Что означает диапазон Гц-кГц для динамиков и наушников?

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

Для любого устройства, использующего стандартный драйвер динамика, значение Гц-кГц представляет собой диапазон слышимых звуковых колебаний, которые может производить динамик. Обычно он обозначается как «частотная характеристика» и выражается в герцах, где килогерц равен тысяче герц. Так что типичная частотная характеристика для наушников, от двадцати до двадцати тысяч герц, действительно весьма насыщена. Более дорогие модели могут идти ещё выше и ниже; набор Sony за 700 долларов на изображении выше имеет диапазон от 4 Гц до 100 кГц.

Чтобы понять, как все это работает, нужно немного знать о физике звука. Звук распространяется волнами. Расстояние между гребнями (самыми верхними точками) одной волны и следующей называется длиной волны. Волны с более высокими частотами имеют более короткие длины волн. Волны с более низкими частотами имеют более длинные волны. Герц — единица измерения частоты. Один герц определяется как один цикл в секунду. Итак, частота, измеренная на уровне 20 Гц, движется со скоростью 20 циклов (или волн) в секунду.

Большинство динамиков и наушников преобразуют электрические сигналы в звук, используя магнитное поле для очень быстрого перемещения гибкой диафрагмы вперёд и назад. Эти вибрации создают звуковые волны, которые достигают наших ушей. То, как быстро происходят эти вибрации, влияет на длину волны звуковых волн, и наши уши воспринимают эти разные частоты как звуки в разных диапазонах.

Вибрации, которые создают звук на частоте 20 герц, очень низкие — басовый гул — и имеют большую длину волны. Устройство воспроизведения имеет мембрану, которая вибрирует двадцать раз в секунду. Большая часть музыки и аудио воспроизводится в диапазоне от 80 до 15 000 герц. На частоте 15 000 герц из-за чрезвычайно короткой длины волны высота звука очень высока, как сигнал пожарной сигнализации.

Существуют динамики разных типов — низкочастотные, среднечастотные и высокочастотные, — которые предназначены для воспроизведения звука на определённых длинах волн.

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

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

Только если вы имеете исключительно хороший слух, в противном случае нет. Видите ли, диапазон человеческого слуха составляет около 20 Гц-20 кГц. Но это идеальный диапазон, охватывающий почти всё население. Большинство младенцев смогут слышать этот полный диапазон, а некоторые люди могут слышать частоты немного выше или ниже. Но так же, как и зрение, ваша способность слышать ухудшается с возрастом, особенно в отношении высокочастотных тонов. Если вам больше 25 лет или около того, вы, вероятно, не слышите выше 18 000 герц. Или даже ещё меньше, если ваш слух повреждён в результате воздействия очень громких звуков.

Таким образом, вы можете тестировать свои динамики в течение всего дня, но вы не сможете отличить комплект с диапазоном 20 Гц-20 кГц от комплекта с диапазоном 16 Гц-22 кГц, если ваши уши физически не способны слышать самые высокие и самые низкие частоты. Но не нужно считать эту характеристику бесполезной, поскольку наушники или динамики с более высоким диапазоном частотной характеристики, как правило, будет более качественным, чем наушники с более низким диапазоном. Они изготавливаются с использованием лучших компонентов и технологий и воспроизвоодят более точные, насыщенные тона для музыки и видео. Думайте об этом так же, как вы думаете о лошадиных силах для двигателя автомобиля: важная характеристика, которую люди обычно хотят знать, даже если они вряд ли когда-либо будут использовать все 300 лошадиных сил на шоссе.

Обратите внимание, что этот диапазон касается тона или высоты звука, который вы слышите, а не громкости звука, которая выражается в децибелах (дБ). Другой способ выразить способность к выходной громкости — это электрические ватты на драйвер или общие ватты для всех драйверов вместе взятых. Это не очень точно в отношении звука, но это неплохое сокращение для понимания того, насколько мощные динамики.