Här är en snabb fråga: vilken av dessa två högtalare låter bättre: högtalare A med ett frekvensområde på 45Hz till 18kHz eller högtalare B med ett område på 20Hz till 25kHz?
Sanningen är att det helt enkelt inte finns tillräckligt med data i dessa siffror för att veta något av värde. Uttagen ur sitt sammanhang och utan annan data, säger en enkel uppsättning siffror inte mycket om verklig ljudkvalitet. Men folk fattar beslut om ljudköp baserat på publicerade specifikationer, som frekvensresponsspecifikationen, varje dag. I denna artiklar ska vi reda ut högtalarfrekvens respons-
Frekvens respons
Frekvenssvarsspecifikationen försöker beskriva omfånget av frekvenser eller musikaliska toner som en högtalare kan återge, mätt i Hertz (känd för gamla tiders som ”cykler per sekund”). Omfånget för mänsklig hörsel anses allmänt vara från 20Hz, mycket låga bastoner, till 20kHz (20 000 Hz), den allra högsta diskanten.
Förmodligen skulle en högtalare som kunde återge det omfånget låta verklighetstrogen. Tyvärr är det ingen garanti. Den viktigaste bestämningsfaktorn för en högtalares frekvensprestanda är inte dess bredd eller räckvidd, utan om den är kapabel att återge alla hörbara frekvenser med samma volym som de spelades in.
Du vill inte att högtalaren ska ändra ”mixen” av toner; som skulle förstöra klangen på röster och instrument, vilket gör att de låter onaturliga. Helst vill du att ljuden som finns på inspelningen ska återges som de spelades in, utan att högtalaren ändrar ljudet.
För att säga det på ett annat sätt: om du gjorde en inspelning av alla hörbara toner med samma volym och spelade den inspelningen genom en högtalare, skulle du vilja att alla hörbara toner skulle komma ut med samma volym. Det är faktiskt ett sätt att mäta högtalare. En signal som består av alla frekvenser med samma volym matas in i en högtalare som sitter i ett rum utan reflekterande ytor. En kalibrerad mikrofon placeras framför högtalaren och matar högtalarens utsignal till en maskin som plottar frekvensen kontra amplituden.
Frekvensrespons är viktigt
Det går bara inte att komma runt detta. Om du ska förstå något om ljud – hur högtalare och hörlurar fungerar, effekten av inspelningsstudioakustik, hur dina mikrofoner placeras, konceptet med bashantering/lågpassfilter, allt om ljud – måste du förstå frekvensresponsen.
Detta är hörnstenen i allt inom ljud. Det hela börjar och slutar med frekvensrespons. Förstärkare, hörlurar, högtalare/monitorer, mikrofoner, kassetter på skivspelare, CD- och DVD-spelare, de måste alla ha så nära perfekt frekvensrespons som möjligt, annars låter de helt enkelt inte rätt. Inget annat spelar någon roll om frekvensgången inte är bra. Kan inte göra det tydligare än så.
Låt oss börja med grunderna: Ljudvågor i luften som vi uppfattar som musik eller tal eller brus mäts i cykler per sekund, vanligtvis förkortade som Hertz eller Hz (till ära av den tyske fysikern Heinrich Hertz från det sena 1800-talet, som gjorde viktigt pionjärarbete inom området för elektromagnetisk vågteori).
Människor kan höra från cirka 20 Hz i basen till cirka 20 000 Hz (20 kHz) i diskanten. (Tja, kvinnor och små barn kan höra så högt; en medelålders man har turen att ta sig långt över 13-14kHz.
Din farfar behöver sin hörapparat eftersom hans öron inte fungerar med 3kHz. Det är därför han alltid säger ”va?”. Din hund når lätt 40k, vilket är anledningen till att ”hundvisslor” är ohörbara för människor.
Fladdermöss flyger omkring på natten med osviklig precision genom att använda sin superhörsel som organiskt ’ekolod’ (de bedömer sin plats/position genom att analysera reflekterade ljudvågor runt dem). Fladdermöss kan höra så högt som 80kHz!
Förhållandet mellan hörbara frekvenser och musikaliska oktaver är 2:1 (eller 1:2). Så om människor kan höra från ”20 till 20” som ordspråket säger, så är det ett spann på 10 hörbara oktaver: 20-40Hz, 40-80, 80-160, 160-320, 320-625, 625-1250, 1250-2500, 2500-5000, 5000-10k, 10k-20k. För musikalisk referens är mitten ”C” runt 262Hz. En oktav högre är 524Hz; en oktav lägre är 131Hz.
Varför frekvensrespons är viktigt:
En ljudenhet med bra frekvensrespons kan spela alla låga, mellan- och höga toner korrekt – och i rätt proportion till varandra – och det är det som talar om för våra öron om det här är en högkvalitativ högtalare med rika, levande ljud.
För att hjälpa dig förstå frekvenssvaret, kom ihåg detta: ljudets styrka uttrycks i en måttenhet som kallas decibel eller dB (B:et skrivs med versaler som ett erkännande av Alexander Graham Bell och hans arbete med akustik). Sedan säger vi hur med många decibel (dB) utrustningen varierar från perfekt, över ett specificerat frekvensområde. 1dB anses generellt vara den minsta förändringen i ljudtrycksnivå (SPL) som är konsekvent igenkännbar av någon. 3dB är en tydlig men ändå relativt subtil förändring i ljudstyrka. dB-skalan är logaritmisk (inte linjär), så 10dB högre är ”dubbelt så högt.”
Så till exempel kan en högtalare eller hörlurar sägas ha ett frekvenssvar på 40Hz–20kHz (det är intervallet), ± 3dB (det är variationen). Om en tillverkare anger ett frekvenssvar utan en ± xdB-variation, bör det utlösa lite skepticism.
Ingen specificerad dB-variation = inget värde alls. Att ange ”20-20kHz” i sig betyder absolut ingenting, och det undergräver trovärdigheten och trovärdigheten för allt annat som tillverkaren säger.
Frekvenssvar: 20-20kHz ±3dB = Bra och meningsfull information.
Frekvenssvar: 20-20kHz = falsk, något att dölja.
Vad innebär ett neutralt frekvenssvar i praktiken?
Högtalarna fungerar som kommandomottagare när det gäller hela ljuduppspelningsprocessen. De är tänkta att omvandla den elektriska impulsen från insignalen till ljud. Om enskilda frekvensområden är över- eller underbetonade kommer inspelningen inte att låta som den är tänkt. En linjär frekvensgång gör därför att en högtalare knappast påverkar återgivningssystemet inom amplituden (ljudtrycksnivån).
Ett linjärt frekvenssvar är mycket viktigt för mellanfrekvensfrekvenser. Det mänskliga örat reagerar särskilt känsligt på förändringar inom detta område. I högfrekvensfrekvenser tenderar dock sådana förändringar att förbli obemärkta, eftersom vuxna inte hör över 15 000 Hz.
Hur mäts frekvensgången?
Ljudtrycksnivån mäts med en mikrofon. En testsignal skiljer mellan olika toner. En tillförlitlig mätning av frekvensgången hos högtalare är i princip endast möjlig under professionella förhållanden, eftersom flera faktorer kan påverka mätningen.
Dessa faktorer inkluderar mikrofonen som används som mätanordning (mikrofonens frekvenssvar måste också beaktas), mikrofonens position och rummets akustiska egenskaper, bland andra variabler.
Testsystemet skulle normalt placeras i en ekofri kammare (ett rum utformat för att helt absorbera ljudreflektioner). Ljudreflektionerna som uppstår i alla bostadsrum kan ha stor inverkan på mätningen av amplituden.
