50 герц и ниже: загадочные звуки на низких частотах
Наш мир пронизывают радиоволны. Часть из них мы слышим и активно используем. Но есть звуки, которые не способно воспринять человеческое ухо. Российский изобретатель Евгений Арсюхин сконструировал земной диполь — прибор, позволяющий слышать колебания с частотой 50 герц и ниже. И обнаружил в этом диапазоне множество загадочных звуков.
Радиоволны бывают разные. На частотах около 100 миллионов герц мы ловим фм-радиостанции. На еще больших частотах работают вай-фаи, мобильные телефоны и цифровое телевидение.
А что происходит на более низких частотах?
На частоте 100 тысяч колебаний в секунду обрывается привычный нам мир. Именно на этой частоте работает французская навигационная система Лоран — её отлично слышно по всему миру. На частотах от 20 до 80 тысяч герц трудятся разнообразные, в основном военные станции. Там же излучают молнии.
А что ниже? Что такое волны с частотой 20 колебаний в секунду? А пять? А одно?
При помощи земного диполя Евгения можно слышать, как дышит наша планета — как колеблется ее ионосфера. Но в этом же диапазоне обнаружилось множество загадочных звуков, происхождение которых не могут объяснить ни радиолюбители, ни ученые.
Все эти звуки без исключения ужасны. Плач ребенка, крик гуся, голос робота, звук матричного принтера — кто или что производит эти звуки и зачем посылает их в радиоэфир? Методично, день за днем, год за годом?
Об этом и поговорим сегодня, в 15:10 в преьмерном выпуске программе Латвийского радио 4 «Природа вещей» c российским изобретателем Евгением Арсюхиным.
#Звукостудия 1: Частотные диапазоны инструментов или что нужно знать при отстройке звука
При решении задач подзвучивания, наличие базовых знаний о характеристиках музыкальных инструментов может оказаться очень полезным. Я бы даже сказал необходимым.
Сразу скажу, что лучше строить на слух и именно на ваш вкус. И если технически вы доверяете настройку профессионалу, то пусть он это делает в вашем присутствии и с вашими коррективами. Так как слышите вы звук по разному и предпочтения у каждого свои.
Все же сталкивались с ситуацией когда вроде и компоненты нормальные и звук плоский или где-то гитара не так звучит и т.п.
Инструменты и другие источники звука характеризуются их частотным спектром, направленностью звука и динамическим диапазоном.
В дебри мастеринга даваться не будем, а рассмотрим только, то что может понадобиться обычному пользователю при отстройке и эквалайзенге системы в том числе и в авто. Это частотные диапазоны наиболее встречающихся инструментов.
Для начала о частотах…
1) Низкие басы (от 10 Гц до 80 Гц) — это самые низкие ноты, от которых резонирует комната, а провода начинают гудеть. Если ваша звуковоспроизводящая аппаратура не воспроизводит эти частоты, вы должны ощутить потерю насыщенности и глубины звука. Естественно, при записи и сведении потеря этих частот вызовет тот же эффект.
2) Верхние басы (от 80 Гц до 200 Гц) — это верхние ноты басовых инструментов и самые низкие ноты таких инструментов, как гитара. Если потерять этот регистр, то вместе с ним потеряется и ощущение силы звука. А ведь именно в этих частотах содержится энергия звука, которая заставляет вас пританцовывать под музыку, недаром основная энергия ритм-секции сконцентрирована именно в этом регистре.
3) Низкие средние (от 200 Гц до 500 Гц) — здесь размещается почти весь ритм и аккомпанимент, это регистр гитары.
4) Средние средние ( от 500 Гц до 2.500 Гц) — соло скрипок, соло гитар, фортепиано, вокал. Музыку, в которой не хватает этих частот обычно называют "занудной" или "смурной".
5) Вехние средние (от 2.500 Гц до 5 кГц). Хотя в этом диапазоне мало нот, только самые верхние ноты фортепиано и некоторых других инструментов, здесь много гармоник и обертонов. Усиление этой части спектра позволяет достичь яркого, искрящегося звука, создающего эффект присутствия. Однако, если энергия этой полосы частот чрезмерна, то это режет слух. Это и называется "слушательской утомляемостью" и является проблемой большинства недорогих аккустических систем, которые искуственно усиливают данную часть спектра для "яркости" звучания. Ну это уже коммерческие штучки!
6) Низкие высокие (около 5 кГц до 10 кГц), где мы встречаемся с самым сильным искажением высоких частот и где шипение пленки (для любителей кассетной записи) становится самым заметным, так как здесь очень мало других звуков, способных скрыть это. Хотя люди, теоретически могут слышать и более высокие тона, эти частоты считаются пределом восприятия. Но по большому счету, для хорошего звука — это маловато.
7) Верхние высокие (около 10 кГц до 20 кГц) наша последняя октава, это самые тонкие и нежные высокие частоты. Если этот диапазон частот будет неполноценен, то вы ощутите некий дискомфорт при прослушивании записей (если, конечно, медведь не наступил вам на ухо).
Итак… Диапазоны инструментов:
● Гитара 70-1000 Гц (обертона 1000-8000 Гц);
● Бас 40-250 Гц (обертона 250-1000 Гц);
● Бас гитара 40-800 Гц;
● Бас бочка или Большой барабан 40-250 Гц и щелчок во время удара — от 1000 Гц и выше (у злых афро нижний диапазон может быть глубже);
● Тарелки 300-15000 Гц;
● Литавры 300-200 Гц (обертона 200-4000 Гц);
● Скрипка 180-3500 Гц (обертона 3500-18000 Гц);
● Флейта 250-2030 Гц (обертона 2030-15000 Гц);
● Клавишные, струнные и перкуссия — важная область 400-1000 Гц;
● Вокал. Диапазон 80-10000 Гц.
Кроме непосредственно частотного диапазона в звуке того или иного инструмента присутствуют обертона, которые распределены в пределах более высоких частот и без которых звучание получается глухим и невыразительным.
Важно знать, что слух человека наилучшим образом воспринимает звук частотой 2000-3000 Гц. От наличия обертонов в пределах этих частот в голосе создаёт его полётность и звонкость.
Касаемо вокала:
— Бас 82-349 Гц;
— Баритон 110-392 Гц (Чтобы подчеркнуть баритон, нужно повысить уровень в диапазоне 2500-3000 Гц);
— Тенор 132-523 Гц (Чтобы подчеркнуть тенор, нужно повысить уровень в диапазоне 300-600 Гц);
— Контральто 165-692 Гц;
— Меццо-сопрано 220-880 Гц;
— Сопрано 262-1046 Гц;
— Колоратурное сопрано 1397 Гц.
Уровень каких частот корректировать для получения прозрачности звука?
● 5000 Гц — регулирование приближения/удаления;
● 8000 — 20000 Гц — воспринимаемое качество звучания, глубина, пространство;
● 31 — 50 Гц — создают ощущение силы и мощности;
● 80 — 125 Гц — слишком много этих частот приводит к появлению нежелательного гудения;
● 160 — 250 Гц — часть басового спектра. Недостаточный уровень частот этого диапазона — отсутствие теплоты и мягкости, избыток — скучный звук.
При сравнении частотного диапазона музыкальных инструментов и человеческого голоса, последний имеет самый широкий диапазон частот (если не считать фортепиано и рояль).
При отстройке так же необходимо учитывать силу звучания (динамический диапазон) данных инструментов.
Динамический диапазон гитары составляет 15 дБ; органа — 35 дБ; рояля — 45 дБ; женский голос 20-35 дБ; мужской голос 20-45 дБ, эстрадного оркестра 45-55 дБ, симфонический оркестр 60-75 дБ.
А человеческий голос имеет диапазон звучания от 75 до 1100 Герц, который так или иначе перекрывает (заглушает, смешивается) с любым музыкальным инструментом (оптимальная точка — 300 Герц). Поэтому при отстройке и эквализации под инструменты, вокал будет реагировать на это очень сильно.
На что влияет частотный диапазон динамика?
Диапазон воспроизводимых частот динамика характеризуется параметром, указывающим на нижний и верхний частотные пределы. Именно это определяет звук, воспроизводимый колонками. Например, качественная акустика «Урал» или «АК» представляет динамики с оптимально подобранным сочетанием всех параметров — производители смогли создать качественное звучание в своих акустических системах.
На что влияет частотный диапазон динамика
Качественная акустика востребована и популярна. Но, иногда непонятна терминология и смысл трактовки некоторых технических терминов. Например, если с частотами относительно понятно, то на что влияет частотный диапазон динамика, остаётся загадкой. Данный вопрос можно рассмотреть под таким углом — общеизвестно, что человеческие уши могут воспринимать частоты от 20 герц и до 20 000.
При этом стоит понимать, что никакая акустика не сможет воспроизвести весь этот диапазон. Поэтому для получения объемного высококачественного звука обычно устанавливают в комплекте все частоты — высокие, средние и низкие, дополняя их мидбасом. Чем выше максимальный частотный показатель и ниже минимальный, тем лучше будет звучание акустической системы. То есть, частотный диапазон динамика в целом влияет на качество звука в соответствии со способностью человеческого уха его воспринимать.
Диапазон частот низкочастотного динамика
Низкие частоты или басы воспроизводят звук на самом «низком уровне». То есть, диапазон частот НЧ динамика — это низкие звуковые частоты, и предусмотрен тот предел, который может слышать человек.
Чаще всего в акустических системах используют стандартный низкочастотный динамик. То есть, в данном диапазоне вырабатываются частоты в пределах 20-2000 герц или 2 килогерц. Здесь ощутимо слышны басовые звуки, которые рождает синусоидальная низкочастотная волна.
Сабвуферы используют для усиления и лучшей слышимости басов. Они могут воспроизводить тональность ниже 200 герц и устанавливаются внутри корпуса. Это стандартное дополнение к колонкам, позволяющее получить более качественный низкий показатель шума, который не могут обеспечить стандартные НЧ динамики, потому что их диапазон ограничен.
Мидбас — это середина диапазона сабвуфера, находящаяся в пределах диапазона от 200 герц до 5 килогерц. Но, при столь широком диапазоне частот, лучшее воспроизведение будет при 500 Гц-2000Гц, и звук будет равномерно ухудшаться с любой из сторон спектра.
Диапазон частот среднечастотного динамика
Среднечастотный спектр представляет обработку «среднего» диапазона — от 500 Гц до 4000 Гц. Данный показатель среднечастотного динамика является наиболее важным, поскольку здесь воспроизводится большинство слышимого звучания. Например, это человеческие голоса или звуки музыкальных инструментов. Стоит учитывать, что звучание данного спектра в акустических системах «в одиночестве» звучат тускло и обязательно нуждаются в дополнении ВЧ и НЧ.
Диапазон частот высокочастотного динамика
Верхний уровень в звуковом спектре — это так называемые твитеры. Смысл такого названия заключается в проведении аналогов с высокими птичьими твитами птиц. Диапазон ВЧ динамика охватывает показатели спектра от 2 кГц до 20 кГц, но некоторые устройства достигают 100 кГц.
На данных частотах звучание направленное, то есть такие динамики будут оптимально звучать только в том случае, если они направлены прямо на слушателя. У современных твитеров постепенно адаптируют купольные версии. Конструктивно это представляет из себя мягкую купольную диафрагму, изготовленную из шелка, полиэфирной пленки или аналогичной ткани, которые пропитаны полимерной смолой. Именно такие высокочастотные динамики представляют максимально широкий диапазон звучания.
«Частоты, которые нужно и важно помнить!»
Стандартный звуковой спектр разделяется на 3 части: низкие, средние, а также высокие частоты.
Хотя границы частот, можно также отметить следующим образом: низкие частоты от 10 Гц до 200 Гц, средние частоты от 200 Гц до 5 кГц, а от 5 кГц — высокие частоты. Для точного определения, давайте поделим эти 3 части на более мелкие и проанализируем их по отдельности.
1) Низкий бас (от 10 Гц до 80 Гц)
это самые низкие ноты, от них резонирует вся комната, а провода гудят. Если же ваша звуко-аппаратура не воспроизводит данные частоты, то вы должны почувствовать утрату насыщенности, яркости и глубины звучания. Конечно, при записи и сведении такая потеря данных частот вызовет такой же эффект.
2) Верхние басы (от 80 Гц до 200 Гц)
это верхние ноты всех басовых инструментов и самые низкие ноты подобных инструментов, как гитара. Если же произошла потеря данного регистра, то вместе с ним пропадет и ощущение самой силы звука. В данных частотах заключается энергия звука, которая вынуждает вас танцевать под музыку, неспроста главная энергия ритм-секции направлена именно в данном регистре.
Ламповый фонокорректор ЗМ №2 купить
3) Низкие средние (от 200 Гц до 500 Гц)
здесь располагается почти весь ритм и аккомпанемент, это сам регистр гитары.
4) Средние средние ( от 500 Гц до 2.500 Гц)
соло гитар, соло скрипок, а также фортепиано и вокал. Музыка, в которой не хватает данных частот называют «неувлекательной» или » занудной».
5) Верхние средние (от 2.500 Гц до 5 кГц)
Хотя в данном диапазоне очень мало нот, только самые верхние ноты фортепиано и кое-каких иных инструментов, зато здесь много гармоник и обертонов. Усиление данной части спектра верхних средние позволяет добиться насыщенного, яркого звука, который создают эффект присутствия. Впрочем, если энергия данной полосы частот чрезмерна, то она будет резать слух.
недорогой фонокорректор ЗМ № 3
Получило название «слушательская утомляемость» и является минусом большинства бюджетной акустики, которые искусственно усиливают эту часть спектра для «эффектности» звучания. Ну мы то знаем, что это всё коммерческие уловки!
6) Низкие высокие (около 5 кГц до 10 кГц)
где мы наблюдаем самые сильные искажения высоких частот и где шипение самой пленки (для любителей кассет) делается очень приметным, так как в этом месте очень мало иных звуков, способных скрывать это. Впрочем, люди, могут слышать и наиболее высокие тона, данные частоты считаются самым высшим пределом восприятия. Хотя, для высококачественного звука — это мало.
7) Верхние высокие (около 10 кГц до 20 кГц)
здесь сосредоточена последняя октава, самые тонкие, хрустальные и нежные ВЧ. Если данный диапазон частот будет неполноценный, то вы испытаете дискомфорт когда будете прослушивать музыку.
Расскажите о своей звуковой системе аудио-видео аппаратуре постройке, настройке и т.д на конкурс.
Присылайте на эл.почту: Anl555@bk.ru текст, фото, схемы с пометкой на конкурс, если не знаете с чего начать, как написать, то пишите, мы вам поможем, пришлем список готовых вопросов для интервью.
Не бойтесь меня и добавляйтесь в ВК, Ютуб, Одноклассники
Если вы хотите узнать больше об этой теме, и быть в курсе, пожалуйста, подпишитесь на наш сайт.
Не забывайте сохранять нас в закладках! (CTRL+SHiFT+D) Подписывайтесь, комментируйте, делитесь в соц.сетях. Желаю удачи в поиске именно своего звука!
На нашем сайте Звукомания есть полезная информация по звуку и видео, которая пригодится для каждого, причем на каждый день, мы обновляем сайт «Звукомания» постоянно и стараемся искать и писать только отличную, проверенную и нужную информацию.