АЧХ в акустике: что это такое

• АЧХ в акустической системе: влияние на звук
• Измерение АЧХ: особенности
• Как в АЧХ можно различить звук на слух?
• Как влияет однородность АЧХ на характер звучания
• Факторы влияющие на АЧХ?
• Факторы формирования АЧХ
• Кривая Хармана
• Как добиться равномерности в АЧХ
• Заключение темы АЧХ

АЧХ в акустической системе: влияние на звук 

В контексте аудио и видео технологий, АЧХ определяет не только качество и характер звука, но также и направление распространения звука в пространстве. Она является ключевым параметром при проектировании и настройке акустических систем. Результат, который мы получаем после того, как музыкальная композиция проходит через акустическую систему, зависит от многих факторов, включая форму и размеры помещения, мебель, громкость и расположение акустических систем, и т.д.

Для создания качественной акустической системы, необходимо учитывать характеристики ее АЧХ. Например, при использовании внутренних динамиков в телефоне, производитель может пожертвовать качеством звука, чтобы снизить стоимость производства, а когда дело доходит до профессиональных студий записи, характеристики АЧХ являются одним из самых значимых факторов в борьбе за качество записи и воспроизведения звука.

☝ Обратимся к музыкальной культуре, где АЧХ важна не менее, чем в акустике. В зависимости от музыкального жанра, звуковой продукт должен звучать наиболее благозвучно и органично. Например, если говорить о музыке для кинофильмов, то звук должен звучать мощно и насыщенно, чтобы передать предназначенное эмоциональное настроение. В случаях прослушивания джазовой музыки, существенно важнее являются детали и локализация звука. При этом, очень важно правильно выбирать акустические системы, микрофоны, усилители, чтобы добиться наилучшего звука.

Измерение АЧХ: особенности 

Для измерения частотно-амплитудной характеристики (АЧХ) необходимо подать на измерительный прибор ряд синусоид одинаковой амплитуды в пределах всего диапазона частот. Существуют специальные генераторы таких сигналов, однако записи можно найти на видеохостингах, таких как YouTube. Для получения графика АЧХ необходимо пропустить сигнал через колонку, расположенную в помещении с ровной АЧХ, и зафиксировать результат при помощи микрофона. При этом стоит учитывать, что весь аудиотракт для записи также должен иметь ровную АЧХ.

Для бытовых целей используют самый простой измерительный микрофон, установленный вплотную к динамику и подключенный к аудиокарте. Если колонка имеет несколько динамиков, каждый из них должен быть измерен отдельно. Компании, производящие акустическое оборудование высокой точности, используют роботизированные руки с микрофонами, установленными в безэховых камерах. Это позволяет быстро оценить частотный отклик на разных расстояниях и в различных плоскостях.

Измерение АЧХ наушников осуществляется при помощи специального манекена, который используется для записи бинаурального аудио. Модель имеет форму среднестатистической головы с ушными раковинами, в которых расположены микрофоны.

Измерение частотно-амплитудной характеристики усилителя или ресивера может быть выполнено при помощи динамика с идеально ровной АЧХ, либо с использованием эквивалента нагрузки, который подключается напрямую к аудиокарте. Без использования этого устройства, усилитель может перегреться и выйти из строя.

☝ Важно понимать, что АЧХ напрямую влияет на качество звука и может быть определена с точностью до децибела. Таким образом, калибровка аудиооборудования на основе измерения АЧХ является необходимой процедурой для достижения максимально точного звучания.

Знание АЧХ помогает выбрать правильное оборудование для конкретных условий, особенно если необходимо рассчитать работу акустической системы в определенном помещении с учетом его размеров и вида отделки. Для качественного озвучивания помещения необходимо учитывать релиеф и материалы, из которых изготовлены стены, потолок и другие поверхности.

☝ Одной из частых причин проблем с АЧХ является неправильная расстановка колонок. Часто происходит так, что колонки располагаются слишком близко к стенам или плохо выравнены по высоте. Также нередко случается, что колонки неправильно ориентированы относительно друг друга. Эти факторы могут значительно искажать звук и ухудшать качество АЧХ.

Как в АЧХ можно различить звук на слух?

На графике, который определяет тембральный баланс аудиоприбора, отображается амплитудно-частотная характеристика. В домашних колонках часто встречаются неровности в АЧХ, такие как горбы и провалы на конкретных участках, влияющие на качество звука.

Но насколько они заметны на слуху?

Когда речь идет о колонках, только студийные мониторы могут похвастаться ровной АЧХ. Тем не менее, даже у них наблюдаются небольшие отклонения, достигающие высоты от 2 до 5 дБ. Например, график АЧХ мониторов Adam T5V показан выше.

Разница в АЧХ от 2 до 5 дБ считается заметной на слух, но важно помнить о сглаживании. Обычно график АЧХ у студийных мониторов имеет некоторые холмы и провалы, которые напоминают кардиограмму, однако наши уши не могут заметить эти отличия. Поэтому многие программы для измерения АЧХ имеют функцию сглаживания, которая приводит график к форме, воспринимаемой человеческим ухом. Количество сглаживания измеряется в долях октавы, например:

- 1/12 октавы означает шаг в одну ноту.

Некоторые производители злоупотребляют функцией сглаживания, сглаживая график до целой октавы, чтобы он выглядел ровным, что по рыночным меркам является обманом. Многие аудиоприборы, даже если у них есть график АЧХ, не указывают используемое сглаживание. Поэтому энтузиасты и любители музыки часто измеряют АЧХ популярных аудиоустройств и обмениваются результатами измерений на форумах и в социальных сетях.

Как влияет однородность АЧХ на характер звучания

Для понимания звучания надо изучить, как разные частоты влияют на звук в графике АЧХ. Мы слышим низкие, средние и высокие частоты, каждая из которых делится на три части:

Бас:

Средние частоты:

Высокие частоты:

Частоты в музыке играют важную роль. Диапазон от 2 до 5 кГц обеспечивает близость звука инструментов к слушателю. Если этот диапазон недостаточен, звучание становится неудовлетворительным.

Информация позволяет определить особенности звучания акустики на основе ее частотной характеристики. Например:

Факторы влияющие на АЧХ?

Успешное звучание аудиотехники и колонок в помещении может зависеть от расположения оборудования и выбора производителей и звукорежиссеров, которые могут подкрасить звук для создания более приятного восприятия. Однако, проводить сведение музыки на колонках с неидеальным откликом может быть бесполезным, а успешное звучание на определенной аппаратуре не гарантирует его на другом оборудовании. Отклик динамических микрофонов и гитарных усилителей также может влиять на достижение желаемого звучания. В одной из наших статей мы подробно расписали влияние расположение акустики на качество звука.

Факторы формирования АЧХ 

АЧХ — это амплитудно-частотная характеристика, которая показывает зависимость амплитуды сигнала от частоты в заданном диапазоне. Факторы, которые формируют эту характеристику, могут быть разными, но наиболее значимые из них – это параметры и свойства сигнала, передаточные характеристики системы передачи, а также наличие шумов.

Кривая Хармана

Кривая Хармана – это график, показывающий зависимость частоты счетных событий от их интенсивности. Она названа в честь американского математика Альберта Хармана, он же впервые предложил ее в 1943 году.

График имеет форму буквы U и состоит из двух частей: возрастающей и убывающей. В начале интенсивность он растет, а частота событий увеличивается. Однако, при некотором значении, частота перестает расти и начинает убывать, хотя интенсивность остается высокой. Этот эффект называется насыщением.

Кривая Хармана имеет много применений. Она используется в оценке качества звукозаписи, измерении атомной эмиссии и во многих других областях. Чтобы достичь максимальной частоты событий, кривая также может помочь в планировании экспериментов или в определении оптимального уровня интенсивности. 

Как добиться равномерности в АЧХ

Даже новые звукозаписывающие студии могут иметь проблему с неровной АЧХ, но не всем известно что ее можно исправить, используя различные решения:

Хотя эти методы могут немного устранить неровности, они не смогут полностью решить эту проблему.

Если ни устройства, ни программы не помогают улучшить качество звука, нужно разобраться в причинах проблемы. Возможно, дело в качестве записи или в неправильном использовании оборудования. Не стоит откладывать в долгий ящик, обратитесь к специалистам.

☝ Но не только техника влияет на звук, но и комната, в которой происходит воспроизведение звука, также имеет значение. Расположение динамиков и использование акустических панелей могут улучшить акустику. Кроме того, шумы и другие внешние факторы могут влиять на качество звука. Обязательно убедитесь, что комната, в которой происходит воспроизведение звука, тихая и спокойная.

Конечно, правильный выбор и настройка оборудования - лучший способ улучшить качество звука. При выборе акустической системы или наушников необходимо учитывать их особенности и характеристики, чтобы они соответствовали вашим потребностям и желаниям. Кроме того, настройка усилителя и эквалайзера может также улучшить звук.

В итоге, уделите внимание всем аспектам, связанными с выбором оборудования, его настройкой, расположением в комнате и использованием программных средств, если это необходимо, чтобы получить наилучший звук и наслаждаться прослушиванием музыки или других звуковых материалов. Соблюдайте все эти рекомендации, и вы сможете получить максимальный комфорт и удовольствие от прослушивания звуков. 

Заключение темы АЧХ 

АЧХ - это один из наиболее важных параметров в аудио, который влияет на качество звука в любой звуковой системе. Калибровка аудиооборудования на основе измерения АЧХ является необходимой процедурой для достижения максимально точного звучания. Понимание АЧХ позволяет выбрать правильное оборудование для конкретных условий и обеспечить наилучшее звучание на выходе.