Има ли средно високи честоти в аудио диапазона? За диапазона от честоти, които човешкото ухо чува

Човекът наистина е най-интелигентното от животните, обитаващи планетата. Въпреки това, нашият ум често ни лишава от превъзходство в такива способности като възприемане на околната среда чрез обоняние, слух и други сетивни усещания. По този начин повечето животни са далеч пред нас, когато става дума за техния слухов диапазон. Обхватът на човешкия слух е диапазонът от честоти, които могат да бъдат възприети човешко ухо. Нека се опитаме да разберем как човешкото ухо работи по отношение на звуковото възприятие.

Обхват на човешкия слух при нормални условия

Средно човешкото ухо може да открие и различи звукови вълни в диапазона от 20 Hz до 20 kHz (20 000 Hz). Въпреки това, с напредване на възрастта, слуховият обхват на човек намалява, по-специално, горната му граница намалява. При по-възрастните хора той обикновено е много по-нисък, отколкото при младите хора, като бебетата и децата имат най-високи слухови способности. Слуховото възприятие на високите честоти започва да се влошава от осемгодишна възраст.

Човешки слух при идеални условия

В лабораторията обхватът на слуха на човек се определя с помощта на аудиометър, който излъчва звукови вълни с различни честоти, и съответно настроени слушалки. Такива идеални условияЧовешкото ухо може да разпознае честоти в диапазона от 12 Hz до 20 kHz.

Диапазон на слуха при мъже и жени

Има значителна разлика между обхвата на слуха на мъжете и жените. Установено е, че жените са по-чувствителни към високите честоти в сравнение с мъжете. Възприемането на ниските честоти е горе-долу на едно и също ниво при мъжете и жените.

Различни скали за указване на обхвата на слуха

Въпреки че честотната скала е най-разпространената скала за измерване на обхвата на човешкия слух, тя също често се измерва в паскали (Pa) и децибели (dB). Измерването в паскали обаче се счита за неудобно, тъй като тази единица включва работа с много големи числа. Един микропаскал е разстоянието, изминато от звукова вълна по време на вибрация, което е равно на една десета от диаметъра на водороден атом. Звуковите вълни преминават на много по-голямо разстояние в човешкото ухо, което затруднява определянето на обхвата на човешкия слух в паскали.

Повечето мек звук, което може да бъде разпознато от човешкото ухо, е приблизително 20 μPa. Децибелната скала е по-лесна за използване, тъй като е логаритмична скала, която директно препраща към скалата Pa. Взема се 0 dB (20 µPa) като референтна точка и след това продължава да компресира тази скала за налягане. Така 20 милиона µPa се равняват само на 120 dB. Оказва се, че обхватът на човешкото ухо е 0-120 dB.

Обхватът на слуха варира значително от човек на човек. Следователно, за да откриете загуба на слуха, най-добре е да измерите обхвата на чуваемите звуци по отношение на референтна скала, а не по отношение на конвенционална стандартизирана скала. Тестовете могат да се извършват с помощта на сложни инструменти за диагностика на слуха, които могат точно да определят степента и да диагностицират причините за загубата на слуха.

Относно секцията

Този раздел съдържа статии, посветени на явления или версии, които по един или друг начин могат да бъдат интересни или полезни за изследователите на необяснимото.
Статиите са разделени на категории:
Информационен.Те съдържат полезна информация за изследователи от различни области на знанието.
Аналитичен.Те включват анализ на натрупаната информация за версии или явления, както и описания на резултатите от проведени експерименти.
Технически.Те натрупват информация за технически решения, които могат да бъдат използвани в областта на изучаването на необясними факти.
Техники.Съдържат описания на методите, използвани от членовете на групата при изследване на факти и изучаване на явления.
Медия.Съдържа информация за отразяването на явления в развлекателната индустрия: филми, анимационни филми, игри и др.
Известни погрешни схващания.Разкрития на известни необясними факти, събрани включително от източници на трети страни.

Тип артикул:

Информация

Особености на човешкото възприятие. Слух

Звукът е вибрации, т.е. периодични механични смущения в еластични среди - газообразни, течни и твърди. Такова смущение, което представлява някаква физическа промяна в средата (например промяна в плътността или налягането, изместване на частици), се разпространява в нея под формата на звукова вълна. Звукът може да не се чува, ако честотата му е извън чувствителността на човешкото ухо или ако преминава през среда, като твърдо вещество, която не може да има директен контактс ухото, или енергията му бързо се разсейва в околната среда. По този начин процесът на възприемане на звука, който е обичаен за нас, е само едната страна на акустиката.

Звукови вълни

Звукова вълна

Звуковите вълни могат да служат като пример за колебателен процес. Всяко колебание е свързано с нарушаване на равновесното състояние на системата и се изразява в отклонението на нейните характеристики от равновесните стойности с последващо връщане към първоначалната стойност. За звукови вибрацииТази характеристика е налягането в точка на средата, а нейното отклонение е звуковото налягане.

Помислете за дълга тръба, пълна с въздух. В него в левия край се вкарва бутало, което приляга плътно към стените. Ако буталото се премести рязко надясно и спре, въздухът в непосредствена близост до него ще се компресира за момент. След това сгъстеният въздух ще се разшири, изтласквайки въздуха в съседство с него надясно и зоната на компресия, първоначално създадена близо до буталото, ще се движи през тръбата с постоянна скорост. Тази компресионна вълна е звуковата вълна в газа.
Тоест, рязкото изместване на частици от еластична среда на едно място ще увеличи налягането на това място. Благодарение на еластичните връзки на частиците, налягането се предава на съседните частици, които от своя страна действат върху следващите и площта високо кръвно наляганесякаш се движат в еластична среда. Област на високо налягане е последвана от област на ниско налягане и по този начин се образуват серия от редуващи се области на компресия и разреждане, разпространяващи се в средата под формата на вълна. Всяка частица от еластичната среда в този случай ще извършва осцилаторни движения.

Звуковата вълна в газ се характеризира със свръхналягане, свръхплътност, изместване на частиците и тяхната скорост. За звуковите вълни тези отклонения от равновесните стойности винаги са малки. По този начин свръхналягането, свързано с вълната, е много по-малко от статичното налягане на газа. В противен случай имаме работа с друго явление - ударна вълна. В звукова вълна, съответстваща на нормална реч, свръхналягането е само около една милионна от атмосферното налягане.

Важното е, че веществото не се отнася от звуковата вълна. Вълната е само временно смущение, преминаващо през въздуха, след което въздухът се връща в равновесно състояние.
Вълновото движение, разбира се, не е уникално за звука: светлината и радиосигналите се разпространяват под формата на вълни и всеки е запознат с вълните на повърхността на водата.

По този начин звукът в широк смисъл е еластични вълни, които се разпространяват в някаква еластична среда и създават механични вибрации в нея; в тесен смисъл, субективното възприемане на тези вибрации от специалните сетивни органи на животните или хората.
Както всяка вълна, звукът се характеризира с амплитуда и честотен спектър. Обикновено човек чува звуци, предавани по въздуха в честотния диапазон от 16-20 Hz до 15-20 kHz. Звук под обхвата на човешката чуваемост се нарича инфразвук; по-високи: до 1 GHz, - ултразвук, от 1 GHz - хиперзвук. Сред звуковите звуци трябва да подчертаем фонетичните, речеви звуци и фонеми (които съставляват говорима реч) и музикални звуци (които съставляват музика).

Надлъжните и напречните звукови вълни се различават в зависимост от съотношението на посоката на разпространение на вълната и посоката на механичните вибрации на частиците на средата за разпространение.
В течни и газообразни среди, където няма значителни колебания в плътността, акустичните вълни са надлъжни по природа, т.е. посоката на вибрациите на частиците съвпада с посоката на движение на вълната. IN твърди вещества, в допълнение към надлъжните деформации възникват и еластични деформации на срязване, причиняващи възбуждане на напречни (срязващи) вълни; в този случай частиците осцилират перпендикулярно на посоката на разпространение на вълната. Скоростта на разпространение на надлъжните вълни е много по-голяма от скоростта на разпространение на срязващите вълни.

Въздухът не е еднакъв за звук навсякъде. Известно е, че въздухът е постоянно в движение. Скоростта на движението му в различните слоеве не е еднаква. В слоеве близо до земята въздухът влиза в контакт с нейната повърхност, сгради, гори и следователно скоростта му тук е по-малка, отколкото на върха. Поради това звуковата вълна не се движи еднакво бързо отгоре и отдолу. Ако движението на въздуха, т.е. вятърът, е спътник на звука, тогава в горните слоеве на въздуха вятърът ще управлява звуковата вълна по-силно, отколкото в долните слоеве. Когато има насрещен вятър, звукът отгоре се разпространява по-бавно, отколкото отдолу. Тази разлика в скоростта влияе върху формата на звуковата вълна. В резултат на изкривяването на вълната звукът не се разпространява право. При попътен вятър линията на разпространение на звуковата вълна се огъва надолу, а при попътен вятър се извива нагоре.

Друга причина за неравномерното разпространение на звука във въздуха. Това - различна температураотделните му слоеве.

Неравномерно нагрятите слоеве въздух, подобно на вятъра, променят посоката на звука. През деня звуковата вълна се извива нагоре, защото скоростта на звука в долните, по-горещи слоеве е по-голяма, отколкото в горните слоеве. Вечер, когато земята, а с нея и близките слоеве въздух, бързо се охлаждат, горните слоеве стават по-топли от долните, скоростта на звука в тях е по-голяма и линията на разпространение на звуковите вълни се огъва надолу. Ето защо, вечер, неочаквано, можете да чуете по-добре.

Когато наблюдавате облаците, често можете да забележите как на различни височини те се движат не само с различна скорост, но понякога и в различни посоки. Това означава, че вятърът на различни височини от земята може да има различни скорости и посоки. Формата на звуковата вълна в такива слоеве също ще се променя от слой на слой. Нека например звукът идва срещу вятъра. В този случай линията на разпространение на звука трябва да се огъне и да върви нагоре. Но ако слой бавно движещ се въздух попадне на пътя му, той отново ще промени посоката си и може отново да се върне на земята. Тогава в пространството от мястото, където вълната се издига във височина до мястото, където се връща към земята, се появява „зона на тишина“.

Органи на звуково възприятие

Слух - способност биологични организмивъзприема звуците със слуховите органи; специална функция на слуховия апарат, възбуждана от звукови вибрации заобикаляща среда, например въздух или вода. Едно от петте биологични сетива, наричано още акустично възприятие.

Човешкото ухо възприема звукови вълни с дължина приблизително от 20 m до 1,6 cm, което съответства на 16 - 20 000 Hz (колебания в секунда), когато вибрациите се предават във въздуха, и до 220 kHz, когато звукът се предава през костите на черепа. Тези вълни имат важно биологично значение, например звукови вълни в диапазона 300-4000 Hz съответстват на човешкия глас. Звуци над 20 000 Hz са от малко практическо значение, тъй като се забавят бързо; вибрации под 60 Hz се възприемат чрез усещането за вибрации. Диапазонът от честоти, които човек може да чуе, се нарича слухов или звуков диапазон; Повече ▼ високи честотисе наричат ​​ултразвук, а по-ниските се наричат ​​инфразвук.
Способността за разграничаване на звуковите честоти зависи до голяма степен от индивида: неговата възраст, пол, предразположеност към слухови заболявания, обучение и слухова умора. Индивидите са способни да възприемат звук до 22 kHz и вероятно по-високи.
Човек може да различи няколко звука едновременно поради факта, че в кохлеята може да има няколко стоящи вълни едновременно.

Ухото е сложен вестибуларно-слухов орган, който изпълнява две функции: възприема звуковите импулси и отговаря за положението на тялото в пространството и способността за поддържане на равновесие. Това е сдвоен орган, който се намира в темпоралните кости на черепа, ограничен отвън от ушите.

Органът на слуха и равновесието е представен от три части: външно, средно и вътрешно ухо, всяка от които изпълнява свои специфични функции.

Външното ухо се състои от ушна мида и външен слухов канал. Ушната мида е еластичен хрущял със сложна форма, покрит с кожа, неговата Долна част, наречен лоб, - кожна гънка, който се състои от кожа и мастна тъкан.
Ушната мида в живите организми работи като приемник на звукови вълни, които след това се предават на вътрешна частслухов апарат. Стойността на ушната мида при хората е много по-малка, отколкото при животните, така че при хората тя е практически неподвижна. Но много животни, като движат ушите си, са в състояние да определят местоположението на източника на звук много по-точно от хората.

Гънките на човешката ушна мида въвеждат малки честотни изкривявания в звука, влизащ в ушния канал, в зависимост от хоризонталната и вертикалната локализация на звука. Така мозъкът получава допълнителна информация, за да изясни местоположението на източника на звук. Този ефект понякога се използва в акустиката, включително за създаване на усещане за съраунд звук при използване на слушалки или слухови апарати.
Функцията на ушната мида е да улавя звуци; неговото продължение е хрущялът на външния слухов канал, чиято дължина е средно 25-30 mm. Хрущялната част на слуховия канал преминава в костта, а целият външен слухов канал е покрит с кожа, съдържаща мастни и серни жлези, които са модифицирани потни жлези. Този проход завършва сляпо: той е отделен от средното ухо от тъпанчето. Звуковите вълни, уловени от ушната мида, удрят тъпанчеи го кара да се колебае.

От своя страна вибрациите от тъпанчето се предават към средното ухо.

Средно ухо
Основната част на средното ухо е тъпанчева кухина- малко пространство с обем около 1 cm³, разположено в темпоралната кост. Слуховите костици са три: чука, накрайник и стреме - те предават звуковите вибрации от външното към вътрешното ухо, като едновременно с това ги усилват.

Слуховите костици, като най-малките фрагменти от човешкия скелет, представляват верига, която предава вибрации. Дръжката на чука е плътно слята с тъпанчето, главата на чука е свързана с инкуса, а той от своя страна с дългия си израстък е свързан със стремето. Основата на стремето затваря прозореца на вестибюла, като по този начин се свързва с вътрешното ухо.
Кухината на средното ухо е свързана с назофаринкса чрез евстахиевата тръба, чрез която се изравнява средното налягане на въздуха вътре и извън тъпанчето. Когато външното налягане се промени, ушите понякога се запушват, което обикновено се разрешава чрез рефлексивно прозяване. Опитът показва, че задръстванията на ушите се решават още по-ефективно чрез преглъщане или издухване в стиснат нос в този момент.

Вътрешно ухо
От трите отдела на органа на слуха и равновесието най-сложният е вътрешно ухо, който поради сложната си форма се нарича лабиринт. Костният лабиринт се състои от преддверие, кохлея и полукръгли канали, но само кохлеята, пълна с лимфна течност, е пряко свързана със слуха. Вътре в кохлеята има мембранен канал, също пълен с течност, на долната стена на който има рецепторен апарат на слуховия анализатор, покрит с космени клетки. Космените клетки отчитат вибрациите на течността, изпълваща канала. Всяка космена клетка е настроена на определена звукова честота, като клетките са настроени на ниски честоти, разположени в горната част на кохлеята, и високи честоти, настроени на клетки в долната част на кохлеята. Когато космените клетки умират от възрастта или по други причини, човек губи способността да възприема звуци със съответните честоти.

Граници на възприятието

Човешкото ухо номинално чува звуци в диапазона от 16 до 20 000 Hz. Горната граница има тенденция да намалява с възрастта. Повечето възрастни не могат да чуят звуци над 16 kHz. Самото ухо не реагира на честоти под 20 Hz, но те могат да бъдат усетени чрез сетивата за допир.

Обхватът на силата на възприеманите звуци е огромен. Но тъпанчето в ухото е чувствително само към промени в налягането. Нивото на звуково налягане обикновено се измерва в децибели (dB). Долният праг на чуваемост се определя като 0 dB (20 микропаскала), а дефиницията на горната граница на чуваемост се отнася по-скоро до прага на дискомфорт и след това до увреждане на слуха, сътресение и т.н. Тази граница зависи от това колко дълго слушаме звукът. Ухото може да понесе краткотрайни увеличения на звука до 120 dB без последствия, но дългосрочното излагане на звуци над 80 dB може да причини загуба на слуха.

По-внимателни изследвания на долната граница на слуха показват, че минималният праг, при който звукът остава чуваем, зависи от честотата. Тази графика се нарича абсолютен праг на слуха. Средно той има област на най-голяма чувствителност в диапазона от 1 kHz до 5 kHz, въпреки че чувствителността намалява с възрастта в диапазона над 2 kHz.
Съществува и начин за възприемане на звук без участието на тъпанчето - така нареченият микровълнов слухов ефект, когато модулирано излъчване в микровълновия диапазон (от 1 до 300 GHz) засяга тъканта около кохлеята, карайки човек да възприема различни звуци.
Понякога човек може да чуе звуци в нискочестотната област, въпреки че в действителност не е имало звуци с тази честота. Това се случва, защото вибрациите на базиларната мембрана в ухото не са линейни и в нея могат да възникнат вибрации с разлика в честотата между две по-високи честоти.

Синестезия

Едно от най-необичайните психоневрологични явления, при което видът на стимула и видът на усещанията, които човек изпитва, не съвпадат. Синестетическото възприятие се изразява във факта, че в допълнение към обикновените качества могат да възникнат допълнителни, по-прости усещания или устойчиви „елементарни“ впечатления - например цвят, мирис, звуци, вкусове, качества на текстурирана повърхност, прозрачност, обем и форма, място в пространството и други качества, които не се приемат чрез сетивата, а съществуват само под формата на реакции. Такива допълнителни качества могат или да възникнат като изолирани сетивни впечатления, или дори да се проявят физически.

Има например слухова синестезия. Това е способността на някои хора да "чуват" звуци, когато наблюдават движещи се обекти или светкавици, дори и да не са придружени от действителни звукови явления.
Трябва да се има предвид, че синестезията е по-скоро психоневрологична особеност на човек и не е психично разстройство. Това възприемане на околния свят може да се почувства обикновен човекчрез употребата на определени лекарства.

Все още няма обща теория за синестезията (научно доказана, универсална идея за нея). В момента има много хипотези и се провеждат много изследвания в тази област. Вече се появиха оригинални класификации и сравнения и се появиха определени строги модели. Например, ние, учените, вече сме открили, че синестетите имат специален характер на внимание - сякаш „предсъзнателно“ - към онези явления, които причиняват синестезия в тях. Синестетите имат малко по-различна мозъчна анатомия и коренно различно активиране на мозъка към синестетични „стимули“. И изследователи от Оксфордския университет (Великобритания) проведоха серия от експерименти, по време на които установиха, че причината за синестезията може да са свръхвъзбудими неврони. Единственото нещо, което може да се каже със сигурност е, че такова възприятие се получава на ниво мозъчна функция, а не на ниво първично възприемане на информация.

Заключение

Вълните на налягане преминават през външното ухо, тъпанчето и костичките на средното ухо, за да достигнат пълното с течност вътрешно ухо с форма на кохлеар. Течността, осцилираща, удря мембрана, покрита с малки косми, реснички. Синусоидалните компоненти на сложен звук причиняват вибрации в различни части на мембраната. Ресничките, които вибрират заедно с мембраната, възбуждат ресничките, свързани с тях. нервни влакна; в тях се появяват поредица от импулси, в които честотата и амплитудата на всеки компонент на сложна вълна са „кодирани“; тези данни се предават електрохимично на мозъка.

От целия спектър от звуци основно се отличава звуковият диапазон: от 20 до 20 000 херца, инфразвук (до 20 херца) и ултразвук - от 20 000 херца и повече. Човек не може да чуе инфразвуците и ултразвуците, но това не означава, че те не му влияят. Известно е, че инфразвуците, особено под 10 херца, могат да повлияят на човешката психика и да причинят депресивни състояния. Ултразвуците могат да причинят астено-вегетативни синдроми и др.
Чуваемата част от звуковия диапазон се разделя на нискочестотни звуци - до 500 херца, средночестотни - 500-10 000 херца и високочестотни - над 10 000 херца.

Това разделение е много важно, тъй като човешкото ухо не е еднакво чувствително към различни звуци. Ухото е най-чувствително към сравнително тесен диапазон от звуци със средна честота от 1000 до 5000 херца. За звуци с по-ниска и по-висока честота чувствителността пада рязко. Това води до факта, че човек е в състояние да чува звуци с енергия около 0 децибела в средночестотния диапазон и да не чува нискочестотни звуци от 20-40-60 децибела. Тоест звуци с еднаква енергия в средночестотния диапазон могат да се възприемат като силни, но в нискочестотния диапазон като тихи или изобщо да не се чуват.

Тази особеност на звука не е формирана от природата случайно. Звуците, необходими за неговото съществуване: реч, звуци от природата, са предимно в средночестотния диапазон.
Възприемането на звуци е значително нарушено, ако в същото време се чуват други звуци, шумове, подобни по честота или хармоничен състав. Това означава, от една страна, че човешкото ухо не възприема добре нискочестотните звуци, а от друга страна, ако в стаята има външен шум, тогава възприемането на такива звуци може да бъде допълнително нарушено и изкривено.

Партньорски материал

Въведение

Едно от петте сетива достъпни за човека, - слух. С негова помощ чуваме света около нас.

Повечето от нас имат звуци, които си спомнят от детството. За някои това са гласовете на семейството и приятелите, или скърцането на дървените дъски в къщата на баба, или може би това е звукът на колелата на влака на железопътната линия, която е наблизо. Всеки ще има своя собствена.

Как се чувствате, когато чуете или си спомните звуци, познати от детството? Радост, носталгия, тъга, топлина? Звукът може да предава емоции, настроение, да насърчава действие или, обратно, да успокоява и отпуска.

Освен това звукът се използва в различни области. човешки живот– в медицината, в обработката на материали, в дълбоководните изследвания и много, много други.

Освен това, от гледна точка на физиката, това е просто природен феномен - вибрации на еластична среда, което означава, че като всеки природен феномен, звукът има характеристики, някои от които могат да бъдат измерени, други могат само да бъдат чути.

При избора на музикално оборудване, четейки рецензии и описания, често срещаме голям брой същите тези характеристики и термини, които авторите използват без подходящо пояснение и обяснение. И ако някои от тях са ясни и очевидни за всички, то други нямат смисъл за неподготвен човек. Така решихме на прост езикви разкажа за тези неразбираеми и сложни на пръв поглед думи.

Ако си спомняте вашето запознанство с преносим звук, то започна доста отдавна и това беше този касетофон, подарен ми от родителите ми за Нова година.

Понякога дъвчеше филма, а после трябваше да го разплита с кламери и силни думи. Той поглъщаше батерии с апетит, на който би завидял Робин Бобин Барабек (който погълна четиридесет души), а оттам и моите, по онова време, много оскъдни спестявания на обикновен ученик. Но всички неудобства бледнеят в сравнение с основното предимство - играчът даде неописуемо усещане за свобода и радост! Така че се „разболях“ от звук, който можех да взема със себе си.

Но ще съгреша срещу истината, ако кажа, че оттогава винаги съм бил неразделен с музиката. Имаше периоди, когато не оставаше време за музика, когато приоритетът беше съвсем друг. През цялото това време обаче се опитвах да съм в крак с това, което се случва в света на преносимото аудио и, така да се каже, да държа пръста си на пулса.

Когато се появиха смартфоните, се оказа, че тези мултимедийни процесори могат не само да провеждат разговори и да обработват огромни количества данни, но, което беше много по-важно за мен, да съхраняват и възпроизвеждат огромни количества музика.

Първият път, когато се пристрастих към „телефонния“ звук, беше, когато слушах звука на един от музикалните смартфони, който използваше най-модерните компоненти за обработка на звук по това време (преди това, признавам, не взех смартфона сериозно като устройство за слушане на музика). Много исках този телефон, но не можех да си го позволя. В същото време започнах да следя моделната гама на тази компания, която се утвърди в очите ми като производител на висококачествен звук, но се оказа, че пътищата ни постоянно се разминават. Оттогава притежавам различно музикално оборудване, но не спирам да търся наистина музикален смартфон, който с право да носи такова име.

Характеристики

Сред всички характеристики на звука, един професионалист може веднага да ви зашемети с дузина дефиниции и параметри, на които според него определено, добре, абсолютно трябва да обърнете внимание и, не дай си Боже, някой параметър няма да бъде взет под внимание - неприятности...

Веднага ще кажа, че не съм привърженик на този подход. В края на краищата обикновено избираме оборудване не за „международно аудиофилско състезание“, а за нашите близки, за душата.

Всички сме различни и всички ценим нещо различно като звук. Някои хора харесват звука „по-прост“, други, напротив, чист и прозрачен; за някои определени параметри ще бъдат важни, а за други съвсем различни. Всички параметри еднакво важни ли са и кои са те? Нека да го разберем.

Сблъсквали ли сте се с факта, че някои слушалки свирят на телефона ви толкова много, че трябва да ги намалите, докато други, напротив, ви принуждават да увеличите силата на звука до пълна и все още не е достатъчно?

В преносимата технология съпротивлението играе важна роля за това. Често по стойността на този параметър можете да разберете дали обемът ще ви бъде достатъчен.

Съпротива

Измерва се в ома (ома).

Георг Симон Ом - немски физик, извел и експериментално потвърдил закон, изразяващ връзката между силата на тока във веригата, напрежението и съпротивлението (известен като Закон на Ом).

Този параметър се нарича още импеданс.

Стойността почти винаги е посочена на кутията или в инструкциите за оборудването.

Има мнение, че слушалките с висок импеданс свирят тихо, а слушалките с нисък импеданс свирят силно, а за слушалки с висок импеданс се нуждаете от по-мощен източник на звук, но за слушалки с нисък импеданс е достатъчен смартфон. Често можете да чуете и израза - не всеки играч ще може да „изпомпва“ тези слушалки.

Не забравяйте, че слушалките с нисък импеданс ще звучат по-силно от същия източник. Въпреки че от гледна точка на физиката това не е съвсем вярно и има нюанси, това всъщност е най-простият начин да се опише стойността на този параметър.

За преносимо оборудване (преносими плейъри, смартфони) най-често се произвеждат слушалки с импеданс от 32 ома и по-малко, но трябва да се има предвид, че за различни видовеслушалките ще се считат за ниски, тъй като имат различни импеданси. Така че за пълноразмерни слушалки импеданс до 100 ома се счита за нисък импеданс, а над 100 ома се счита за висок импеданс. За слушалки за поставяне в ушите (тапи или тапи) стойност на съпротивление до 32 ома се счита за нисък импеданс, а над 32 ома се счита за висок импеданс. Ето защо, когато избирате слушалки, обърнете внимание не само на самата стойност на съпротивлението, но и на вида на слушалките.

важно: колкото по-висок е импедансът на слушалките, толкова по-ясен ще бъде звукът и толкова по-дълго плейърът или смартфонът ще работят в режим на възпроизвеждане, т.к. Слушалките с висок импеданс консумират по-малко ток, което от своя страна означава по-малко изкривяване на сигнала.

Честотна характеристика (амплитудно-честотна характеристика)

Често при обсъждане на конкретно устройство, било то слушалки, високоговорители или автомобилен субуфер, можете да чуете характеристиката „помпи/не помпа“. Можете да разберете дали дадено устройство например ще „изпомпва“ или е по-подходящо за любители на вокала, без да го слушате.

За да направите това, просто намерете неговата честотна характеристика в описанието на устройството.

Графиката ви позволява да разберете как устройството възпроизвежда други честоти. Освен това, колкото по-малко са разликите, толкова по-точно оборудването може да предаде оригиналния звук, което означава, че звукът ще бъде по-близо до оригинала.

Ако няма ясно изразени „гърбици“ в първата трета, тогава слушалките не са много „басови“, но ако напротив, тогава те ще „изпомпват“, същото важи и за други части на честотната характеристика.

По този начин, гледайки честотната характеристика, можем да разберем какъв тембрален/тонален баланс има оборудването. От една страна, може би си мислите, че правата линия ще се счита за идеалния баланс, но вярно ли е това?

Нека се опитаме да го разберем по-подробно. Случва се така, че човек използва предимно средни честоти (СЧ) за комуникация и съответно най-добре различава точно тази честотна лента. Ако направите устройство с "перфектен" баланс под формата на права линия, страхувам се, че няма да ви хареса много да слушате музика на такова оборудване, тъй като най-вероятно високите и ниските честоти няма да звучат толкова добре, колкото средите. Решението е да търсите своя баланс, като се съобразявате физиологични характеристикиза целите на слуха и оборудването. Има един баланс за глас, друг за класическа музика и трети за танцова музика.

Графиката по-горе показва баланса на тези слушалки. Ниските и високите честоти са по-силно изразени, за разлика от средните честоти, които са по-малко, което е характерно за повечето продукти. Наличието на „гърбица“ при ниски честоти обаче не означава непременно качеството на тези много ниски честоти, тъй като те могат да се появят, макар и в големи количества, но с лошо качество - мърморене, бръмчене.

Крайният резултат ще бъде повлиян от много параметри, като се започне от това колко добре е изчислена геометрията на кутията и завършва с това от какви материали са направени конструктивните елементи, и често можете да разберете само като слушате слушалките.

За да имате приблизителна представа колко високо качество ще бъде звукът ни преди слушане, след честотната характеристика трябва да обърнете внимание на такъв параметър като коефициента на хармонично изкривяване.

Коефициент на хармонично изкривяване

Всъщност това е основният параметър, който определя качеството на звука. Единственият въпрос е какво е качеството за вас. Например добре познатите слушалки Beats by Dr. Dre при 1kHz имат коефициент на хармонично изкривяване почти 1,5% (над 1,0% се смята за доста посредствен резултат). В същото време, колкото и да е странно, тези слушалки са популярни сред потребителите.

Препоръчително е да знаете този параметър за всяка конкретна честотна група, тъй като за различни честотиПриемливите стойности варират. Например, за ниски честоти 10% могат да се считат за приемлива стойност, но за високи честоти не повече от 1%.

Не всички производители обичат да посочват този параметър на своите продукти, тъй като, за разлика от същия обем, е доста трудно да се спазва. Ето защо, ако избраното от вас устройство има подобна графика и в него виждате стойност не повече от 0,5%, трябва да погледнете по-отблизо това устройство - това е много добър показател.

Вече знаем как да изберем слушалки/високоговорители, които ще свирят по-силно на вашето устройство. Но откъде знаеш колко силно ще свирят?

За това има параметър, за който най-вероятно сте чували повече от веднъж. Това е любимо на нощните клубове за използване в техните рекламни материали, за да покажат колко шумно ще бъде партито. Този параметър се измерва в децибели.

Чувствителност (сила на звука, ниво на шум)

Децибелът (dB), единица за интензитет на звука, е кръстен на Александър Греъм Бел.

Александър Греъм Бел - учен, изобретател и бизнесмен от шотландски произход, един от основателите на телефонията, основател на Bell Labs (бивша Bell Telephone Company), която определя всичко по-нататъчно развитиетелекомуникационна индустрия в САЩ.

Този параметър е неразривно свързан със съпротивлението. Ниво от 95-100 dB се счита за достатъчно (всъщност това е много).

Например, рекордът за сила на звука беше поставен от Kiss на 15 юли 2009 г. на концерт в Отава. Силата на звука беше 136 dB. Според този параметър групата Kiss надмина редица известни конкуренти, включително групи като The Who, Metallica и Manowar.

В същото време неофициалният рекорд принадлежи на американеца ЕкипътЛебеди. Според непотвърдени доклади, на няколко концерта на тази група звукът е достигнал обем от 140 dB.

Ако искате да повторите или надминете този рекорд, не забравяйте, че силен звук може да се счита за нарушение на обществения ред - за Москва, например, стандартите предвиждат ниво на звука, еквивалентно на 30 dBA през нощта, 40 dBA през деня , максимално - 45 dBA през нощта, 55 dBA през деня.

И ако обемът е повече или по-малко ясен, тогава следващият параметър не е толкова лесен за разбиране и проследяване, колкото предишните. Става дума за динамичен диапазон.

Динамичен диапазон

По същество това е разликата между най-силните и най-тихите звуци без изрязване (претоварване).

Всеки, който някога е бил на модерно кино, е изпитал какво е широк динамичен диапазон. Това е самият параметър, благодарение на който чувате например звука на изстрел в цялата му слава и шумоленето на ботушите на снайпериста, пълзящ по покрива, който е изстрелял този изстрел.

По-голям диапазон за вашето оборудване означава голямо количествозвуци, които вашето устройство може да предава без загуба.

Оказва се, че не е достатъчно да предадеш възможно най-широкия динамичен диапазон, трябва да успееш да го направиш по такъв начин, че всяка честота да се чува не просто, а с високо качество. Това е отговорно за един от онези параметри, които почти всеки може лесно да оцени, когато слуша висококачествен запис на оборудването, което го интересува. Става дума за подробности.

Детайлиране

Това е способността на оборудването да разделя звука по честота - ниска, средна, висока (LF, MF, HF).

Именно този параметър определя колко ясно ще се чуват отделните инструменти, колко детайлна ще бъде музиката и дали ще се превърне в просто смесица от звуци.

Въпреки това, дори и с най-добрите детайли, различното оборудване може да осигури напълно различно слушане.

Зависи от уменията на оборудването локализиране на източници на звук.

В прегледите на музикалното оборудване този параметър често се разделя на два компонента - стерео панорама и дълбочина.

Стерео панорама

В рецензиите тази настройка обикновено се описва като широка или тясна. Нека да разберем какво е то.

От името става ясно, че говорим за ширината на нещо, но какво?

Представете си, че седите (стоите) на концерт на любимата си група или изпълнител. А инструментите са поставени в определен ред на сцената пред вас. Някои са по-близо до центъра, други по-далеч.

Въведени? Нека започнат да играят.

Сега затворете очи и се опитайте да различите къде се намира този или онзи инструмент. Мисля, че можете да направите това без затруднения.

Ами ако инструментите са поставени пред вас в една линия, един след друг?

Да доведем ситуацията до абсурд и да приближим инструментите един до друг. И... да сложим тромпетиста на пианото.

Мислите ли, че ще ви хареса този звук? Ще можете ли да разберете кой инструмент къде е?

Последните две опции най-често могат да бъдат чути в нискокачествено оборудване, чийто производител не се интересува какъв звук произвежда неговият продукт (както показва практиката, цената изобщо не е показател).

Висококачествените слушалки, високоговорители и музикални системи трябва да могат да изградят правилната стерео панорама в главата ви. Благодарение на това, когато слушате музика чрез добро оборудване, можете да чуете къде се намира всеки инструмент.

Въпреки това, дори със способността на оборудването да създава великолепна стерео панорама, такъв звук все още ще се чувства неестествен, плосък поради факта, че в живота ние възприемаме звука не само в хоризонталната равнина. Следователно, не по-малко важен е такъв параметър като дълбочината на звука.

Дълбочина на звука

Да се ​​върнем към нашия измислен концерт. Ще преместим пианиста и цигуларя малко по-навътре в нашата сцена, а китариста и саксофониста ще поставим малко по-напред. Вокалистът ще заеме полагащото му се място пред всички инструменти.

Чухте ли това на вашето музикално оборудване?

Поздравления, вашето устройство може да създаде пространствен звуков ефект чрез синтеза на панорама от въображаеми звукови източници. Казано по-просто, вашето оборудване има добра локализация на звука.

Ако не говорим за слушалки, тогава този проблем се решава доста просто - използват се няколко излъчвателя, разположени наоколо, което ви позволява да разделите източниците на звук. Ако говорим за вашите слушалки и можете да чуете това в тях, поздравления за втори път, имате много добри слушалки по този параметър.

Вашето оборудване има широк динамичен диапазон, перфектно е балансирано и успешно локализира звука, но готово ли е за резки промени в звука и бързо нарастване и спадане на импулси?

Как е нейната атака?

Атака

От името, на теория, става ясно, че това е нещо бързо и неизбежно, като удара на батерия Катюша.

Но сериозно, ето какво ни казва Уикипедия за това: Звуковата атака е първоначалният импулс за производство на звук, необходим за образуването на звуци при свирене на музикален инструмент или при пеене на вокални части; някои нюансирани характеристики на различни методи за производство на звук, удари на изпълнение, артикулация и фразиране.

Ако се опитате да преведете това на ясен език, тогава това е скоростта на нарастване на амплитудата на звука, докато достигне дадена стойност. И за да стане още по-ясно - ако оборудването ви има слаба атака, тогава ярките композиции с китари, живи барабани и бързи промени в звука ще звучат скучно и скучно, което означава сбогом на добрия хард рок и други подобни...

Освен всичко друго, в статиите често можете да намерите такъв термин като сибиланти.

Сибиланти

Буквално - свистящи звуци. Съгласни звуци, когато се произнасят, струя въздух бързо преминава между зъбите.

Помните ли този човек от анимационния филм на Дисни за Робин Худ?

В речта му има много, много сибиланти. И ако вашето оборудване също свири и съска, тогава, уви, това не е много добър звук.

Забележка: между другото, самият Робин Худ от този анимационен филм подозрително прилича на лисицата от наскоро пуснатия анимационен филм на Дисни Zootopia. Дисни, повтаряш се :)

Пясък

Друг субективен параметър, който не може да бъде измерен. Но можете само да чуете.

По своята същност той е близък до сибилантите, изразява се в това, че при големи обеми, при претоварване, високите честоти започват да се разпадат на парчета и се появява ефектът на изливане на пясък, а понякога и високочестотно тракане. Звукът става някак груб и в същото време рехав. Колкото по-рано се случи това, толкова по-лошо е и обратното.

Опитайте у дома, от височина няколко сантиметра бавно изсипете шепа кристална захар върху метален капак на тиган. Чу ли? Това е то.

Търсете звук, в който няма пясък.

честотен диапазон

Един от последните преки параметри на звука, който бих искал да разгледам, е честотният диапазон.

Измерено в Херц (Hz).

Хайнрих Рудолф Херц, основното постижение е експерименталното потвърждение на електромагнитната теория на светлината на Джеймс Максуел. Херц доказа съществуването електромагнитни вълни. От 1933 г. единицата за измерване на честотата, която е включена в международната метрична система от единици (SI), е кръстена на Херц.

Това е параметърът, който с 99% вероятност ще намерите в описанието на почти всяко музикално оборудване. Защо го оставих за по-късно?

Трябва да започнете с факта, че човек чува звуци, които са в определен честотен диапазон, а именно от 20 Hz до 20 000 Hz. Всичко над тази стойност е ултразвук. Всичко отдолу е инфразвук. Те са недостъпни за човешкия слух, но достъпни за по-малките ни братя. Това ни е познато от училищните курсове по физика и биология.

Всъщност за повечето хора действителният звуков диапазон е много по-скромен, а при жените звуковият диапазон е изместен нагоре спрямо мъжкия, така че мъжете са по-добри в различаването на ниските честоти, а жените са по-добри в различаването на високите честоти.

Защо тогава производителите посочват върху своите продукти гама, която надхвърля нашето възприятие? Може би е просто маркетинг?

Да и не. Човек не само чува, но и усеща и усеща звука.

Случвало ли ви се е да стоите близо до голям високоговорител или субуфер, който свири? Помнете чувствата си. Звукът не само се чува, той се усеща и от цялото тяло, има натиск и сила. Следователно отколкото по-голям обхватпосочени на вашето оборудване, толкова по-добре.

Въпреки това, не трябва да придавате твърде голямо значение на този показател голямо значение- Рядко ще видите оборудване, чийто честотен диапазон е по-тесен от границите на човешкото възприятие.

допълнителни характеристики

Всички горепосочени характеристики са пряко свързани с качеството на възпроизвеждания звук. Крайният резултат обаче и следователно удоволствието от гледане/слушане също се влияят от качеството на вашия изходен файл и какъв източник на звук използвате.

Формати

Тази информация е на устните на всички и повечето вече знаят за нея, но за всеки случай нека ви напомним.

Има три основни групи аудио файлови формати:

• Некомпресирани аудио формати като WAV, AIFF
• Компресирани аудио формати без загуби (APE, FLAC)
• компресирани със загуба аудио формати (MP3, Ogg)

Препоръчваме да прочетете за това по-подробно, като се позовавате на Wikipedia.

Отбелязваме за себе си, че използването на APE и FLAC формати има смисъл, ако имате професионално или полупрофесионално ниво на оборудване. В други случаи възможностите на MP3 формата, компресиран от висококачествен източник с битрейт от 256 kbps или повече, обикновено са достатъчни (колкото по-висок е битрейтът, толкова по-малка е загубата по време на аудио компресията). Това обаче е по-скоро въпрос на вкус, слух и индивидуални предпочитания.

Източник

Също толкова важно е качеството на източника на звук.

Тъй като първоначално говорихме за музика на смартфони, нека да разгледаме тази опция.

Не толкова отдавна звукът беше аналогов. Спомняте ли си ролки, касети? Това е аналогов звук.

И в слушалките вие ​​чувате аналогов звук, който е преминал през два етапа на преобразуване. Първо, той беше преобразуван от аналогов в цифров и след това преобразуван обратно в аналогов, преди да бъде изпратен към слушалките/високоговорителя. И резултатът – качеството на звука – в крайна сметка ще зависи от качеството на тази трансформация.

В смартфон, DAC (цифрово-аналогов преобразувател) е отговорен за този процес.

Колкото по-добър е DAC, толкова по-добър звук ще чуете. И обратно. Ако DAC в устройството е посредствен, тогава без значение какви са вашите високоговорители или слушалки, можете да забравите за високото качество на звука.

Всички смартфони могат да бъдат разделени на две основни категории:

1. Смартфони със специален DAC
2. Смартфони с вграден DAC

На този моментсе занимава с производство на ЦАП за смартфони голям бройпроизводители. Можете да решите какво да изберете, като използвате търсенето и прочетете описанието на конкретно устройство. Не забравяйте обаче, че сред смартфоните с вграден DAC и сред смартфоните със специален DAC има проби с много добър звук и не толкова добър, защото оптимизацията на операционната система, версията на фърмуера и приложението, чрез което слушането на музика играе важна роля. Освен това има аудио модификации на софтуера на ядрото, които могат да подобрят окончателното качество на звука. И ако инженерите и програмистите в една компания правят едно нещо и го правят компетентно, тогава резултатът се оказва достоен за внимание.

Важно е да знаете, че при директно сравнение на две устройства, едното от които е оборудвано с висококачествен вграден DAC, а другото с добър специализиран DAC, победителят неизменно ще бъде последният.

Заключение

Звукът е неизчерпаема тема.

Надявам се, че благодарение на този материал много неща в музикалните рецензии и текстове са ви станали по-ясни и прости, а непознатата досега терминология е придобила допълнителен смисъл и значение, защото всичко е лесно, когато го знаете.

И двете части на нашата образователна програма за звука са написани с подкрепата на Meizu. Вместо обичайната похвала на устройствата, решихме да направим полезни и интересни статии за вас и да обърнем внимание на важността на източника на възпроизвеждане за получаване на висококачествен звук.

Защо това е необходимо за Meizu? Онзи ден започнаха предварителните поръчки за новия музикален флагман Meizu Pro 6 Plus, така че за компанията е важно обикновеният потребител да знае за нюансите на висококачествения звук и ключова роляизточник на възпроизвеждане. Между другото, ако направите платена предварителна поръчка преди края на годината, ще получите слушалки Meizu HD50 като подарък за вашия смартфон.

Подготвили сме и музикален тест за вас с подробни коментари по всеки въпрос, препоръчваме ви да опитате ръката си:

Под 20 Hz и над 20 kHz има съответно области на инфра- и ултразвук, недоловими за хората. Кривите, разположени между кривата на прага на болката и кривата на прага на слуха, се наричат ​​криви на равна сила на звука и отразяват разликата в човешкото възприемане на звук при различни честоти.

Тъй като звуковите вълни са колебателен процес, интензитетът на звука и звуковото налягане в точка от звуковото поле се променят във времето според синусоидален закон. Характерните величини са техните средноквадратични стойности. Зависимостта на средноквадратичните стойности на компонентите на синусоидалния шум или съответните им нива в децибели от честотата се нарича честотен спектър на шума (или просто спектър).Спектрите се получават с помощта на набор от електрически филтри, които пропускат сигнала в определена честотна лента - честотна лента.

За да се получат честотните характеристики на шума, звуковият диапазон се разделя по честота на ленти с определено съотношение на граничните честоти (фиг. 2)

fтази година = fн fV

В някои случаи (подробно изследване на източниците на шум, ефективност на звукоизолация) се използва разделяне на половин октава (fв/fн =
) и третооктавни ленти (fв/fн =
= 1,26).

3. Измерване на промишлен шум

Звукът се характеризира със своята интензивност
и звуково налягане Р Pa. В допълнение, всеки източник на шум се характеризира със звукова мощност, която е общото количество звукова енергия, излъчвана от източника на шум в околното пространство.

Като се има предвид логаритмичната зависимост на усещането от промените в енергията на стимула (закон на Вебер-Фехнер) и целесъобразността на обединяването на единици и удобството на работа с числа, обичайно е да се използват не стойностите на интензитета, а самите звуково налягане и мощност, но техните логаритмични нива

Л Дж = 10 lg ,

Където аз– интензитет на звука в дадена точка, аз 0 – интензитет на звука, съответстващ на прага на чуване, равен на 10 -12 W/m, Р– звуково налягане в дадена точка на пространството, Р 0 – прагово звуково налягане, равно на 210 -5 Pa, Е– звукова мощност в дадена точка, Е 0 - прагова звукова мощност 10 -12 W.

При нормално атмосферно налягане

Л Дж = Л стр = Л

Нивото на звуково налягане се използва за измерване на шума, за да се оцени въздействието му върху хората. Л стр(често се обозначава просто Л). Ниво на интензивност Л Джизползва се при акустични изчисления на помещения.

Психоакустиката, област на науката, граничеща между физиката и психологията, изучава данни за слуховото усещане на човек, когато физически стимул - звук - се приложи към ухото. Натрупано е голямо количество данни за човешките реакции към слухови стимули. Без тези данни е трудно да се получи правилно разбиране за работата на системите за аудио предаване. Нека разгледаме най-важните характеристики на човешкото възприятие на звука.
Човек усеща промени в звуковото налягане, възникващи при честота от 20-20 000 Hz. Звуци с честоти под 40 Hz са относително редки в музиката и не съществуват в говоримия език. При много високи честоти музикалното възприятие изчезва и се появява известно неясно звуково усещане, в зависимост от индивидуалността на слушателя и неговата възраст. С напредването на възрастта слуховата чувствителност на човек намалява, предимно в горните честоти на звуковия диапазон.
Но би било погрешно да се заключи на тази основа, че предаването на широка честотна лента от звуковъзпроизвеждаща инсталация не е важно за възрастните хора. Експериментите показват, че хората, дори ако едва възприемат сигнали над 12 kHz, много лесно разпознават липсата на високи честоти в музикално предаване.

Честотни характеристики на слуховите усещания

Обхватът на звуците, чуваеми от хората в диапазона 20-20000 Hz, е ограничен по интензитет от прагове: по-долу - чуваемост и над - болка.
Изчислява се прагът на слуха минимално налягане, по-точно, с минимално увеличение на налягането спрямо границата, той е чувствителен към честоти от 1000-5000 Hz - тук прагът на чуване е най-нисък (звуково налягане около 2-10 Pa). Към по-ниските и по-високите честоти на звука чувствителността на слуха рязко спада.
Прагът на болка определя горната граница на възприемане на звукова енергия и съответства приблизително на интензитет на звука от 10 W/m или 130 dB (за еталонен сигнал с честота 1000 Hz).
С увеличаването на звуковото налягане интензитетът на звука също се увеличава и слуховото усещане се увеличава на скокове, наречено праг на разграничаване на интензитета. Броят на тези скокове при средни честоти е приблизително 250, при ниски и високи честоти той намалява и средно в честотния диапазон е около 150.

Тъй като обхватът на промените в интензитета е 130 dB, елементарният скок в усещанията средно в амплитудния диапазон е 0,8 dB, което съответства на промяна в интензитета на звука с 1,2 пъти. При ниски нива на слуха тези скокове достигат 2-3 dB, при високи нива намаляват до 0,5 dB (1,1 пъти). Увеличаването на мощността на пътя на усилване с по-малко от 1,44 пъти практически не се открива от човешкото ухо. При по-ниско звуково налягане, развивано от високоговорителя, дори удвояването на мощността на изходното стъпало може да не доведе до забележим резултат.

Субективни звукови характеристики

Качеството на предаване на звука се оценява въз основа на слухово възприятие. Следователно е правилно да се определи Технически изискванияна пътя на предаване на звука или неговите отделни връзки е възможно само чрез изучаване на моделите, свързващи субективно възприеманото усещане за звук и обективните характеристики на звука са височина, обем и тембър.
Концепцията за височина предполага субективна оценка на възприемането на звука в целия честотен диапазон. Звукът обикновено се характеризира не с честота, а с височина.
Тонът е сигнал с определена височина, който има дискретен спектър (музикални звуци, гласни звуци на речта). Сигнал, който има широк непрекъснат спектър, всички честотни компоненти на който имат еднаква средна мощност, се нарича бял шум.

Постепенното увеличаване на честотата на звуковите вибрации от 20 до 20 000 Hz се възприема като постепенна промяна на тона от най-ниския (бас) към най-високия.
Степента на точност, с която човек определя височината на звука чрез ухо, зависи от остротата, музикалността и подготовката на ухото му. Трябва да се отбележи, че височината на звука зависи до известна степен от интензивността на звука (при високи нива звуците с по-голям интензитет изглеждат по-ниски от по-слабите.
Човешкото ухо може ясно да различи два близки по височина тона. Например, в честотния диапазон от приблизително 2000 Hz, човек може да различи два тона, които се различават един от друг по честота с 3-6 Hz.
Субективната скала на звуковото възприятие по честота е близка до логаритмичния закон. Следователно удвояването на честотата на вибрациите (независимо от първоначалната честота) винаги се възприема като същата промяна на височината. Интервалът на височината, съответстващ на 2-кратна промяна на честотата, се нарича октава. Обхватът на възприеманите от хората честоти е 20-20 000 Hz, което обхваща приблизително десет октави.
Октава е доста голям интервал на промяна на височината; човек различава значително по-малки интервали. Така в десет октави, възприети от ухото, могат да се разграничат повече от хиляда градации на височината. Музиката използва по-малки интервали, наречени полутонове, които съответстват на промяна в честотата от приблизително 1,054 пъти.
Една октава е разделена на половин октава и една трета от октава. За последното е стандартизиран следният диапазон от честоти: 1; 1,25; 1.6; 2; 2,5; 3; 3,15; 4; 5; 6.3:8; 10, които са границите на една трета октави. Ако тези честоти са поставени на равни разстояния по честотната ос, получавате логаритмична скала. Въз основа на това всички честотни характеристики на устройствата за предаване на звук се изобразяват в логаритмична скала.
Силата на предаване зависи не само от интензивността на звука, но и от спектралния състав, условията на възприятие и продължителността на експозицията. Така два звучащи тона със средна и ниска честота, имащи еднакъв интензитет (или еднакво звуково налягане), не се възприемат от човек като еднакво силни. Следователно концепцията за ниво на силата на звука във фонове беше въведена, за да обозначи звуци с еднаква сила на звука. За ниво на силата на звука във фоновете се приема нивото на звуково налягане в децибели на същия обем на чист тон с честота 1000 Hz, т.е. за честота от 1000 Hz нивата на звука във фоновете и децибелите са еднакви. При други честоти звуците може да изглеждат по-силни или по-тихи при същото звуково налягане.
Опитът на звуковите инженери при записване и редактиране на музикални произведения показва, че за по-добро откриване на звукови дефекти, които могат да възникнат по време на работа, нивото на звука по време на контролно слушане трябва да се поддържа високо, приблизително съответстващо на нивото на звука в залата.
При продължително излагане на интензивен звук, слуховата чувствителност постепенно намалява и колкото повече, толкова по-висока е силата на звука. Установеното намаляване на чувствителността е свързано с реакцията на слуха към претоварване, т.е. с естествената му адаптация след известно прекъсване на слушането се възстановява слуховата чувствителност. Към това трябва да се добави, че слуховият апарат, когато възприема сигнали от високо ниво, въвежда свои собствени, така наречените субективни изкривявания (което показва нелинейността на слуха). Така при ниво на сигнала от 100 dB първият и вторият субективен хармоник достигат нива от 85 и 70 dB.
Значителното ниво на силата на звука и продължителността на експозицията му причиняват необратими явления в слуховия орган. Беше отбелязано, че прагът на слуха на младите хора рязко се е увеличил през последните години. Причината за това беше страстта към поп музиката, която е различна високи нивасила на звука.
Нивото на звука се измерва с електроакустичен уред - шумомер. Звукът, който се измерва, първо се преобразува в електрически вибрации от микрофона. След усилване от специален усилвател на напрежението, тези трептения се измерват със стрелка, настроена в децибели. За да може показанията на устройството да съответстват възможно най-точно на субективното възприемане на силата на звука, устройството е оборудвано със специални филтри, които променят чувствителността му към възприемане на звук с различни честоти в съответствие с характеристиките на слуховата чувствителност.
Важна характеристиказвукът е тембър. Способността на слуха да го различава ви позволява да възприемате сигнали с голямо разнообразие от нюанси. Звукът на всеки от инструментите и гласовете, благодарение на техните характерни нюанси, става многоцветен и добре разпознаваем.
Тембърът, като субективно отражение на сложността на възприемания звук, няма количествена оценка и се характеризира с качествени термини (красив, мек, сочен и др.). При предаване на сигнал по електроакустичен път, получените изкривявания засягат предимно тембъра на възпроизвеждания звук. Условието за правилно предаване на тембъра на музикалните звуци е неизкривеното предаване на спектъра на сигнала. Спектърът на сигнала е колекция от синусоидални компоненти на сложен звук.
Най-простият спектър е така нареченият чист тон; той съдържа само една честота. Звукът на музикалния инструмент е по-интересен: неговият спектър се състои от честотата на основния тон и няколко „примесни“ честоти, наречени обертонове (по-високите тонове са кратни на честотата на основния тон и обикновено са с по-малка амплитуда). .
Тембърът на звука зависи от разпределението на интензитета върху обертонове. Звуците на различните музикални инструменти се различават по тембър.
По-сложен е спектърът от комбинации от музикални звуци, наречен акорд. В такъв спектър има няколко основни честоти заедно със съответните обертонове
Разликите в тембъра се дължат главно на ниско-средночестотните компоненти на сигнала, следователно голямо разнообразие от тембри се свързва със сигнали, разположени в долната част на честотния диапазон. Сигналите, принадлежащи към горната му част, с нарастването си все повече губят оцветяването на тембъра, което се дължи на постепенното излизане на техните хармонични компоненти извън границите на звуковите честоти. Това може да се обясни с факта, че до 20 или повече хармоници участват активно във формирането на тембъра на ниски звуци, средни 8 - 10, високи 2 - 3, тъй като останалите са или слаби, или попадат извън обхвата на чуваемото честоти. Следователно високите звуци, като правило, са по-бедни в тембър.
Излагат се почти всички естествени звукови източници, включително източници на музикални звуци специфична зависимосттембър в зависимост от силата на звука. Слухът също е приспособен към тази зависимост - за него е естествено да определя интензивността на източника по цвета на звука. По-силните звуци обикновено са по-резки.

Източници на музикален звук

Голямо влияние върху качеството на звука на електроакустичните системи оказват редица фактори, характеризиращи първичните звукови източници.
Акустичните параметри на музикалните източници зависят от състава на изпълнителите (оркестър, ансамбъл, група, солист и вид музика: симфонична, народна, естрадна и др.).

Произходът и формирането на звука на всеки музикален инструмент има своя специфика, свързана с акустичните характеристики на звукопроизводството на даден музикален инструмент.
Важен елемент от музикалния звук е атаката. Това е специфичен преходен процес, по време на който се установяват стабилни звукови характеристики: обем, тембър, височина. Всеки музикален звук преминава през три етапа - начало, среда и край, като както началният, така и крайният етап имат определена продължителност. Началният етап се нарича атака. Продължителността му е различна: за щипкови инструменти, ударни и някои духови инструменти е с продължителност 0-20 ms, за фагот е с продължителност 20-60 ms. Атаката не е просто увеличаване на силата на звука от нула до някаква постоянна стойност; тя може да бъде придружена от същата промяна в височината на звука и неговия тембър. Освен това атакуващите характеристики на инструмента не са еднакви различни областигамата му с различни стилове на свирене: цигулката, от гледна точка на богатството от възможни изразителни методи за атака, е най-съвършеният инструмент.
Една от характеристиките на всеки музикален инструмент е неговият честотен диапазон. В допълнение към основните честоти, всеки инструмент се характеризира с допълнителни висококачествени компоненти - обертонове (или, както е прието в електроакустиката, висши хармоници), които определят специфичния му тембър.
Известно е, че звуковата енергия е неравномерно разпределена в целия спектър от звукови честоти, излъчвани от източника.
Повечето инструменти се характеризират с усилване на основни честоти, както и на отделни обертонове, в определени (една или повече) относително тесни честотни ленти (форманти), различни за всеки инструмент. Резонансните честоти (в херци) на формантната област са: за тромпет 100-200, валдхорна 200-400, тромбон 300-900, тромпет 800-1750, саксофон 350-900, обой 800-1500, фагот 300-900, кларинет 250 -600 .
други характерно свойствомузикални инструменти - силата на звука им се определя от по-голямата или по-малка амплитуда (размах) на звучащото им тяло или въздушен стълб (по-голямата амплитуда съответства на по-силен звук и обратно). Пиковите стойности на акустичната мощност (във ватове) са: за голям оркестър 70, бас барабан 25, тимпани 20, малък барабан 12, тромбон 6, пиано 0,4, тромпет и саксофон 0,3, тромпет 0,2, контрабас 0. ( 6, малка флейта 0,08, кларинет, валдхорна и триъгълник 0,05.
Съотношението на звуковата мощност, извлечена от инструмент, когато се свири „фортисимо“, към силата на звука, когато се свири „пианисимо“, обикновено се нарича динамичен диапазон на звука на музикални инструменти.
Динамичният обхват на източника на музикален звук зависи от вида на изпълняващата група и естеството на изпълнението.
Помислете за динамичния диапазон индивидуални източницизвук. Динамичният диапазон на отделните музикални инструменти и ансамбли (оркестри и хорове с различни състави), както и гласове, се разбира като съотношение на максималното звуково налягане, създадено от даден източник, към минималното, изразено в децибели.
На практика, когато се определя динамичният обхват на източник на звук, обикновено се работи само с нивата на звуково налягане, като се изчислява или измерва съответната им разлика. Например, ако максималното ниво на звука на оркестър е 90, а минималното е 50 dB, тогава се казва, че динамичният диапазон е 90 - 50 = 40 dB. В този случай 90 и 50 dB са нива на звуково налягане спрямо нулево акустично ниво.
Динамичният диапазон за даден източник на звук не е постоянна стойност. Това зависи от естеството на извършваната работа и от акустичните условия на помещението, в което се извършва изпълнението. Реверберацията разширява динамичния диапазон, който обикновено достига своя максимум в помещения с големи обеми и минимално звукопоглъщане. Почти всички инструменти и човешки гласове имат неравномерен динамичен диапазон в звуковите регистри. Например нивото на звука на най-ниския звук на „форта“ на вокалиста равно на нивонай-високият звук на пианото.

Динамичният диапазон на определена музикална програма се изразява по същия начин, както при отделните звукови източници, но максималното звуково налягане се отбелязва с динамичен тон ff (фортисимо), а минималното с pp (пианисимо).

Най-високата сила на звука, посочена в нотите fff (форте, фортисимо), съответства на ниво на акустично звуково налягане от приблизително 110 dB, а най-ниската сила на звука, посочена в нотите ppr (пиано-пианисимо), приблизително 40 dB.
Трябва да се отбележи, че динамичните нюанси на изпълнение в музиката са относителни и тяхната връзка със съответните нива на звуково налягане е до известна степен условна. Динамичният диапазон на определена музикална програма зависи от естеството на композицията. Така динамичният обхват на класическите произведения на Хайдн, Моцарт, Вивалди рядко надвишава 30-35 dB. Динамичният диапазон на поп музиката обикновено не надвишава 40 dB, докато този на денс и джаз музиката е само около 20 dB. Повечето произведения за оркестър на руски народни инструменти също имат малък динамичен диапазон (25-30 dB). Това важи и за духовия оркестър. Въпреки това, максималното ниво на звука на духовия оркестър в помещението може да достигне доста високо ниво (до 110 dB).

Маскиращ ефект

Субективната оценка на силата на звука зависи от условията, при които звукът се възприема от слушателя. IN реални условиязвуков сигнал не съществува при абсолютна тишина. В същото време външният шум засяга слуха, усложнява възприятието на звука, маскирайки до известна степен основния сигнал. Ефектът от маскирането на чиста синусоида от външен шум се измерва чрез показваната стойност. с колко децибела се увеличава прагът на чуваемост на маскирания сигнал над прага на възприемането му в тишина.
Експериментите за определяне на степента на маскиране на един звуков сигнал от друг показват, че тон с всякаква честота се маскира от по-ниски тонове много по-ефективно, отколкото от по-високи. Например, ако два камертона (1200 и 440 Hz) издават звуци с еднакъв интензитет, тогава спираме да чуваме първия тон, той се маскира от втория (като изгасим вибрацията на втория камертон, ще чуем първия отново).
Ако два сложни звукови сигнала, състоящи се от определени звукови честотни спектри, съществуват едновременно, тогава възниква ефект на взаимно маскиране. Освен това, ако основната енергия на двата сигнала е в една и съща област на звуковия честотен диапазон, тогава ефектът на маскиране ще бъде най-силен. Така, когато предавате оркестрова пиеса, поради маскиране от акомпанимента, партията на солиста може да стане лоша. разбираеми и нечуваеми.
Постигането на яснота или, както се казва, „прозрачност“ на звука при звукопредаване на оркестри или поп ансамбли става много трудно, ако инструмент или отделни групи оркестрови инструменти свирят в един или подобни регистри едновременно.
Директорът, когато записва оркестър, трябва да вземе предвид характеристиките на камуфлажа. На репетициите с помощта на диригента той установява баланс между силата на звука на инструментите от една група, както и между групите на целия оркестър. Яснотата на основните мелодични линии и отделните музикални части се постига в тези случаи чрез близкото разполагане на микрофоните до изпълнителите, съзнателния избор от звуковия инженер на най-важните инструменти в дадено място на произведението и друг специален звук. инженерни техники.
На явлението маскиране се противопоставя психофизиологичната способност на слуховите органи да отделят от общата маса звуци един или повече, които носят най-много важна информация. Например, когато свири оркестър, диригентът забелязва и най-малките неточности в изпълнението на дадена партия на който и да е инструмент.
Маскирането може значително да повлияе на качеството на предаване на сигнала. Ясното възприемане на получения звук е възможно, ако неговият интензитет значително надвишава нивото на компонентите на смущението, разположени в същата лента като приемания звук. При равномерни смущения излишъкът на сигнала трябва да бъде 10-15 dB. Тази характеристика на слуховото възприятие намира практическо приложение, например, при оценка на електроакустичните характеристики на медиите. Така че, ако съотношението сигнал / шум на аналогов запис е 60 dB, тогава динамичният обхват на записаната програма може да бъде не повече от 45-48 dB.

Времеви характеристики на слуховото възприятие

Слуховият апарат, както всяка друга осцилационна система, е инерционен. Когато звукът изчезне слухово усещанене изчезва веднага, а постепенно, като намалява до нула. Времето, през което нивото на шума намалява с 8-10 фона, се нарича времеконстанта на слуха. Тази константа зависи от редица обстоятелства, както и от параметрите на възприемания звук. Ако до слушателя пристигнат два къси звукови импулса, еднакви по честотен състав и ниво, но единият от тях е забавен, тогава те ще бъдат възприети заедно със закъснение, не по-голямо от 50 ms. При големи интервали на забавяне и двата импулса се възприемат отделно и се получава ехо.
Тази характеристика на слуха се взема предвид при проектирането на някои устройства за обработка на сигнали, например електронни линии за забавяне, реверберации и др.
Трябва да се отбележи, че поради специалното свойство на слуха, усещането за обем на краткотраен звуков импулс зависи не само от нивото му, но и от продължителността на въздействието на импулса върху ухото. Така краткотраен звук с продължителност само 10-12 ms се възприема от ухото по-тихо от звук със същото ниво, но засягащ слуха за например 150-400 ms. Следователно, когато слушате предаване, силата на звука е резултат от осредняване на енергията на звуковата вълна за определен интервал. В допълнение, човешкият слух има инерция, по-специално, когато възприема нелинейни изкривявания, той не ги усеща, ако продължителността на звуковия импулс е по-малка от 10-20 ms. Ето защо в индикаторите за ниво на звукозаписно битово радиоелектронно оборудване моментните стойности на сигнала се осредняват за период, избран в съответствие с времевите характеристики на слуховите органи.

Пространствено представяне на звука

Една от важните човешки способности е способността да определя посоката на източника на звук. Тази способност се нарича бинаурален ефект и се обяснява с факта, че човек има две уши. Експерименталните данни показват откъде идва звукът: един за високочестотни тонове, един за нискочестотни тонове.

Звукът преминава по-късо разстояние до ухото, обърнато към източника, отколкото до другото ухо. В резултат на това налягането на звуковите вълни в ушните канали варира във фаза и амплитуда. Разликите в амплитудата са значителни само при високи честоти, когато дължината на звуковата вълна стане сравнима с размера на главата. Когато разликата в амплитудата надвишава прагова стойност от 1 dB, източникът на звук изглежда е от страната, където амплитудата е по-голяма. Ъгълът на отклонение на източника на звук от средна линия(линии на симетрия) е приблизително пропорционална на логаритъма на отношението на амплитудата.
За да се определи посоката на източник на звук с честоти под 1500-2000 Hz, фазовите разлики са значителни. На човек му се струва, че звукът идва от страната, от която вълната, която е напред по фаза, достига до ухото. Ъгълът на отклонение на звука от средната линия е пропорционален на разликата във времето на достигане на звуковите вълни до двете уши. Обучен човек може да забележи фазова разлика с времева разлика от 100 ms.
Способността за определяне на посоката на звука във вертикалната равнина е много по-слабо развита (около 10 пъти). Тази физиологична особеност е свързана с ориентацията на слуховите органи в хоризонталната равнина.
Специфична особеност на пространственото възприятие на звука от човек се проявява във факта, че слуховите органи са в състояние да усетят цялостната интегрална локализация, създадена с помощта на изкуствени средства за въздействие. Например, в една стая два високоговорителя са монтирани отпред на разстояние 2-3 м един от друг. Слушателят се намира на същото разстояние от оста на свързващата система, строго в центъра. В една стая през високоговорителите се излъчват два звука с еднаква фаза, честота и интензитет. В резултат на идентичността на звуците, преминаващи в органа на слуха, човек не може да ги раздели; неговите усещания дават идеи за един, привиден (виртуален) източник на звук, който се намира строго в центъра на оста на симетрия.
Ако сега намалите силата на звука на един високоговорител, видимият източник ще се премести към по-силния високоговорител. Илюзията за движещ се източник на звук може да се получи не само чрез промяна на нивото на сигнала, но и чрез изкуствено забавяне на един звук спрямо друг; в този случай видимият източник ще се измести към високоговорителя, излъчващ сигнала предварително.
За да илюстрираме интегралната локализация, даваме пример. Разстоянието между високоговорителите е 2 м, разстоянието от предната линия до слушателя е 2 м; за да може източникът да се премести на 40 cm наляво или надясно, е необходимо да се подадат два сигнала с разлика в нивото на интензитет от 5 dB или с времезакъснение от 0,3 ms. При разлика в нивото от 10 dB или времезакъснение от 0,6 ms, източникът ще се „премести“ на 70 cm от центъра.
По този начин, ако промените звуковото налягане, създадено от високоговорителя, възниква илюзията за преместване на източника на звук. Това явление се нарича обобщена локализация. За създаване на обобщена локализация се използва двуканална стереофонична система за предаване на звук.
В основната стая са монтирани два микрофона, всеки от които работи на свой канал. Вторият има два високоговорителя. Микрофоните са разположени на определено разстояние един от друг по линия, успоредна на разположението на звуковия излъчвател. При преместване на звуковия излъчвател, различно звуково налягане ще действа върху микрофона и времето на пристигане на звуковата вълна ще бъде различно поради неравномерното разстояние между звуковия излъчвател и микрофоните. Тази разлика създава общ ефект на локализация във вторичната стая, в резултат на което видимият източник се локализира в определена точка в пространството, разположена между два високоговорителя.
Трябва да се каже за бинауралната система за предаване на звук. С тази система, наречена система с изкуствена глава, два отделни микрофона се поставят в основната стая, разположени на разстояние един от друг, равно на разстоянието между ушите на човек. Всеки от микрофоните има самостоятелен канал за предаване на звук, чийто изход във второто помещение включва телефони за ляво и дясно ухо. Ако каналите за предаване на звука са идентични, такава система точно предава бинауралния ефект, създаден близо до ушите на „изкуствената глава“ в основната стая. Да имаш слушалки и да ги използваш дълго време е недостатък.
Органът на слуха определя разстоянието до източника на звук с помощта на редица косвени знаци и с някои грешки. В зависимост от това дали разстоянието до източника на сигнала е малко или голямо, неговата субективна оценка се променя под въздействието на различни фактори. Установено е, че ако определените разстояния са малки (до 3 m), то субективната им оценка е почти линейно свързана с изменението на силата на звука на движещия се по дълбочина източник на звук. Допълнителен фактор за сложен сигнале неговият тембър, който става все по-тежък с приближаването на източника към слушателя. Това се дължи на нарастващото усилване на ниските обертонове в сравнение с обертоновете на високия регистър, причинено от произтичащото увеличаване на нивото на звука.
За средни разстояния от 3-10 m, преместването на източника от слушателя ще бъде придружено от пропорционално намаляване на силата на звука и тази промяна ще се прилага еднакво за основната честота и хармоничните компоненти. В резултат на това има относително засилване на високочестотната част на спектъра и тембърът става по-ярък.
С увеличаване на разстоянието загубите на енергия във въздуха ще се увеличат пропорционално на квадрата на честотата. Повишената загуба на обертонове от висок регистър ще доведе до намалена тембрална яркост. По този начин субективната оценка на разстоянията е свързана с промени в неговия обем и тембър.
В условия на закритосигналите на първите отражения, закъснели спрямо директното отражение с 20-40 ms, се възприемат от органа на слуха като идващи от различни посоки. В същото време нарастващото им забавяне създава впечатлението за значително разстояние от точките, от които възникват тези отражения. Така по времето на забавяне може да се прецени относителното разстояние на вторичните източници или, което е същото, размерът на помещението.

Някои особености на субективното възприемане на стереофонични предавания.

Стереофоничната система за предаване на звук има редица важни характеристики в сравнение с конвенционалната монофонична.
Качеството, което отличава стереофоничния звук, силата на звука, т.е. естествената акустична перспектива може да бъде оценена с помощта на някои допълнителни индикатори, които нямат смисъл при техника за монофонично предаване на звук. Такива допълнителни показатели включват: ъгъл на слуха, т.е. ъгълът, под който слушателят възприема стереофоничната звукова картина; стерео резолюция, т.е. субективно обусловена локализация на отделни елементи от звуковия образ в определени точки от пространството в рамките на ъгъла на чуваемост; акустична атмосфера, т.е. ефектът да се даде на слушателя усещане за присъствие в основната стая, където се случва предаваното звуково събитие.

За ролята на акустиката на помещението

Цветен звук се постига не само с помощта на оборудване за възпроизвеждане на звук. Дори при доста добро оборудване, качеството на звука може да е лошо, ако стаята за слушане няма определени свойства. Известно е, че в затворена стая възниква феномен на носов звук, наречен реверберация. Като засяга органите на слуха, реверберацията (в зависимост от нейната продължителност) може да подобри или влоши качеството на звука.

Човек в стая възприема не само директни звукови вълни, създадени директно от източника на звук, но и вълни, отразени от тавана и стените на стаята. Отразените вълни се чуват известно време след като източникът на звук е спрял.
Понякога се смята, че отразените сигнали играят само отрицателна роля, пречейки на възприемането на основния сигнал. Тази идея обаче е неправилна. Определена част от енергията на първоначално отразените ехо сигнали, достигайки до ушите на човека с кратки закъснения, усилва основния сигнал и обогатява звука му. За разлика от това, по-късно отразено ехо. чието време на забавяне надвишава определена критична стойност, образуват звуков фон, който затруднява възприемането на основния сигнал.
Стаята за слушане не трябва да има многореверберация. Всекидневните, като правило, имат малко ехтене поради ограничения си размер и наличието на звукопоглъщащи повърхности, мека мебел, килими, пердета и др.
Препятствията от различно естество и свойства се характеризират с коефициент на звукопоглъщане, който е отношението на погълнатата енергия към общата енергия на падащата звукова вълна.

За да увеличите звукопоглъщащите свойства на килима (и да намалите шума в хола), препоръчително е да окачите килима не близо до стената, а с разстояние от 30-50 мм).