Что такое кгц в звуке

Что означает диапазон Гц-КГц для колонок и наушников?

Если вы смотрели на высококачественные наушники или динамики, вы, вероятно, заметили цифры в спецификации, которые читают что-то вроде «20 Гц-20 кГц». Что означают эти цифры?

Для любого устройства, в котором используется стандартный драйвер динамика, значение Гц-КГц — это диапазон слышимых звуковых колебаний, которые может издавать динамик. Обычно он обозначается как «частотная характеристика» и выражается в герцах, причем килогерц составляет тысячу герц. Таким образом, типичная частотная характеристика для наушников, от двадцати герц до двадцати тысяч герц, действительно достаточно полная. Более дорогие модели могут пойти еще выше и ниже; Sony за $ 700, установленный на изображении выше, имеет диапазон 4 Гц-100 кГц.

Чтобы понять, как все это работает, вам нужно немного узнать о физике звука. Звук распространяется волнами. Расстояние между гребнями (самыми верхними точками) одной волны и следующей называется длиной волны. Волны с более высокими частотами сближаются, и поэтому имеют более короткие длины волн. Волны с более низкими частотами расходятся дальше, и поэтому имеют более длинные волны. Герцы — это единицы измерения частоты. Один герц определяется как один цикл в секунду. Таким образом, частота, измеренная при 20 Гц, движется со скоростью 20 циклов (или волн) в секунду.

Большинство динамиков и наушников преобразуют электрические сигналы в звук с помощью магнитного поля, чтобы очень быстро перемещать гибкую диафрагму вперед-назад. Эти вибрации создают звуковые волны, которые движутся к нашим ушам. То, как быстро возникают эти вибрации, влияет на длину волны звуковых волн, и наши уши слышат эти разные частоты как звуки в разных диапазонах.

Вибрации, которые создают звук с частотой 20 Гц, очень низкие (грохот басов) и имеют большую длину волны. Он вибрирует водитель двадцать раз в секунду. Большая часть музыки и аудио воспроизводится в диапазоне от 80 до 150000 герц. На частоте 15 000 герц высота звука является сильным, потому что он имеет чрезвычайно короткую длину волны, как сигнализация детектора дыма.

У нас также есть разные стили колонок — низкочастотные, среднечастотные и высокочастотные — которые предназначены для воспроизведения звука с определенной длиной волны.

Вы можете легко проверить свои динамики или наушники. Видео выше проходит через спектр звука от 20 Гц до 20 КГц. Обратите внимание, что в нижней и верхней части диапазона ваши громкоговорители могут не воспроизводить звук, особенно если они имеют драйверы меньшего размера, например, у основного динамика вашего сотового телефона. Вы можете проверить это с разными наушниками и динамиками, чтобы увидеть, какие из них могут воспроизводить самый широкий диапазон звука.

Чем лучше диапазон для ваших динамиков или наушников, тем шире спектр слышимого звука, который они могут воспроизвести. Некоторые могут идти выше и ниже стандартного диапазона 20 Гц-20 кГц, например 16 Гц-22 кГц. Но так ли это важно?

Если ваш слух не очень хороший, не очень. Видите ли, диапазон человеческого слуха составляет около 20-20 кГц. Но это идеальный диапазон, охватывающий почти все население. Большинство младенцев смогут слышать этот полный диапазон, а некоторые могут слышать частоты чуть выше или ниже. Но, как и зрение, ваша способность слышать ухудшается с возрастом, особенно для высокочастотных тонов. Если вам больше 25 лет или около того, вы, вероятно, не можете слышать более 18 000 герц — меньше, если ваш слух был поврежден из-за воздействия очень громких звуков.

Таким образом, вы можете тестировать свои колонки в течение всего дня, но вы не сможете увидеть разницу между гарнитурой с диапазоном 20 Гц-20 кГц и колонкой с диапазоном 16 Гц-22 кГц, если ваши уши физически неспособны слышать самое высокое и самое низкое частоты. Это по-прежнему интересная статистика, и набор наушников или колонок с более высоким диапазоном частотных характеристик, как правило, будет более высокого качества, чем наушники с более низким диапазоном, выполненные с улучшенными компонентами и инженерными разработками и производящие более точные, насыщенные тона для музыки и видео. Думайте об этом как о лошадиных силах для автомобильного двигателя: важная спецификация и что-то, что люди обычно любят знать, даже если они вряд ли когда-либо будут использовать все 300 лошадиных сил на шоссе.

Обратите внимание, что этот диапазон относится к тону или высоте звука, который вы слышите, а не к громкости звука, выраженной в децибелах (дБ). Еще один способ выразить способность выдавать громкость — это электрические ватты на водителя или общие ватты для всех водителей вместе взятых. Это не очень точно в отношении звука, но это неплохой способ узнать, насколько мощны динамики.

Статьи

Как люди, непосредственно связанные с AV сферой, мы постоянно говорим об аудио-кодировании и аудиокодеках, а что же это такое? Аудиокодек – это, по сути, устройство или алгоритм, способный кодировать и декодировать цифровой аудиосигнал.

На практике аудиоволны, которые передаются по воздуху, являются продолжительными аналоговыми сигналами. Сигналы преобразуются в цифровой формат устройством, которое называется аналого-цифровой преобразователь (АЦП), а устройство обратного преобразования – цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП). Кодек находится между этими двумя функциями и именно он позволяет откорректировать некоторые важные параметры для успешного захвата, записи и трансляции звукового сигнала: алгоритм кодека, частота дискретизации, разрядность и скорость передачи данных.

Три наиболее популярных аудиокодека: Pulse-Code Modulation ( PCM), MP3 и Advanced Audio Coding ( AAC ). Выбор кодека определяет степень сжатия и качество записи. PCM – кодек, который используется компьютерами, CD-дисками, цифровыми телефонами и иногда SACD-дисками. Источник сигнала для PCM сэмплируется через равные интервалы, и каждый сэмпл представляет собой амплитуду аналогового сигнала в цифровом значении. PCM – это наиболее простой вариант для оцифровки аналогового сигнала.

При наличии правильных параметров этот оцифрованный сигнал может быть полностью реконструирован обратно в аналоговый без каких-либо потерь. Но этот кодек, обеспечивающий практически полную идентичность оригинальному аудио, к сожалению, не очень экономичен, что выражается в очень больших объемах файлов, а такие файлы не подходят для потокового вещания. Мы рекомендуем использовать PCM для записи цифровых образов для ваших источников или когда вы занимаетесь постобработкой аудио.

К счастью, у нас всегда есть возможность выбрать другой кодек, который может сжимать цифровые данные (по сравнению с PCM) на основании некоторых полезных наблюдений о поведении звуковых волн. Но в этом случае приходится идти на компромисс: все альтернативные алгоритмы сопряжены с «потерями», так как невозможно полностью восстановить исходный сигнал, но, тем не менее, результат всё равно хорош настолько, что большинство пользователей не смогут уловить разницу.

MP3 – это формат аудио-кодирования с использованием как раз такого алгоритма сжатия цифровых данных, который позволяет сохранять аудиосигнал в меньшие по объему файлы. Кодек MP3 чаще всего используется пользователями для записи и хранения музыкальных файлов. Мы рекомендуем применять MP3 для трансляций аудио-контента, так как ему требуется меньшая пропускная способность сети.

AAC – это более новый алгоритм кодирования аудиосигнала, ставший «преемником» MP3. AAC стал стандартом для форматов MPEG-2 и MPEG-4. По сути это тоже кодек сжатия цифровых данных, но с меньшей, чем у MP3, потерей качества при кодировании с одинаковыми битрейтами. Мы рекомендуем использовать этот кодек для онлайн трансляций.

Частота дискретизации (кГц, kHz)

Частота дискретизации (или частота сэмплирования) — частота, с которой происходит оцифровка, хранение, обработка или конвертация сигнала из аналога в цифру. Дискретизация по времени означает, что сигнал представляется рядом своих отсчетов (сэмплов), взятых через равные промежутки времени.

Измеряется в герцах (Гц, Hz) или килогерцах (кГц, kHz,) 1 кГц равен 1000 Гц. Например, 44 100 сэмплов в секунду можно обозначить как 44 100 Гц или 44,1 кГц. Выбранная частота дискретизации будет определять максимальную частоту воспроизведения, и, как следует из теоремы Котельникова, для того, чтобы полностью восстановить исходный сигнал, частота дискретизации должна в два раза превышать наибольшую частоту в спектре сигнала.

Как известно, человеческое ухо способно улавливать частоты между 20 Гц и 20 кГц. Учитывая эти параметры и значения, показанные в таблице ниже, можно понять, почему именно частота 44,1 кГц была выбрана в качестве частоты дискретизации для CD и до сих пор считается очень хорошей частотой для записи.

Есть ряд причин для выбора более высокой частоты дискретизации, хотя может показаться, что воспроизводить звук вне диапазона человеческого слуха – пустая трата сил и времени. При этом среднестатистическому слушателю будет вполне достаточно 44,1 – 48 кГц для качественного решения большинства задач.

Разрядность

Наряду с частотой дискретизации есть такое понятие как разрядность или глубина звука. Разрядность – это количество бит цифровой информации для кодирования каждого сэмпла. Проще говоря, разрядность определяет «точность» измерения входного сигнала. Чем больше разрядность, тем меньше погрешность каждого отдельного преобразования величины электрического сигнала в число и обратно. С минимальной возможной разрядностью есть только два варианта измерения точности звука: 0 для полной тишины и 1 для звучания в полном объеме. Если разрядность равна 8 (16), то при измерении входного сигнала может быть получено 2 8 = 256 (2 16 = 65 536) различных значений.

Разрядность закреплена в кодеке PCM, но для кодеков, которые предполагают сжатие (например, MP3 и AAC) этот параметр рассчитывается при кодировании и может меняться от сэмпла к сэмплу.

Битрейт

Битрейт — это показатель количества информации, которым кодируется одна секунда звучания. Чем он выше, тем меньше искажений и тем ближе закодированная композиция к оригиналу. Для линейного PCM битрейт рассчитывается очень просто.

битрейт = частота дискретизации × разрядность × каналы

Для таких систем как Epiphan Pearl Mini, которые кодируют линейный PCM 16-бит (разрядность 16), этот расчет может быть использован для определения, сколько дополнительных полос пропускания может потребоваться для PCM аудио. Например, для стерео (два канала) оцифровка сигнала производится с частотой 44,1 кГц на 16-бит, а битрейт при этом рассчитывается таким образом:

44,1 кГц × 16 бит × 2 = 1 411,2 кбит/с

Между тем алгоритмы сжатия аудиосигнала, такие как AAC и MP3, имеют меньшее количество бит для передачи сигнала (в этом и заключается их цель), поэтому они используют небольшие битрейты. Обычно значения находятся в диапазоне от 96 кбит/с до 320 кбит/с. Для этих кодеков чем выше битрейт вы выбираете, тем больше аудио бит вы получаете на сэмпл, и тем выше будет качество звучания.

Частота дискретизации, разрядность и битрейты в реальной жизни.

Аудио CD-диски, одни из первых наиболее популярных изобретений для простых пользователей для хранения цифрового аудио, использовали частоту 44,1 кГц (20 Гц – 20 кГц, диапазон человеческого уха) и разрядность 16-бит. Данные значения были выбраны, чтобы при хорошем качестве звука иметь возможность сохранять как можно больше аудио на диске.

Когда к аудио добавилось видео и появились DVD, а позднее Blu-Ray диски, был создан новый стандарт. Записи для DVD и Blu-Rays обычно используют линейный формат PCM с частотой 48 кГц (стерео) или 96 кГц (звук 5.1 Surround) и разрядность 24. Эти значения были выбраны в качестве идеального варианта, чтобы сохранять аудио с синхронизацией с видео и при этом получать максимально возможное качество с использованием дополнительного доступного дискового пространства.

Наши рекомендации

CD, DVD и Blu-Ray диски преследовали одну цель – дать потребителю высококачественный механизм воспроизведения. Задачей всех разработок было предоставить высокое качество аудио и видео, не заботясь о величине файла (лишь бы он умещался на диск). Такое качество мог обеспечить линейный PCM.

Напротив, у мобильных средств информации и потокового медиа совсем другая цель – использовать максимально низкий битрейт, при этом достаточный для поддержания приемлемого для слушателя качества. Для этой задачи лучше всего подходят алгоритмы сжатия. Теми же принципами вы можете руководствоваться для своих записей.

При записи аудио с видео…

В случае если запись будет использоваться для последующей обработки , выбирайте кодек PCM с частотой 48 кГц и максимальной разрядностью (16 или 24), чтобы обеспечить наилучшее качество аудио. Мы рекомендуем данные параметры для Epiphan Pearl Mini.

При потоковой передаче аудио с видео…

При потоковой передаче или записи для последующей трансляции можно получить хорошее звучание аудио при меньшей полосе пропускания, используя кодеки AAC или MP3 с частотой 44,1 кГц и битрейт 128 кбит/с или выше. Такие параметры гарантируют, что звук будет достаточно хорош и не скажется на качестве трансляции.

Последние статьи

Подпишитесь на нашу рассылку, чтобы узнавать о новых статьях:

H.264/AVC или H.265/HEVC: Краткий гид по сжатию видео
SRT или NDI для удалённого видеопроизводства
Новинки Pearl: Новый MultiViewer и улучшения в CMS
NDI и NDI|HX для сетевого производства видео
Поддержка NDI для «комнат» в Zoom и производство видео в реальном времени
Pearl Nano: улучшенное качество записи и трансляций
Почему виртуальные мероприятия будут в выигрыше и после пандемии
5 причин, почему виртуальные мероприятия останутся с нами
Дикий Запад удаленного видеопроизводства
Выбор камеры для стримов в 2021 году
Epiphan Cloud: простое управление несколькими устройствами
Аудиооборудование для трансляций
7 непростых уроков о видеопроизводстве
Видео 4K для онлайн трансляций
Искусственный интеллект и транскрибирование в реальном времени
HyFlex: новый формат в образовании
Удалённый гость на стриме: что и как
Где может пригодиться кадрирование?
KVM2USB: 6 лет работы в космосе
Как лучше выглядеть в Скайпе и Зуме: 5 простых советов

Цифровой аудиоформат 24/192, и почему в нем нет смысла. Часть 2 [Перевод]

Прим. перев.: Это перевод второй (из четырех) частей развернутой статьи Кристофера «Монти» Монтгомери (создателя Ogg Free Software и Vorbis) о том, что, по его мнению, является одним из наиболее распространенных и глубоко укоренившихся заблуждений в мире меломанов.

Частота 192 кГц считается вредной

Музыкальные цифровые файлы с частотой 192 кГц не приносят никакой выгоды, но всё же оказывают кое-какое влияние. На практике оказывается, что их качество воспроизведения немного хуже, а во время воспроизведения возникают ультразвуковые волны.

И аудиопреобразователи, и усилители мощности подвержены влиянию искажений, а искажения, как правило, быстро нарастают на высоких и низких частотах. Если один и тот же динамик воспроизводит ультразвук наряду с частотами из слышимого диапазона, то любая нелинейная характеристика будет сдвигать часть ультразвукового диапазона в слышимый спектр в виде неупорядоченных неконтролируемых нелинейных искажений, охватывающих весь слышимый звуковой диапазон. Нелинейность в усилителе мощности приведет к такому же эффекту. Эти эффекты трудно заметить, но тесты подтвердили, что оба вида искажений можно расслышать.

График выше показывает искажения, полученные в результате интермодуляции звука частотой 30 кГц и 33 кГц в теоретическом усилителе с неизменным коэффициентом нелинейных искажений (КНИ) около 0.09%. Искажения видны на протяжении всего спектра, даже на меньших частотах.

Неслышимые ультразвуковые волны способствуют интермодуляционным искажениям в слышимом диапазоне (светло-синяя зона). Системы, не предназначенные для воспроизведения ультразвука, обычно имеют более высокие уровни искажений, около 20 кГц, дополнительно внося вклад в интермодуляцию. Расширение диапазона частот для включения в него ультразвука требует компромиссов, которые уменьшат шум и активность искажений в пределах слышимого спектра, но в любом случае ненужное воспроизведение ультразвуковой составляющей ухудшит качество воспроизведения.

Есть несколько способов избежать дополнительных искажений:

Динамик, предназначенный только для воспроизведения ультразвука, усилитель и разделитель спектра сигнала, чтобы разделить и независимо воспроизводить ультразвук, который вы не можете слышать, чтобы он не влиял на другие звуки.
Усилители и преобразователи, спроектированные для воспроизведения более широкого спектра частот так, чтобы ультразвук не вызывал слышимых нелинейных искажений. Из-за дополнительных затрат и сложности исполнения, дополнительный частотный диапазон будет уменьшать качество воспроизведения в слышимой части спектра.
Качественно спроектированные динамики и усилители, которые совсем не воспроизводят ультразвук.
Для начала можно не кодировать такой широкий диапазон частот. Вы не можете (и не должны) слышать ультразвуковые нелинейные искажения в слышимой полосе частот, если в ней нет ультразвуковой составляющей.

Все эти способы нацелены на решение одной проблемы, но только 4 способ имеет какой-то смысл. Если вам интересны возможности вашей собственной системы, то нижеследующие сэмплы содержат: звук частотой 30 кГц и 33 кГц в формате 24/96 WAV, более длинную версию в формате FLAC, несколько мелодий и нарезку обычных песен с частотой, приведенной к 24 кГц так, что они полностью попадают в ультразвуковой диапазон от 24 кГц до 46 кГц. Тесты для измерения нелинейных искажений:

Звук 30 кГц + звук 33 кГц (24 бит / 96 кГц) [5-секундный WAV] [30-секундный FLAC]
Мелодии 26 кГц – 48 кГц (24 бит / 96 кГц) [10-секундный WAV]
Мелодии 26 кГц – 96 кГц (24 бит / 192 кГц) [10-секундный WAV]
Нарезка из песен, приведенных к 24 кГц (24 бит / 96 кГц WAV) [10-секундный WAV] (оригинальная версия нарезки) (16 бит / 44.1 кГц WAV)

Предположим, что ваша система способна воспроизводить все форматы с частотами дискретизации 96 кГц [6]. При воспроизведении вышеуказанных файлов, вы не должны слышать ничего, ни шума, ни свиста, ни щелчков или каких других звуков. Если вы слышите что-то, то ваша система имеет нелинейную характеристику и вызывает слышимые нелинейные искажения ультразвука. Будьте осторожны при увеличении громкости, если вы попадете в зону цифрового или аналогового ограничения уровня сигнала, даже мягкого, то это может вызвать громкий интермодуляционный шум. В целом, не факт, что нелинейные искажения от ультразвука будут слышимы на конкретной системе. Вносимые искажения могут быть как незначительны, так и довольно заметны. В любом случае, ультразвуковая составляющая никогда не является достоинством, и во множестве аудиосистем приведет к сильному снижению качества воспроизведения звука. В системах, которым она не вредит, возможность обработки ультразвука можно сохранить, а можно вместо этого пустить ресурс на улучшение качества звучания слышимого диапазона. Недопонимание процесса дискретизации Теория дискретизации часто непонятна без контекста обработки сигналов. И неудивительно, что большинство людей, даже гениальные доктора наук в других областях, обычно не понимают её. Также неудивительно, что множество людей даже не осознают, что понимают её неправильно. Дискретизированные сигналы часто изображают в виде неровной лесенки, как на рисунке выше (красным цветом), которая выглядит как грубое приближение к оригинальному сигналу. Однако такое представление является математически точным, и когда происходит преобразование в аналоговый сигнал, его график становится гладким (голубая линия на рисунке). Наиболее распространенное заблуждение заключается в том, что, якобы, дискретизация – процесс грубый и приводит к потерям информации. Дискретный сигнал часто изображается как зубчатая, угловатая ступенчатая копия оригинальной идеально гладкой волны. Если вы так считаете, то можете считать, что чем больше частота дискретизации (и чем больше бит на отсчет), тем меньше будут ступеньки и тем точнее будет приближение. Цифровой сигнал будет все больше напоминать по форме аналоговый, пока не примет его форму при частоте дискретизации, стремящейся к бесконечности. По аналогии, множество людей, не имеющих отношения к цифровой обработке сигналов, взглянув на изображение ниже, скажут: «Фу!» Может показаться, что дискретный сигнал плохо представляет высокие частоты аналоговой волны, или, другими словами, при увеличении частоты звука, качество дискретизации падает, и частотная характеристика ухудшается или становится чувствительной к фазе входного сигнала. Это только так выглядит. Эти убеждения неверны! Комментарий от 04.04.2013: В качестве ответа на всю почту, касательно цифровых сигналов и ступенек, которую я получил, покажу реальное поведение цифрового сигнала на реальном оборудовании в нашем видео Digital Show & Tell, поэтому можете не верить мне на слово. Все сигналы частотой ниже частоты Найквиста (половина частоты дискретизации) в ходе дискретизации будут захвачены идеально и полностью, и бесконечно высокая частота дискретизации для этого не нужна. Дискретизация не влияет на частотную характеристику или фазу. Аналоговый сигнал может быть восстановлен без потерь – таким же гладким и синхронным как оригинальный. С математикой не поспоришь, но в чем же сложности? Наиболее известной является требование ограничения полосы. Сигналы с частотами выше частоты Найквиста должны быть отфильтрованы перед дискретизацией, чтобы избежать искажения из-за наложения спектров. В роли этого фильтра выступает печально известный сглаживающий фильтр. Подавление помехи дискретизации, на практике, не может пройти идеально, но современные технологии позволяют подойти к идеальному результату очень близко. А мы подошли к избыточной дискретизации. Избыточная дискретизация Частоты дискретизации свыше 48 кГц не имеют отношения к высокой точности воспроизведения аудио, но они необходимы для некоторых современных технологий. Избыточная дискретизация (передискретизация) – наиболее значимая из них [7]. Идея передискретизации проста и изящна. Вы можете помнить из моего видео «Цифровое мультимедиа. Пособие для начинающих гиков», что высокие частоты дискретизации обеспечивают гораздо больший разрыв между высшей частотой, которая нас волнует (20 кГц) и частотой Найквиста (половина частоты дискретизации). Это позволяет пользоваться более простыми и более надежными фильтрами сглаживания и увеличить точность воспроизведения. Это дополнительное пространство между 20 кГц и частотой Найквиста, по существу, просто амортизатор для аналогового фильтра. На рисунке выше представлены диаграммы из видео «Цифровое мультимедиа. Пособие для начинающих гиков», иллюстрирующие ширину переходной полосы для ЦАП или АЦП при частоте 48 кГц (слева) и 96 кГц (справа). Это только половина дела, потому что цифровые фильтры имеют меньше практических ограничений в отличие от аналоговых, и мы можем завершить сглаживание с большей точностью и эффективностью. Высокочастотный необработанный сигнал проходит сквозь цифровой сглаживающий фильтр, который не испытывает проблем с размещением переходной полосы фильтра в ограниченном пространстве. После того, как сглаживание завершено, дополнительные дискретные отрезки в амортизирующем пространстве просто откидываются. Воспроизведение передискретизированного сигнала проходит в обратном порядке. Это означает, что сигналы с низкой частотой дискретизации (44.1 кГц или 48 кГц) могут обладать такой же точностью воспроизведения, гладкостью АЧХ и низким уровнем наложений, как сигналы с частотой дискретизации 192 кГц или выше, но при этом не будет проявляться ни один из их недостатков (ультразвуковые волны, вызывающие интермодуляционные искажения, увеличенный размер файлов). Почти все современные ЦАП и АЦП производят избыточную дискретизацию на очень высоких скоростях, и мало кто об этом знает, потому что это происходит автоматически внутри устройства. ЦАП и АЦП не всегда умели передискретизировать. Тридцать лет назад некоторые звукозаписывающие консоли использовали для звукозаписи высокие частоты дискретизации, используя только аналоговые фильтры. Этот высокочастотный сигнал потом использовался для создания мастер-дисков. Цифровое сглаживание и децимация (повторная дискретизация с более низкой частотой для CD и DAT) происходили на последнем этапе создания записи. Это могло стать одной из ранних причин, почему частоты дискретизации 96 кГц и 192 кГц стали ассоциироваться с производством профессиональных звукозаписей. 16 бит против 24 бит Хорошо, теперь мы знаем, что сохранять музыку в формате 192 кГц не имеет смысла. Тема закрыта. Но что насчет 16-битного и 24-битного аудио? Что же лучше? 16-битное аудио с импульсно-кодовой модуляцией действительно не полностью покрывает теоретический динамический звуковой диапазон, который способен слышать человек в идеальных условиях. Также есть (и будут всегда) причины использовать больше 16 бит для записи аудио. Ни одна из этих причин не имеет отношения к воспроизведению звука – в этой ситуации 24-битное аудио настолько же бесполезно, как и дискретизация на 192 кГц. Хорошей новостью является тот факт, что использование 24-битного квантования не вредит качеству звучания, а просто не делает его хуже и занимает лишнее место. Примечания к Части 26. Многие из систем, которые неспособны воспроизводить сэмплы 96 кГц, не будут отказываться их воспроизводить, а будут незаметно субдискретизировать их до частоты 48 кГц. В этом случае звук не будет воспроизводиться совсем, и на записи ничего не будет, вне зависимости от степени нелинейности системы. 7. Передискретизация – не единственный способ работы с высокими частотами дискретизации в обработке сигналов. Есть несколько теоретических способов получить ограниченный по полосе звук с высокой частотой дискретизации и избежать децимации, даже если позже он будет субдискретизирован для записи на диски. Пока неясно, используются ли такие способы на практике, поскольку разработки большинства профессиональных установок держатся в секрете. 8. Неважно, исторически так сложилось или нет, но многие специалисты сегодня используют высокие разрешения, потому что ошибочно полагают, что звук с сохраненным содержимым за пределами 20 кГц звучит лучше. Прямо как потребители. [Часть 3]

Эту статью прочитали 123 772 раза
Статья входит в разделы: Интересное о звуке

Поделиться материалом:

Что означает диапазон Гц-кГц для динамиков и наушников?

Если вы смотрели на высококачественные наушники или динамики, вы, вероятно, заметили цифры в спецификации, которые читаются примерно как «20 Гц — 20 кГц». Что означают эти числа?

Для любого устройства, использующего стандартный динамик, значение Гц-кГц — это диапазон слышимых звуковых колебаний, которые динамик может производить. Обычно его называют «частотной характеристикой» и выражают в герцах, а килогерцы — это тысяча герц. Так что типичная частотная характеристика для наушников, от двадцати до двадцати тысяч герц, действительно вполне достаточна. Более дорогие модели могут идти еще выше и ниже; набор Sony за 700 долларов на изображении выше имеет диапазон от 4 Гц до 100 кГц.

Чтобы понять, как все это работает, нужно немного узнать о физике звука. Звук распространяется волнами. Расстояние между гребнями (самыми верхними точками) одной волны и следующей называется длиной волны. Волны с более высокими частотами приближаются друг к другу и, следовательно, имеют более короткие длины волн. Волны с более низкими частотами расходятся дальше друг от друга и, следовательно, имеют более длинные волны. Герцы — это единицы измерения частоты. Один герц определяется как один цикл в секунду. Итак, частота, измеренная на уровне 20 Гц, распространяется со скоростью 20 циклов (или волн) в секунду.

Большинство динамиков и наушников преобразуют электрические сигналы в звук, используя магнитное поле для очень быстрого перемещения гибкой диафрагмы вперед и назад. Эти вибрации создают звуковые волны, которые доходят до наших ушей. Скорость возникновения этих вибраций влияет на длину волны звуковых волн, и наши уши воспринимают эти разные частоты как звуки в разных диапазонах.

Вибрации, создающие звук с частотой 20 герц, очень низкие — это басовый рокот — и имеют длинную длину волны. Водитель вибрирует двадцать раз в секунду. Большая часть музыки и аудио воспроизводится в диапазоне от 80 до 150000 герц. На частоте 15000 герц из-за чрезвычайно короткой длины волны тон представляет собой высокий вой, как у детектора дыма.

У нас также есть разные стили динамиков — вуферы, среднечастотные и твитеры — которые предназначены для воспроизведения звука на определенных длинах волн.

Вы можете легко проверить свои колонки или наушники. Видео выше проходит через весь спектр звука от 20 Гц до 20 кГц. Обратите внимание, что в нижней и верхней части диапазона ваши динамики могут не воспроизводить звук, особенно если у них есть драйверы меньшего размера, например, динамик на основном корпусе вашего мобильного телефона. Вы можете протестировать его с разными наушниками и динамиками, чтобы увидеть, какие из них могут воспроизводить самый широкий диапазон звука.

Чем лучше диапазон ваших динамиков или наушников, тем более широкий спектр слышимого звука они могут воспроизвести. Некоторые из них могут быть выше или ниже стандартного диапазона 20 Гц-20 кГц, например 16 Гц-22 кГц. Но так ли это важно?

Если только ваш слух не особенно хорош, не совсем. Видите ли, диапазон человеческого слуха составляет около 20 Гц-20 кГц. Но это идеальный диапазон, охватывающий почти все население. Большинство младенцев смогут слышать этот полный диапазон, а некоторые люди могут слышать частоты немного выше или ниже. Но так же, как и зрение, ваша способность слышать ухудшается с возрастом, особенно для высокочастотных тонов. Если вам больше 25 или около того, вы, вероятно, не сможете слышать выше 18 000 герц — и меньше, если ваш слух был нарушен воздействием очень громких звуков.

Таким образом, вы можете тестировать свои динамики в течение всего дня, но вы не сможете отличить набор с диапазоном 20 Гц-20 кГц от набора с диапазоном 16 Гц-22 кГц, если ваши уши физически неспособны слышать самые высокие и низкие частоты. частоты. Это по-прежнему интересная статистика, и набор наушников или динамиков с более высоким частотным диапазоном, как правило, будет более качественным, чем наушники с более низким диапазоном, изготовленные из более совершенных компонентов и инженерных решений и обеспечивающие более точные и насыщенные тона для музыки и видео. Думайте об этом так, как вы думаете о мощности двигателя автомобиля: важная спецификация и то, что люди обычно хотят знать, даже если они вряд ли когда-нибудь будут использовать все 300 лошадиных сил на шоссе.

Обратите внимание, что этот диапазон касается тона или высоты звука, который вы слышите, а не громкости звука, который выражается в децибелах (дБ). Другой способ выразить способность выводить громкость — в электрических ваттах на драйвер или в общих ваттах для всех драйверов вместе взятых. Это не очень точно в отношении звука, но это хорошее сокращение для определения мощности динамиков.