Frekvenčný rozsah zvuku. Vzťah medzi frekvenciou zvukovej vlny, jej dĺžkou a rýchlosťou. Frekvenčný rozsah zvuku

Štúdium účinnosti protihlukovej ochrany pomocou metód zvukovej izolácie a zvukovej pohltivosti

Cieľ práce: oboznámenie sa s metodikou a prístrojmi na meranie hluku rôzneho charakteru a časových charakteristík, jeho hygienické posúdenie a normalizácie, ako aj so spôsobmi ochrany zvukovou izoláciou a pohlcovaním zvuku.

Teoretická časť

Hluk je definovaný ako akýkoľvek zvuk, ktorý je pre človeka nežiaduci. Z fyzikálneho hľadiska je hluk chaotickou kombináciou zvukov rôznych frekvencií a intenzít (síl), ktoré vznikajú pri mechanických vibráciách v pevných, kvapalných a plynných médiách.

Hluk ako akustický proces je charakterizovaný z fyzikálnych a fyziologických aspektov. Z fyzickej stránky ide o jav spojený s vlnovitým rozložením vibrácií častíc elastického média. Z fyziologickej stránky sa vyznačuje vnemom spôsobeným dopadom zvukových vĺn na orgán sluchu.

Meranie výrobný hluk

Zvuk je charakteristický svojou intenzitou, akustickým tlakom R [Pa] a výkon W(W), čo je celkové množstvo zvukovej energie vyžarovanej zdrojom hluku do okolia.

Berúc do úvahy logaritmickú závislosť vnemu od zmien energie stimulu a pohodlnosť práce s číslami, nie je zvykom používať samotné hodnoty intenzity, akustického tlaku a výkonu, ale ich logaritmické úrovne.

LJ = 10 lg ,

Kde ja- intenzita zvuku v danom bode, ja 0- intenzita zvuku zodpovedajúca prahu sluchu rovná 10 -12 W/m, R– akustický tlak v danom bode priestoru, P 0– prahový akustický tlak rovný 2×10 -5 Pa, F– akustický výkon v danom bode, F 0- prahový akustický výkon 10-12 W.

Za normálnych podmienok atmosferický tlak LJ = Lp = L

Na meranie hluku na posúdenie jeho vplyvu na človeka sa používa hladina akustického tlaku. Úroveň intenzity sa používa pri akustických výpočtoch miestností.

Frekvenčný rozsah zvuku

Ucho vníma vibrácie okolia vo frekvenčnom rozsahu od 16 do 20 000 Hz. Maximálna citlivosť sluchu sa vyskytuje pri frekvenciách 1-3 kHz. Zvuky, ktoré majú rovnakú energiu, ale rôzne frekvencie, sú vnímané ako rôzne v hlasitosti. Hluk s frekvenciou 1000 Hz sa berie ako referenčný pri hodnotení hlasitosti. Najnižší akustický tlak, ktorý spôsobuje vnem zvuku s frekvenciou 1000 Hz, sa nazýva prah sluchu. Akustický tlak 200 Pa spôsobuje pocit bolesti v orgánoch sluchu a nazýva sa prah bolesti.

Zmena o 10 dB je ako zdvojnásobenie hlasitosti. Hladiny akustického tlaku pri frekvencii 1000 Hz sa považujú za úrovne hlasitosti. Jednotkou úrovne hlasitosti je pozadie.

Pod 20 Hz a nad 20 kHz sú oblasti infra- a ultrazvuku nepočuteľné pre ľudí. Krivky umiestnené medzi prahovou krivkou bolesť a krivka prahu sluchu sa nazývajú krivky rovnakej hlasitosti a odrážajú rozdiel v ľudskom vnímaní zvuku pri rôznych frekvenciách.

Keďže zvukové vlny sú oscilačný proces, intenzita zvuku a akustický tlak sa v určitom bode zvukového poľa v čase menia podľa sínusového zákona. Charakteristické veličiny sú ich stredné hodnoty. Závislosť stredných hodnôt sínusových zložiek hluku alebo ich zodpovedajúcich úrovní v decibeloch od frekvencie sa nazýva frekvenčné spektrum hluku (alebo jednoducho spektrum). Spektrá sa získavajú pomocou sady elektrických filtrov, ktoré prepúšťajú signál v určitom frekvenčnom pásme - šírku pásma.

Partnerský materiál

Úvod

Jedným z piatich zmyslov, ktoré má človek k dispozícii, je sluch. S jeho pomocou počúvame svet okolo nás.

Väčšina z nás má zvuky, ktoré si pamätáme z detstva. Pre niektorých sú to hlasy rodiny a priateľov alebo vŕzganie drevených podlahových dosiek v dome starej mamy, alebo možno zvuk kolies vlaku. železnice ktorý bol nablízku. Každý bude mať svoje.

Ako sa cítite, keď počujete alebo si pamätáte zvuky známe z detstva? Radosť, nostalgia, smútok, teplo? Zvuk môže sprostredkovať emócie, náladu, povzbudiť k činnosti alebo naopak upokojiť a uvoľniť.

Okrem toho sa najviac využíva zvuk rôznych oblastiachľudský život – v medicíne, pri spracovaní materiálov, vo výskume hlbiny mora a mnoho, mnoho ďalších.

Navyše z hľadiska fyziky ide len o prirodzený jav - vibrácie elastického média, čo znamená, že ako každý prírodný jav, zvuk má vlastnosti, z ktorých niektoré možno merať, iné len počuteľné.

Pri výbere hudobnej aparatúry, čítaní recenzií a popisov sa často stretávame s veľkým množstvom rovnakých charakteristík a pojmov, ktoré autori používajú bez vhodného objasnenia a vysvetlenia. A ak sú niektoré jasné a zrejmé každému, iné nedávajú nepripravenému človeku zmysel. Tak sme sa rozhodli jednoduchým jazykom povedať vám o týchto na prvý pohľad nezrozumiteľných a zložitých slovách.

Ak si spomínate na vaše zoznámenie s prenosným zvukom, začalo to už veľmi dávno a bol to tento kazetový prehrávač, ktorý mi dali rodičia na Nový rok.

Ten film občas prežúval a potom ho musel rozmotávať sponkami a silnými slovami. Batérie hltal s chuťou, ktorú by mu závidel Robin Bobin Barabek (ktorý zožral štyridsať ľudí), a teda moje, na tú dobu veľmi mizerné úspory bežného školáka. Ale všetky nepríjemnosti bledli v porovnaní s hlavnou výhodou - hráč dal neopísateľný pocit slobody a radosti! Takže som „ochorel“ zo zvuku, ktorý som si mohol vziať so sebou.

Prehreším sa však proti pravde, ak poviem, že od tej doby som bol odjakživa neoddeliteľný od hudby. Boli obdobia, keď na hudbu nebol čas, keď bola priorita úplne iná. Celý ten čas som sa však snažil držať krok s dianím vo svete prenosného audia a takpovediac držať palce.

Keď sa objavili smartfóny, ukázalo sa, že tieto multimediálne procesory dokážu nielen uskutočňovať hovory a spracovávať obrovské množstvá dát, ale, čo bolo pre mňa oveľa dôležitejšie, ukladať a hrať veľké množstvo hudba.

Prvýkrát som sa dostal k „telefónnemu“ zvuku, keď som počúval zvuk jedného z hudobných smartfónov, ktorý využíval v tej dobe najpokročilejšie komponenty na spracovanie zvuku (predtým som, priznám sa, smartfón nebral vážne ako zariadenie na počúvanie hudby). Veľmi som chcel tento telefón, ale nemohol som si ho dovoliť. Zároveň som začal sledovať modelový rad tejto firmy, ktorá sa v mojich očiach etablovala ako výrobca kvalitného zvuku, no ukázalo sa, že naše cesty sa neustále rozchádzajú. Od tej doby vlastním rôzne hudobné zariadenia, no nikdy neprestanem hľadať skutočne hudobný smartfón, ktorý by právom mohol niesť takéto meno.

Charakteristika

Spomedzi všetkých charakteristík zvuku vás profesionál môže okamžite omráčiť tuctom definícií a parametrov, na ktoré si podľa neho určite, no, bezpodmienečne musíte dávať pozor a nedajbože, nejaký parameter sa nebude brať do úvahy. - problémy...

Hneď poviem, že nie som zástancom tohto prístupu. Koniec koncov, zariadenia si zvyčajne nevyberáme pre „medzinárodnú audiofilskú súťaž“, ale pre našich blízkych, pre dušu.

Každý sme iný a každý si na zvuku vážime niečo iné. Niekomu sa páči zvuk „základnejší“, iní, naopak, čistý a transparentný, pre niekoho budú dôležité určité parametre a pre iného úplne iné. Sú všetky parametre rovnako dôležité a aké sú? Poďme na to.

Stretli ste sa už s tým, že niektoré slúchadlá vám hrajú na telefóne natoľko, že ich musíte stíšiť, iné vás naopak nútia dávať hlasitosť na plnú a stále málo?

V prenosnej technike v tom hrá dôležitú úlohu odpor. Často práve podľa hodnoty tohto parametra môžete pochopiť, či vám objem bude stačiť.

Odpor

Merané v ohmoch (ohmoch).

Georg Simon Ohm - nemecký fyzik, odvodil a experimentálne potvrdil zákon vyjadrujúci vzťah medzi silou prúdu v obvode, napätím a odporom (známy ako Ohmov zákon).

Tento parameter sa tiež nazýva impedancia.

Hodnota je takmer vždy uvedená na krabici alebo v návode k zariadeniu.

Existuje názor, že vysokoimpedančné slúchadlá hrajú potichu a nízkoimpedančné nahlas a pre vysokoimpedančné slúchadlá potrebujete výkonnejší zdroj zvuku, no pre nízkoimpedančné slúchadlá stačí smartfón. Tento výraz môžete tiež často počuť - nie každý hráč bude môcť tieto slúchadlá „pumpovať“.

Pamätajte, že slúchadlá s nízkou impedanciou budú znieť hlasnejšie na rovnakom zdroji. Aj keď to z hľadiska fyziky nie je úplne pravda a existujú nuansy, v skutočnosti je to najjednoduchší spôsob, ako opísať hodnotu tohto parametra.

Pre prenosné zariadenia (prenosné prehrávače, smartfóny) sa najčastejšie vyrábajú slúchadlá s impedanciou 32 Ohm a nižšou, no treba mať na pamäti, že pre rôzne druhy slúchadlá sa budú považovať za nízke, aby mali rôzne impedancie. Takže pre slúchadlá plnej veľkosti sa impedancia do 100 ohmov považuje za nízku impedanciu a nad 100 ohmov sa považuje za vysokú impedanciu. V prípade slúchadiel do uší (zástrčky alebo štuple do uší) sa hodnota odporu do 32 ohmov považuje za nízku impedanciu a hodnota nad 32 ohmov sa považuje za vysokoimpedančnú. Pri výbere slúchadiel si preto všímajte nielen samotnú hodnotu odporu, ale aj typ slúchadiel.

Dôležité: čím vyššia je impedancia slúchadiel, tým čistejší bude zvuk a tým dlhšie bude prehrávač alebo smartfón fungovať v režime prehrávania, pretože Slúchadlá s vysokou impedanciou spotrebujú menej prúdu, čo zase znamená menšie skreslenie signálu.

Frekvenčná odozva (amplitúda-frekvenčná odozva)

Často v diskusii o konkrétnom zariadení, či už sú to slúchadlá, reproduktory alebo subwoofer do auta, môžete počuť charakteristické „pumpuje/nepumpuje“. Či zariadenie napríklad „pumpuje“ alebo je vhodnejšie pre milovníkov vokálu, zistíte aj bez toho, aby ste ho počúvali.

Na to stačí nájsť jeho frekvenčnú odozvu v popise zariadenia.

Graf vám umožňuje pochopiť, ako zariadenie reprodukuje iné frekvencie. Navyše, čím menej rozdielov, tým presnejšie môže zariadenie sprostredkovať pôvodný zvuk, čo znamená, že zvuk bude bližšie k originálu.

Ak v prvej tretine nie sú výrazné „hrbolčeky“, slúchadlá nie sú veľmi „basové“, ale ak naopak, „pumpujú“, to isté platí aj pre ostatné časti frekvenčnej odozvy.

Pri pohľade na frekvenčnú odozvu teda môžeme pochopiť, akú timbrálnu/tónovú rovnováhu má zariadenie. Na jednej strane by ste si mohli myslieť, že priamka by bola považovaná za ideálnu rovnováhu, ale je to pravda?

Skúsme to zistiť podrobnejšie. Náhodou sa stáva, že človek využíva na komunikáciu najmä stredné frekvencie (MF) a podľa toho dokáže najlepšie rozlíšiť práve toto frekvenčné pásmo. Ak vytvoríte zariadenie s „dokonalým“ vyvážením vo forme priamky, obávam sa, že nebudete veľmi radi počúvať hudbu na takomto zariadení, pretože s najväčšou pravdepodobnosťou vysoké a nízke frekvencie nebudú znieť tak dobre ako stredy. Riešením je hľadať svoju rovnováhu, berúc do úvahy fyziologické vlastnosti sluchové a prístrojové účely. Existuje jedna rovnováha pre hlas, druhá pre klasickú hudbu a tretia pre tanečnú hudbu.

Vyššie uvedený graf ukazuje vyváženie týchto slúchadiel. Nízke a vysoké frekvencie sú výraznejšie, na rozdiel od stredných, ktorých je menej, čo je typické pre väčšinu produktov. Prítomnosť „hrbu“ pri nízkych frekvenciách však nemusí nutne znamenať kvalitu týchto veľmi nízkych frekvencií, pretože sa môžu objaviť, aj keď vo veľkom množstve, ale nízkej kvality – bzučanie, bzučanie.

Konečný výsledok bude ovplyvnený mnohými parametrami, počnúc tým, ako dobre bola vypočítaná geometria puzdra, a končiac tým, z akých materiálov sú konštrukčné prvky vyrobené, a často to zistíte až pri počúvaní slúchadiel.

Aby ste mali približnú predstavu o tom, ako kvalitný bude náš zvuk pred počúvaním, po frekvenčnej odozve by ste mali venovať pozornosť takému parametru, ako je koeficient harmonického skreslenia.

Faktor harmonického skreslenia

V skutočnosti je to hlavný parameter, ktorý určuje kvalitu zvuku. Jedinou otázkou je, aká kvalita je pre vás. Napríklad známe slúchadlá Beats by Dr. Dre pri 1 kHz majú koeficient harmonického skreslenia takmer 1,5 % (nad 1,0 % sa považuje za skôr priemerný výsledok). Zároveň, napodiv, tieto slúchadlá sú medzi spotrebiteľmi obľúbené.

Tento parameter je vhodné poznať pre každú konkrétnu frekvenčnú skupinu, pretože prípustné hodnoty sa pre rôzne frekvencie líšia. Napríklad pre nízke frekvencie platná hodnota Môžete počítať 10%, ale pre vysokých ľudí to nie je viac ako 1%.

Nie všetci výrobcovia radi uvádzajú tento parameter na svojich výrobkoch, pretože na rozdiel od rovnakého objemu je dosť ťažké ho dodržiavať. Preto, ak zariadenie, ktoré si vyberiete, má podobný graf a v ňom vidíte hodnotu nie väčšiu ako 0,5%, mali by ste sa na toto zariadenie pozrieť bližšie - je to veľmi dobrý ukazovateľ.

Už vieme, ako vybrať slúchadlá/reproduktory, ktoré budú na vašom zariadení hrať hlasnejšie. Ale ako viete, ako hlasno budú hrať?

Existuje na to parameter, o ktorom ste s najväčšou pravdepodobnosťou počuli viac ako raz. Je to obľúbené z nočných klubov, ktoré používajú vo svojich propagačných materiáloch, aby ukázali, aká hlasná bude párty. Tento parameter sa meria v decibeloch.

Citlivosť (hlasitosť, hladina hluku)

Decibel (dB), jednotka intenzity zvuku, je pomenovaná po Alexandrovi Grahamovi Bellovi.

Alexander Graham Bell - vedec, vynálezca a obchodník škótskeho pôvodu, jeden zo zakladateľov telefonovania, zakladateľ Bell Labs (predtým Bell Telephone Company), ktorý určoval všetko ďalší vývoj telekomunikačný priemysel v USA.

Tento parameter je neoddeliteľne spojený s odporom. Úroveň 95-100 dB sa považuje za dostatočnú (v skutočnosti je to veľa).

Napríklad rekord v hlasitosti vytvoril Kiss 15. júla 2009 na koncerte v Ottawe. Hlasitosť zvuku bola 136 dB. Podľa tohto parametra skupina Kiss prekonala množstvo slávnych konkurentov, vrátane skupín ako The Who, Metallica či Manowar.

Neoficiálny rekord patrí americkému tímu The Swans. Podľa nepotvrdených správ na niekoľkých koncertoch tejto skupiny dosahoval zvuk hlasitosť 140 dB.

Ak chcete zopakovať alebo prekonať tento rekord, nezabudnite, že hlasný hluk môže byť považovaný za porušenie verejný poriadok– napríklad pre Moskvu normy stanovujú hladinu hluku ekvivalentnú 30 dBA v noci, 40 dBA cez deň, maximálne 45 dBA v noci, 55 dBA cez deň.

A ak je hlasitosť viac-menej jasná, potom ďalší parameter nie je taký jednoduchý na pochopenie a sledovanie ako predchádzajúce. Ide o dynamický rozsah.

Dynamický rozsah

V podstate ide o rozdiel medzi najhlasnejšími a najtichšími zvukmi bez orezania (preťaženia).

Každý, kto bol niekedy v modernom kine, zažil, čo je široký dynamický rozsah. To je práve ten parameter, vďaka ktorému počujete napríklad zvuk výstrelu v plnej kráse a šuchot čižiem ostreľovača plaziaceho sa po streche, ktorý túto strelu vystrelil.

Väčší rozsah pre vaše vybavenie znamená veľká kvantita zvuky, ktoré môže vaše zariadenie prenášať bez straty.

Ukazuje sa, že nestačí sprostredkovať čo najširší dynamický rozsah, treba to zvládnuť tak, aby každá frekvencia bola nielen počuteľná, ale kvalitne počuteľná. Ten má na svedomí jeden z tých parametrov, ktorý pri počúvaní kvalitnej nahrávky na aparatúre, o ktorú má záujem, môže ľahko vyhodnotiť takmer každý. Ide o detail.

Detailing

Ide o schopnosť zariadenia oddeliť zvuk podľa frekvencie – nízky, stredný, vysoký (LF, MF, HF).

Práve tento parameter určuje, ako zreteľne budú jednotlivé nástroje počuť, ako detailná bude hudba a či sa nezmení len na spleť zvukov.

Avšak aj pri tých najlepších detailoch môžu rôzne zariadenia poskytnúť úplne odlišné zážitky z počúvania.

Závisí to od zručnosti zariadenia lokalizovať zdroje zvuku.

V recenziách hudobných zariadení je tento parameter často rozdelený na dve zložky - stereo panorámu a hĺbku.

Stereo panoráma

V recenziách je toto nastavenie zvyčajne opísané ako široké alebo úzke. Poďme zistiť, čo to je.

Už z názvu je jasné, že hovoríme o o šírke niečoho, ale čo?

Predstavte si, že sedíte (stojíte) na koncerte vašej obľúbenej kapely alebo interpreta. A nástroje sú umiestnené v určitom poradí na pódiu pred vami. Niektoré sú bližšie k centru, iné ďalej.

Predstavený? Nech začnú hrať.

Teraz zatvorte oči a skúste rozlíšiť, kde sa nachádza ten či onen nástroj. Myslím, že to zvládnete bez problémov.

Čo ak sú nástroje umiestnené pred vami v jednej línii, jeden za druhým?

Doveďme situáciu do absurdna a prisuňme nástroje blízko seba. A... položme trubkára na klavír.

Myslíš, že sa ti bude páčiť tento zvuk? Budete schopní zistiť, ktorý nástroj je kde?

Posledné dve možnosti možno najčastejšie počuť v nekvalitnom zariadení, ktorého výrobcovi nezáleží na tom, aký zvuk vydáva jeho výrobok (ako ukazuje prax, cena nie je vôbec ukazovateľom).

Kvalitné slúchadlá, reproduktory a hudobné systémy by mali byť schopné vytvoriť správnu stereo panorámu vo vašej hlave. Vďaka tomu pri počúvaní hudby cez dobré vybavenie počujete, kde sa ktorý nástroj nachádza.

Avšak aj so schopnosťou zariadenia vytvoriť nádhernú stereo panorámu bude takýto zvuk stále neprirodzený, plochý, pretože v živote vnímame zvuk nielen v horizontálnej rovine. Preto nie je menej dôležitý parameter ako hĺbka zvuku.

Hĺbka zvuku

Vráťme sa k nášmu fiktívnemu koncertu. Klaviristu a huslistu posunieme trochu hlbšie do našej scény a gitaristu a saxofonistu umiestnime trochu dopredu. Spevák zaujme svoje právoplatné miesto pred všetkými nástrojmi.

Počuli ste to na svojom hudobnom zariadení?

Gratulujeme, vaše zariadenie dokáže vytvoriť priestorový zvukový efekt prostredníctvom syntézy panorámy imaginárnych zdrojov zvuku. Zjednodušene povedané, vaše zariadenie má dobrú lokalizáciu zvuku.

Ak nehovoríme o slúchadlách, potom je tento problém vyriešený celkom jednoducho - používa sa niekoľko žiaričov umiestnených okolo, čo vám umožňuje oddeliť zdroje zvuku. Ak sa bavíme o vašich slúchadlách a toto v nich počujete, gratulujem vám aj druhýkrát, v tomto parametri máte veľmi dobré slúchadlá.

Vaše zariadenie má široký dynamický rozsah, je perfektne vyvážené a úspešne lokalizuje zvuk, ale je na to pripravené náhle zmeny zvuk a rýchly nárast a pokles impulzov?

Ako prebieha jej útok?

Útok

Z názvu je teoreticky jasné, že ide o niečo rýchle a nevyhnutné, ako napríklad náraz batérie Kaťuša.

Ale vážne, tu je to, čo nám o tom hovorí Wikipedia: Zvukový útok je počiatočný impulz zvukovej produkcie potrebný na tvorbu zvukov pri hre na akýkoľvek hudobný nástroj alebo pri spievaní vokálnych partov; niektoré nuansované vlastnosti rôznymi spôsobmi zvuková produkcia, výkonové ťahy, artikulácia a frázovanie.

Ak sa to pokúsime preložiť do zrozumiteľného jazyka, potom ide o rýchlosť nárastu amplitúdy zvuku, kým nedosiahne danú hodnotu. A aby to bolo ešte jasnejšie – ak má vaša aparatúra slabý atak, tak svetlé kompozície s gitarami, živými bicími a rýchlymi zmenami zvuku budú znieť nudne a nudne, čo znamená zbohom dobrému hard rocku a jemu podobným...

Okrem iného v článkoch často nájdete aj taký výraz ako sykavky.

Sibilanty

Doslova - pískavé zvuky. Spoluhlásky, keď sú vyslovené, prúd vzduchu rýchlo prechádza medzi zubami.

Pamätáte si tohto chlapíka z Disneyho karikatúry o Robinovi Hoodovi?

V jeho reči je veľmi, veľmi veľa sykavcov. A ak aj vaše zariadenie píska a syčí, tak to, žiaľ, nie je veľmi dobrý zvuk.

Poznámka: mimochodom, samotný Robin Hood z tejto rozprávky vyzerá podozrivo ako líška z nedávno vydanej Disney rozprávky Zootopia. Disney, opakuješ sa :)

Piesok

Ďalší subjektívny parameter, ktorý sa nedá zmerať. Ale môžete len počuť.

Vo svojej podstate má blízko k sykavkám, prejavuje sa tým, že pri vysokých hlasitostiach sa pri preťažení začínajú vysoké frekvencie rozpadať na časti a objavuje sa efekt sypania piesku, niekedy aj vysokofrekvenčné drnčanie. Zvuk sa stáva akýmsi hrubým a zároveň uvoľneným. Čím skôr sa to stane, tým je to horšie a naopak.

Skúste to doma, z výšky niekoľkých centimetrov pomaly vysypte za hrsť kryštálový cukor na kovovú pokrievku panvice. Počul si? Toto je všetko.

Hľadajte zvuk, v ktorom nie je piesok.

frekvenčný rozsah

Jedným z posledných priamych parametrov zvuku, ktorý by som chcel zvážiť, je frekvenčný rozsah.

Merané v Hertzoch (Hz).

Heinrich Rudolf Hertz, hlavným úspechom je experimentálne potvrdenie elektromagnetickej teórie svetla Jamesa Maxwella. Hertz dokázal existenciu elektromagnetické vlny. Od roku 1933 je po Hertzovi pomenovaná jednotka merania frekvencie, ktorá je súčasťou medzinárodného metrického systému jednotiek (SI).

Toto je parameter, ktorý s 99% pravdepodobnosťou nájdete v popise takmer akéhokoľvek hudobného zariadenia. Prečo som to nechal na neskôr?

Mali by ste začať tým, že človek počuje zvuky, ktoré sú v určitom frekvenčnom rozsahu, konkrétne od 20 Hz do 20 000 Hz. Čokoľvek nad touto hodnotou je ultrazvuk. Všetko nižšie je infrazvuk. Sú neprístupné ľudskému sluchu, ale prístupné našim menším bratom. Toto je nám známe z školské kurzy fyzika a biológia.

V skutočnosti má väčšina ľudí skutočný počuteľný rozsah oveľa skromnejšie a u žien je počuteľný rozsah posunutý smerom nahor v porovnaní s mužmi, takže muži lepšie rozlišujú nízke frekvencie a ženy lepšie rozlišujú vysoké frekvencie.

Prečo potom výrobcovia uvádzajú na svojich produktoch sortiment, ktorý presahuje naše vnímanie? Možno je to len marketing?

Áno a nie. Človek zvuk nielen počuje, ale aj cíti a cíti.

Už ste niekedy stáli blízko veľkého reproduktora alebo hrajúceho subwoofera? Pamätajte na svoje pocity. Zvuk nie je len počuť, cíti ho aj celé telo, má tlak a silu. Preto čím väčší je rozsah uvedený na vašom zariadení, tým lepšie.

Tomuto ukazovateľu by sa však nemalo prikladať príliš veľký význam veľký význam- Málokedy vidíte zariadenia, ktorých frekvenčný rozsah je užší ako hranice ľudského vnímania.

doplnkové vlastnosti

Všetky vyššie uvedené charakteristiky priamo súvisia s kvalitou reprodukovaného zvuku. Konečný výsledok, a teda potešenie zo sledovania/počúvania, je však ovplyvnené aj kvalitou vášho zdrojového súboru a tým, aký zdroj zvuku používate.

Formáty

Tieto informácie sú na perách každého a väčšina o nich už vie, ale pre každý prípad vám to pripomenieme.

Existujú tri hlavné skupiny formátov zvukových súborov:

• Nekomprimované audio formáty ako WAV, AIFF
• Bezstratové komprimované audio formáty (APE, FLAC)
• stratové komprimované audio formáty (MP3, Ogg)

Odporúčame prečítať si o tom podrobnejšie na Wikipédii.

Poznamenávame, že používanie formátov APE a FLAC má zmysel, ak máte vybavenie profesionálnej alebo poloprofesionálnej úrovne. V ostatných prípadoch zvyčajne postačujú možnosti formátu MP3 komprimovaného z kvalitného zdroja s bitovou rýchlosťou 256 kbps a viac (čím vyšší bitrate, tým menšie straty pri kompresii zvuku). To je však skôr vec vkusu, sluchu a individuálnych preferencií.

Zdroj

Rovnako dôležitá je kvalita zdroja zvuku.

Keďže sme pôvodne hovorili o hudbe na smartfónoch, pozrime sa na túto možnosť.

Nie je to tak dávno, čo bol zvuk analógový. Pamätáte si kotúče, kazety? Toto je analógový zvuk.

A v slúchadlách počujete analógový zvuk, ktorý prešiel dvoma fázami konverzie. Najprv bol konvertovaný z analógového na digitálny a potom konvertovaný späť na analógový pred odoslaním do slúchadiel/reproduktorov. A výsledok – kvalita zvuku – bude v konečnom dôsledku závisieť od kvality tejto transformácie.

V smartfóne je za tento proces zodpovedný DAC (digital-to-analog converter).

Čím lepší DAC, tým lepší zvuk budete počuť. A naopak. Ak je DAC v zariadení priemerný, potom bez ohľadu na to, aké sú vaše reproduktory alebo slúchadlá, oh vysoká kvalita zvuk sa dá zabudnúť.

Všetky smartfóny možno rozdeliť do dvoch hlavných kategórií:

1. Smartfóny s vyhradeným DAC
2. Smartfóny so vstavaným DAC

V súčasnosti sa zaoberá výrobou DAC pre smartfóny veľké množstvo výrobcov. Môžete sa rozhodnúť, čo si vybrať, pomocou vyhľadávania a prečítaním popisu konkrétneho zariadenia. Nezabudnite však, že medzi smartfónmi so vstavaným DAC a medzi smartfónmi s dedikovaným DAC sú vzorky s veľmi dobrým zvukom a nie až tak dobrým, pretože optimalizácia operačného systému, verzie firmvéru a aplikácie, cez ktorú počúvanie hudby zohráva dôležitú úlohu. Okrem toho existujú zvukové modifikácie softvéru jadra, ktoré môžu zlepšiť výslednú kvalitu zvuku. A ak inžinieri a programátori v spoločnosti robia jednu vec a robia to kompetentne, výsledok sa ukáže ako hodný pozornosti.

Je dôležité vedieť, že pri priamom porovnaní dvoch zariadení, z ktorých jedno je vybavené kvalitným vstavaným DAC a druhé dobrým dedikovaným DAC, bude víťazom to druhé.

Záver

Zvuk je nevyčerpateľná téma.

Dúfam, že vďaka tomuto materiálu sa pre vás mnohé veci v hudobných recenziách a textoch stali jasnejšími a jednoduchšími a predtým neznáma terminológia získala ďalší význam a význam, pretože všetko je ľahké, keď to viete.

Obe časti nášho vzdelávacieho programu o zvuku vznikli s podporou Meizu. Namiesto bežného vychvaľovania zariadení sme sa pre vás rozhodli pripraviť užitočné a zaujímavé články a upozorniť na dôležitosť zdroja prehrávania pri získavaní kvalitného zvuku.

Prečo je to potrebné pre Meizu? Onedlho sa začali predobjednávky na novú hudobnú vlajkovú loď Meizu Pro 6 Plus, preto je pre spoločnosť dôležité, aby bežný používateľ vedel o nuansách kvalitného zvuku a kľúčovej úlohe zdroja prehrávania. Mimochodom, ak si do konca roka uskutočníte platenú predobjednávku, k smartfónu dostanete ako darček headset Meizu HD50.

Pripravili sme pre vás aj hudobný kvíz s podrobnými komentármi ku každej otázke, odporúčame vyskúšať si:

"Rozsah akustických vibrácií schopných vytvárať vnem zvuku pri vystavení orgánu sluchu je frekvenčne obmedzený. Pre väčšinu ľudí vo veku od 18 do 25 rokov s normálnym sluchom leží frekvenčné pásmo vibrácií vnímaných ako zvuk, pričom určité odchýlky v rozsahu medzi osciláciami s frekvenciou 20 Hz (najnižšia medzná frekvencia) a 20 000 Hz (najvyššia medzná frekvencia). Toto frekvenčné pásmo sa zvyčajne nazýva zvukový rozsah a frekvencie ležiace v jeho medziach sa nazývajú zvukové frekvencie.

Oscilácie s frekvenciami menšími ako 20 Hz sa nazývajú infrazvuk a vibrácie s frekvenciami nad 20 000 Hz sa nazývajú ultrazvuk: Náš sluch tieto frekvencie nevníma, je však známe, že „infrazvuk“ má určitý vplyv na emocionálny stav poslucháča. Žiaľ, infrazvukové frekvencie, ktoré, ako ukázal moderný výskum, sú prítomné vo vibráciách hudby a reči, nie je možné z technických príčin reprodukovať z magnetofónových nahrávok.

Nie je to jediná a možno nie najdôležitejšia, ale predsa len prekážka, ktorá neumožňuje dosiahnuť pri počúvaní hudby prenášanej elektroakustickým systémom taký emocionálny dojem, aký zažíva poslucháč v koncertnej sále.

Frekvencia zvukových vibrácií určuje výšku (tón) zvuku: najpomalšie vibrácie sú vnímané ako nízke, basové tóny; najrýchlejšie sú vysoké zvuky, pripomínajúce napríklad škrekot komára. Treba poznamenať, že ľudia nepočujú všetky frekvencie zvukového rozsahu rovnako dobre. S vekom teda horná hranica počuteľných frekvencií výrazne klesá. Frekvenčný rozsah zvuku určuje obmedzujúce schopnosti ľudského sluchu, identifikované mnohými štúdiami a spriemerovaním výsledkov mnohých experimentov uskutočnených s poslucháčmi rôzneho veku a s rôznym vzdelaním.“ – píše B.Ya. Meerson – „Akustické základy zvukového inžinierstva. "Akademické vydavateľstvo GITR

„Ekvalizér- zariadenie na korekciu zafarbenia signálu, ktoré mení amplitúdy jeho frekvenčných zložiek. Spočiatku sa ekvalizéry používali čisto technicky, na korekciu amplitúdovo-frekvenčných charakteristík neideálnej zvukovej cesty. Čoskoro sa však začali používať kreatívne - na vytváranie požadovaných timbrov alebo starostlivé kombinovanie nástrojov vo fonograme.

Hlavným parametrom ekvalizéra je amplitúdovo-frekvenčná odozva(frekvenčná charakteristika, frekvenčná charakteristika, frekvenčná charakteristika). Ukazuje, do akej miery ekvalizér zosilňuje alebo zoslabuje určité frekvencie vstupného signálu.

Najbežnejšie typy frekvenčných charakteristík ekvalizérov sú „zvonček“, „polica“, dolnopriepustné a hornopriepustné filtre (dolnopriepustné, hornopriepustné), znázornené na obr. (V ruskej literatúre je dolnopriepustný filter filter, ktorý prepúšťa nízke frekvencie a potláča vysoké frekvencie (dolnopriepust). Podobne aj hornopriepustný filter (hornopriepust).)

Podľa typu ovládania frekvenčnej odozvy sa ekvalizéry delia na parametrické a grafické.

V parametrických ekvalizéroch si používateľ môže vybrať jeden z dostupných tvarov frekvenčnej odozvy a nastaviť jej parametre: stredová frekvencia, zisk a faktor kvality.

Stredová frekvencia je frekvencia stredu „zvončeka“ alebo frekvencia, pri ktorej sa frekvenčná odozva ohýba (pre „policové“ a medzné filtre je to zvyčajne úroveň úrovne -3 dB).

Zosilnenie pre „zvonček“ nastavuje zisk na strednej frekvencii a pre „poličku“ - v pásme zosilnenia/zníženia.

Faktor kvality pre ekvalizér zvonového typu určuje šírku frekvenčného pásma, ktoré sa má zosilniť alebo potlačiť, a je definovaný ako pomer strednej frekvencie k šírke tohto pásma, ktorý leží v rozmedzí 3 dB od zisku na strednej frekvencii. Faktor kvality sa zvyčajne označuje písmenom Q. Podobná hodnota pre „police“ a medzné filtre sa nazýva „sklon frekvenčnej odozvy“ a meria sa v decibeloch na oktávu. Zvýšením faktora kvality môžete zvonový filter premeniť na tzv. zárezový filter alebo zárezový filter, ktorý potláča špecifickú frekvenciu alebo veľmi úzke pásmo frekvencií. Kombináciou niekoľkých ekvalizérov môžete získať zložitejšie tvary frekvenčnej odozvy.

V grafických ekvalizéroch používateľ „kreslí“ požadovanú frekvenčnú charakteristiku priamo na displeji alebo pomocou sady ovládačov zosilnenia pri rôznych frekvenciách.

Odstavcové ekvalizéry je hybridom parametrických a grafických ekvalizérov. Zvyčajne vám umožňujú ovládať zosilnenie pomocou posuvníkov (alebo graficky na displeji), ale majú tiež nastavenie Q a stredovej frekvencie pre každé pásmo.

Väčšina analógových ekvalizérov zavádza do signálov frekvenčne závislý časový posun. Inými slovami, rôzne frekvenčné zložky signálu sú oneskorené o rôzne časy. Spravidla ide o nežiaduci efekt, pretože... Ak je na vstupe prijatý impulzný signál (prudký úder alebo kliknutie), potom je žiaduce prijať impulz na výstupe, ktorý nie je rozložený v čase.

Fázovo-frekvenčná odozva (PFC, fázová odozva, fázová odozva) ukazuje, ako veľmi sa mení fáza signálu pri prechode cez ekvalizér.

Pre väčšinu analógových ekvalizérov je možné skonštruovať fázovú odozvu na základe známej frekvenčnej odozvy. V tomto prípade k najväčším zmenám fázovej odozvy dochádza v miestach, kde sa rýchlo mení frekvenčná odozva. To znamená, že čím silnejšie je rušenie vo frekvenčnom rozsahu, tým silnejšie sa objaví fázové skreslenie - v bežnej reči sa často hovorí, že ekvalizér fázu „krúti“.

Frekvenčné kompenzátory sa používajú nielen pri fonogramoch reči. Používajú sa aj na korekciu hluku a v niektorých prípadoch aj hudby.

Prítomnosť filtrov v dabingových konzolách, ktoré ostro oddeľujú nízke a vysoké frekvencie, umožňuje korigovať také chyby, ako je nízkofrekvenčné rušenie, niekedy vysokofrekvenčný šum atď.

Zahrnutie filtra do rečového kanála, ktorý ostro obmedzuje nízke frekvencie (hornopriepustný filter), v niektorých prípadoch uľahčuje vyhladenie „nekonzistentnosti“ zvukového záznamu reči v oblasti nízkych frekvencií.

Kombinácia hornopriepustného filtra s filtrom potláčajúcim úzke pásmo okolo 200 Hz umožňuje zbaviť sa uchu nepríjemného tupého súdkovitého zvuku, typického pre malé rečnícke štúdiá.

Zapnutie filtra prítomnosti, ktorý zvyšuje frekvencie v oblasti 2000-4000 Hz, dáva hlasom akúsi úľavu, odlišuje ich od ostatných zvukov. Zjavne je ovplyvnená účinnosť formantov: posilnenie týchto podtónov dáva hlasu striebristý odtieň, silu a zvuk. Sluch je najcitlivejší na frekvencie v oblasti 2 000 – 4 000 Hz, a ak má hlas interpreta v tomto pásme viac formantov, tak pri rovnakej akustickej energii bude profitovať zo zvučnosti a hlasitosti.

Niekedy môže byť nadmerný počet píšťaliek v primárnom zázname reči korigovaný filtrom, ktorý potláča úzke pásmo frekvenčnej odozvy v oblasti 3000 Hz. Zároveň existujú prípady, keď zdanlivá hojnosť pískavých zvukov bola paradoxne eliminovaná práve zvýšením frekvenčnej odozvy jej vysokej strany.

Tak či onak, bez ohľadu na to, aké kombinácie filtrov sa používajú, je potrebné, aby zvuky reči boli „ostré“, zvuky zubania alebo syčania boli jasné a dokonca mierne zvýraznené; Bez toho môže byť reč vo filme nezrozumiteľná.

Zárezové filtreje možné vystrihnúť (potlačiť) veľmi úzky úsek na rôznych miestach vo frekvenčnom pásme a bez zhoršenia celkovej kvality prenosu zvuku, a tým opraviť niektoré technické nedostatky zvukových záznamov.

Príklad použitia. Samotná hlasitosť nedokáže posúdiť vzdialenosť od zdroja zvuku. Áno, hlas je zapnutý vonku a v tichých miestnostiach dosiahne poslucháčov so stratou nízkych frekvencií. Zoslabením nízkych frekvencií pomocou filtrov je preto niekedy možné dosiahnuť efekt vzdialeného zvuku, ak sú zvuky reči blízko v primárnom fonograme. Jednoduché nastavenie hlasitosti tiež nedáva úplný dojem, že sa orchester približuje alebo vzďaľuje. IN prírodné podmienky Mení sa nielen intenzita zvuku, ale aj farba a pomer priamych a odrazených zvukov. Pripomeňme si efekt nástupu dychovky na ulici, keď sa najskôr ozývajú len basové zvuky (tuba, basový bubon) a až zblízka sa stávajú rozoznateľné nástroje vysokých registrov.

Rôznorodosť digitálnych ekvalizérov, hardvérových aj softvérových, ukázala, že parametrické a grafické ekvalizéry nemajú medzi sebou výraznú výhodu v kvalite zvuku – v oboch táboroch existujú úspešné aj neúspešné modely. Určujúcou zložkou kvality ekvalizéra je jeho ovládateľnosť, vlastnosti algoritmov a schopnosť ovládať parametre zariadenia: frekvenčná odozva, fázová odozva, impulzná odozva." - napísal A. Lukin. "Digitálne ekvalizéry." "Zvukový inžinier"

Osoba sa zhoršuje a časom strácame schopnosť detekovať určitú frekvenciu.

Video vytvorené kanálom AsapSCIENCE, je akýmsi testom straty sluchu súvisiacim s vekom, ktorý vám pomôže zistiť hranice sluchu.

Vo videu sa prehrávajú rôzne zvuky, od 8000 Hz, čo znamená, že váš sluch nie je narušený.

Frekvencia sa potom zvyšuje a to indikuje vek vášho sluchu na základe toho, kedy prestanete počuť konkrétny zvuk.

Takže ak počujete frekvenciu:

12 000 Hz – máte menej ako 50 rokov

15 000 Hz – máte menej ako 40 rokov

16 000 Hz – máte menej ako 30 rokov

17 000 – 18 000 – máte menej ako 24 rokov

19 000 – máte menej ako 20 rokov

Ak chcete, aby bol test presnejší, mali by ste nastaviť kvalitu videa na 720p alebo ešte lepšie 1080p a počúvať pomocou slúchadiel.

Test sluchu (video)

Strata sluchu

Ak ste počuli všetky zvuky, s najväčšou pravdepodobnosťou máte menej ako 20 rokov. Výsledky závisia od senzorických receptorov vo vašom uchu tzv vlasové bunky ktoré sa časom poškodia a degenerujú.

Tento typ straty sluchu sa nazýva senzorineurálna strata sluchu. Táto porucha môže byť spôsobená množstvom infekcií, liekov a autoimunitné ochorenia. Vonkajšie vláskové bunky, ktoré sú naladené na detekciu vyšších frekvencií, zvyčajne odumierajú ako prvé, čo spôsobuje účinky straty sluchu súvisiacej s vekom, ako ukazuje toto video.

Ľudský sluch: zaujímavé fakty

1. Medzi zdravých ľudí frekvenčný rozsah, ktorý ľudské ucho dokáže zachytiť sa pohybuje od 20 (nižšia ako najnižšia nota na klavíri) do 20 000 Hertzov (vyššia ako najvyššia nota na malej flaute). Horná hranica tohto rozmedzia sa však s vekom neustále znižuje.

2. Ľudia hovorte medzi sebou pri frekvencii od 200 do 8000 Hz a ľudské ucho je najcitlivejšie na frekvenciu 1000 – 3500 Hz

3. Zvuky, ktoré sú nad hranicou ľudskej počuteľnosti sa nazývajú ultrazvuk a tí nižšie - infrazvuk.

4. Naša uši mi neprestávajú fungovať ani v spánku, stále počuť zvuky. Náš mozog ich však ignoruje.

5. Zvuk sa šíri rýchlosťou 344 metrov za sekundu. Sonický tresk nastane, keď objekt prekročí rýchlosť zvuku. Zvukové vlny pred a za objektom sa zrážajú a vytvárajú šok.

6. Uši - samočistiaci orgán. Póry vo zvukovode vylučujú ušný maz a drobné chĺpky nazývané riasinky vytláčajú vosk z ucha

7. Zvuk detský plač je približne 115 dB a je to hlasnejšie ako klaksón auta.

8. V Afrike žije kmeň Maabanov, ktorí žijú v takom tichu, že aj v starobe počuť šepot do vzdialenosti 300 metrov.

9. Úroveň zvuk buldozéra pri voľnobehu je asi 85 dB (decibelov), čo môže spôsobiť poškodenie sluchu už po jednom 8-hodinovom dni.

10. Sedenie vpredu rečníci na rockovom koncerte, vystavujete sa 120 dB, čo začne poškodzovať váš sluch už po 7,5 minútach.

Strana 1

Rozsah zvukových frekvencií je rozdelený do oktávových pásiem, ktoré sa vyznačujú tým, že ich horné frekvencie sú dvakrát vyššie ako ich spodné hraničné frekvencie.

Zvukový frekvenčný rozsah je konvenčne rozdelený do troch podrozsahov: nízke, vysoké a stredné frekvencie. Spodné frekvencie zahŕňajú frekvencie do 200 - 300 Hz, stredné frekvencie 200 - 300 až 2 500 - 3 000 Hz a horné frekvencie nad 2 000 - 3 000 Hz. Spolu s tým sa používajú pojmy najnižšia frekvencia a najvyššia frekvencia, čo znamená najnižšia a najvyššia frekvencia. vysoká frekvencia, vnímané uchom alebo reprodukované jedným alebo druhým zdrojom zvuku, ako je napríklad reproduktor.

Rozsah zvukových frekvencií, ktoré ľudské ucho vníma, je 16 - 20 000 Hz. Frekvencie pod 16 - 20 Hz sú infrazvukové a nad 10 000 Hz sú ultrazvukové.

Keďže rozsah zvukových frekvencií je relatívne úzky, od približne 50 Hz do 10 kHz, potom ako V.

V audiofrekvenčnom rozsahu sa na meranie prúdov používajú aj zariadenia detektorového systému.

V frekvenčnom rozsahu zvuku je odpor varistorov čisto aktívny.

V oblasti audio frekvencií je vnútorné trenie v kovoch a zliatinách v tuhej fáze určené hlavne hysterézou. V tomto prípade koeficient straty nezávisí od frekvencie.

Strunová skúsenosť.

Počet oktáv sa používa na odhad frekvenčných rozsahov zvuku hudobných nástrojov, ľudských hlasov a spevavých vtákov.

Mixér pracuje vo frekvenčnom rozsahu zvuku. Pri frekvenciách nad 500 kHz začínajú ovplyvňovať medzielektródové kapacity, ktoré znižujú koeficient prenosu mixéra. Na obr. 14.2, 6 znázorňuje prenosovú charakteristiku mixéra.

Pretože je ťažké implementovať laditeľný preselektor v audio frekvenčnom rozsahu, je vhodné použiť prenos spektra na nižšiu frekvenciu len pri meraní signálov s pevnou frekvenciou.

Push-pull zosilňovače v audio frekvenčnom rozsahu môžu pracovať v triede A, AB alebo B. Typické zapojenie takéhoto zosilňovača je znázornené na obr. Trieda zisku je určená hodnotou posunu pracovného bodu.

Ak chcete pracovať vo frekvenčnom rozsahu zvuku, p-a-spojenie s vysoká hodnota Sbargp. Tento parameter nezávisí od plochy p-n prechodu, pretože kapacita Cbar je úmerná a odpor rn je nepriamo úmerný ploche / g-n prechodu. Na získanie nízkych spätných prúdov na jednotku plochy pn prechodu by sa mali použiť polovodiče so širokým pásmovým odstupom. Nízkofrekvenčné varikapy sú vyrobené z kremíka.

Použitie LC filtrov v oblasti infrazvukových a nižších zvukových frekvencií naráža na ťažkosti v dôsledku zväčšenia veľkosti a hmotnosti tlmiviek, ako aj z dôvodu obtiažnosti tienenia pred priamym vplyvom vonkajších magnetických polí. Na zníženie vplyvu týchto faktorov je induktor zvyčajne vyrobený z toroidného jadra vyrobeného z mäkkého magnetického materiálu s relatívne vysokou magnetickou permeabilitou a pomerne dobrou stabilitou. V tabuľke 2 - 1 sú uvedené hlavné parametre domácich mangánovo-zinkových feritov, ktoré sa odporúčajú na použitie ako indukčné jadro v nízkofrekvenčnom rozsahu.