Что такое амплитудно-частотная характеристика
Звуковая аппаратура характеризуется множеством различных параметров. Какой из них важнее? Чувствительность, искажение, коэффициент гармоник, импеданс? Нет, главный параметр – это амплитудно-частотная характеристика (АЧХ). Она отражает качество работы любого музыкального оборудования. Если у аппаратуры плохая АЧХ, то не стоит тратить время на изучение остальных параметров, какими привлекательными они не были бы. Данный показатель отражает отклонение частоты от громкости звука. Частота отображается в герцах, громкость в децибелах. Что касается человеческого организма. Слух здорового человека воспринимается звук с частотой от 20Гц до 20кГц. С возрастом, частотный диапазон смещается ближе к низким частотам. Помимо состояния здоровья и количества лет, частотный диапазон зависит и от половой принадлежности. Люди, работающие во вредных условиях труда с повышенным шумом, страдают ухудшением слуха. Такая же особенность наблюдается у меломанов, предпочитающих громко слушать любимые треки в наушниках.
Какой должна быть правильная АЧХ
При идеальных условиях зависимость АЧХ должна совпадать с прямой линией. То есть, отклонение частоты в зависимости от громкости звука должно быть линейным. Это означает, что высококачественная музыкальная аппаратура будет воспроизводить низкие, средние и высокие частоты одинокого хорошо и с линейной зависимостью от уровня громкости. Такое оборудование будет отличаться насыщенным, чистым и богатым звучанием. Данная характеристика позволяет увидеть отклонение громкости для каждого частотного диапазона. Музыкальная аппаратура отличается следующим диапазоном по качеству звучания:
± 1 дБ. Таким максимально допустимым отклонением АЧХ обладает качественная аппаратура.
± 3 дБ. Уже заметное отклонение, не выходящее за рамки допуска.
> 10 дБ. Значимое отклонение. Не получится добиться качественного звучания с таким высоким отклонением.
Шкала громкости аудиоаппаратуры обладает логарифмической зависимостью. Если уровень громкости увеличить на 10 дБ, то звук станет играть громче ровно в 2 раза. Большинство производителей музыкальной аппаратуры указывают в инструкции АЧХ. Если данный параметр не указан, то рекомендуется отказаться от покупки. В спецификации аппаратуры указывается частотный диапазон, внутри которого отклонение не превышает указанную величину. За пределами диапазона будет отклонение, которое также указывается в спецификации. Например, ± 3 дБ. Если на корпусе музыкальной системы указан диапазон от 40 Гц до 25 кГц с отклонением ± 3 дБ, то чистый звук будет доступен только внутри этого диапазона. За его пределами качество звучания будет хуже. Данная информация далеко не всегда передаст действительное качество звучания. С точностью определить АЧХ можно только по графику. Но как график правильно прочитать?
Как прочесть график АЧХ?
Линия амплитудно-частотной характеристики показывает разницу отклонения амплитуды во всем диапазоне частот не только выходного, но и входного сигнала. На аудио аппаратуру подаётся синусоидальный сигнал, при этом изменяется его частота, но не амплитуда. Горизонтальная шкала графика отображает частоту в Герцах, вертикальный – громкость в децибелах. При идеальных условиях зависимость АЧХ должна представлять собой прямую линию. На практике такого явления не бывает. Даже самая качественная аппаратура на графике АЧХ показывает колебания зависимости. При изучении графика, особое внимание нужно уделять отклонениям в линии зависимости. Чем неравномерное кривая, тем ниже качество звучания. В разных частотных диапазонах, обычно наблюдаются разные отклонения. Если происходят провалы в области низких частот, то будет снижаться качество баса. При возникновении резких пик получится гудящий звук. Провалы в области средних частот встречаются редко. Как правило, на всей качественной аппаратуре в этой области минимальные отклонения, а АЧХ представляет собой прямую линию. Провалы в области высоких частот приводят к невнятному воспроизведению музыки. Такой звук может обладать свистами и раздражать слушателя.
На некоторой аудиотехнике в характеристиках максимальное колебание составляет 13 дБ. Может показаться, что качество звучания будет на низком уровне. Это не всегда так. При достаточно большом отклонении линия АЧХ может быть достаточно ровной, без резких скачков. Обычно такими характеристиками обладают наушники среднего ценового диапазона. Для колонок такое отклонение недопустимо. Качественные усилители должны обладать АЧХ в пределах 1дБ. Качественные колонки, микрофоны и наушники обладают отклонением в 3 дБ. Что касается наушников вкладышей. Качество звучания, помимо АЧХ, зависит от правильности посадки наушника в ухе. На звучание также влияет материал и форма амбушюр. Как показывает практика, одни и те же наушники с разными амбушюрами звучат по-разному. Более высокое качество звучания у вспененного материала. У силикона качество звучания немного хуже.
Как правильно замерять АЧХ
Способы определения реальной АЧХ отличаются в зависимости от типа аудиоаппаратуры. Для наушников используется своя система замера. Для проверки качества звучания и определения АЧХ акустических необходимо выбрать подходящее помещение. Стены должны быть покрыты звукопоглощающими панелями для того, чтобы не было эха. Также замер АЧХ для колонок можно проводить на открытой площадке. Для изучения качества звучания наушников существуют специальные устройства. Качество замера АЧХ зависит от самого стенда, на котором установлено устройство. Качество звука зависит от самого стенда. В его спецификации производитель должен указать максимальное отклонение АЧХ. Самый объективный тест – это сравнение различных моделей наушников на одной и той же стойке. Редко кто занимается комплексной проверкой наушников, используя оборудование одной модели. Как правило, это независимые эксперты, публикующие результаты испытания на сайтах и видео блогах.
Как происходит замер АЧХ на усилителях
Основной параметр любого музыкального усилителя заключается в коэффициенте усиления. Большинство качественных моделей характеризуются ровной АЧХ в диапазоне средних частот. Допустимое отклонение на графике АЧХ можно увидеть только в областях высоких и низких частот. В этих областях мощность на выходе усилителя снижается в 2-2,5 раза. Эти области называются областями 50% мощности. У действительно качественного усилителя полоса АЧХ должна быть равномерной и широкой.
Заключение
Многие производители указывают хорошие АЧХ своей продукции только в качестве маркетингового хода. Как говорилось в начале статьи, АЧХ это самый главный параметр, влияющий на качество звучания. Но не стоит верить тому, что написано в спецификации производителя. Реальную АЧХ можно найти на различных интернет ресурсах, где проводятся независимые испытания аудиотехники. Для самостоятельного изучения качества звучания необходимо научиться правильно расшифровывать АЧХ. Тогда сможете найти для себя действительно подходящую аппаратуру.