Ачх что это в музыке
Hi-Fi и High-End техника или энциклопедия звука и видео
ЗВУКОМАНИЯ
Hi-Fi и High-End техника или энциклопедия звука и видео
Что такое АЧХ или частотная характеристика и как она влияет на музыку?
Что такое АЧХ или частотная характеристика и как она влияет на музыку?
Если вы достаточно долго читали обзоры на звуковую технику или форумы по звуку, вы вероятно, сталкивались с термином АЧХ. Он может возникнуть практически в любом отзыве или обзоре, начиная от наушников и колонок и заканчивая ЦАП и усилителями, и даже акустикой помещения. Если вы знакомы с предметом или вы новичок то, вам нужно знать, что такое АЧХ или частотная характеристика.
Что такое АЧХ или частотная характеристика и как она влияет на музыку?
Как следует из названия, мы имеем дело с частотой и тем, насколько хорошо конкретный компонент способен воспроизводить все необходимые звуки, которые мы слышим. Слух человека колеблется от очень низких частот всего 20 Гц, вплоть до очень высоких частот около 20 кГц. Хотя индивидуальный слух будет варьироваться между этими двумя крайностями, особенно у аудиофилов, меломанов. В музыкальном смысле мы часто видим это разделение на низкие, средние и высокие частоты.
Это не фиксированные определения, но обычно бас учитывает частоты от 20 до 300 Гц, средний — от 300 Гц до 4 кГц, а высокие частоты считаются выше 4 кГц, — это очень грубо говоря.
Что такое АЧХ или частотная характеристика и как она влияет на музыку?
АЧХ или частотная характеристика имеет тот диапазон частот или музыкальных тембров, которые компонент может воспроизводить.
Частотная характеристика измеряет, насколько хорошо конкретный аудиокомпонент воспроизводит все эти слышимые частоты, и вносит ли он какие-либо изменения в сигнал при прохождении. Например, какую самую низкую частоту может воспроизводить сабвуфер? За исключением любых преднамеренных настроек эквалайзера, идеальная выходная частота компонента должна быть равна входу, чтобы не изменять сигнал. Её часто называют линейной или нулевой частотной характеристикой, где синусоида с фиксированным объемом (измеряемая в децибелах) может проходить через систему и будет иметь одинаковую амплитуду на всех частотах на выходе.
Однако АЧХ или частотная характеристика может изменить выходной сигнал.
Ведь, частотная характеристика часто может рассматриваться как фильтр, который может усиливать или ослаблять входной сигнал для изменения звука.
ламповый_фонокоректор обзор
Другими словами, идеальный частотный отклик — это тот, который не регулирует громкость низких, средних или высоких частот от нашего источника. Для сравнения, если вы «игрались» с настройками эквалайзера любого музыкального приложения, вы, возможно, видели не линейную настройку эквалайзера, которая усиливает низкие или высокие частоты, и т.д. Так что если компонент (например, наушники или АС) не имеет нулевой частотный отклик, вы можете услышать больше или меньше определенных частот, чем должно быть. В крайних случаях это может испортить впечатление от прослушивания.
Проблемы с получением идеального сигнала
К сожалению, в случае со звуком то, что идеально, редко дешево, и добиться абсолютно ровной частотной характеристики по всей цепочке аудиосигналов невероятно сложно. Это чаще всего проблема с динамиками наушников и динамиками акустики, где механические свойства, электроника и акустика объединяются, создавая нелинейность, которая влияет на звук. Например, согласование импеданса и емкостная связь между усилителями и акустикой, катушками индуктивности динамиков и драйверами, и даже акустика помещения, в которой вы находитесь, могут влиять на конечную частотную характеристику (АЧХ).
Каждый компонент в цепочке сигналов в идеале должен иметь плоскую частотную характеристику, чтобы звук проходил без изменений. Но реальность такова, что многие компоненты не обеспечивают идеального качества звука.
В реальном мире вы часто будете видеть частотные характеристики (АЧХ), указывающие диапазон частот, например, 20 Гц — 20 кГц, за которым следует величина изменения частотной характеристики, выраженная в децибелах, например +/- 6 дБ. Это просто говорит нам о максимальном увеличении или уменьшении в любой точке между заданными частотами, поэтому ничего не говорит о том, как будет звучать компонент.
Для большинства людей плюс или минус 3 дБ считается нижним пределом того, что вы можете услышать – поэтому могут небольшие отклонения в 1 или 2 дБ и вам тут не о чем беспокоиться. Но есть множественные отклонения 3 дБ или выше, которы подчеркивают некоторые ощутимые изменения в вашей музыке.
Резонансные частоты, которые на частотной диаграмме выглядят как заметные изолированные горбы, могут быть особенно проблематичными, так как некоторые музыкальные ноты и тембры затем преувеличиваются или маскируются.
дешевая акустика на широкополосных динамиках
Следовательно, недостаточно видеть частоту частотного отклика, например, 20 Гц-20 кГц +/- 3 дБ, лучше иметь возможность увидеть, где происходят эти перепады и как они распределяются. Более плавный частотный отклик лучше, чем сильно изменчивый, идеальная цель – нулевая плоскость или линейная.
Когда дело доходит до ЦАП, выходной сигнал всегда должен быть почти полностью плоским на всех слышимых частотах, даже в современных недорогих конструкциях. Преобразование из цифрового в аналоговое в современных аппаратных средствах — это прямое преобразование сэмплирования, прежде чем отфильтровать шум на частотах, выходящих за рамки человеческого восприятия. На данном этапе не нужно беспокоиться о механических или акустических проблемах.
ЦАП +усилитель для наушников
Схемы усилителей немного сложнее, но в целом: даже средняя комбинация ЦАП / усилитель должна иметь плоскую частотную характеристику при всех динамиков / наушников с самым низким сопротивлением, кроме наушников.
Хотя компоненты динамиков, наушников могут сильно различаться по частотной характеристике, компоненты ЦАП и усилителя должны быть линейными или нулевыми.
Фурье-анализ и ваша музыка
До сих пор мы имели дело с довольно простым для понимания аспектом частотного отклика: нелинейный отклик изменит звучание нашего источника. Тем не менее, это не только общие понятия, такие как низкие и высокие частоты, но также влияет на качество звучания каждого инструмента в композиции. Чтобы осмыслить этот более тонкий аспект того, как нелинейный частотный отклик может влиять на то, что мы слышим, нам нужно обратиться к анализу Фурье.
В двух словах, анализ Фурье и преобразование Фурье показывают, что сложная форма волны может быть выражена как сумма серии синусоидальных волн различной амплитуды. Таким образом, квадрат, треугольник или любая другая форма волны, которая появляется во временной области, может быть представлена множеством разных отдельных частот с разными амплитудами в частотной области. Она включает в себя формы волны, которые создаются музыкальными инструментами, начиная от мощных ударов барабана до толстых прямоугольных электрических гитар.
В музыкальных инструментах эти синусоидальные волны преимущественно гармонически связаны, встречаясь в нечетных и четных октавах (кратных основной частоте ноты) над основной нотой. Так, например, если вы играете естественный C на скрипке, это звучит в основной частоте 261 Гц, плюс какая-то вторая гармоника на 522 Гц, третья на 783 Гц, четвертая на 1044 Гц и так далее с уменьшающимся количеством громкости. Другие инструменты имеют различные гармонические отношения, которые частично производят их уникальный звук.
Гармоники могут быть тихими, но они не менее важны для вашей музыки.
правильная полярность и неправильная в акустике
Почему это важно?
Возвращаясь к частотной характеристике и фильтрации, теперь мы можем видеть, что нелинейная характеристика не только изменяет общее представление нашей музыки, но и может изменять звучание отдельных инструментов. Даже если график частотных характеристик не представляет каких-либо серьезных проблем с басами или высокими частотами, меньшая нелинейность на определенных частотах может изменить наше восприятие определенных инструментов.
Если вы хотите настроить эквалайзер
Некоторые общие правила эквалайзера заключаются в том, что уменьшение основной частоты инструмента воспроизводит менее мощный звук, в то время как увеличение добавляет «глубины». Аналогичным образом, уменьшение гармоник инструмента приводит к глухим звукам, испытывающим недостаток в пространстве, в то время как усиление гармоник увеличивает присутствие, но в конечном итоге может звучать слишком громко и жестко.
Если сделать еще один шаг вперед, то будет усиление и обрезание разных частот инструмента, которое может даже привести к маскировке или усилению звука других инструментов на треке. Таким образом, нелинейная частотная характеристика может отменить всю тяжелую работу, которую инженер вложит в тщательное микширование композиции.
Для музыкальных продюсеров их работа исключительна, поскольку изменение АЧХ означает изменение качества звука в целом.
Почему частотный отклик важен
По традиционным стандартам Hi-Fi, хорошая аудиосистема — это система, которая принимает входной сигнал и выводит его, не меняя его вообще. И включает в себя компоненты, начиная от исходного аудиофайла и заканчивая цифровой обработкой, и такие компоненты, как ЦАП, вплоть до усилителя и АС. Частотная характеристика — это только одна часть этого уравнения, но она очень сильно влияет на звучание выходного сигнала.
Акустические системы ЗМ №5 + недорогой ламповый усилитель ТОН
Частотная характеристика не только в том, где слишком много баса, середины или высоких частот. Это также может более тонко повлиять на тембр и баланс инструментов в треке, потенциально окрашивая и даже разрушая наше восприятие на слух. Совершенно линейный, идеальный отклик не возможен в каждом среднем по цене компоненте, но современные высокотехнологичные технологии, безусловно, могут подойти достаточно близко к этому.
Если нашей целью является прослушивание музыки в максимально чистом виде, то мы должны обратить внимание на частотную характеристику, хотя все эти «цифирки» ничего хорошего вам не предоставят, ведь многие производители пишут их на коробке как некий стандарт, завлекая вас в западню запутанности, главное доверять своим ушам и опытным в этой сфере профессионалам!
Вам нужен хороший усилитель для наушников, новый ламповый усилитель или отличный ЦАП, плеер, наушники, АС или другую звуковую технику, (усилитель, ресивер и т.д.) то пишите в ВК, помогу выгодно и с гарантией приобрести хорошую звуковую технику…
Если вы являетесь производителем, импортером, дистрибьютором или агентом в области воспроизведения звука и хотели бы связаться с нами, пожалуйста, свяжитесь со мной в ВК или по эл. почте: anl555@bk.ru
По всем вопросам Пишите мне на эл. почту: anl555@bk.ru или ВК https://vk.com/id104002989 или https://ok.ru/aleksandr.levchuk2
Не забывайте сохранять нас в закладках! (CTRL+SHiFT+D)
АЧХ в акустике: что это такое и как влияет на звук
Содержание
Содержание
Пожалуй, каждый интересовался графиком АЧХ своих новеньких колонок или наушников. Но что он дает на самом деле? Как его правильно читать и как им пользоваться? Что на него влияет, как его измерить самостоятельно и нужно ли добиваться идеально ровной АЧХ? Об этом ниже.
Что такое АЧХ, как его измеряют
Амплитудно-частотная характеристика в аудиотехнике говорит о том, какую громкость выдаст девайс на каждой из частот слышимого спектра — от 20 Гц до 20 кГц. В английском языке используют термин frequency response — частотный отклик. Визуально он представляется в виде графика, где на оси X расположен слышимый спектр частот в герцах, а на оси Y — громкость в децибелах. К примеру, на картинке выше изображен график АЧХ колонок Sony SS-CS5.
Чтобы измерить АЧХ, нужно «скормить» прибору набор синусоид одинаковой громкости по всему спектру. Есть специальные генераторы таких тестовых сигналов, впрочем, найти их в записи можно даже на ютубе. Если прогнать этот сигнал через колонку, расположенную в помещении с ровной АЧХ, и записать результат микрофоном (нужно ли говорить, что весь аудиотракт для записи должен обладать ровной АЧХ?), то получится тот самый график. Звучит страшно, но на деле все не так сложно — для бытовых целей достаточно самого простого измерительного микрофона, поставленного вплотную к динамику и подключенного к аудиокарте. Если динамиков в колонке несколько — каждый из них измеряется отдельно.
Производители акустики высокой верности измеряют АЧХ в безэховых камерах с помощью микрофонов, установленных на роботизированной руке. Она позволяет измерить частотный отклик на разных расстояниях и в разных плоскостях за секунды.
АЧХ наушников измеряется с помощью манекена, подобного тому, который используется для записи бинаурального аудио. Он представляет собой модель человеческой головы с ушными раковинами среднестатистической формы, в которых расположены микрофоны.
Частотный отклик усилителя или ресивера можно измерить либо с помощью динамика с идеально ровной АЧХ, либо в обход него — с помощью эквивалента нагрузки, который втыкается напрямую в аудиокарту (без нагрузки усилитель сгорит).
Какой разброс АЧХ считается ощутимым на слух
Полученный график расскажет о тембральном балансе аудиоприбора. Как правило, бытовые колонки не обладают ровной АЧХ. Горбы и пики на некоторых участках будут окрашивать звук.
Насколько это будет слышно? Если рассматривать на примере колонок, то относительно ровной АЧХ будут обладать лишь студийные мониторы. Относительно — потому, что отклонение от ровной линии у них может колебаться в пределах 2–5 Дб в ту или иную сторону. К примеру, на рисунке выше изображена АЧХ мониторов Adam T5V.
Исходя из этого можно заключить, что отчетливо слышными становятся горбы и провалы на АЧХ более 2–5 Дб. Но здесь нужно понимать одну важную вещь — это сглаживание. Обычно даже у студийных мониторов график АЧХ больше похож не на прямую ровную линию, а на кардиограмму с небольшими, но частыми холмами и впадинами. Однако человеческое ухо не слышит настолько детально, чтобы различить эти неровности. Поэтому программы, измеряющие АЧХ, обладают функцией сглаживания, чтобы привести график к тому виду, как его воспринимает человеческое ухо. Оно указывается в долях октавы — например, сглаживание в 1\12 октавы означает, что график будет с шагом в одну ноту.
Конечно, здесь производители аудиотехники видят для себя прекрасную лазейку для ухищрений — если сгладить слишком сильно, например, до целой октавы, то график будет обманчиво ровным. Даже если к колонкам прилагается график АЧХ, очень редко указывается, какое сглаживание было использовано. Поэтому энтузиасты часто измеряют АЧХ наиболее популярных аудиоприборов и делятся результатами на форумах и в соцсетях.
Как зависит характер звучания от равномерности АЧХ
Чтобы говорить подробнее о характере звучания, нужно разобраться, за что отвечают разные диапазоны частот на графике АЧХ. Весь слышимый спектр можно разделить на низкие, средние и высокие частоты. В свою очередь, каждый из этих диапазонов (довольно условно) тоже можно разделить на три части:
Средние частоты:
Верхние частоты:
Эта информация поможет определить характер звучания акустики по ее АЧХ. К примеру:
Идеально ровная АЧХ — это хорошо или плохо?
Короткий ответ — смотря для чего. К примеру, для сведения музыки звукорежиссеру нужна идеально ровная АЧХ колонок и наушников. Сводить музыку на колонках с кривой АЧХ не только сложно, но и бессмысленно — можно добиться неплохого звучания конкретно на этих колонках, но на любой другой акустике микс рассыпется и будет звучать совсем не так, как задумывалось.
Однако для большинства слушателей колонки с ровным частотным откликом будут звучать пресно, скучно и безлико. Обычно хочется, чтобы качало посильнее, чтобы инструменты словно выпрыгивали из динамиков, чтобы верха были мягкими и шелковистыми, середина — жирной и объемной, бас — глубоким и упругим. Это понимают и производители колонок, поэтому сознательно подкрашивают звучание своей аудиотехники (как на графике выше — заметны горбы на низких, средних и высоких частотах).
То же самое встречается и в профессиональной аудиотехнике. К примеру, если подключить гитарный усилитель к обычной колонке, то звук будет похож на пчелиный улей рядом с пилорамой. Однако динамик в гитарном кабинете обладает очень кривой АЧХ и работает как фильтр, убирая все неприятные пилящие частоты и оставляя только приятное уху рычание. То же и с микрофонами — многие культовые модели обладают кривой АЧХ. К примеру, Shure SM58 наделен горбами в районе 2–8 Гц, чтобы подчеркнуть частоты вокала.
Что влияет на АЧХ кроме параметров самой акустической системы
На АЧХ влияет куча вещей. Особенно ярко это иллюстрируют наушники. Частотный отклик наушников вообще никогда не бывает ровной линией. К примеру, АЧХ дефолтных студийных наушников для сведения музыки Sennheiser HD600 по идее должна быть ровной, но измерения демонстрируют существенные провалы и горбы.
Почему так? Во-первых, музыка прямо возле уха воспринимается по-иному, чем музыка вдалеке. Те же внутриканальные наушники нередко имеют спад в районе высоких частот, потому что на пути звука нет никаких преград, обеспечивающих натуральное снижение высоких частот. В итоге приходится снижать их искусственно.
Во-вторых, наши голова, ушная раковина и слуховой канал имеют свои АЧХ и резонансы, которые обостряются в закрытом объеме, формируемом ухом и наушниками.
Исследования в этой области привели к созданию кривой Хармана — графика АЧХ наушников, который слушатели находят наиболее приятным. Этот график обновлялся несколько раз, кроме того, он отличается для накладных (OE) и внутриканальных (IE) устройств.
Далеко не все производители учитывают кривую Хармана при создании наушников, однако АЧХ множества топовых моделей сильно ее напоминает. Пожалуй, самыми известными среди них будут AKG K361 и K371.
С колонками также нужно повозиться, чтобы услышать ровную отдачу по всем частотам. Да, студийные мониторы бывают довольно ровными по всему спектру, и влияние ушной раковины не настолько существенное, однако всю малину портит помещение.
К примеру, маленькая комната будет гудеть на низких частотах из-за комнатных мод — стоячих басовых волн, которые особенно любят скапливаться в углах. Габариты помещения, материалы стен и отделки, мебель, точка прослушивания и точки расположения самих колонок — все это вносит свою лепту в формирование частотного отклика.
Как добиться большей равномерности АЧХ
Даже большинство звукозаписывающих студий, построенных с нуля, имеют неровности в частотном отклике, которые корректируются с помощью акустических панелей, басовых ловушек, диффузоров и поглотителей различных конструкций. Несколько самых простых способов улучшить звук в комнате можно найти в этой статье, а здесь собраны более профессиональные методы. Но не стоит ждать многого — даже кубометры минваты способны лишь немного сгладить горбы и провалы, но кардинально ситуацию не изменят.
Если же ничего не помогает, тогда приходится править дело программными методами — с помощью эквалайзеров. В профессиональных студиях это отдельные приборы с цифровым интерфейсом, которые помещаются в цепи перед мониторами. Для хоум-студий есть VST-плагины с той же функцией.
В бытовых целях можно использовать программные эквалайзеры смартфонов, плееров и ПК. Главное, о чем нужно помнить при эквализации — лучше убавлять, чем прибавлять.
К эквалайзеру нужно относиться как к набору плохих усилителей — добавление громкости на определенной частоте добавит искажений.
Это справедливо даже для очень точных и прозрачных студийных эквалайзеров, чего уж говорить про дефолтные в смартфоне.
К примеру, если в наушниках не хватает баса — это можно трактовать как избыток средних и высоких частот. Лучше их чуть убавить, а потом добавить общей громкости, чем прибавлять непосредственно бас — так получится более чистый и приятный уху звук. И только если убавлением не получается достичь желаемого — тогда стоит аккуратно прибавить недостающие частоты. Из этого правила есть исключения — например, когда нужно компенсировать конкретный и ярко выраженный провал в узком диапазоне частот. Но даже в этом случае стоит действовать аккуратно и прибавлять по 1–2 Дб.
Заключение
График АЧХ позволяет понять общий тембральный баланс выбранного девайса и может стать отправной точкой для его коррекции эквалайзером. Однако сравнивать график АЧХ от одного производителя с графиком другого производителя будет некорректно, потому что каждый измеряет частотный отклик по-своему и никогда не сообщает, как именно. Куда большую пользу могут принести измерения, выполненные энтузиастами и ресурсами об аудиотехнике — как правило, они не стесняются рассказывать о методе измерений. Также на ютубе популярны сравнения записей звучания колонок и наушников, с помощью которых можно составить общее представление о тембральном балансе и характере звука.
Однако наилучшим измерительным прибором для рядового покупателя будут его собственные уши. Как уже говорилось выше, они, как и художественные вкусы, у всех разные. Прежде, чем покупать дорогие колонки или наушники, стоит послушать их в выставочном зале, либо найти владельца такого же девайса в Интернете.