Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ): что это такое?

Выбирая себе акустическую систему или устройство для воспроизведения музыки, первое, на что следует обращать внимание — это на показатели АЧХ (амплитудно-частотную характеристику). Она описывает диапазон частот, которые устройство способно «озвучивать». И чем он шире — тем более «точный» и сбалансированный звук можно получить на выходе. Так на что именно нужно обращать внимание? Какие типы наушников условно выделяют по АЧХ, какие из них точно не следует приобретать?

Что такое АЧХ?

Звук — это набор воспроизводимых акустических волн. Каждая из них имеет свою заданную частоту. Человек способен воспринимать звук в диапазоне от 20 до 20000 Гц. АЧХ — это амплитудные показатели исходящего звукового сигнала в зависимости от входного. К примеру, аудиофайл записан без сжатия (формат WAV, 16 бит, максимальный битрейт) с частотой до 20 Гц до 48 кГц. Наушники, в свою очередь, имеют показатель АЧХ от 30 Гц до 18 кГц (именно такие характеристики встречаются в 50% недорогих наушников). Это означает, что часть частот пользователь не услышит, независимо от того, какой дорогой плеер или усилитель он использует. То есть звук будет искажен. Стоит ли покупать такие наушники аудиофилам? Однозначно нет.

Оптимальный вариант — это когда весь диапазон воспроизводимых частот музыкального файла на 100% совместим с используемой акустикой. При этом можно условно разделить частоты звуковых волн на следующие группы:

• низкие (басы) — от 20 до 300 Гц;
• средние — от 300 до 4000 Гц;
• высокие («тарелки») — от 4000 до 20000 Гц.

Соответственно, в наушниках с АЧХ от 30 Гц до 18 кГц «срезанными» буду как басы, так и высокие частоты. Выразительной будет только «середина». И подобное звучание вряд ли устроит даже не избалованного меломана.

Анализ Фурье

Анализ Фурье — это метод анализа АЧХ, основанный на разложении сложного графика воспроизводимых частот на более простые формулы. Применяется в отношении спектроанализаторов. Если говорить проще, то это количество «срезов» и «перепадов» звуковых колебаний на графике после замера АЧХ наушников высокочувствительным микрофоном.

Как можно замерить амплитудно-частотную характеристику какой-нибудь гарнитуры? Для этого создают искусственное сымитированное ухо, внутри которого помещают микрофон. Далее осуществляется тестовая запись (обязательно в звукоизолированной комнате) с использованием файла, который охватывает диапазон от 20 Гц до 20000 Гц. И получившийся график в дальнейшем сравнивают с АЧХ самой музыкальной записи. При этом как раз и используется тот самый «анализ Фурье». Главное — это количество «переходов» в звуковых волнах, а не точное соблюдение графика АЧХ изначального файла. Чем чаще график меняет своё направление — тем более точный и детализированный звук воспроизводят тестируемые наушники.

Классификация наушников по АЧХ

Данная классификация — условная. То есть её не указывают на самой упаковке к наушникам. Но именно на эти классы опираются аудиофилы при обзоре той или иной модели гарнитуры.

Выделяют следующие категории наушников по АЧХ:

1. Со «светлым» диапазоном. Это означает, что у акустической системы низкие частоты — ослаблены. А вот на высоких делается основной акцент. Такие наушники имеют невыразительный «бас».
2. С «темным» диапазоном. Это полная противоположность «светлым» наушникам. То есть нижние частоты — выразительные, а вот высокие — нет. Как правило, АЧХ «обрезан» на уровне в 15 – 16 кГц. Такие наушники отлично подойдут для «электроники», но явно не для рока или классической музыки.
3. С «V-образным» диапазоном. Именно такие наушники являются самыми распространенными в ценовой категории до 5 – 10 тысяч рублей. У них выразительны и низкие, и высокие частоты. А вот средние чаще всего получаются «смешанными», то есть в диапазоне от 300 до 4000 Гц переходов на АЧХ-графике — мало. Меломаны считают, что такие устройства лучше всего подходит для «активных» и танцевальных композиций.
4. С «пресным» диапазоном. Является противоположностью «V-образным». Низкие и высокие частоты срезаны, акцент — на средних. Но именно это и нужно для прослушивания акапелла-композиций, подкастов, репортажей. Отличный вариант для тех, кто музыку практически не слушает, а наушники использует преимущественно для просмотра YouTube на смартфоне или ноутбуке.
5. С «ровным» диапазоном. С правильно сбалансированным графиком АЧХ. То есть когда акцент наблюдается и в низких, и в средних, и в высоких частотах. Позволяет получить максимально детализированный звук, с «правильным» разделением на инструменты. Единственный недостаток таких наушников — это невысокая громкость (из-за сбалансированного звучания). А ещё они стоят достаточно дорого. И в большинстве случаев снабжаются пассивной звукоизоляцию, так как в иных ситуациях наблюдается влияние на АЧХ внешних шумов.

Может показаться, что наушники с «ровным» диапазоном — лучший вариант. Но это не так. Идеально — это под каждый «сценарий» использования выбирать отдельную гарнитуру. То есть для прослушивания «электроники» — одну модель, для подкастов — другую, для «домашнего» прослушивания — третью и так далее.

Как выбрать наушники по АЧХ?

При выборе рекомендуется опираться на следующие критерии (в порядке очереди):

1. Конструктивный тип. Наушники бывают открытые, закрытые, накладные, полноразмерные, внутриканальные. Сегодня ещё обретают популярность так называемые «внутриканальные кастомные», то есть которые изготавливаются по индивидуальному слепку ушного канала. Они лучше всего ограждают от стороннего шума, но и стоят заметно дороже.
2. Какой звук больше нравится. Многие предпочитают, когда акцент ставится на нижних частотах. Самый «правильный» бас — это с упором на нижних и средних его частотах (то есть в диапазоне от 20 Гц до 200 Гц).

А далее следует выбрать несколько подходящих моделей и ориентироваться уже на собственные предпочтения, доступный бюджет. Важное замечание: диапазон воспринимаемых ухом частот у каждого человека тоже индивидуальный. Именно поэтому одна и та же модель наушников может одному меломану понравиться, а для другого оказаться совсем неподходящей.

Итого, АЧХ — это диапазон частот, который теоретически способны воспроизводить наушники конкретной модели, а также зависимость амплитуд от графика входящих сигналов композиции. Чем он более точный и имеет большее количество «переходов» — тем более «правильный» звук воспроизводит такая акустика.