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.

 

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.

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.

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.

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.

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)