Информация Частоты

  1. Етерсков
    Оффлайн

    Етерсков Модератор Команда форума

    Регистрация:
    16.03.2012
    Сообщения:
    5.759
    Симпатии:
    924
    Пол:
    Мужской
    Адрес:
    Балашиха
    Торговая репутация:
    5
    Частоты
    Чaстота — физическая величина, характеристика периодического процесса, равна количеству повторений или возникновения событий (процессов) в единицу времени.

    Как Мы знаем, человеческое ухо слышит частоты от 16 Гц до 20 000 кГц. Но это очень усреднённо.

    Звук возникает по разным причинам. Звук - это волнообразное давление воздуха. Если бы не было воздуха, мы бы не слышали никакого звука. В космосе нет звука.
    Мы слышим звук потому, наши уши чувствительны к изменению давления воздуха - звуковым волнам. Наиболее простой звуковой волной является короткий звуковой сигнал - вот такой:

    11-03-2013 9-29-17.jpg

    Звуковые волны, проникая в слуховой канал, приводят в колебание барабанную перепонку. Через цепь косточек среднего уха колебательное движение перепонки передаётся жидкости улитки. Волнообразное движение этой жидкости, в свою очередь, передаётся основной мембране. Движение последней влечёт за собой раздражение окончаний слухового нерва. Таков главный путь звука от его источника до нашего сознания. ТЫЦ
    i_012.png
    Когда вы хлопаете в ладоши, воздух между ладонями выталкивается и создается звуковая волна. Повышенное давление заставляет молекулы воздуха распространяться во все стороны со скоростью звука, который равен 340 м/с. Когда волна достигает уха, она заставляет вибрировать барабанную перепонку, с которой сигнал передается в мозг и вы слышите хлопок.
    Хлопок - это короткое одиночное колебание, которое быстро затухает. График звуковых колебаний типичного хлопка выглядит так:

    11-03-2013 9-42-31.jpg
    Другой типичный пример простой звуковой волны - периодическое колебание. К примеру, когда звонит колокол, воздух сотрясается от периодических колебаний стенок колокола.

    11-03-2013 9-44-24.jpg

    Так с какой же частоты начинает слышать обычное человеческое ухо? Частоту в 1 Гц оно не услышит, а лишь может увидеть на примере колебательной системы. Человеческое ухо именно слышит начиная с частот 16 Гц. То есть когда колебания воздуха воспринимает наше ухо как некий звук.

    Громкость звука ТЫЦ - определяется амплитудой сигнала. Чем выше амплитуда звуковой волны, тем громче сигнал.

    5.jpg

    Высота звука ТЫЦ - определяется частотой звуковой волны (или, периодом волны). Чем выше частота, тем выше звучание

    6.jpg

    Отметим, что ухо человека воспринимает одинаковую громкость на разных частотах, как звуки разной громкости. ТЫЦ

    Сколько звуков слышит человек?

    Не все люди с нормальным слухом одинаково слышат. Одни способны различать близкие по высоте и громкости звуки и улавливать в музыке или шуме отдельные тона. Другие же этого сделать не могут. Для человека с тонким слухом существует больше звуков, чем для человека с неразвитым слухом.

    Но насколько вообще должна отличаться частота двух звуков, чтобы их можно было слышать как два разных тона? Можно ли, например, отличить друг от друга тона, если разница в частотах равна одному колебанию в секунду? Оказывается, что для некоторых тонов это возможно, а для других нет. Так, тон с частотой 435 можно отличить по высоте от тонов с частотами 434 и 436. Но если брать более высокие тона, то отличие сказывается уже при большей разности частот. Тона с числом колебаний 1000 и 1001 ухо воспринимает как одинаковые и улавливает разницу в звучании только между частотами 1000 и 1003. Для более высоких тонов эта разность в частотах ещё больше. Например, для частот около 3000 она равна 9 колебаниям.

    Точно так же не одинакова наша способность отличать звуки, близкие по громкости. При частоте 32 можно расслышать только 3 звука разной громкости; при частоте 125 — уже 94 звука различной громкости, при 1000 колебаний — 374, при 8000 — снова меньше и, наконец, при частоте 16 000 мы слышим только 16 звуков. Всего же звуков, различных по высоте и громкости, наше ухо может уловить более полумиллиона! Это только полмиллиона простых звуков. Прибавьте к этому бесчисленные сочетания из двух и более тонов — созвучия, и вы получите впечатление о многообразии того звукового мира, в котором мы живём и в котором наше ухо так свободно ориентируется. Вот почему ухо считается, наряду с глазом, самым чувствительным органом чувства.

    По этому для удобства представления о звуке мы используем не обычную шкалу с делениями в 1 кГц

    7.jpg

    А логарифмическую. С расширенным представлением частот от 0 Гц до 1000 Гц. Спектр частот, таким образом, можно представить в виде вот такой диаграммы от 16 до 20000 Гц.

    8.jpg

    Но не все люди, даже с нормальным слухом, одинаково чувствительны к звукам различной частоты. Так, дети обычно без напряжения воспринимают звуки с частотой до 22 тысяч. У большинства взрослых чувствительность уха к высоким звукам уже понижена до 16–18 тысяч колебаний в секунду. Чувствительность же уха у стариков ограничена звуками с частотой в 10–12 тысяч. Они часто совершенно не слышат комариного пения, стрекотания кузнечика, сверчка и даже чириканья воробья. Таким образом от идеального звука (рис. выше) по мере старения человека он уже звуки слышит в более суженом ракурсе

    2.jpg


    Приведу пример диапазона частот музыкальных инструментов

    fig110.gif

    Теперь применительно к Нашей тематике. Динамику, как колебательной системе, в ввиду ряда его особенностей, не удаётся воспроизвести весь спектр частот с постоянными линейными характеристиками. В идеале это был бы широкополосный динамик, воспроизводящий спектр частот от 16 Гц до 20 кГц с одним уровнем громкости. По этому в автозвуке применяют несколько типов динамиков для воспроизведения конкретных частот.

    Выглядит это пока условно вот так (для трёхполосной системы + сабвуфер).

    Сабвуфер от 16 Гц до 60 Гц
    Мидбас от 60 Гц до 600 Гц
    Мидрендж от 600 Гц до 3000 Гц
    Твитер от 3000 Гц до 20000 Гц

    3.jpg

    4.jpg
    softsys, Dagness и chevyKoT нравится это.
  2. Jet
    Оффлайн

    Jet мозгокопатель Команда форума

    Регистрация:
    17.03.2012
    Сообщения:
    2.346
    Симпатии:
    433
    Пол:
    Мужской
    Адрес:
    г.Воронеж
    Торговая репутация:
    1
    Немного о музыке как таковой:
    Музыка – это вид искусства, с помощью которого мы можем передавать свои настроения и чувства. Основными элементами и выразительными средствами музыки являются: мелодия, ритм, метр, темп, динамика, тембр, гармония, инструментовка и другие. Музыка может влиять на настроение. В психиатрии есть специальный отдел музыкотерапии. С помощью музыки можно воздействовать на здоровье человека. Она частично, а иногда полностью передаёт настроение исполнителя. Музыку надо выбирать, потому что есть позитивная музыка, а есть музыка, которая содержит большое количество агрессии. Музыка обостряет наше духовное восприятие мира. Она может очищать наш рассудок, а может наполнять тревогой, яростью и глупостью. При очень живом исполнении она может вызвать радость, депрессию, скуку, раздражение, лёгкость, спокойствие.
  3. Етерсков
    Оффлайн

    Етерсков Модератор Команда форума

    Регистрация:
    16.03.2012
    Сообщения:
    5.759
    Симпатии:
    924
    Пол:
    Мужской
    Адрес:
    Балашиха
    Торговая репутация:
    5
    И так. Почему же мы не можем использовать один универсальный широкополосник?
    Смотрим.
    Берём к примеру какой то гипотетический динамик стандартного размера 16.5 см. Грубо говоря мидбас.
    У него частота основного резонанса в свободном поле (Fs) 42 Гц.

    1.jpg

    Поместив его в какой то объём, допустим "Закрытый ящик" 30 литров (что приравнивается к объёму двери автомобиля), частота основного резонанса в закрытом ящике объёмом 30 литров того же динамика поднимется до (Fc) 53 Гц.

    2.jpg

    А при чём тут Fs и Fc? Всё просто, динамик это механическая колебательная система. "Гонять" динамик на частотах вблизи частоты основного резонанса небезопасно. Да и звуки то он будет воспроизводить ниже частот Fs и Fc заметно тише. Собственно, мы их и не услышим. И что бы не вывести динамик из рабочего состояния, мы его "подрежем" фильтром второго порядка на 2 октавы вверх. То есть динамик у Нас будет воспроизводить звуки начиная со 100 Гц. Теряем от первоначальных возможностей аж 60 Гц.

    3.jpg

    Итого, у Нас получается, что фактически динамик будет воспроизводить звуки начиная со 100 Гц. А что ниже 100 Гц? То есть Мы видим необходимость использования уже второго типа динамика. Это сабвуфер.

    Далее. Смотрим на поведение Нашего мидбаса сверху. Так называемая АЧХ (Амплитудно Частотная Характеристика). Видим, что Наш мидбас уверенно "дотягивается" только лишь до 1000 Гц. То есть воспроизводит все частоты с одинаковой громкостью. До 3000 Гц ещё куда не шло, а уже после 3000 Гц идёт вообще "забор".

    4.jpg

    О чём Нам может говорить этот "забор"? Динамик, как я уже выше говорил, это механическая колебательная система. И его характеристики на разных частотах не постоянны. Если перепад частот между самой высокой (громкой) и самой низшей (тихой) достигает 3 Дб это уже слышно на слух.


    5.jpg

    И что самое интересное, что "провал" (зелёная стрелка) на каких то частотах (если это не большой интервал, выделил красными линиями) на слух ощутим меньше, чем "всплеск" (чёрные стрелки) определённых частот на АЧХ.

    6.jpg

    Таким образом всё, что выше 3000 Гц Нам уже не нужно. Потому как тональный баланс будет нарушен и динамик не будет воспроизводить весь спектр частот с одинаковым уровнем громкости.

    На лицо необходимость подключения третьего типа динамика. Ну тут уже кто каким путём пойдёт. Или будет трёхполосная система, с использованием полноценного среднечастотного и высокочастотного звена. Или будем подбирать низкоиграющее ВЧ звено, то есть двухполосная система.
  4. Етерсков
    Оффлайн

    Етерсков Модератор Команда форума

    Регистрация:
    16.03.2012
    Сообщения:
    5.759
    Симпатии:
    924
    Пол:
    Мужской
    Адрес:
    Балашиха
    Торговая репутация:
    5
    Зависимость АЧХ от громкости. Так называемые "кривые равной громкости" (психоакустика).
    Код:
    http://www.digitalvideo.ru/archiv/031/3104.htm
    Источник
    Код:
    http://www.independentrecording.net/irn/resources/freqchart/main_display.htm
    sensitivity_main_chart.jpg