мультифрактальных моделей [7–11] и нелинейного энергетического каскада, описываемого соотношением Яглома для смешанного момента флуктуаций третьего порядка [12–15]. Безнакипное поведение нарушается на частоте fi, обычно находящейся в диапазоне от 0,1 до 1 Гц [16, 17], за пределами которой жидкостный или магнитогидродинамический (МГД) режимы больше не действуют. За пределами этого масштаба наблюдается более крутой спектр мощности E(ω)∼ω−α [17–19], наклон сильно зависит от анализируемого образца. Статистический анализ спектральных наклонов показывает, что α охватывает диапазон ∼[2, 3] с пиком около α≃2,8 [19]. Наличие флуктуаций на высоких частотах было приписано дисперсионным явлениям, порожденным пространственно-скоростными эффектами и динамикой электронов [20, 21, 22], и интерпретировано в терминах дальнейшего каскада турбулентной энергии, обусловленного волно-волновым взаимодействием, как, например, квазидвумерный каскад кинетических альфвеновских волн (КАВ) [17], для которого E(ω)∼ω−7/3. Однако четкое обнаружение одиночных волновых мод на диаграмме частота-волновое число затруднено из-за наличия большого рассеяния, боковых мод, спорадических волновых цугов в виде солитонов огибающей и мод с нулевой частотой [23, 24]. Кроме того, ситуация осложняется несостоятельностью гипотезы Тейлора, согласно которой измерения во временной области нельзя просто перевести в область волновых векторов [25]. Статистический анализ многих интервалов данных о магнитном поле КА Cluster (см., например, [17, 18]) указывает на наличие еще одной точки излома fe в спектре мощности магнитной энергии на более высоких частотах порядка нескольких десятков Гц, связанной с электронные весы.

В отличие от низкочастотного спектра (ω<ωi, где ωi=2πfi), успешно описанного в рамках нелинейной энергетической каскадной турбулентности, интерпретация спектра на высоких частотах (ω>ωi) менее ясна. Действительно, для воспроизведения наблюдаемых спектров было разработано несколько моделей, отличающихся своими физическими допущениями. Спектр мощности для ω>ωi аппроксимировался либо функцией, состоящей из комбинации распада ω−8/3 и экспоненциального распада, совместимого с протонным затуханием Ландау магнитных флуктуаций [18], либо комбинацией двух степенных законов [17, 19]. В последнем случае статистические распределения двух наклонов, полученные при анализе большого количества спектров CLUSTER, являются узкими и сосредоточены вокруг α≃2,8 (для ωi≲ω≲ωe, где ωe=2πfe) и α≃ 4 (для ω≳ωe) соответственно. В этой статье мы рассматриваем проблему происхождения высокочастотных магнитных флуктуаций в межпланетной среде с помощью нового подхода, чтобы исследовать, может ли весь спектр для ω > ωi быть описан с помощью единой физической модели.

2 Модель и результаты

На малых масштабах (высоких частотах), меньших гирорадиуса или инерционной длины иона, динамика плазмы в межпланетном пространстве чрезвычайно сложна. В частности, волны линейной моды становятся кинетическими, проявляя одновременно дисперсионный и диссипативный характер из-за взаимодействий волна-частица, таких как процессы когерентного рассеяния или некогерентные процессы (например, рассеяние по тангажному углу). К бесстолкновительным механизмам демпфирования относятся циклотронное демпфирование [26], демпфирование Ландау [27], возбуждение частиц на токовых слоях, которое может спонтанно генерироваться прерывистым турбулентным каскадом [28–33], и стохастический нагрев [34–38].

Принято считать, что нелинейный энергетический каскад, который обязательно действует на самых больших масштабах, переносит энергию за пределы ионно-циклотронной частоты (см., например, [2] и ссылки там), в основном возбуждая электрические флуктуации [39], а энергосодержание в магнитных флуктуациях меньше (см., например, [40]). В то же время флуктуации демпфируются за счет плазмокинетических эффектов, что обеспечивает механизм нагрева в бесстолкновительной плазме. диссипация действует как обратная связь для флуктуаций, поскольку она генерирует пучки частиц, которые, в свою очередь, способны возбудить дальнейшие флуктуации.Сложная динамика плазмы в малых масштабах, хорошо описанная в литературе, включает среду, в которой случайные флуктуации и диссипация конкурируют в генерации магнитных полей. В диапазоне масштабов, где могут иметь место бесстолкновительная диссипация и нагрев плазмы, а также наличие множества характерных частот и длин (например, циклотронная частот и инерционных длин) нарушает безмасштабный характер, роль дисперсии и диссипации еще плохо изучена, а происхождение флуктуаций далеко не ясно. Эта структура довольно отличается, даже если совместима, с «классической» турбулентной динамикой, где нелинейный каскад работает в безмасштабном диапазоне, который хорошо отделен от самых маленьких масштабов, где происходит диссипация.

Для описания высокочастотной динамики магнитных колебаний в настоящей работе представлен новый сценарий, основанный на стохастическом броуновском подходе. Этот подход позволяет интерпретировать наблюдаемые высокочастотные магнитные спектры без каких-либо предположений об дисперсионных соотношениях из теории турбулентности плазмы. Основываясь на приведенных выше соображениях, мы рассматриваем простую структуру, в которой магнитные флуктуации b(t) на малых масштабах могут быть грубо описаны стохастическим дифференциальным уравнением Ито

db(t)=Γ[b(t),t]dt+Ψ[b(t),t]dW(t)(1)

Здесь без ограничения общности рассматривается только эволюция во времени один компонент флуктуаций, но модель можно легко обобщить на трехмерные флуктуации или конкретные волновые числа. В простейшем случае мы предполагаем, что динамика флуктуаций обусловлена ​​двумя различными вкладами. Первый вклад (первый член в правой части) обусловлен бесстолкновительными диссипативными процессами, которые мы параметризуем линейным членом затухания Γ[b(t),t]≃−γb(t), пропорциональным постоянной скорости затухания γ. Второй вклад, имитирующий всю сложную динамику плазменных волн, описывается через стохастический процесс dW(t). Для простоты Ψ[b(t),t] предполагается постоянным, равным среднеквадратичным значениям флуктуаций Ψ[b(t),t]=F0=1/2. Случайное воздействие выражается как dW(t)=ξ(t)dt, что является естественным физически приемлемым выбором для интерпретации, которая предполагает ξ(t) как реальный шум, возможно отличный от белого шума, с конечным временем корреляции [ 41]. Кроме того, мы предполагаем, что ξ(t) не коррелирует с начальными значениями магнитных флуктуаций b(0), скажем, <ξ(t)b(0)>=0. С этими предположениями уравнение. (1) принимает следующий вид:

db(t)=−γb(t)dt+F0ξ(t)dt

При описанных выше гипотезах уравнение Ито может быть решено с помощью преобразований Фурье. Это дает очевидную связь между корреляциями фурье-мод форсинга ξω и спектром мощности мод магнитной энергии bω

〈bωbω⋆〉=F02〈ξωξω⋆〉(γ−iω)(γ+iω)(2)

, где скобки обозначают усреднение по времени, а ⋆ обозначает комплексное сопряжение. Используя однородность, мы можем записать спектральные корреляции вынуждающего члена как

〈ξωξω’〉=2πG(ω)δ(ω+ω’)

, так что мы можем сразу снова написать уравнение (2) по спектру мощности E(ω), который можно сравнить с наблюдениями в плазме солнечного ветра

E(ω)=F02[G(ω)ω2+γ2](3)

Спектральная энергия , следовательно, связано со спектральной формой G(ω) внешнего воздействия. В качестве простого примера предположим, что магнитные флуктуации генерируются полностью некоррелированными стохастическими цугами волн, так что 〈ξωξω’〉=2πδ(ω+ω’). В этом случае спектр магнитной энергии задается функцией Лоренца E(ω)≃F02/(ω2+γ2), которая, конечно, не описывает спектр плотности магнитной энергии, наблюдаемый в высокочастотной плазме солнечного ветра (см. например, [17]).

В качестве еще одного примера рассмотрим случай, когда вблизи точки излома иона в процессе участвуют самые разные волны за счет волновых взаимодействий, взаимодействий волна-частица и дисперсионных эффектов. В этой ситуации можно ожидать, что двухточечные корреляции члена стохастического воздействия экспоненциально затухают во времени

, где λ0−1 представляет собой время корреляции. Это означает, что ξ(t) в грубом приближении можно рассматривать как броуновский шум. Спектр мощности магнитной энергии E(ω) можно легко рассчитать по уравнению (3) используя обратное преобразование Фурье, чтобы вывести G(ω) из уравнения (4), получив следующую функциональную форму

E(ω)≃λ0F02(ω2+λ02)(ω2+γ2)(5)

В наших рамках значения времени корреляции λ0−1 и скорости диссипации γ соответствуют низкочастотному и высокочастотному –частотные изломы соответственно, т.е. λ0≈ωi и γ≈ωe. В частности, для плазмы солнечного ветра разумно предположить, что характерное время корреляции представлено периодом вращения протонов и соответствует, таким образом, первой точке излома в нашей модели. Точно так же связь между второй точкой излома и скоростью диссипации вполне обоснована, поскольку высокочастотная точка излома, примерно соответствующая гирочастоте электрона, была приписана процессам взаимодействия волна-частица, приводящим к диссипации КАВ. Основные свойства спектров, наблюдаемых в межпланетном пространстве на высоких частотах (ω>ωi), воспроизводятся уравнением (5). Спектр мощности E(ω) в зависимости от ω/λ0 показан на рис. 1, где выбрано γ/λ0=100, так как это типичное значение отношения ωe/ωi, обнаруженное в межпланетном пространстве (см. например, [17]).

РИСУНОК 1 . E(ω) в зависимости от ω/λ0, полученное из уравнения (5) для γ/λ0=100 (красная сплошная линия) и из уравнения (7) для µ=1,8 и γ=100 (зеленая сплошная линия). E(ω)∼ω−2,8 (синяя штрихпунктирная линия) и E(ω)∼ω−4 (черная пунктирная линия) показаны для справки.

Уравнение (5) совместимо с наличием двух степенных диапазонов, аналогично тому, что сообщалось для наблюдений в некоторых предыдущих работах [17, 19]: первый, между двумя точками излома, с наклоном спектра α≃2 , а второй, за второй точкой излома, с наклоном α≃4. Расстояние между спектральными точками излома фиксируется отношением γ/λ0, но наклоны двух степенных диапазонов не зависят от параметров модели.

Поскольку степенной показатель, зарегистрированный в наблюдениях для диапазона масштабов между ионным и электронным разрывами, изменяется в интервале α∈[2;3], мы можем рассмотреть более реалистичный случай, когда существует непрерывное распределение скоростей релаксации λ . В этом случае спектр мощности внешнего воздействия рассчитывается из суперпозиции всех λ. Если принять, например, распределение с вероятностью появления dP(λ)∼λ−µdλ (где µ — свободный параметр) для учета явлений с разным диапазоном корреляции, то получим

G(ω)=∫λ0γλ−μdλω2+λ2≃A(μ)ω−(1+μ)(6)

где A(μ)=∫Δ/γ∞x−μ(1+x2)− 1dx — гладкая функция от µ, а Δ — типичная шкала экспоненциальной скорости затухания стохастических двухточечных корреляций. В предположении ∆∼γ простая прямая числовая оценка дает A(µ)≃(0,5−0,13µ). Спектр магнитной энергии тогда принимает вид (7) показано на рисунке 1 для μ = 1,8 (зеленая сплошная линия). Такая же форма E(ω) уже использовалась в [19].], чтобы соответствовать спектрам магнитной энергии солнечного ветра, измеренным Cluster, хорошо воспроизводя общую форму спектров. Также уравнение (7) совместим с двойным степенным законом с наклоном α≃1+µ для первого диапазона. Наш подход обеспечивает физическую интерпретацию уравнения. (7) как результат целого класса цветных шумов ξ(t), совместимых с возбуждением спорадических цугов волн.

При сравнении спектров мощности, полученных из наблюдений за солнечным ветром, со спектрами, полученными по теоретическим моделям, в общем случае необходимо учитывать возможную несостоятельность гипотезы Тейлора. Измерения получены в системе отсчета КА, которая находится в относительном движении относительно плазменной системы отсчета солнечного ветра. Согласно формуле доплеровского сдвига измеренная частота ωsc (в системе отсчета КА) фурье-моды волнового вектора k и частоты ω определяется выражением ωsc=ω+k⋅vSW, где vSW — скорость солнечного ветра. В диапазоне высоких частот, который представляет собой предмет настоящей работы, могут возникнуть две соответствующие ситуации [42], в зависимости от соотношения между двумя членами в правой части. Когда скорость солнечного ветра достаточно мала, |ω|≳|k⋅vSW| и это приводит к постоянному смещению частотного спектра в сторону более высоких частот, в кадре КА, без изменения масштабирования спектра [42]. Следовательно, предсказания масштабирования нашей модели все еще справедливы в этой ситуации, и единственным изменением будет сдвиг как низкочастотных, так и высокочастотных точек излома на постоянное значение Ω0, а именно ωi≈λ0+Ω0 и ωe≈γ+Ω0. Другим важным случаем является дисперсионный режим, когда частота плазменной системы отсчета увеличивается быстрее, чем линейно, и в ωsc в конечном итоге доминирует член плазменной частоты (ωsc≈ω). Также и в этом случае, поскольку ωsc≈ω, спектры нашей модели можно напрямую сравнивать со спектрами, измеренными космическими аппаратами. Проблемы возникли бы только в том случае, если бы мы захотели сопоставить частотные спектры со спектрами волновых чисел, но это не является целью нашей работы, поскольку природа предлагаемой здесь модели такова, что высокочастотные магнитные флуктуации описываются во временной/частотной областях, а спектры, заданные моделью, являются частотными спектрами. Другими словами, в нашей броуновской системе наблюдения не интерпретируются с точки зрения турбулентности, и не требуется никаких предположений об дисперсионных соотношениях из теории турбулентности плазмы.

2.1 Статистические свойства

Статистические свойства флуктуаций могут быть связаны со свойствами макроскопической диссипации через меру Синай-Рюэля-Боуэна (SRB) [43]. С этой целью уравнение (1) можно переформулировать как

dbjdt=−α(bj,ξj)bj+F0ξj(8)

, где bj обозначают компоненты флуктуаций магнитного поля, а параметр диссипации заменяется некоторой неизвестной стохастической величиной. При подходящем выборе α(bj,ξj), который мы определяем как

α(bj,ξj)=F0∑jbjξj∑jbj2/2µ0(9)

(µ0 – диэлектрическая проницаемость вакуума) Уравнение. (8) сохраняет энергию статистические свойства уравнений. (1) и (8) совпадают в том смысле, что для гладкой функции F(bj) имеем

limM→∞1M∑k=0M−1F(Skbj)=∫AΩ(dbj’)F(bj ‘)(10)

, где A — сжимающееся фазовое пространство, а Sk — оператор временной эволюции, т. е. правая часть уравнения (1) при t=tk. Мера SRB пропорциональна

Ω(dbj)∼δ[bj2−σ(t)]dbj

и, как и ожидалось, среднее значение α определяет скорость сжатия фазового пространства и пропорционально скорости затухания 〈α〉≃γ.

Для систем с обратимой динамикой, как описано уравнением. (8), хаотическая гипотеза и мера SRB обычно подразумевают взаимность Онзагера и соотношение флуктуации-диссипации [46]. Рассмотрим из уравнения Ито уравнение для средней энергии магнитных флуктуаций ε(t)=〈bj2/2µ0〉 в виде

dεdt+γε=F0〈b(t)ξ(t)〉(11)

Связь между магнитными флуктуациями и членом случайного воздействия может быть формально получена из уравнения Ито следующим образом

b (t)=F0∫0tdt’ξ(t’)exp[γ(t’−t)]

, где для простоты мы положили b(0)=0. Используя этот результат в уравнении (11) получаем

dεdt=−2γε+2F02G(t)(12)

где

G(t)=∫0t〈ξ(s)ξ(t)〉eγ(s−t)ds( 13)

Почти стационарное решение Estat для магнитной энергии существует и является конечным, если G(t→∞)→G0 постоянная. В этом случае Estat≃〈σ〉 согласно хаотической гипотезе, так что мы получаем соотношение

Estat≃F02g(γ,λ,µ)(14)

где неизвестная функция g(γ,λ,µ) включает скорость диссипации γ, скорости корреляции λ и показатель масштабирования µ.

С другой стороны, из определения спектра мощности магнитной энергии и использования уравнения. (3) получаем

〈bωbω⋆〉=F02G(ω)ω2+γ2=∫0∞dt〈b(t)b(0)〉cos⁡ωt(15)

При равновесии ω≃0 и G (ω)≃1, так что, исключив F0 из уравнений (15) и (14), получаем

(B022µ0)γ2g(γ,λ,µ)≃Estat(16)

, где B02 — квадратный модуль полного магнитного поля. Это последнее уравнение представляет собой своего рода соотношение флуктуации-диссипации (FDR) [41, 47]. Использование ФДР для описания флуктуаций плазмы известно давно (см., например, [48]). В контексте космической замагниченной плазмы подход FDR использовался для изучения электромагнитных флуктуаций, связанных с различными волновыми модами в различных конфигурациях (см. , например, [49–52]). В рамках модели, предложенной в данной работе, ФДР может быть использован для исследования механизма бесстолкновительной диссипации, работающего в солнечном ветре. С этой целью функция g(γ,λ,µ) может быть вычислена по уравнению (11), которое можно формально проинтегрировать, получив после некоторой алгебры

ε(t)=(F02/µ0)e−2γt∫0tdse2γs∫0sdt’eγ(t’−s)〈ξ(t’)⋅ξ(s)〉

Последнее уравнение зависит от временных корреляций принуждение. Например, с помощью уравнения. (4) получаем g(γ,λ,µ)=1/2γ(γ−λ0), откуда

(γλ0)≃2ββ−1(17)

, где мы определили β=(B02/2µ0) −1Estat пропорциональна Estat. Используя более точную гипотезу о распределении времен декорреляции, мы получаем соотношение )β−1/(µ−1)(18)

, где h(µ)=[∫Δ/γ∞x−µ(x−1)−1dx]1/(µ−1) и принимая, как и прежде, Δ∼γ, простая прямая численная оценка дает h(µ)≃ (6−µ/3)1/(µ−1).

Уравнение отношения FDR. (18) очень интересно, поскольку позволяет получить информацию о физическом механизме, ответственном за диссипативный член. Если мы предположим, что существует равнораспределение энергии, как в стандартной статистической механике, мы можем интерпретировать Estat как результат статистического равновесия при некоторой температуре kBT, соответствующей второму моменту функции распределения скоростей, измеренной космическим аппаратом. Следовательно, при использовании значения 1+µ=8/3, которое примерно представляет собой центр пика наблюдаемого распределения наклонов в диапазоне ионной шкалы, Estat-1/(µ-1)=(kBT)-3/ 2 и уравнение (18) дает

(γλ0)∼(kBT)−3/2(19)

, что соответствует классическому скейлингу для электронного затухания Ландау. Поэтому, согласно нашей модели, наблюдаемые спектральные свойства магнитных флуктуаций на ионных масштабах совместимы с возникновением электронного затухания Ландау. Следует отметить, что согласно нашему подходу спектральные свойства магнитных флуктуаций не обязательно являются результатом турбулентного каскадного процесса. Скорее, спектр является прямым следствием ФДС, который одновременно управляет как флуктуациями, так и диссипацией, которые представляют собой две составляющие одного и того же физического процесса. Разумеется, в классической турбулентной среде [2] флуктуации, порожденные каскадным процессом, не подвержены диссипации, которая начинается за колмогоровской точкой микромасштабного излома. Наш подход можно связать с кинетическими турбулентными каскадами, используя неравновесные ансамбли в моделях турбулентности [53, 54].

Обратите внимание, что если предположить, что параметр β в уравнении. (18) является обычным параметром β плазмы, FDR (уравнение 18) предполагает, что точка излома высокочастотного спектра смещается в сторону более высоких частот по мере уменьшения β плазмы солнечного ветра, что согласуется с наблюдениями. Электронный излом может быть практически не заметен в данных, так как он может быть расположен вне инструментального диапазона или скрыт высокочастотным аппаратурным шумом (см. , например, [55]). Наш подход позволяет, по крайней мере, получить оценку положения разрыва, даже когда он находится вне наблюдаемого инструментального диапазона. Это связано с тем, что FDR имеет прогностическое значение, поскольку спектральные свойства магнитных флуктуаций зависят от параметра, используемого для описания диссипации, так что, измеряя параметр µ, через спектры магнитной мощности в ионном масштабе и параметр плазмы-β , мы можем исследовать частотное местоположение разрыва электрона, даже когда его нельзя наблюдать.

3 Обсуждение

В этой статье мы вводим основу для описания высокочастотной динамики магнитных флуктуаций в межпланетном пространстве. Наше описание сильно отличается от схемы нелинейного энергетического каскада, успешно используемой для описания низкочастотных флуктуаций. Используя броуновский подход, мы можем описать основные свойства спектров магнитной энергии, наблюдаемых на высоких частотах в солнечном ветре. Заметим, что феноменология того же типа использовалась в [56] для описания восприимчивости к флуктуациям под действием случайного воздействия в рамках приближения прямого взаимодействия сложных нелинейных взаимодействий мод, генерируемых турбулентным потоком жидкости. Конечно, наш подход не исключает важности всей сложной динамики, вытекающей из физики плазмы. Кинетическая физика плазмы действительно описывает все микроскопические особенности, связанные с динамикой флуктуаций, а именно рождение многих задействованных мод, их нелинейную связь, их дисперсионные свойства и бесстолкновительные диссипативные процессы, которые приводят к аномальному нагреву плазмы.

Используя наш подход, мы одновременно описываем как флуктуации, так и диссипацию в высокочастотном диапазоне плазмы солнечного ветра, где высокочастотные микрофизические плазменные эффекты моделируются как стохастический источник, детали которого в этой структуре несущественны. С помощью ФДР мы доказываем связь между флуктуациями и диссипацией таким образом, что независимо от конкретной микрофизической динамики плазмы мы можем объяснить основные особенности спектральных свойств высокочастотных флуктуаций в межпланетном пространстве. На самом деле, как обычно в броуновском подходе [41], FDR имеет предсказательное значение для некоторых микрофизических величин. В нашем случае уравнение (18) открывает 9Окно 0132 на высокочастотные флуктуации, позволяющее оценить положение разрыва электрона как функцию полностью измеримых величин в солнечном ветре аналогично подходу Эйнштейна к броуновскому движению. Более того, масштабирование скорости затухания согласуется с наличием электронного затухания Ландау, которое поэтому может быть идентифицировано как основной механизм диссипации в бесстолкновительной плазме солнечного ветра.

Заявление о доступности данных

Первоначальные материалы, представленные в исследовании, включены в статью/дополнительный материал, дальнейшие запросы можно направлять соответствующему автору/авторам.

Вклад автора

VC задумал исследование и модель. VC и FL подготовили проект статьи. Все авторы внесли свой вклад в научные дискуссии, доработку модели и написание статьи.

Финансирование

VC, FL и FC были поддержаны итальянским грантом MIUR-PRIN № 2017APKP7T на околоземную среду: влияние взаимодействия Солнца и Земли.

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Ссылки

1. Коулман П.Дж. Младший. Турбулентность, вязкость и диссипация в плазме солнечного ветра. Astrophys J (1968) 153:371. doi:10.1086/149674

CrossRef Полный текст | Google Scholar

2. Бруно Р., Карбоне В. Турбулентность солнечного ветра . Берлин, Германия: Springer (2016). doi:10.1007/978-3-319-43440-7

CrossRef Полный текст

3. Бурлага Л.Ф. Прерывистая турбулентность в солнечном ветре. J Geophys Res (1991) 96:5847–51. doi:10.1029/91JA00087

Полный текст CrossRef | Google Scholar

4. Карбоне В., Бруно Р., Соррисо-Вальво Л., Лепрети Ф. Перемежаемость магнитной турбулентности в медленном солнечном ветре. Planet Space Sci (2004) 52:953–6. doi:10.1016/j.pss. 2004.02.005

Полный текст CrossRef | Google Scholar

5. Марш Э., Лю С. Структурные функции и перемежаемость флуктуаций скорости во внутреннем солнечном ветре. Ann Geophysicae (1993) 11:227–38.

Google Scholar

6. Соррисо-Вальво Л., Карбоне В., Велтри П., Консолини Г., Бруно Р. Перемежаемость в турбулентности солнечного ветра через функции распределения вероятностей флуктуаций. Geophys Res Lett (1999) 26:1801–4. doi:10.1029/1999GL

0

Полный текст CrossRef | Google Scholar

7. Бурлага Л.Ф. Мультифрактальная структура межпланетного магнитного поля: наблюдения «Вояджера-2» около 25 а.е., 1987-1988 гг. Geophys Res Lett (1991) 18:69–72. doi:10.1029/90GL02596

Полный текст CrossRef | Google Scholar

8. Карбоне В., Лепрети Ф., Соррисо-Вальво Л., Велтри П., Антони В., Бруно Р. Законы масштабирования в плазменной турбулентности. Нуово Чименто Ривиста Серия (2004) 27:1–108. doi:10.1393/ncr/i2005-10003-1

Полный текст CrossRef | Google Scholar

9. Карбоне В. Каскадная модель перемежаемости в полностью развитой магнитогидродинамической турбулентности. Phys Rev Lett (1993) 71:1546–8. doi:10.1103/PhysRevLett.71.1546

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

10. Карбоне В. Скейлинговые показатели структурных функций скорости в межпланетной среде. Энн Геофиз (1994) 12: 585–90. doi:10.1007/s00585-994-0585-3

Полный текст CrossRef | Google Scholar

11. Марш Э., Ту С-Ю, Розенбауэр Х. Мультифрактальное масштабирование потока кинетической энергии в турбулентности солнечного ветра. Энн Геофиз (1996) 14:259–69. doi:10.1007/s00585-996-0259-4

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Google Scholar

12. Banerjee S, Hadid LZ, Sahraoui F, Galtier S. Масштабирование сжимаемой магнитогидродинамической турбулентности в быстром солнечном ветре. Astrophys J (2016) 829:L27. doi:10.3847/2041-8205/829/2/l27

Полный текст CrossRef | Google Scholar

13. Карбоне В., Марино Р., Соррисо-Вальво Л., Нуллез А., Бруно Р. Масштабные законы турбулентности и нагрева быстрого солнечного ветра: роль флуктуаций плотности. Phys Rev Letter (2009 г.)) 103:061102. doi:10.1103/PhysRevLett.103.061102

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

14. MacBride BT, Smith CW, Forman MA. Турбулентный каскад на расстоянии 1 а.е.: перенос энергии и масштабирование третьего порядка для МГД. Astrophys J (2008) 679:1644–60. doi:10.1086/529575

CrossRef Полный текст | Google Scholar

15. Соррисо-Вальво Л., Марино Р., Карбоне В., Ноуллез А., Лепрети Ф., Велтри П. и др. Наблюдение каскада инерционной энергии в межпланетной космической плазме. Phys Rev Lett (2007) 99:115001. doi:10.1103/PhysRevLett.99.115001

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

16. Лимон Р.Дж., Смит К.В., Несс Н.Ф., Маттеус В.Х., Вонг Х.К. Наблюдательные ограничения на динамику диапазона диссипации межпланетного магнитного поля. J Geophys Res (1998) 103:4775–87. doi:10.1029/97JA03394

Полный текст CrossRef | Google Scholar

17. Сахрауи Ф., Гольдштейн М.Л., Роберт П., Хотяинцев Ю.В. Свидетельство каскада и диссипации турбулентности солнечного ветра на электронном гироскопе. Phys Rev Lett (2009) 102:231102. doi:10.1103/PhysRevLett.102.231102

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

18. Александрова О., Лакомб С., Мангени А., Граппин Р., Максимович М. Турбулентный спектр солнечного ветра в плазменно-кинетических масштабах. Astrophys J (2012) 760:121. doi:10.1088/0004-637x/760/2/121

CrossRef Full Text | Google Scholar

19. Sahraoui F, Huang SY, Belmont G, Goldstein ML, Rétino A, Robert P, et al. Масштабирование диапазона диссипации электронов турбулентности солнечного ветра. Astrophys J (2013) 777:15. doi:10.1088/0004-637X/777/1/15

Полный текст CrossRef | Google Scholar

20. Бруно Р. , Карбоне В. Солнечный ветер как лаборатория турбулентности. Living Rev Solar Phys (2013) 10:2. doi:10.12942/lrsp-2013-2

Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

21. Марш Э. Кинетическая физика солнечной короны и солнечного ветра. Living Rev Solar Phys (2006) 3:1. doi:10.12942/lrsp-2006-1

Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

22. Парашар Т.Н., Салем С., Уикс Р.Т., Каримабади Х., Гэри С.П., Маттеус У.Х. Проблема турбулентного рассеяния: усилия сообщества. J Plasma Phys (2015) 81:

0513. doi:10.1017/S0022377815000860

Полный текст CrossRef | Google Scholar

23. Нарита Ю., Гэри С.П., Сайто С., Глассмайер К.Х., Мотшманн У. Анализ соотношения дисперсии турбулентности солнечного ветра. Geophys Res Lett (2011) 38:L05101. doi:10.1029/2010GL046588

Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

24. Perschke C, Narita Y, Motschmann U, Glassmeier KH. Наблюдательный тест для модели случайного подметания в турбулентности солнечного ветра. Phys Rev Lett (2016) 116:125101. doi:10.1103/PhysRevLett.116.125101

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

25. Нарита Ю. Структура пространства-времени и анизотропия волнового вектора в турбулентности космической плазмы. Living Rev Sol Phys (2018) 15:2. doi:10.1007/s41116-017-0010-0

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

26. Hollweg JV, Isenberg PA. Генерация быстрого солнечного ветра: обзор с акцентом на резонансное циклотронное взаимодействие. J Geophys Res (2002) 107:1147. doi:10.1029/2001JA000270

Полный текст CrossRef | Google Scholar

27. Щекочихин А.А., Cowley SC, Dorland W, Hammett GW, Howes GG, Quataert E, et al. Астрофизическая гирокинетика: кинетические и жидкостные турбулентные каскады в замагниченной слабостолкновительной плазме. Приложение Astrophys J Suppl Ser (2009 г.)) 182:310–77. doi:10.1088/0067-0049/182/1/310

CrossRef Full Text | Google Scholar

28. Дмитрук П., Маттеус В.Х., Сину Н. Проверка возбуждения частиц токовыми слоями и неоднородными полями в магнитогидродинамической турбулентности. Astrophys J (2004) 617:667–79. doi:10.1086/425301

CrossRef Полный текст | Google Scholar

29. Karimabadi H, Roytershteyn V, Wan M, Mattaeus WH, Daughton W, Wu P, et al. Когерентные структуры, прерывистая турбулентность и диссипация в высокотемпературной плазме. Phys Plasmas (2013) 20:012303. doi:10.1063/1.4773205

Полный текст CrossRef | Google Scholar

30. Парашар Т.Н., Сервидио С., Шей М.А., Брич Б., Маттеус В.Х. Влияние частоты возбуждения на возбуждение турбулентности в кинетической плазме. Phys Plasmas (2011) 18:092302. doi:10.1063/1.3630926

Полный текст CrossRef | Google Scholar

31. Парашар Т.Н., Шей М.А., Кассак П.А., Маттеус В.Х. Кинетическая диссипация и анизотропный нагрев в турбулентной бесстолкновительной плазме. Phys Plasmas (2009) 16:032310. doi:10.1063/1.3094062

Полный текст CrossRef | Google Scholar

32. Сундквист Д., Ретино А., Вайвадс А., Бэйл С.Д. Диссипация в турбулентной плазме за счет пересоединения в тонких токовых слоях. Phys Rev Lett (2007) 99:025004. doi:10.1103/PhysRevLett.99.025004

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

33. Ван М., Маттеус В.Х., Каримабади Х., Ройтерштейн В., Шай М., Ву П. и др. Прерывистая диссипация в кинетических масштабах в бесстолкновительной плазменной турбулентности. Phys Rev Lett (2012) 109:195001. doi:10.1103/PhysRevLett.109.195001

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

34. Чандран Б.Д.Г., Вершарен Д., Кватарт Э., Каспер Дж.К., Изенберг П.А., Буруэн С. Стохастический нагрев, дифференциальный поток и отношение температур альфа-протона к температуре солнечного ветра. Astrophys J (2013) 776:45. doi:10.1088/0004-637X/776/1/45

Полный текст CrossRef | Google Scholar

35. Чандран БДГ. Альфвеновская турбулентность и перпендикулярные температуры ионов в корональных дырах. Astrophys J (2010) 720:548–54. doi:10.1088/0004-637X/720/1/548

CrossRef Full Text | Google Scholar

36. Chaston CC, Bonnell JW, Carlson CW, McFadden JP, Ergun RE, Strangeway RJ, et al. Ускорение авроральных ионов в дисперсионных альфвеновских волнах. J Geophys Res (2004) 109:A04205. doi:10.1029/2003JA010053

Полный текст CrossRef | Google Scholar

37. Макчесни Дж.М., Стерн Р.А., Беллан П.М. Наблюдение быстрого стохастического нагрева ионов дрейфовыми волнами. Phys Rev Lett (1987) 59:1436–9. doi:10.1103/PhysRevLett.59.1436

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

38. Xia Q, Perez JC, Chandran BDG, Quataert E. Перпендикулярный ионный нагрев за счет уменьшения магнитогидродинамической турбулентности. Astrophys J (2013) 776:90. doi:10.1088/0004-637X/776/2/90

Полный текст CrossRef | Google Scholar

39. Бэйл С.Д., Келлог П.Дж., Мозер Ф.С., Хорбери Т.С., Реме Х. Измерение спектра электрических флуктуаций магнитогидродинамической турбулентности. Phys Rev Lett (2005) 94:215002. doi:10.1103/PhysRevLett.94.215002

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

40. Черри С.С., Калифано Ф. Пересоединение и мелкомасштабные поля в 2d-3v гибридном кинетическом моделировании турбулентности. Новый J Phys (2017) 19:025007. doi:10.1088/1367-2630/aa5c4a

CrossRef Full Text | Google Scholar

41. Гардинер К. Стохастические методы . Берлин Гейдельберг: Springer-Verlag (2009).

42. Кляйн К.Г., Хоус Г.Г., ТенБардж Дж.М. Нарушение гипотезы Тейлора при измерениях турбулентности солнечного ветра. Astrophys J (2014) 790, L20. doi:10.1088/2041-8205/790/2/L20

Полный текст CrossRef | Google Scholar

43. Gallavotti G, Cohen EGD. Динамические ансамбли в неравновесной статистической механике. Phys Rev Lett (1995) 74:2694–7. doi:10.1103/PhysRevLett.74.2694

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

44. Ruelle D. Обзор теории линейного отклика для общих дифференцируемых динамических систем. Нелинейность (2009) 22:855–70. doi:10.1088/0951-7715/22/4/009

CrossRef Full Text | Google Scholar

45. Ruelle D. Общая формула линейного отклика в статистической механике и теорема флуктуации-диссипации вдали от равновесия. Phys Lett A (1998) 245:220–4. doi:10.1016/S0375-9601(98)00419-8

Полный текст CrossRef | Академия Google

46. Галлавотти Г. Хаотическая гипотеза: взаимность Онзагера и теорема флуктуации-диссипации. J Stat Phys (1996) 84:899–925. doi:10.1007/BF02174123

Полный текст CrossRef | Google Scholar

47. Каллен Х.Б., Велтон Т.А. Необратимость и генерализованный шум. Phys Rev (1951) 83:34–40. doi:10.1103/PhysRev.83.34

Полный текст CrossRef | Google Scholar

48. Ситенко А. Электромагнитные колебания в плазме . Нью-Йорк, Нью-Йорк: Academic Press (1967).

49. Аранеда Дж.А., Астудильо Х., Марш Э. Взаимодействие альвен-циклотронных волн с ионами в солнечном ветре. Space Sci Rev (2012) 172:361–72. doi:10.1007/s11214-011-9773-0

Полный текст CrossRef | Google Scholar

50. Наварро Р., Моя П., Муньос В., Аранеда Дж., Вальдивия Дж. и др. Магнитные флуктуации, вызванные солнечным ветром. Phys Rev Lett (2014) 112:245001. doi:10.1103/physrevlett.112.245001

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

51. Наварро Р.Э., Аранеда Дж., Муньос В., Мойя П.С., Ф.-Виньяс А., Вальдивия Дж.А. Теория электромагнитных флуктуаций для замагниченной многокомпонентной плазмы. Phys Plasmas (2014) 21:092902. doi:10.1063/1.4894700

Полный текст CrossRef | Google Scholar

52. Виньяс А.Ф., Мойя П.С., Наварро Р., Аранеда Дж.А. Роль мод высших порядков в электромагнитных свистово-циклотронных флуктуациях тепловой и нетепловой плазмы. Физ Плазма (2014) 21:012902. doi:10.1063/1.4861865

CrossRef Full Text | Google Scholar

53. Биферале Л., Ченчини М., Де Пьетро М., Галлавотти Г., Лукарини В. Эквивалентность неравновесных ансамблей в моделях турбулентности. Phys Rev E (2018) 98:012202. doi:10.1103/PhysRevE.98.012202

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

54. Галлавотти Г. Хаотический принцип: некоторые приложения к развитой турбулентности. J Stat Phys (1997) 86:907–34. дои: 10.1007/BF02183608

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Google Scholar

55. Гольдштейн М.Л., Викс Р.Т., Перри С., Сахрауи Ф. Кинетическая турбулентность и диссипация в солнечном ветре: основные результаты наблюдений и перспективы на будущее. Phil Trans R Soc A (2015) 373:20140147. doi:10.1098/rsta.2014.0147

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

56. Kraichnan RH. Структура изотропной турбулентности при очень больших числах Рейнольдса.