Акустические измерения. Измеряем АЧХ подручными средствами

4.8 / 5 ( 46 голосов )

Если человек хочет приобрести хорошие наушники, опираясь не только на внешний вид, но и качество звучания, то ему следует обязательно изучить вопрос, что такое амплитудно-частотная характеристика. Этот термин применим ко всем без исключения аудиоустройствам (наушники, усилители, колонки, стереосистемы, магнитолы и т.д.). Расшифровка и описание частоты АЧХ некоторым может показаться сложным, поэтому постараемся рассказать все максимально просто и доступно.

1. Что такое АЧХ наушников?
2. Тонкости измерений
3. Анализ Фурье
4. Типы АЧХ наушников
5. Как выбрать наушники по АЧХ
6. АЧХ для разных видов наушников

Что такое амплитудно-частотная характеристика наушников?

Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ, «frequency response» — англ.) – это зависимость между амплитудой выходного сигнала и частотой ее входного гармоничного сигнала. Проще говоря, амплитудно-частотная характеристика наушников описывает возможность аудиоустройства любого вида воспроизводить звуки в определенной частоте. Разумеется, что в расчет берутся лишь те звуки, которые способен уловить человеческий слух. Слух абсолютно здорового человека способен распознавать звуки, колеблющиеся в диапазоне 20 Гц – 20000 Гц.

Что такое АЧХ?

Условно весь слышимый диапазон делится на 3 основные секции: низкие, средние и высокие частоты.

Показатели АЧХ

Частоты	Значение
Низкие	20 Гц – 300 Гц
Средние	300 Гц – 4 000 Гц
Высокие	4 000 Гц – 20 000 Гц

Идеальная ситуация, когда на выходе из динамиков наушников отображается точно такой же сигнал, как и был послан на вход. Как показывает практика, достичь этого непросто. Стоимость такой аудиосистемы довольно высока.

Тонкости измерений

Измерение АЧХ наушников
АЧХ наушников необходимо измерять при помощи сверхчувствительного микрофона, установленного в имитацию уха. Прототип должен быть максимально подобен человеческому уху, ведь от этого зависит точность и корректность результата. Подавляющее большинство производителей аудиосистем проводят такие исследования в лабораторных условиях, но далеко не все считают необходимым публиковать результаты.

Именно поэтому перед покупкой конкретной модели рекомендуется узнать в Интернете как можно больше информации, включая АЧХ. Если на официальном сайте производителя такая информация отсутствует, можно поискать в авторитетных источниках.

Измерения

Для измерений АЧХ наушники одеваются (или вставляются) на специальный стенд с измерительным микрофоном. В нашей лаборатории используются стенды HDM1, SFS и IECS. На наушники подается специальный сигнал, который записывается микрофоном. После записи специализированный софт рассчитывает АЧХ. Для получения графиков на Personal Audio используется ARTA с использованием теста с периодическим шумом (для наушников). Полученная АЧХ в ARTA экспортируется в текстовом формате, после чего импортируется в RAA. В RAA проводится коррекция данных с компенсацией влияния внутреннего сопротивления усилителя, используемого при тестировании наушников. После отрисовывается конечный график.

Анализ Фурье

Метод анализа базируется на не менее известных рядах Фурье. Основная задача – разложение сложных формул на более простые для восприятия. Жозеф Фурье не просто показал, но и научно доказал, что сложная форма волны может быть представлена, как сумма простых волн. Далее, простые решения суммируются и таким образом удается решить одну сложную задачу.

Анализ Фурье

Преобразование Фурье – это математический аппарат, предназначенный для разложения сигналов на синусоидальные колебания. При спектральном анализе потоковой музыки акцентировать внимание следует на короткие и отдельные сигналы. Чтобы проанализировать такие фрагменты, необходимо произвести дискретное преобразование Фурье.

Sony MDR-ZX310

Складные полноразмерные мониторные наушники от Sony.

ТОП-8 лучших мониторных наушников получают складные наушники от известной компании Sony. Sony MDR-ZX310 (20$) обладают мощными басами, как и большинство изделий линейки MDR. Надежность конструкции, комфорт при использовании, отменный звук — всё это предлагается за недорогую стоимость. Кроме этого, модель оснащена пультом управления, так что может использоваться и как гарнитура.

Широчайший диапазон: от 10 до 24 тысяч Герц, небольшой вес в 125 грамм, двустороннее присоединение кабеля, позолоченные штекера и Г-образный разъём, разные цветовые решения, а также чистый звук – это всё Sony MDR-ZX310.

Типы АЧХ наушников

Выяснив, что такое АЧХ, необходимо ознакомиться с ее существующими разновидностями. При определении звука наушников можно увидеть/услышать такие понятия, как «светлый», «темный», «V-образный», пресный и ровный. Если ознакомиться с особенностями звучания каждого вида, то проще будет приобрести наиболее предпочтительную модель.

Светлый звук

Светлый звук
Что такое «светлое» АЧХ в звуке? Под этим понятием подразумевается ослабленный бас в сочетании с высокими акцентными частотами. Подходит для воспроизведения спокойной и классической музыки. У слушателя не будет возникать усталость от излишних басов.

Что показывает «светлое» АЧХ? График характеризуется неравномерностью, но общая усредненная линия представляет собой прямую линию с подъемом от низких к высоким частотам.

Темный звук

Темный звук
Что значит «темный» АЧХ? Это полная противоположность светлому звуку, особенности которого были описаны немного ранее. Характеристические особенности – высокие частоты приглушены, низкие, наоборот, акцентные.

Этот тип звука идеально подходит для воспроизведения энергичных треков и для тихого прослушивания музыки за счет психоакустической модели баса. Такие наушники на тихой громкости в полной мере отображают свой потенциал, звук более ровный.

График АЧХ характеризуется разной неравномерностью, общая усредненная прямая линия движется с сильным уклоном вниз от низких к высоким частотам.

V-образный звук

V-образный звук
Что собой представляет «V-образный» АЧХ? Это наиболее распространенный тип амплитудно-частотной характеристики наушников, который характеризуется наличие акцентного баса и высоких частот. Такая распространенность обусловлена мощной поддержкой ритма от перкуссий и непосредственно основного баса. Обратите внимание! V-образный тип звука АЧХ наилучшим образом передает ритм современных танцевальных композиций.

В некоторых наушниках V-образный звук отображается в виде плавной линии, где наблюдается равномерный подъем низких частот в диапазоне между 50 и 200 Гц.

Пресный звук

Пресный звук
Пресный звук представляет собой полную противоположность V-образного звучания. Такой тип идеально подходит для прослушивания вокала (акапельно). Еще такие наушники хорошо подходят для воспроизведения звуки фоном.

Основные характеристические особенности – сниженные высокие и низкие частоты или же диапазон в области средних частот приподнят. Модели наушников с пресным звуком не пользуются популярностью, спрос на них небольшой. Обусловлено это «невыразительностью» звучания.

Ровный звук

Ровный звук
Ровный звук, если его сравнивать с аналогами, считается наиболее правильным. Такое звучание еще называют «плоским», приравнивается к отключенному эквалайзеру.

Характерная особенность – низкая неравномерность, колеблющаяся в диапазоне между 50 и 7 000 Гц. Несмотря на то, что это звук считается наиболее правильным, такие наушники не пользуются популярностью по нескольким причинам:

• внешнее воздействие (шум на улице, звук телевизора и т.д.) корректирует восприятие ровности АЧХ;
• общий уровень громкости влияет на восприятие АЧХ.

Безусловно, рекомендуется хотя бы однажды попробовать прослушать музыку в таких наушниках, но скорее в целях разнообразия.

AKG K240S

Комфортные студийные накладные полуоткрытые наушники с повышенным сопротивлением и точным детализированным звучанием.

AKG K240S (75$) — недорогие накладные полуоткрытые мониторные наушники. Звук вполне ровный, благодаря полуоткрытой конструкции, имеется широкая сцена.

Кстати, любителям недорогих моделей будет интересен рейтинг лучших бюджетных наушников.

Основные характеристики

• Тип устройства: проводные наушники
• Тип: полноразмерные
• Технология: динамические
• Диапазон частот: 15 – 25000 Гц
• Импеданс: 55 Ом
• Чувствительность: 101 дБ
• Максимальная мощность: 200 мВт
• Коэффициент гармоник: 0.3 %
• Вес: 240 г
• Тип акустического оформления: полуоткрытые
• Разъем: mini jack 3.5 mm
• Позолоченные разъемы: есть
• Длина кабеля: 3 м

Комплектация

• Наушники
• Кабель 3 м
• Переходник 6.3 мм
• Чехол
• Документация

Видеообзор

• Качество звука. Звук — мониторный и этим всё сказано.
• Съёмный кабель.
• Качество материалов и надежность.
• Удобный провод. Он мягкий и одновременно прочный./li>
• Удобство. Удобно сидят на голове.

• Комфорт. Уши могут потеть. Вентиляция реализована на слабом уровне.

Как выбрать наушники по АЧХ?

Как выбрать наушники по АЧХ?
Узнав, что называется частотными характеристиками и, на какие типы они делятся, можно ознакомиться с правилами выбора наушников по АЧХ характеристикам.

1. Ознакомиться с существующими моделями, выбрать для себя несколько моделей, приемлемых по цене и подходящих по каким-то параметрам.
2. Определиться, какой тип звука больше импонирует. Например, для классики, басовый, для вокала и другие.
3. Определившись со вторым пунктом, необходимо ознакомиться с АЧХ каждой понравившейся модели. Если предпочтение отдается басовым, то подъем должен быть на мидбасе и на нижнем басе поздний спад. Ценителям высоких частот идеально подойдет поздний спад на верхах. Если наушники необходимы для прослушивания вокала, то важно оценивать усредненную линию. Больших подъемов и провалов быть не должно.

Sennheiser HD 280 Pro

Профессиональные закрытые наушники для мониторинга с линейной АЧХ.

Десятое место ТОПа лучших мониторных наушников заслуженно достается Sennheiser HD 280 Pro (92$) — профессиональные закрытые наушники для мониторинга с линейкой АЧХ. Ровный детальный звук и хорошая шумоизоляция — основные черты данной модели.

Кстати, всем любителям немецкого производителя интересно будет почитать рейтинг лучших наушников Sennheiser.

Основные характеристики

• Вид: полноразмерные, полуоткрытые
• Тип: динамические
• Заявленный частотный диапазон: 8 – 25000 Гц
• Сопротивление: 64 Ом
• Уровень звукового давления: 113 дБ
• Коэффициент гармоник:
• Подводимая мощность: 500 мВт
• Контактное давление: ≈ 6 Н
• Длина спирального кабеля: 3 м
• Вес без учёта кабеля: ≈ 285 г

Комплектация

• Наушники
• Переходник 3,5 мм на 6,3 мм
• Документация

Видеообзор

• Звук. Звук шикарен, тут нет смысла что-то особо описывать.
• Комфорт и удобство. Данные наушники удобно сидят на голове, не сдавливают ушную раковину, плотно прилегают к черепу, имеют регулировку по размеру головы.
• Хорошая звукоизоляция. Наушники качественно гасят все посторонние шумы.
• Складная конструкция.

• Несъёмный кабель.
• Комплект.

АЧХ для разных видов наушников

Существует несколько разновидностей наушников, которые отличаются не только конструкцией, но и принципом работы. С общими типами АЧХ для разных видов наушников стоит ознакомиться более детально.

Типы АЧХ для накладных, закрытых и открытых наушников

В данном случае может наблюдаться несколько характерных типов. Таким наушникам стоит отдавать предпочтение, если человек слушает живые записи, где минимальное количество самых низких и, наоборот, высоких частот. Также такие наушники комфортно использовать при прослушивании вокала.

Характеризуются неравномерностью в районе высоких частот и рядом провалов из-за интерференции волн. На графиках они имеют вид провалов в узком диапазоне частот.

Audio Technica ATH-M50X

Полноразмерные закрытые мониторные наушники.

ТОП-11 лучших мониторных гарнитур занимают отличные полноразмерные наушники Audio Technica ATH-M50X (100$). Данные мониторные наушники предлагают очень сбалансированный, детализированный звук отличного качества с глубоким басом. Они очень удобно сидят на голове и имеют мягкие амбушюры, а также отсоединяемый провод.

Они легко раскачиваются посредством смартфона, демонстрируя солидный запас громкости, достаточно мощные басы и масштабную звуковую сцену. Звучание их ровное, без агрессии и избыточного давления низких частот.

Основные характеристики

• Тип – динамические, закрытые
• Диапазон частот: 15 – 28000 Гц
• Импеданс: 38 Ом
• Чувствительность: 99 дБ/мВт
• Максимальная мощность: 1600 мВт
• Вес: 285 г
• Разъем: mini jack 3.5 mm
• Форма разъема: прямой
• Длина кабеля: 3 м

Комплектация

• Наушники
• Переходник 6.3 мм
• Три кабеля: 1,2 — 3 м (витой), 3 м (прямой), 1,2 м (прямой)
• Чехол
• Документация

Видеообзор

• Звук. Безупречная звукопередача.
• Посадка.
• Хорошая эргономика.

• Удобство. У наушников жестковатые амбушюры.
• Требовательность к звуковому источнику.

Audio-Technica ATH-R70x

Практически самые лучшие студийные наушники, когда вам нужна открытая модель.

Открытые конструкции, такие как ATH-R70x (395$), как правило, предпочтительнее для длительных сеансов микширования, поскольку они легче и менее утомительны, чем закрытые модели. Эта модель была разработана специально в качестве эталонных наушников для микширования.

Основные характеристики

• Назначение: мониторные
• Конструкция: накладные, открытые, полноразмерные Over-Ear
• Тип подключения: проводные
• Подключение: Jack (6.35 мм)
• Штекер: прямой
• Подвод кабеля: двусторонний
• Тип кабеля: круглый
• Съемный: кабель
• Импеданс: 470 Ом
• Частотный диапазон: 5 – 40000 Гц
• Чувствительность: 99 дБ
• Диаметр динамика: 45 мм
• Тип излучателей: динамические
• Материал корпуса: металл
• Вес: 210 г без кабеля

Комплектация

• Наушники
• Чехол
• Документация

Видеообзор

• Звук. Отличная четкость и детализация звука
• Качество материалов.
• Надежность.
• Уникальный дизайн оголовья.

• Амбушюры маловаты.

Микрофон

Микрофон я взял из старых запасов WM-55A103

Схему включения я позаимствовал у комрада Maxim_Sed в его обзоре Электретный микрофон + LM386. Замер АЧХ акционных наушников.

Sennheiser HD 650

Самые лучшие мониторные наушники в 2022 году.

ТОП-1 в рейтинге лучших мониторных наушников 2022 года становятся Sennheiser HD 650 (290$) — накладные полноразмерные мониторные наушники, лучшие из лучших наушников для мониторингаз вука. Наушники имеют интересный дизайн. Алюминиевые звуковые катушки, используемые в этих наушниках, довольно легкие и способны обеспечивать быстрый переходный отклик.

Итак, если вы задались вопросом «Какие мониторные наушники купить?», то Sennheiser HD 650 — это отличный вариант качественных наушников для мониторинга звука. Они будут хороши для профессионального использования. Кроме того, эти уши смогут стать долгожданной покупкой для меломанов и ценителей хорошего звука.

Чувствительность

Все сталкивались с ситуацией, когда одни наушники звучат громче других при том, что уровень на плеере (или смартфоне) выставлен одинаково. Часто этот факт связывают с разницей в мощности наушников. Но наушники — не усилитель, такая предпосылка в корне неверна.

На самом деле то, насколько громко зазвучат наушники, зависит от их чувствительности. Традиционно этот параметр лежит в пределах 90–120 дБ, причем для большинства моделей доступных на рынке эти рамки уже 95–105 дБ. Чувствительность показывает, насколько громко будут играть наушники при прочих равных. Чем она выше, тем выше максимальная громкость и меньше нагрузка на встроенный усилитель плеера или смартфона. Мной замечена еще одна прямая зависимость: чем дешевле наушники, тем меньше шансов, что их реальная (а не указанная в техническом паспорте) чувствительность будет высокой.

Наушники AKG K 315. Чувствительность — 126 дБ, импеданс — 32 Ом, максимальная входная мощность — 15 мВт.

Выводы

В заключение хочется отметить, что изучение характеристик – это существенный, но не определяющий момент при выборе модели. Наушники разных марок с одинаковыми техническими характеристиками отличаются по громкости и качеству воспроизводимого звука.

При прослушивании впечатление формируется не только указанными характеристиками, но и другими показателями. Пока еще не создано приборов, которые могли бы воспринимать музыку так, как человек. Следует учитывать фактор субъективного восприятия. В этом легко убедиться, изучая отзывы покупателей, когда одна и та же модель оценивается противоположно. Одним пользователям звучание кажется подходящим, другие же считают, что звук никуда не годится.

Поэтому, подобрав модели, совместимые с используемыми источниками звука, проводят испытания, оценивая звучание лично. Другого пути найти приемлемое для конкретного пользователя качество звука невозможно.

Sony MDR-7506 Studio Headphones

Одни из лучших наушников для мониторинга звука в 2022 году.

Серия Sony MDR существует уже много лет и имеет солидную студийную родословную, подтвержденную десятилетиями ежедневного использования в секторах записи и вещания по всему миру. Текущая версия MDR-7506 (135$) представляет собой блестящее сочетание комфорта, практичности и стоимости — это одни из лучших наушников для мониторинга.

Чрезвычайно удобные для длительного ношения, наушники предназначены для того, чтобы выявить, что не так с записью. Наравне с конкурентами, которые стоят вдвое дороже, звук резкий и чистый по всему спектру (с умеренным усилением в верхних средних частотах).

Давайте подытожим

1) График АЧХ не является абсолютным и универсальным средством определения качества звука. Слишком много погрешностей в измерениях. 2) Даже наушники с идеальным графиком АЧХ не обязательно подойдут лично вам из-за особенностей строения конкретно ваших ушей и/или музыкальных вкусов. 3) Бренды неохотно делятся АЧХ своих наушников, Bluedio — один из немногих честных производителей, который раскрывает все карты перед покупателем. 4) Графики АЧХ наушников Bluedio сопоставимы с графиками более дорогих наушников и играючи «делают» недорогие «уши» именитых брендов. 5) Будете покупать Bluedio, рекомендую именно флагманскую модель Vinyl Premium и только у официального представителя «Блядио» в России — интернет-ритейлера UMmall.ru. Благо продаются в UMmall наушники по честным «китайским» ценам – на всяких Али-Экспрессах ценники такие же как на UMmall.
Хорошей вам музыки, друзья!