частотный диапазон в наушниках что такое
Что такое чувствительность, импеданс и диапазон частот в наушниках?
Чувствительность, импеданс и диапазон частот наушников — что это такое?
Наушники — один из наиболее часто используемых аксессуаров используемых с различными гаджетами и электронной техникой, будь то смартфоны, компьютеры, телевизоры и др. изо дня в день.
Среднестатистический покупатель при покупке наушников обычно сосредотачивается на двух основных факторах — бренде и бюджете.
Но достаточно ли этого для приятного прослушивания музыки?
В этой статье мы обсудим три очень важных фактора, на которые покупатели чаще всего не обращают внимания — чувствительность, импеданс и диапазон частот наушников.
Мы надеемся, что в этой короткой статье вы получите подробные ответы на это важные вопросы.
Что такое чувствительность наушников?
Чувствительность указывает на эффективность наушников в преобразовании входящего электрического сигнала в выходной звук.
Чувствительность показывает, насколько громким может быть динамик внутри наушников.
Измеримый показатель чувствительности известен как уровень звукового давления (SPL). Он измеряется в дБ SPL и обычно находится в пределах 80–110 дм для большинства устройств.
Чем выше чувствительность, тем громче будет звук, и наоборот.
Вы можете подумать, что покупка наушников с высокой чувствительностью выгодна, но это не так.
Более высокая чувствительность при обеспечении громкого звука может вызвать искажения в качестве звука. Это отрицательно сказывается на качестве музыки.
Воздействие звуков с более высоким уровнем звукового давления в течение более длительного времени вредно для человеческого уха и может вызвать раздражение и боль.
Рекомендуется покупать наушники 90-100 дБ для стационарной техники
Что такое импеданс наушников?
Импеданс наушников определяется как сопротивление, оказываемое потоку электрических сигналов.
Импеданс измеряется в Ом.
Как правило, имеющиеся на рынке наушники имеют значение импеданса от 8 до 50 Ом.
Чем выше импеданс, тем больше мощность, необходимая для передачи электрических сигналов на динамик.
Чем ниже импеданс, тем меньше потребляемая мощность, чтобы электрические сигналы достигли динамика.
И низкий, и высокий импеданс имеют свои достоинства и недостатки.
Низкое значение импеданса для наушников является обязательным, если вы собираетесь использовать их со своими смартфонами.
Большинство бюджетных смартфонов не оснащены усилителем DAC (Digital Audio Converter), поэтому всегда выбирайте наушники с минимальным сопротивлением для лучшего качества звука.
Проблема с низким импедансом заключается в том, что через цепь протекает большой ток, вызывающий слышимые фоновые искажения.
Наушники с высоким сопротивлением воспроизводят звук с исключительной четкостью, но за счет специального усилителя.
Эти наушники с высоким импедансом лучше всего подходят для серьезных аудиофилов и профессиональных звукорежиссеров, желающих прослушивать музыку студийного качества.
При использовании таких наушников с обычным смартфоном вывод звука может показаться слабым.
При выборе наушников для смартфона выбираете значение импеданса менее 32 Ом.
Что такое диапазон частот наушников?
Диапазон частот наушников указывает диапазон слышимого звука, который они могут передать слушателю.
Человеческие уши способны слышать звуковые волны от 20 Гц до 20000 Гц.
Звуки ниже 20 Гц известны как инфразвуковые звуки, а звуки выше 20000 Гц — ультразвуковые.
При покупке наушников / наушников в ваших интересах убедиться, что они покрывают эти диапазоны частотных характеристик.
Существуют наушники и наушники, которые определяют диапазоны частотной характеристики ниже и выше 20 Гц — 20000 Гц.
Некоторые наушники Sony поставляются с диапазоном низких частот 4 Гц, а некоторые наушники премиум-класса — с диапазоном высоких частот до 28000 Гц.
Являются ли эти цифры, значительно превышающие нормальный слышимый диапазон, случайными?
Даже если мы не слышим звуки в этом диапазоне, мы можем их почувствовать. Это добавляет ощущения присутствия при прослушивании музыки.
Если вы фанатик басов, выбор наушников с частотным диапазоном ниже 20 Гц дает дополнительный эффект мощных басов.
Чувствительность, импеданс и диапазон частот важные характеристики не являются единственными факторами, определяющими качество звука в наушниках, но в значительной степени способствуют этому.
Если вы проявите достаточно внимания и поймете эти цифры, указанные в этой статье, при покупке наушников, мы гарантируем вам, что конечный результат превзойдет ваши ожидания.
Причитайте наши статьи по выбору и рекомендуемым моделям различных наушников.
Частотный диапазон наушников
Многие производители наушников в описании указывают частотный диапазон. При этом пользователь ожидает, что они будут воспроизводить звук в заявленном интервале и чем он шире, тем лучше.
Что такое частотный диапазон наушников
Качество звучания зависит от частотного диапазона. Человеческое ухо способно различать звуки от 20 Гц и до 20000 Гц. В начале интервала находятся низкочастотные звуки, а в конце – высокочастотные. Основной задачей наушников является его правильное воспроизведение.
Аудиоустройство не должно издавать посторонние звуки в виде хрипов и шипения. Оценить способность устройства к воспроизведению качественного звука можно по амплитудно-частотной характеристике (АЧХ). Этот показатель отображают в виде графика зависимости громкости от частоты. Чем он прямее, тем чётче воспроизводимый звук.
Отдельно взятый параметр никаким образом не характеризует звучание наушников. Разные модели устройств невозможно сравнить между собой, если интервал указан без отклонений. В более дорогих моделях аудиоустройств производители указывают АЧХ. Например, значение 20 Гц-20 кГц+-5 дБ означает, что на всём интервале не будет впадин и сильных пиков.
Какой параметр выбрать
Оптимальный частотный диапазон для наушников находится в интервале от 20 Гц и до 20 кГц. Однако многие производители специально стараются уширить этот параметр. Встречаются аудиоустройства с интервалом 10 Гц-25 кГц. Как это понимать, спросите вы? Конечно, человек не способен услышать весь спектр звучания. С одной стороны, производители таким образом хотят привлечь клиентов, а с другой стороны, это означает, что окончательные спады амплитудно-частотной характеристики начнутся не раньше, чем у этих дальних границ.
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ. Уширение этого параметра – это маркетинговый ход.
Величина частотного диапазона не может быть главным критерием в выборе наушников и других аудиоустройств. Отдельно взятый параметр указывает только на интервал, а не на линейность АЧХ. По вышеупомянутым значениям нельзя выбрать аудиоустройство, можно только исключить некачественное. Характер звучания лучше определять вручную, используя определённую композицию.
Гид по выбору наушников (часть 3): читаем характеристики
Как известно, знание — сила, особенно в технических вопросах. Основные характеристики наушников, обычно указанные на упаковке, дают представление об их возможностях до прослушивания. Надо лишь разобраться, что к чему.
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.
Мощность
А вот в вопросе мощности не стоит гнаться за ваттами. Особенно когда основной источник музыки смартфон или портативный плеер. При высокой чувствительности достаточно нескольких милливат, чтобы музыка играла громко, а усилитель гаджета не перегружался и экономно расходовал заряд аккумулятора. Да, если выбрать наушники с высокой мощностью, звук, возможно (только возможно), получится солидным и напористым. Но продлится это не так долго, как вам бы хотелось — батарея гаджета под такой нагрузкой начнет стремительно разряжаться. Более того, нередки случаи, когда встроенный усилитель попросту не справляется с мощными наушниками. В итоге и звука хорошего не услышите (рыхлый неглубокий бас), и получите искажения на громкости выше средней.
Для наушников, используемых дома, высокая мощность уже не проблема, ведь предполагается, что они будут использоваться со стационарным усилителем. Тогда высокая мощность поспособствует высокому качеству звука.
Наушники Beyerdynamic DT 1350. Чувствительность — 129 дБ, импеданс — 80 Ом, максимальная входная мощность — 100 мВт
Сопротивление
Еще один фактор, существенно влияющий на качество звучания, расход энергии и в целом определяющий совместимость наушников с усилительной частью, — импеданс. С точки зрения физики импеданс несколько отличается от более понятного термина «сопротивление», но с потребительской точки зрения это не столь важно, поэтому на упаковке наушников вполне можно встретить и такое написание.
Любой усилитель имеет некоторый диапазон нагрузок, с которым он способен работать в оптимальном режиме. Величина импеданса наушников, измеряемая в омах, соответственно, определяет режим работы усилителя. В портативной технике обычно стоят усилители, рассчитанные на работу с импедансом от 16 до 32 Ом. Поэтому именно такие цифры вы встретите у большинства наушников. Однако вполне допустимо использовать с портативной техникой наушники с импедансом 40–60 Ом. Принципиальная разница состоит в том, что для работы последних потребуется больше мощности, а значит, увеличится расход аккумулятора. Также помните, что если сопротивление наушников значительно отличается от рекомендованного, усилитель будет работать во «внештатном» режиме, результатом чего могут стать искажения и общее понижение качества звука. А в крайних случаях, еще и приведет к выходу из строя усилителя или наушников.
Наушники Denon AH-C250. Чувствительность — 109 дБ, импеданс — 87 Ом, максимальная входная мощность — 100 мВт
Высокоомные наушники, чей импеданс исчисляется сотнями омов, стоит использовать только со стационарными усилителями. Чаще всего высокоомные наушники делают для профессиональных целей, хотя их также можно встретить и среди дорогих High End-моделей для бытового использования.
Внимание, если выбираете модель для дома: импеданс наушников должен попадать в пределы рекомендованного диапазона нагрузки, который указывается в технических данных усилителя. Вообще, большинство наушников и усилителей довольно четко делятся на низко- и высокоомные, так что особенных проблем с поиском подходящей пары возникнуть не должно.
Частотный диапазон
Частотный диапазон наушников, наверное, самая простая и понятная величина. Чем он шире, тем качественней звук. Выход заводских параметров за пределы слышимого диапазона, например, 5 Гц – 25 кГц, свидетельствует о том, что края этого самого слышимого диапазона будут воспроизведены без особых потерь. Может быть, потому что это простая величина, да еще и с большими цифрами, производители склонны ее приукрашивать. Часто встречаются стандартные цифры, типа 20 Гц – 20 кГц. И никаких указаний о том, при каких условиях были произведены измерения, не говоря уж о графике АЧХ. 20Г ц и правда могут быть, но с такой громкостью, что услышат их лишь приборы в глухой акустической комнате, где, возможно (только возможно), проходили замеры.
Наушники Sony MDR-1R. Чувствительность — 105 дБ, импеданс — 48 Ом, максимальная входная мощность — 1500 мВт, частотный диапазон — 4–80 000 Гц
Уши против цифр
В заключение обзора основных характеристик хочу избавить читателей от одной распространенной иллюзии, что «наушники с одинаковыми паспортными данными одинаково звучат». Ничуть.
При равном частотном диапазоне, одинаковых чувствительности, мощности и импедансе разные наушники, вероятней всего, заиграют совсем непохоже друг на друга. Поскольку наше впечатление от звучания формируется точностью реакции излучателя, формой частотной характеристики и ряда иных показателей, которые публикуются разработчиками крайне редко, а другие и вовсе не могут быть измерены. К сожалению или к счастью, но современные измерительные приборы еще не достигли тех высот, когда они научатся воспринимать музыкальный сигнал комплексно, как человек. Поэтому, изучив характеристики на предмет совместимости с остальным комплектом оборудования (источник, усилитель), соизмерив их стоимость со своим кошельком, нужно все-таки пойти и послушать их. Иначе никак.
ТОП-5: Технических характеристик хороших наушников (по важности)
Технические характеристики наушников несут в себе определённую полезную информацию, которая, до определённой степени, может помочь в выборе наушников. Условно можно выделить 4 главные характеристики: АЧХ, диапазон воспроизводимых частот, чувствительность и сопротивление. О них мы и поговорим.
На коробках с наушниками обычно написано несколько специфических цифр, а по тематическим ресурсам гуляют всякие слова заветные, типа: АЧХ, КНИ и т.д… Важно понимать, на что влияют, по крайней мере, базовые характеристики. Тогда будет намного легче выбрать наушники: условно для телефона, условно для стационарного использования на мощном оборудовании.
Ничего личного, просто маркетинг
Правда в том, что характеристики, написанные на коробке, в большой степени – маркетинговый ход. Это возможно из-за того, что нет жестких стандартов в измерении параметров наушников. У каждого производителя свои измерительные стенды (именно стенды, одни наушники одного и того же бренда могут быть измерены на одном стенде, другие – на другом), а характеристики могут быть даны в разных единицах измерения.
То есть, одинаковые характеристики Sony и Beats, к примеру, при сравнении на одном стенде, покажут результаты отличные от цифр на коробке.
Отдельно хочется отметить характеристики китайских TWS наушников –дешёвых клонов AirPods (типа i12). При выборе таких наушников не стоит вовсе обращать внимание на характеристики. Ведь они заведомо подделки или почти подделки, продающиеся только из-за внешнего вида. Качество компонентов (в том числе динамиков) и сборки в данном случае настолько плохо, что не имеет смысла смотреть на какие-либо характеристики.
Более-менее достойные китайские TWS наушники и более интересные полностью беспроводные модели не дороже 100$ собраны в нашем специальном рейтинге.
Конечно, универсальный принцип «чем больше цифЕрки – тем лучше» всё ещё работает, но с некоторыми оговорками. Рассмотрим основные характеристики наушников подробнее. Не будем ударяться в нюансы, их очень, ну очень много. Попробуем вооружиться основными понятиями, которые реально помогут в выборе наушников.
1. АЧХ наушников
АЧХ наушников – амплитудно-частотная характеристика. Её не упоминают на коробках, но именно с неё стоит начинать. Если «по-простому» – это график зависимости громкости от частоты. На графике ниже расписано, какие частоты относятся к басу, середине и так далее. А зелёная линия сверху – это и есть АЧХ.
Собственно, если всмотреться в него, всё становится понятно. Горизонтальная ось – частоты, вертикальная – звуковое давление, громкость.
АЧХ показывает тональный баланс наушников, будут ли они «тёмными» (с акцентом на НЧ и нижнюю середину, с спадом на ВЧ), «светлыми» (наоборот – ВЧ без спада, подъёмы на верхней середине), а то и «яркими» (подъём на верхней середине и, может быть, подъём на высоких).
Sennheiser HD 800s АЧХ
Если не ударяться в психоакустику (хотя для достоверности надо бы, ведь восприятие звука у всех разное: кому-то одни и те же наушники кажутся яркими, а кому-то – вполне приятными, но это отдельная огромная тема), то можно представить процесс выбора наушников с помощью АЧХ так.
Как выбрать наушники по характеристикам АЧХ
Sennheiser HD 800s
Стоит отметить два нюанса:
Meze 12 Classics. График АЧХ есть в прилагаемой документации
А где вообще найти АЧХ наушников, если, как упомянуто выше, на коробке её чаще всего нет? Вообще, иногда есть. Иногда может быть в документации внутри коробки. Или на сайте производителя. Но зачастую (особенно для неаудиофильских моделей) производитель не делится АЧХ.
Зато многие ресурсы, занимающиеся тестами и обзорами наушников, имеют свои измерительные стенды, и выкладывают АЧХ для проверенных моделей. У нас в рейтингах и обзорах тоже можно найти АЧХ для интересующих наушников. Мы перелопатили интернет за вас. 😉
2. Чувствительность наушников (дб)
Чувствительность наушников – самый хитрый параметр. Чтоб разбираться во всех нюансах надо реально вспоминать курс физики-радиотехники. Но не будем погружаться так глубоко. Чувствительность – это отношение. Обычно указывается к мощности, в дБ/мВт. Но это не очень удобно. Если выразить чувствительность к напряжению дБ/В, то можно её брать прямо из АЧХ.
Обычно она берётся на 1 КГц, так как это самая ровная часть АЧХ. Впрочем, по одному из стандартов для наушников рекомендуется измерять чувствительность на 500 Гц. Так что, повторюсь, стандартизации нет, на 100% полагаться на эту характеристику нельзя.
Есть уже пересчитанные значения дБ/В из дБ/мВт для основных значений:
Соответственно, если у наушников сопротивление 32 Ом, а чувствительность, скажем, 105 дБ/мВт, то её можно представить, как 115 дБ/В.
Чувствительность наушников, какая лучше?
На что влияет чувствительность наушников?
Удобство представления чувствительности в дБ/В ещё и в том, что можно оценить зависимость громкости от подаваемого напряжения (а изменение громкости на плеере – это и есть изменение напряжения). Рассмотрим на конкретных цифрах для удобства:
Высокая чувствительность и низкое сопротивление дают более высокую громкость, но, при этом могут появиться лишние шумы в наушниках (шум усилителя и прочее). Конечно, их слышно только, когда не играет музыка, но всё же. Можно сказать, что наушники с высокой чувствительностью будут громче аналогов с низкой, но забывать про сопротивление нельзя.
3. Сопротивление наушников
Сопротивление (импеданс) – номинальное сопротивление на входе наушников. Довольно значимый параметр. Самое интересное, почему-то по нему многие определяют громкость наушников. Что не совсем верно. На громкость больше влияет чувствительность. Сопротивление, конечно, тоже, только не в первую очередь.
Можно установить примерные границы: сопротивление до 100 Ом – наушники для портативного использования. Всё, что выше – для стационарного. У портативных источников обычно нет возможности выдавать большое напряжение, соответственно, тут желательно низкое сопротивление. А вот стационарные усилители вполне себе выдают любое напряжение, поэтому им показаны высокоомные наушники.
Импеданс наушников, какой лучше?
К примеру, у меня от портативного плеера вполне неплохо (и даже довольно громко) звучат винтажные 600-Омные beyerdynamic DT990. Но я прекрасно знаю, что это далеко не всё, на что они способны. Для полноценного раскрытия не только по громкости, но и по качеству нужен хороший стационарный усилок.
4. Диапазон воспроизводимых частот наушников
Диапазон воспроизводимых частот наушников – это те самые 20 Гц – 20000 Гц и тому подобные цифры на коробках наушников. Означают, естественно, диапазон воспроизводимых частот. Стоит сразу отметить, человеческое ухо слышит как раз стандартный частотный диапазон: 20 Гц – 20000 Гц. Но не среднестатистическое. А идеальное.
С возрастом, от шума города, от использования наушников и прочего мы начинаем слышать хуже. И чем дальше, тем серьёзнее. При этом, чаще всего страдает именно верхняя граница. Низкие мы почти всегда слышим хорошо.
Есть простенькие тесты (хороший вариант – здесь), где в наушники подаётся тон разной частоты. Проверьте себя, до какого уровня слышите. Я вот слышу максимум 17 КГц. Это уже далеко не 20.
Вообще, диапазон частот не несёт практически никакой информации о звуке наушников. И уж точно на его основе нет возможности сравнить разные модели. Как минимум, если он обозначен без отклонений, то есть в указанном выше виде: 20 Гц – 20 кГц (минимальная и максимальная воспроизводимая частота, соответственно). Но тут непонятно, в каких границах отклонений измерен этот диапазон.
К примеру, если указано так: 20 Гц – 20 Кгц +- 6 дБ – это уже что-то. Это значит, что кривая АЧХ наушников находится в рамках плюс минус 6 дБ (по вертикальной оси на графике АЧХ) в диапазоне 20 Гц – 20000 Гц. Как минимум понятно, что нет сильных пиков и впадин на всём диапазоне частот. Вот пример частотного диапазона:
К сожалению, диапазон с отклонениями производители указывают редко. И только в «топовых» моделях. Это из-за того, что нет общих стандартов ни для измерений, ни для указаний. По большому счёту, производитель не обязан указывать никаких характеристик (как делают те же Beats), а то что указывается во многом продиктовано модой, тем, что интересует покупателя, что на слуху.
Диапазон частот наушников какой лучше?
Как упоминал выше, качество звука наушников не зависит от диапазона воспроизводимых частот. Достаточно того, чтобы он покрывал тот самый слышимый диапазон: 20 Гц – 20 кГц. Но встречаются и расширенные динамические диапазоны, типа 5 Гц – 25000 Гц. Что это значит?
Мы не услышим 5 Гц, по крайней мере, ушами. Только собаки услышат 25000 Гц… или дельфины. Не человек – точно. 😛
А зачем тогда это указывает производитель? Маркетинговый ход? С одной стороны – да. Но с другой стороны, это значит, что окончательные спады АЧХ начинаются только у этих дальних границ, а не раньше. В этом есть некий смысл:
Но, скорее всего, расширенный частотный диапазон – чистой воды маркетинг. Хотя, конечно, я и сам знавал одного сверхчеловека, который «слышал» 25 кГц. Но его суперсила – умение убедительно врать, не более. 😉
5. Беспроводные Bluetooth наушники — важные характеристики
Из важных характеристик для беспроводных наушников можно выделить:
Кроме того, конечно же, важны и вышеописанные характеристики, но с некоторыми нюансами:
Примеры характеристик блютуз наушников JBL и Xiaomi
Как видимо, диапазон частот стандартный. Громкость тут определяется чувствительностью и мощностью. В очередной раз чувствительность указана просто в дБ, хотя должно быть отношение дБ к чему-то. Вот и попробуй пойми. 15 мВт для «затычек» – вполне неплохая мощность.
Однако, мощность, как характеристика не столь важна для большинства наушников, да и указывают её не очень часто, поэтому в основной статье она и не упомянута.
Поддерживается Bluetooth 4.2, что неплохо. Автономность тоже достаточная для TWS модели. Поддержки каких-либо кодеков, кроме стандартного SBC нет (он подразумевается всегда), шумоподавления тоже.
У данной модели характеристики прописаны подробнее. Хотя чувствительность всё равно просто в дБ, правда, с допустимым отклонением. Диапазон частот и версия Bluetooth указаны. Есть упоминание и сопротивления. Оно не имеет никакого значения в данном случае.
Тут уже есть поддержка кодека AAC – мелочь, а приятно. Даже активное шумоподавление имеется. Автономность расписана тоже довольно подробно, что радует. Из бонусов – влагозащита IPX4. Правда, это кажущееся преимущество. Защита такого уровня, по большому счёту, есть у любых закрытых наушников. Подробнее можно посмотреть в нашей специальной статье.
Автономность тоже может быть измерена кучей способов. Она зависит от многих параметров: громкости и кодека, как минимум. Даже от температуры окружающей среды зависит. Данные, приведённые в характеристиках, это автономность при работе на средней (что бы это ни значило) громкости при соединении по кодеку SBC. Чаще всего, имеется в виду именно такой сценарий.