Co oznacza zakres Hz-KHz dla głośników i słuchawek?

• Michael Crider

  @MichaelCrider

• 5 września 2018, 9:00am EDT

Jeśli patrzyłeś na high-endowe słuchawki lub głośniki, prawdopodobnie zauważyłeś liczby na arkuszu specyfikacji, które czytają coś w rodzaju „20Hz-20KHz”. Co oznaczają te liczby?

W przypadku każdego urządzenia, które wykorzystuje standardowy głośnik, wartość Hz-KHz jest zakresem słyszalnych wibracji dźwiękowych, które głośnik może wytworzyć. Jest ona zazwyczaj oznaczana jako „odpowiedź częstotliwościowa” i wyrażana w hercach, przy czym kiloherc to tysiąc herców. Tak więc typowe pasmo przenoszenia dla słuchawek, od dwudziestu herców do dwudziestu tysięcy herców, jest rzeczywiście dość pełne. Droższe modele mogą iść jeszcze wyżej i niżej; zestaw Sony o wartości 700 dolarów na zdjęciu powyżej ma zakres 4Hz-100KHz.

Aby zrozumieć, jak to wszystko działa, musisz wiedzieć trochę o fizyce dźwięku. Dźwięk przemieszcza się w falach. Odległość pomiędzy grzbietami (najwyższymi punktami) jednej fali i następnej nazywana jest długością fali. Fale o wyższych częstotliwościach zbliżają się do siebie, a więc mają krótsze fale. Fale o niższych częstotliwościach są od siebie bardziej oddalone, a więc mają większą długość fali. Herce to jednostki używane do pomiaru częstotliwości. Jeden herc jest definiowany jako jeden cykl na sekundę. Tak więc, częstotliwość mierzona w 20 Hz jest podróżowanie na 20 cykli (lub fal) per second.

Większość głośników i słuchawek przekształcić sygnały elektryczne w dźwięk za pomocą pola magnetycznego, aby przenieść elastyczną membranę tam i z powrotem bardzo szybko. Te wibracje tworzą fale dźwiękowe, które podróżują do naszych uszu. Jak szybko te wibracje się dzieje wpływają na długość fali dźwiękowej, a nasze uszy słyszą te różne częstotliwości jako dźwięki w różnych zakresach.

Wibracje, które tworzą dźwięk przy 20 hercach są bardzo niskie – bas dudnienie – i mają dużą długość fali. Wibruje on kierowcę dwadzieścia razy na sekundę. Większość muzyki i dźwięku gra w zakresie od około 80 herców do 15,0000 herców. Przy 15 000 herców dźwięk jest wysoki i ma bardzo krótką długość fali, jak alarm czujnika dymu.

Mamy też różne style głośników – niskotonowe, średniotonowe i wysokotonowe – które są wyspecjalizowane do odtwarzania dźwięku o określonej długości fali.

Możesz łatwo przetestować swoje głośniki lub słuchawki. Powyższe wideo przebiega przez spektrum dźwięku od 20Hz aż do 20KHz. Zauważ, że w dolnej i górnej części tego zakresu twoje głośniki mogą nie być w stanie odtworzyć dźwięku, szczególnie jeśli mają mniejsze przetworniki, jak ten w głównym głośniku telefonu komórkowego. Możesz przetestować go z różnymi słuchawkami i głośnikami, aby zobaczyć, które z nich mogą odtworzyć najszerszy zakres dźwięku.

Lepszy zakres dla głośników lub słuchawek, tym szersze spektrum słyszalnego dźwięku mogą odtworzyć. Niektóre z nich mogą sięgać wyżej i niżej niż standardowy zakres 20Hz-20KHz, np. 16Hz-22KHz. Ale czy to jest ważne?

Bez twojego słuchu jest wyjątkowo dobry, nie bardzo. Widzisz, zakres ludzkiego słuchu to około 20Hz-20KHz. Ale to jest idealny zakres, obejmujący prawie całą populację. Większość niemowląt będzie w stanie usłyszeć cały ten zakres, a kilka osób może być w stanie usłyszeć częstotliwości nieco wyższe lub niższe. Podobnie jak wzrok, zdolność słyszenia pogarsza się z wiekiem, szczególnie w przypadku tonów o wysokiej częstotliwości. Jeśli masz ponad 25 lat lub więcej, prawdopodobnie nie słyszysz powyżej 18 000 herców, jeśli twój słuch został uszkodzony przez narażenie na bardzo głośne dźwięki.

Możesz więc testować swoje głośniki przez cały dzień, ale nie będziesz w stanie odróżnić zestawu o zakresie 20Hz-20KHz od tego o zakresie 16Hz-22KHz, jeśli twoje uszy są fizycznie niezdolne do słyszenia najwyższych i najniższych częstotliwości. To wciąż interesująca statystyka, a zestaw słuchawek lub głośników z wyższym zakresem częstotliwości będzie generalnie wyższej jakości niż ten z niższym zakresem, wykonany z lepszych komponentów i inżynierii i produkujący bardziej dokładne, bogate dźwięki dla muzyki i filmów. Pomyśl o tym jak o mocy silnika samochodu: ważna specyfikacja i coś, co ludzie generalnie lubią wiedzieć, nawet jeśli jest mało prawdopodobne, aby kiedykolwiek użyli wszystkich 300 koni mechanicznych na autostradzie.

Zauważ, że ten zakres dotyczy tonu lub wysokości dźwięku, który słyszysz – nie głośności dźwięku, która jest wyrażana w decybelach (dB). Innym sposobem wyrażenia zdolności do wytwarzania głośności jest wyrażenie w watach elektrycznych na przetwornik lub w watach całkowitych dla wszystkich przetworników łącznie. Nie jest to bardzo precyzyjne w odniesieniu do dźwięku, ale jest to przyzwoity skrót, aby wiedzieć, jak potężne są głośniki.

Kredyt obrazu: Sony, Sennheiser, Amazon