Η θεωρία του ήχου και της ακουστικής σε μια κατανοητή γλώσσα. Διαγνωστικά κάρτας ήχου

Καταλαβαίνουμε αν αξίζει να αγοράσουμε διακριτές ή εξωτερικές κάρτες ήχου. Για πλατφόρμες Mac και Win.

Συχνά γράφουμε για ήχο υψηλής ποιότητας. Σε ένα φορητό περιτύλιγμα, αλλά οι διεπαφές επιφάνειας εργασίας παρακάμπτονται. Γιατί;

Ακουστική σταθερής κατοικίας - θέμα ανατριχιαστικοι χολιβαροι. Ειδικά σε περιπτώσεις που οι υπολογιστές χρησιμοποιούνται ως πηγή ήχου.

Οι περισσότεροι χρήστες οποιουδήποτε υπολογιστή θεωρούν μια διακριτή ή εξωτερική κάρτα ήχου εγγύηση ποιότητας ήχου. Για όλα φταίει ο "συνείδητος" εμπορία, πεισματικά μας πείθουν για την ανάγκη αγοράς μιας πρόσθετης συσκευής.

Τι χρησιμοποιείται στον υπολογιστή για την έξοδο της ροής ήχου

Ο ενσωματωμένος ήχος των σύγχρονων μητρικών και φορητών υπολογιστών υπερβαίνει κατά πολύ τις δυνατότητες ακουστικής ανάλυσης του μέσου ψυχικά υγιούς, τεχνικά εγγράμματος ακροατή. Η πλατφόρμα δεν έχει σημασία.

Μερικές μητρικές έχουν αρκετές ποιοτικός ενσωματωμένος ήχος. Ταυτόχρονα, βασίζονται στα ίδια κονδύλια όπως και στα συμβούλια προϋπολογισμού. Η βελτίωση επιτυγχάνεται με το διαχωρισμό του ηχητικού τμήματος από άλλα στοιχεία, χρησιμοποιώντας μια βάση στοιχείων υψηλότερης ποιότητας.


Και όμως, οι περισσότεροι πίνακες χρησιμοποιούν τον ίδιο κωδικοποιητή από τη Realtek. Οι επιτραπέζιοι υπολογιστές Apple δεν αποτελούν εξαίρεση. Τουλάχιστον ένα αξιοπρεπές μέρος τους είναι εξοπλισμένο Realtek A8xx.

Αυτός ο κωδικοποιητής (ένα σύνολο λογικής που περικλείεται σε ένα τσιπ) και οι τροποποιήσεις του είναι τυπικές για όλες σχεδόν τις μητρικές πλακέτες που έχουν σχεδιαστεί για επεξεργαστές Intel. Οι έμποροι το λένε Intel HD Audio.

Μετρήσεις ποιότητας ήχου Realtek

Η υλοποίηση των διεπαφών ήχου εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τον κατασκευαστή της μητρικής πλακέτας. Τα ποιοτικά αντίγραφα δείχνουν πολύ καλά νούμερα. Για παράδειγμα, η δοκιμή RMAA για τη διαδρομή ήχου Gigabyte G33M-DS2R:

Ανομοιομορφία απόκρισης συχνότητας (από 40 Hz έως 15 kHz), dB: +0,01, -0,09
Επίπεδο θορύβου, dB (A): -92,5
Δυναμικό εύρος, dB (A): 91,8
Αρμονική παραμόρφωση, %: 0,0022
Παραμόρφωση ενδοδιαμόρφωσης + θόρυβος, %: 0,012
Αλληλεπίδραση καναλιών, dB: -91,9
Διαμόρφωση στα 10 kHz, %: 0,0075

Όλα τα στοιχεία που ελήφθησαν αξίζουν βαθμολογίες "Πολύ καλό" και "Εξαιρετικό". Δεν μπορεί κάθε εξωτερική κάρτα να δείξει τέτοια αποτελέσματα.

Αποτελέσματα αναφοράς

Δυστυχώς, ο χρόνος και ο εξοπλισμός δεν μας επιτρέπουν να διεξάγουμε τις δικές μας συγκριτικές δοκιμές διαφόρων ενσωματωμένων και εξωτερικών λύσεων.

Επομένως, παίρνουμε ό,τι έχει ήδη γίνει για εμάς. Στο διαδίκτυο, για παράδειγμα, μπορείτε να βρείτε δεδομένα για διπλή εσωτερική επαναδειγματοληψία των πιο δημοφιλών διακριτών καρτών της σειράς Δημιουργικό XFi. Δεδομένου ότι σχετίζονται με κυκλώματα - αφήνουμε τον έλεγχο στους ώμους σας.

Εδώ είναι το υλικό που δημοσιεύτηκε ένα μεγάλο έργο υλικούσας επιτρέπουν να καταλάβετε πολλά. Στη δοκιμή πολλών συστημάτων από τον ενσωματωμένο κωδικοποιητή για 2 δολάριαπριν από τη λύση audiophile για το 2000, προέκυψαν πολύ ενδιαφέροντα αποτελέσματα.

Αποδείχθηκε ότι Realtek ALC889δεν δείχνει την πιο επίπεδη απόκριση συχνότητας και δίνει μια αξιοπρεπή διαφορά τόνου - 1,4 dB στα 100 Hz. Είναι αλήθεια ότι στην πραγματικότητα αυτός ο αριθμός δεν είναι κρίσιμος.


Και σε ορισμένες υλοποιήσεις (δηλαδή, μοντέλα μητρικών πλακών) απουσιάζει εντελώς - δείτε το παραπάνω σχήμα. Μπορεί να φανεί μόνο όταν ακούτε μια συχνότητα. Στη μουσική σύνθεση, αφού ρυθμίσετε σωστά τον ισοσταθμιστή, ακόμη και ένας μανιώδης ακουστικόφιλος δεν θα μπορεί να διακρίνει μεταξύ μιας διακριτής κάρτας και μιας ενσωματωμένης λύσης.

Γνώμη ειδικού

Σε όλες τις τυφλές δοκιμές μας, δεν μπορέσαμε να εντοπίσουμε διαφορά μεταξύ 44,1 kHz και 176,4 kHz ή εγγραφών 16 bit και 24 bit. Με βάση την εμπειρία μας, τα 16 bit/44,1 kHz παρέχουν την καλύτερη ποιότητα ήχου που μπορείτε να απολαύσετε. Οι παραπάνω μορφές απλώς σπαταλούν χώρο και χρήματα.

Η μείωση δειγματοληψίας ενός κομματιού από τα 176,4 kHz στα 44,1 kHz με έναν υψηλής ποιότητας επαναδειγματολήπτη αποτρέπει την απώλεια λεπτομέρειας. Εάν μια τέτοια εγγραφή έπεσε στα χέρια σας - αλλάξτε τη συχνότητα στα 44,1 kHz και απολαύστε.

Το κύριο πλεονέκτημα της μορφής 24-bit έναντι των 16-bit είναι το μεγαλύτερο δυναμικό εύρος (144 dB έναντι 98), αλλά δεν έχει ιδιαίτερη σημασία. Πολλά σύγχρονα κομμάτια βρίσκονται σε μάχη για την ένταση, στην οποία το δυναμικό εύρος μειώνεται τεχνητά ακόμα και στο στάδιο της παραγωγής ΣΕ 8-10 bit.

Η κάρτα μου ακούγεται άσχημα. Τι να κάνω?

Όλα αυτά είναι πολύ πειστικά. Κατά τη διάρκεια της εργασίας μου με το υλικό, κατάφερα να δοκιμάσω πολλές συσκευές - επιτραπέζιες και φορητές. Παρόλα αυτά, ως οικιακός παίκτης χρησιμοποιώ υπολογιστή ενσωματωμένο τσιπ Realtek.

Και αν ο ήχος έχει τεχνουργήματα και προβλήματα; Ακολουθώ οδηγίες:

1) Απενεργοποιήστε όλα τα εφέ στον πίνακα ελέγχου, βάλτε την πράσινη τρύπα "line output" στη λειτουργία "2 κανάλια (στερεοφωνικό)".

2) Στο μείκτη του λειτουργικού συστήματος, απενεργοποιήστε όλες τις περιττές εισόδους, τα ρυθμιστικά έντασης ήχου - στο μέγιστο. Οι ρυθμίσεις πρέπει να γίνονται μόνο με το κουμπί στο ηχείο/ενισχυτή.

3) Εγκαταστήστε τη σωστή συσκευή αναπαραγωγής. Για Windows - foobar2000.

4) Σε αυτό ορίσαμε το "Kernel Streaming Output" (πρέπει να κατεβάσετε ένα επιπλέον πρόσθετο), 24 bit, επαναδειγματοληψία λογισμικού (μέσω PPHS ή SSRC) στα 48 kHz. Για έξοδο χρησιμοποιούμε την έξοδο WASAPI. Απενεργοποιήστε τον έλεγχο έντασης.

Όλα τα άλλα είναι δουλειά του ηχοσυστήματος σας (ηχεία ή ακουστικά). Μετά από όλα, μια κάρτα ήχου είναι, πρώτα απ 'όλα, ένα DAC.

Ποιο είναι το αποτέλεσμα?

Η πραγματικότητα είναι ότι στη γενική περίπτωση, μια διακριτή κάρτα δεν δίνει σημαντικό κέρδος στην ποιότητα της αναπαραγωγής μουσικής (τουλάχιστον αυτό είναι). Τα πλεονεκτήματά του είναι μόνο στην ευκολία, τη λειτουργικότητα και, ίσως, σταθερότητα.

Γιατί όλες οι εκδόσεις εξακολουθούν να προτείνουν ακριβές λύσεις; Απλή ψυχολογία - οι άνθρωποι πιστεύουν ότι για να αλλάξετε την ποιότητα ενός συστήματος υπολογιστή, πρέπει να αγοράσετε κάτι προηγμένο, ακριβό. Στην πραγματικότητα, πρέπει να βάλεις το κεφάλι σου σε όλα. Και το αποτέλεσμα μπορεί να είναι εκπληκτικό.

Ο Κόσμος δεν είναι ένα ομοιογενές τίποτα. Ανάμεσα σε διάφορα αντικείμενα υπάρχουν σύννεφα αερίου και σκόνης. Είναι τα απομεινάρια των εκρήξεων σουπερνόβα και ο τόπος σχηματισμού άστρων. Σε ορισμένες περιοχές, αυτό το διαστρικό αέριο είναι αρκετά πυκνό για να διαδώσει ηχητικά κύματα, αλλά δεν είναι ευαίσθητα στην ανθρώπινη ακοή.

Υπάρχει ήχος στο διάστημα;

Όταν ένα αντικείμενο κινείται - είτε είναι η δόνηση μιας χορδής κιθάρας είτε ένα πυροτέχνημα που εκρήγνυται - επηρεάζει τα κοντινά μόρια του αέρα, σαν να τα σπρώχνει. Αυτά τα μόρια συγκρούονται με τους γείτονές τους και αυτά, με τη σειρά τους, στα επόμενα. Η κίνηση απλώνεται στον αέρα σαν κύμα. Όταν φτάσει στο αυτί, το άτομο το αντιλαμβάνεται ως ήχο.

Όταν ένα ηχητικό κύμα διασχίζει τον εναέριο χώρο, η πίεσή του κυμαίνεται πάνω-κάτω όπως το θαλασσινό νερό σε μια καταιγίδα. Ο χρόνος μεταξύ αυτών των δονήσεων ονομάζεται συχνότητα ήχου και μετριέται σε Hertz (1 Hz είναι μία ταλάντωση ανά δευτερόλεπτο). Η απόσταση μεταξύ των υψηλότερων κορυφών πίεσης ονομάζεται μήκος κύματος.

Ο ήχος μπορεί να διαδοθεί μόνο σε ένα μέσο στο οποίο το μήκος κύματος δεν είναι μεγαλύτερο από τη μέση απόσταση μεταξύ των σωματιδίων. Οι φυσικοί αποκαλούν αυτόν τον «δόμο ελεύθερο υπό όρους» - τη μέση απόσταση που διανύει ένα μόριο μετά τη σύγκρουση με το ένα και πριν αλληλεπιδράσει με το επόμενο. Έτσι, ένα πυκνό μέσο μπορεί να μεταδώσει ήχους μικρού μήκους κύματος και το αντίστροφο.

Οι ήχοι μεγάλων κυμάτων έχουν συχνότητες που το αυτί αντιλαμβάνεται ως χαμηλούς τόνους. Σε ένα αέριο με μέση ελεύθερη διαδρομή μεγαλύτερη από 17 m (20 Hz), τα ηχητικά κύματα θα είναι πολύ χαμηλής συχνότητας για να γίνουν αντιληπτά από τον άνθρωπο. Ονομάζονται υπόηχοι. Αν υπήρχαν εξωγήινοι με αυτιά που αντιλαμβάνονται πολύ χαμηλές νότες, θα ήξεραν με βεβαιότητα αν ακούγονται ήχοι στο διάστημα.

Το τραγούδι της μαύρης τρύπας

Περίπου 220 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά, στο κέντρο ενός σμήνος χιλιάδων γαλαξιών, βουίζει η χαμηλότερη νότα που έχει ακούσει ποτέ το σύμπαν. 57 οκτάβες κάτω από τη μέση C, που είναι περίπου ένα εκατομμύριο δισεκατομμύρια φορές πιο βαθιά από τον ήχο της συχνότητας που μπορεί να ακούσει ένα άτομο.

Ο βαθύτερος ήχος που μπορούν να ακούσουν οι άνθρωποι έχει έναν κύκλο περίπου μίας δόνησης κάθε 1/20 του δευτερολέπτου. Μια μαύρη τρύπα στον αστερισμό του Περσέα έχει έναν κύκλο περίπου μίας ταλάντωσης κάθε 10 εκατομμύρια χρόνια.

Αυτό ήρθε στο φως το 2003, όταν το διαστημικό τηλεσκόπιο Chandra της NASA εντόπισε κάτι στο αέριο που γέμιζε το Σμήνος του Περσέα: συγκεντρωμένους δακτυλίους φωτός και σκότους, σαν κυματισμοί σε μια λίμνη. Οι αστροφυσικοί λένε ότι πρόκειται για ίχνη ηχητικών κυμάτων απίστευτα χαμηλής συχνότητας. Τα φωτεινότερα είναι οι κορυφές των κυμάτων, όπου η πίεση στο αέριο είναι μεγαλύτερη. Οι πιο σκούροι δακτύλιοι είναι βαθουλώματα όπου η πίεση είναι χαμηλότερη.

Ήχος που φαίνεται

Ζεστό, μαγνητισμένο αέριο στροβιλίζεται γύρω από τη μαύρη τρύπα, όπως το νερό που στροβιλίζεται γύρω από μια αποχέτευση. Καθώς κινείται, δημιουργεί ένα ισχυρό ηλεκτρομαγνητικό πεδίο. Αρκετά ισχυρό για να επιταχύνει το αέριο κοντά στην άκρη μιας μαύρης τρύπας σχεδόν με την ταχύτητα του φωτός, μετατρέποντάς το σε τεράστιες εκρήξεις που ονομάζονται σχετικιστικοί πίδακες. Αναγκάζουν το αέριο να στραφεί προς τα πλάγια στο δρόμο του και αυτή η πρόσκρουση προκαλεί απόκοσμους ήχους από το διάστημα.

Ταξιδεύουν μέσα από το σμήνος του Περσέα εκατοντάδες χιλιάδες έτη φωτός από την πηγή τους, αλλά ο ήχος μπορεί να ταξιδέψει μόνο εφόσον υπάρχει αρκετό αέριο για να τον μεταφέρει. Ως εκ τούτου, σταματά στην άκρη του νέφους αερίων που γεμίζει τον Περσέα. Αυτό σημαίνει ότι είναι αδύνατο να ακουστεί ο ήχος του στη Γη. Μπορείτε να δείτε μόνο την επίδραση στο σύννεφο αερίου. Μοιάζει σαν να κοιτάζεις μέσα από το διάστημα έναν ηχομονωμένο θάλαμο.

παράξενος πλανήτης

Ο πλανήτης μας βγάζει ένα βαθύ στεναγμό κάθε φορά που κινείται ο φλοιός του. Τότε δεν υπάρχει αμφιβολία αν οι ήχοι διαδίδονται στο διάστημα. Ένας σεισμός μπορεί να δημιουργήσει δονήσεις στην ατμόσφαιρα με συχνότητα από ένα έως πέντε Hz. Εάν είναι αρκετά ισχυρό, μπορεί να στείλει υπερηχητικά κύματα μέσω της ατμόσφαιρας στο διάστημα.

Φυσικά, δεν υπάρχει ξεκάθαρο όριο όπου τελειώνει η ατμόσφαιρα της Γης και αρχίζει το διάστημα. Ο αέρας σταδιακά γίνεται πιο αραιός μέχρι που τελικά εξαφανιστεί τελείως. Από 80 έως 550 χιλιόμετρα πάνω από την επιφάνεια της Γης, η μέση ελεύθερη διαδρομή ενός μορίου είναι περίπου ένα χιλιόμετρο. Αυτό σημαίνει ότι ο αέρας σε αυτό το υψόμετρο είναι περίπου 59 φορές πιο αραιός από ό,τι θα ήταν δυνατό να ακουστεί ο ήχος. Μπορεί να μεταφέρει μόνο μεγάλα υπερηχητικά κύματα.

Όταν ένας σεισμός μεγέθους 9,0 Ρίχτερ ταρακούνησε τη βορειοανατολική ακτή της Ιαπωνίας τον Μάρτιο του 2011, σεισμογράφοι σε όλο τον κόσμο κατέγραψαν πώς τα κύματα του πέρασαν από τη Γη και οι δονήσεις προκάλεσαν δονήσεις χαμηλής συχνότητας στην ατμόσφαιρα. Αυτές οι δονήσεις έχουν ταξιδέψει μέχρι εκεί όπου το πλοίο (Gravity Field) και ο σταθερός δορυφόρος Ocean Circulation Explorer (GOCE) συγκρίνει τη βαρύτητα της Γης σε χαμηλή τροχιά με 270 χιλιόμετρα πάνω από την επιφάνεια. Και ο δορυφόρος κατάφερε να καταγράψει αυτά τα ηχητικά κύματα.

Το GOCE διαθέτει πολύ ευαίσθητα επιταχυνσιόμετρα που ελέγχουν τον προωθητή ιόντων. Αυτό βοηθά να διατηρείται ο δορυφόρος σε σταθερή τροχιά. Το 2011, τα επιταχυνσιόμετρα GOCE εντόπισαν κατακόρυφη μετατόπιση στην πολύ λεπτή ατμόσφαιρα γύρω από τον δορυφόρο, καθώς και κυματοειδείς μετατοπίσεις στην ατμοσφαιρική πίεση καθώς διαδίδονται ηχητικά κύματα από σεισμό. Οι προωθητήρες του δορυφόρου διόρθωσαν τη μετατόπιση και αποθήκευσαν τα δεδομένα, τα οποία έγιναν κάτι σαν καταγραφή σεισμού με υπέρηχους.

Αυτή η καταχώρηση ταξινομήθηκε στα δορυφορικά δεδομένα έως ότου μια ομάδα επιστημόνων με επικεφαλής τον Rafael F. Garcia δημοσίευσε αυτό το έγγραφο.

Ο πρώτος ήχος στο σύμπαν

Αν ήταν δυνατό να γυρίσουμε πίσω στο χρόνο, περίπου στα πρώτα 760.000 χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, θα ήταν δυνατό να μάθουμε αν υπάρχει ήχος στο διάστημα. Εκείνη την εποχή, το σύμπαν ήταν τόσο πυκνό που τα ηχητικά κύματα μπορούσαν να ταξιδεύουν ελεύθερα.

Την ίδια περίπου εποχή, τα πρώτα φωτόνια άρχισαν να ταξιδεύουν στο διάστημα ως φως. Μετά από αυτό, όλα τελικά ψύχθηκαν αρκετά ώστε να συμπυκνωθούν σε άτομα. Πριν γίνει η ψύξη, το σύμπαν ήταν γεμάτο με φορτισμένα σωματίδια -πρωτόνια και ηλεκτρόνια- που απορρόφησαν ή διασκόρπισαν φωτόνια, τα σωματίδια που συνθέτουν το φως.

Σήμερα φτάνει στη Γη ως μια αχνή λάμψη υποβάθρου μικροκυμάτων, ορατή μόνο σε πολύ ευαίσθητα ραδιοτηλεσκόπια. Οι φυσικοί αποκαλούν αυτό το λείψανο ακτινοβολία. Είναι το αρχαιότερο φως στο σύμπαν. Απαντά στο ερώτημα αν υπάρχει ήχος στο διάστημα. Το κοσμικό υπόβαθρο μικροκυμάτων περιέχει ένα δίσκο της παλαιότερης μουσικής στο σύμπαν.

Φως για βοήθεια

Πώς σας βοηθά το φως να γνωρίζετε εάν υπάρχει ήχος στο διάστημα; Τα ηχητικά κύματα ταξιδεύουν μέσω του αέρα (ή του διαστρικού αερίου) ως διακυμάνσεις της πίεσης. Όταν το αέριο συμπιέζεται, γίνεται πιο ζεστό. Σε κοσμική κλίμακα, αυτό το φαινόμενο είναι τόσο έντονο που σχηματίζονται αστέρια. Και όταν το αέριο διαστέλλεται, κρυώνει. Τα ηχητικά κύματα που διαδίδονταν στο πρώιμο σύμπαν προκάλεσαν ελαφρές διακυμάνσεις της πίεσης στο αέριο περιβάλλον, οι οποίες με τη σειρά τους άφησαν ανεπαίσθητες διακυμάνσεις της θερμοκρασίας που αντανακλώνται στο κοσμικό υπόβαθρο μικροκυμάτων.

Χρησιμοποιώντας αλλαγές θερμοκρασίας, ο φυσικός John Cramer του Πανεπιστημίου της Ουάσιγκτον μπόρεσε να ανακατασκευάσει αυτούς τους απόκοσμους ήχους από το διάστημα - τη μουσική του διαστελλόμενου σύμπαντος. Πολλαπλασίασε τη συχνότητα με έναν παράγοντα 1026, ώστε τα ανθρώπινα αυτιά να μπορούν να την ακούσουν.

Έτσι κανείς δεν θα ακούσει πραγματικά μια κραυγή στο διάστημα, αλλά θα υπάρχουν ηχητικά κύματα που κινούνται μέσα από σύννεφα διαστρικού αερίου ή στις σπάνιες ακτίνες της εξωτερικής ατμόσφαιρας της Γης.

Αν μιλάμε για αντικειμενικές παραμέτρους που μπορούν να χαρακτηρίσουν την ποιότητα, τότε φυσικά όχι. Η εγγραφή σε βινύλιο ή κασέτα περιλαμβάνει πάντα την εισαγωγή πρόσθετης παραμόρφωσης και θορύβου. Γεγονός όμως είναι ότι τέτοιες παραμορφώσεις και θόρυβος δεν χαλούν υποκειμενικά την εντύπωση της μουσικής, και συχνά μάλιστα το αντίστροφο. Η ακοή μας και το σύστημα ανάλυσης ήχου λειτουργούν αρκετά περίπλοκα, αυτό που είναι σημαντικό για την αντίληψή μας και αυτό που μπορεί να αξιολογηθεί ως ποιότητα από τεχνικής πλευράς είναι ελαφρώς διαφορετικά πράγματα.

Το MP3 είναι γενικά ένα ξεχωριστό ζήτημα, είναι μια σαφής υποβάθμιση της ποιότητας προκειμένου να μειωθεί το μέγεθος του αρχείου. Η κωδικοποίηση MP3 περιλαμβάνει την αφαίρεση πιο αθόρυβων αρμονικών και το θάμπωμα των μετώπων, που σημαίνει απώλεια λεπτομέρειας, «θόλωμα» του ήχου.

Η ιδανική επιλογή όσον αφορά την ποιότητα και την ειλικρινή μετάδοση όλων όσων συμβαίνουν είναι μια ψηφιακή εγγραφή χωρίς συμπίεση και η ποιότητα ενός CD είναι 16 bit, 44100 Hz - αυτό δεν είναι πλέον το όριο, μπορείτε να αυξήσετε και τον ρυθμό μετάδοσης bit - 24 , 32 bit και η συχνότητα - 48000, 82200, 96000, 192000 Hz. Το βάθος bit επηρεάζει το δυναμικό εύρος και ο ρυθμός δειγματοληψίας επηρεάζει το εύρος συχνοτήτων. Δεδομένου ότι το ανθρώπινο αυτί ακούει στην καλύτερη περίπτωση έως και 20.000 Hz και, σύμφωνα με το θεώρημα Nyquist, ένας ρυθμός δειγματοληψίας 44.100 Hz θα πρέπει να είναι αρκετός, αλλά στην πραγματικότητα, για επαρκώς ακριβή μετάδοση πολύπλοκων σύντομων ήχων, όπως οι ήχοι του τυμπάνου, είναι καλύτερα να έχει μεγαλύτερη συχνότητα. Είναι επίσης καλύτερο να έχετε μεγαλύτερη δυναμική εμβέλεια, ώστε να μπορούν να εγγραφούν πιο ήσυχοι ήχοι χωρίς παραμόρφωση. Αν και ρεαλιστικά, όσο περισσότερο αυξάνονται αυτές οι δύο παράμετροι, τόσο λιγότερες αλλαγές μπορούν να παρατηρηθούν.

Ταυτόχρονα, μπορείτε να εκτιμήσετε όλες τις απολαύσεις του ψηφιακού ήχου υψηλής ποιότητας, εάν έχετε μια καλή κάρτα ήχου. Αυτό που είναι ενσωματωμένο στους περισσότερους υπολογιστές είναι γενικά τρομερό, οι Mac με ενσωματωμένες κάρτες είναι καλύτεροι, αλλά είναι καλύτερο να έχουν κάτι εξωτερικό. Λοιπόν, το ερώτημα είναι, φυσικά, πού θα βρείτε αυτές τις ψηφιακές εγγραφές με ποιότητα υψηλότερη από το CD :) Αν και το χειρότερο MP3 σε μια καλή κάρτα ήχου θα ακούγεται αισθητά καλύτερα.

Επιστρέφοντας στα αναλογικά πράγματα, εδώ μπορούμε να πούμε ότι οι άνθρωποι συνεχίζουν να τα χρησιμοποιούν όχι επειδή είναι πραγματικά καλύτερα και πιο ακριβή, αλλά επειδή η υψηλής ποιότητας και ακριβής εγγραφή χωρίς παραμόρφωση συνήθως δεν είναι το επιθυμητό αποτέλεσμα. Ψηφιακή παραμόρφωση, η οποία μπορεί να προέλθει από κακούς αλγόριθμους επεξεργασίας ήχου, χαμηλό ρυθμό bit ή δειγματοληψίας, ψηφιακό απόκομμα - σίγουρα ακούγονται πολύ πιο άσχημα από τα αναλογικά, αλλά μπορούν να αποφευχθούν. Και αποδεικνύεται ότι μια πραγματικά υψηλής ποιότητας και ακριβής ψηφιακή εγγραφή ακούγεται πολύ αποστειρωμένη, δεν υπάρχει αρκετός κορεσμός. Και αν, για παράδειγμα, ηχογραφήσετε τύμπανα σε μια κασέτα, αυτός ο κορεσμός εμφανίζεται και διατηρείται, ακόμα κι αν αυτή η ηχογράφηση ψηφιοποιηθεί αργότερα. Και το βινύλιο ακούγεται επίσης πιο δροσερό, ακόμα κι αν τα κομμάτια που έγιναν εξ ολοκλήρου σε υπολογιστή είχαν ηχογραφηθεί σε αυτό. Και φυσικά, σε όλα αυτά επενδύονται εξωτερικές ιδιότητες και συνειρμοί, όπως όλα δείχνουν, τα συναισθήματα των ανθρώπων που το κάνουν. Είναι πολύ πιθανό να κατανοήσετε την επιθυμία να κρατάτε έναν δίσκο στα χέρια σας, να ακούσετε μια κασέτα σε ένα παλιό μαγνητόφωνο και όχι μια ηχογράφηση από υπολογιστή ή να κατανοήσετε αυτούς που τώρα χρησιμοποιούν μαγνητόφωνα πολλαπλών κομματιών στα στούντιο, αν και αυτό είναι πολύ πιο περίπλοκο και δαπανηρό. Αλλά αυτό έχει τη δική του ιδιαίτερη διασκέδαση.

18 Φεβρουαρίου 2016

Ο κόσμος της οικιακής ψυχαγωγίας είναι αρκετά ποικίλος και μπορεί να περιλαμβάνει: παρακολούθηση ταινίας σε ένα καλό σύστημα οικιακού κινηματογράφου. διασκεδαστικό και εθιστικό παιχνίδι ή ακρόαση μουσικής. Κατά κανόνα, ο καθένας βρίσκει κάτι δικό του σε αυτόν τον τομέα ή συνδυάζει τα πάντα ταυτόχρονα. Αλλά ανεξάρτητα από το ποιοι είναι οι στόχοι ενός ατόμου στην οργάνωση του ελεύθερου χρόνου του και ανεξάρτητα από το σε ποιο άκρο φτάνουν, όλοι αυτοί οι σύνδεσμοι συνδέονται σταθερά με μια απλή και κατανοητή λέξη - "ήχος". Πράγματι, σε όλες αυτές τις περιπτώσεις, θα μας οδηγεί η λαβή από το soundtrack. Αλλά αυτή η ερώτηση δεν είναι τόσο απλή και ασήμαντη, ειδικά σε περιπτώσεις όπου υπάρχει η επιθυμία να επιτευχθεί ήχος υψηλής ποιότητας σε ένα δωμάτιο ή σε οποιεσδήποτε άλλες συνθήκες. Για να γίνει αυτό, δεν είναι πάντα απαραίτητο να αγοράζετε ακριβά εξαρτήματα hi-fi ή hi-end (αν και θα είναι πολύ χρήσιμα), αλλά αρκεί μια καλή γνώση της φυσικής θεωρίας, η οποία μπορεί να εξαλείψει τα περισσότερα από τα προβλήματα που προκύπτουν για όλους που σκοπεύει να αποκτήσει φωνητική υποκριτική υψηλής ποιότητας.

Στη συνέχεια, η θεωρία του ήχου και της ακουστικής θα εξεταστεί από τη σκοπιά της φυσικής. Σε αυτήν την περίπτωση, θα προσπαθήσω να το κάνω όσο το δυνατόν πιο προσιτό για την κατανόηση οποιουδήποτε ατόμου που, ίσως, απέχει πολύ από τη γνώση φυσικών νόμων ή τύπων, αλλά παρόλα αυτά ονειρεύεται με πάθος την πραγματοποίηση του ονείρου της δημιουργίας μιας τέλειας ακουστικής Σύστημα. Δεν υποθέτω ότι για να επιτύχετε καλά αποτελέσματα σε αυτόν τον τομέα στο σπίτι (ή σε ένα αυτοκίνητο, για παράδειγμα) πρέπει να γνωρίζετε καλά αυτές τις θεωρίες, ωστόσο, η κατανόηση των βασικών θα αποφύγει πολλά ανόητα και παράλογα λάθη, καθώς και για να επιτύχετε το μέγιστο ηχητικό εφέ από το σύστημα, σε οποιοδήποτε επίπεδο.

Γενική ηχοθεωρία και μουσική ορολογία

Τι είναι ήχος? Αυτή είναι η αίσθηση που αντιλαμβάνεται το ακουστικό όργανο. "ένα αυτί"(το ίδιο το φαινόμενο υπάρχει ακόμη και χωρίς τη συμμετοχή του «αυτί» στη διαδικασία, αλλά είναι πιο εύκολο να το κατανοήσουμε έτσι), το οποίο συμβαίνει όταν το τύμπανο διεγείρεται από ένα ηχητικό κύμα. Το αυτί σε αυτή την περίπτωση λειτουργεί ως «δέκτης» ηχητικών κυμάτων διαφορετικών συχνοτήτων.
Ηχητικό κύμαΣτην πραγματικότητα πρόκειται για μια διαδοχική σειρά σφραγίσεων και εκκενώσεων του μέσου (συχνότερα του ατμοσφαιρικού περιβάλλοντος υπό κανονικές συνθήκες) διαφόρων συχνοτήτων. Η φύση των ηχητικών κυμάτων είναι ταλαντωτική, προκαλείται και παράγεται από τη δόνηση οποιωνδήποτε σωμάτων. Η εμφάνιση και η διάδοση ενός κλασικού ηχητικού κύματος είναι δυνατή σε τρία ελαστικά μέσα: αέρια, υγρά και στερεά. Όταν εμφανίζεται ένα ηχητικό κύμα σε έναν από αυτούς τους τύπους χώρου, ορισμένες αλλαγές συμβαίνουν αναπόφευκτα στο ίδιο το μέσο, ​​για παράδειγμα, μια αλλαγή στην πυκνότητα ή την πίεση του αέρα, την κίνηση των σωματιδίων των μαζών του αέρα κ.λπ.

Δεδομένου ότι το ηχητικό κύμα έχει μια ταλαντωτική φύση, έχει ένα τέτοιο χαρακτηριστικό όπως η συχνότητα. Συχνότηταμετριέται σε hertz (προς τιμήν του Γερμανού φυσικού Heinrich Rudolf Hertz) και υποδηλώνει τον αριθμό των δονήσεων σε χρονικό διάστημα ίσο με ένα δευτερόλεπτο. Εκείνοι. Για παράδειγμα, συχνότητα 20 Hz σημαίνει κύκλο 20 ταλαντώσεων σε ένα δευτερόλεπτο. Η υποκειμενική έννοια του ύψους του εξαρτάται επίσης από τη συχνότητα του ήχου. Όσο περισσότερες ηχητικές δονήσεις γίνονται ανά δευτερόλεπτο, τόσο πιο «ψηλότερος» φαίνεται ο ήχος. Το ηχητικό κύμα έχει επίσης ένα άλλο σημαντικό χαρακτηριστικό, το οποίο έχει ένα όνομα - το μήκος κύματος. Μήκος κύματοςΣυνηθίζεται να λαμβάνεται υπόψη η απόσταση που διανύει ένας ήχος συγκεκριμένης συχνότητας σε περίοδο ίση με ένα δευτερόλεπτο. Για παράδειγμα, το μήκος κύματος του χαμηλότερου ήχου στην ανθρώπινη ακουστική περιοχή στα 20 Hz είναι 16,5 μέτρα και το μήκος κύματος του υψηλότερου ήχου στα 20.000 Hz είναι 1,7 εκατοστά.

Το ανθρώπινο αυτί είναι σχεδιασμένο με τέτοιο τρόπο ώστε να μπορεί να αντιλαμβάνεται κύματα μόνο σε περιορισμένο εύρος, περίπου 20 Hz - 20.000 Hz (ανάλογα με τα χαρακτηριστικά ενός συγκεκριμένου ατόμου, κάποιος μπορεί να ακούει λίγο περισσότερο, κάποιος λιγότερο) . Έτσι, αυτό δεν σημαίνει ότι ήχοι κάτω ή πάνω από αυτές τις συχνότητες δεν υπάρχουν, απλώς δεν γίνονται αντιληπτοί από το ανθρώπινο αυτί, υπερβαίνοντας το ακουστικό εύρος. Ο ήχος πάνω από το ηχητικό εύρος ονομάζεται υπέρηχος, ονομάζεται ήχος κάτω από το ηχητικό εύρος Υπόηχος. Μερικά ζώα είναι σε θέση να αντιλαμβάνονται υπερήχους και υπέρυθρους ήχους, μερικά ακόμη χρησιμοποιούν αυτό το εύρος για προσανατολισμό στο διάστημα (νυχτερίδες, δελφίνια). Εάν ο ήχος περάσει από ένα μέσο που δεν έρχεται απευθείας σε επαφή με το ανθρώπινο όργανο ακοής, τότε ένας τέτοιος ήχος μπορεί να μην ακουστεί ή να εξασθενήσει πολύ αργότερα.

Στη μουσική ορολογία του ήχου, υπάρχουν τόσο σημαντικοί προσδιορισμοί όπως η οκτάβα, ο τόνος και ο τόνος του ήχου. Οκτάβασημαίνει ένα διάστημα στο οποίο ο λόγος των συχνοτήτων μεταξύ των ήχων είναι 1 προς 2. Μια οκτάβα είναι συνήθως πολύ ηχητική, ενώ οι ήχοι μέσα σε αυτό το διάστημα μπορεί να είναι πολύ παρόμοιοι μεταξύ τους. Μια οκτάβα μπορεί επίσης να ονομαστεί ένας ήχος που κάνει διπλάσιο αριθμό δονήσεων από έναν άλλο ήχο την ίδια χρονική περίοδο. Για παράδειγμα, μια συχνότητα 800 Hz δεν είναι παρά μια υψηλότερη οκτάβα 400 Hz και μια συχνότητα 400 Hz είναι με τη σειρά της η επόμενη οκτάβα ήχου με συχνότητα 200 Hz. Μια οκτάβα αποτελείται από τόνους και τόνους. Οι μεταβλητές ταλαντώσεις σε ένα αρμονικό ηχητικό κύμα μιας συχνότητας γίνονται αντιληπτές από το ανθρώπινο αυτί ως μουσικός τόνος. Οι δονήσεις υψηλής συχνότητας μπορούν να ερμηνευθούν ως ήχοι υψηλής συχνότητας, οι δονήσεις χαμηλής συχνότητας ως ήχοι χαμηλής συχνότητας. Το ανθρώπινο αυτί είναι σε θέση να διακρίνει καθαρά ήχους με διαφορά ενός τόνου (στην περιοχή έως και 4000 Hz). Παρόλα αυτά, ένας εξαιρετικά μικρός αριθμός ήχων χρησιμοποιείται στη μουσική. Αυτό εξηγείται από τις εκτιμήσεις της αρχής της αρμονικής συνοχής, όλα βασίζονται στην αρχή των οκτάβων.

Εξετάστε τη θεωρία των μουσικών τόνων χρησιμοποιώντας το παράδειγμα μιας χορδής που τεντώνεται με συγκεκριμένο τρόπο. Μια τέτοια χορδή, ανάλογα με τη δύναμη τάσης, θα «κουρδιστεί» σε μια συγκεκριμένη συχνότητα. Όταν αυτή η χορδή εκτεθεί σε κάτι με μια συγκεκριμένη δύναμη, η οποία θα την κάνει να δονείται, ένας συγκεκριμένος τόνος ήχου θα παρατηρείται σταθερά, θα ακούμε την επιθυμητή συχνότητα συντονισμού. Αυτός ο ήχος ονομάζεται θεμελιώδης τόνος. Για τον κύριο τόνο στο μουσικό πεδίο, η συχνότητα της νότας «λα» της πρώτης οκτάβας, ίση με 440 Hz, είναι επίσημα αποδεκτή. Ωστόσο, τα περισσότερα μουσικά όργανα δεν αναπαράγουν ποτέ μόνο τους καθαρούς θεμελιώδεις τόνους· αναπόφευκτα συνοδεύονται από τόνους που ονομάζονται αποχρώσεις. Εδώ είναι σκόπιμο να υπενθυμίσουμε έναν σημαντικό ορισμό της μουσικής ακουστικής, την έννοια της ηχητικής χροιάς. Τέμπο- αυτό είναι ένα χαρακτηριστικό των μουσικών ήχων που δίνουν στα μουσικά όργανα και τις φωνές τη μοναδική αναγνωρίσιμη ιδιαιτερότητα του ήχου, ακόμη και όταν συγκρίνονται ήχοι της ίδιας έντασης και έντασης. Η χροιά κάθε μουσικού οργάνου εξαρτάται από την κατανομή της ηχητικής ενέργειας πάνω από τους τόνους τη στιγμή που εμφανίζεται ο ήχος.

Οι υπέρηχοι σχηματίζουν ένα συγκεκριμένο χρώμα του θεμελιώδους τόνου, με το οποίο μπορούμε εύκολα να αναγνωρίσουμε και να αναγνωρίσουμε ένα συγκεκριμένο όργανο, καθώς και να διακρίνουμε ξεκάθαρα τον ήχο του από ένα άλλο όργανο. Υπάρχουν δύο τύποι αποχρώσεων: αρμονικοί και μη αρμονικοί. Αρμονικές αποχρώσειςείναι εξ ορισμού πολλαπλάσια της θεμελιώδους συχνότητας. Αντίθετα, αν οι επισημάνσεις δεν είναι πολλαπλές και αποκλίνουν αισθητά από τις τιμές, τότε ονομάζονται όχι αρμονικός. Στη μουσική πρακτικά αποκλείεται η λειτουργία μη πολλαπλών φθόγγων, επομένως ο όρος ανάγεται στην έννοια του «overtone», δηλαδή αρμονικός. Για ορισμένα όργανα, για παράδειγμα, το πιάνο, ο κύριος τόνος δεν έχει καν χρόνο να σχηματιστεί, σε σύντομο χρονικό διάστημα αυξάνεται η ηχητική ενέργεια των αποχρώσεων και στη συνέχεια η πτώση εμφανίζεται εξίσου γρήγορα. Πολλά όργανα δημιουργούν ένα λεγόμενο εφέ "μεταβατικού τόνου", όταν η ενέργεια ορισμένων φθόγγων είναι μέγιστη σε μια συγκεκριμένη χρονική στιγμή, συνήθως στην αρχή, αλλά στη συνέχεια αλλάζει απότομα και μετακινείται σε άλλους τόνους. Το εύρος συχνοτήτων κάθε οργάνου μπορεί να εξεταστεί χωριστά και συνήθως περιορίζεται από τις συχνότητες των θεμελιωδών τόνων που μπορεί να αναπαράγει το συγκεκριμένο όργανο.

Στη θεωρία του ήχου υπάρχει επίσης κάτι σαν ΘΟΡΥΒΟΣ. Θόρυβος- πρόκειται για οποιονδήποτε ήχο που δημιουργείται από συνδυασμό πηγών που δεν συνάδουν μεταξύ τους. Όλοι γνωρίζουν καλά τον θόρυβο των φύλλων των δέντρων, που ταλαντεύονται από τον άνεμο κ.λπ.

Τι καθορίζει την ένταση του ήχου;Είναι προφανές ότι ένα τέτοιο φαινόμενο εξαρτάται άμεσα από την ποσότητα ενέργειας που μεταφέρει το ηχητικό κύμα. Για τον προσδιορισμό των ποσοτικών δεικτών έντασης, υπάρχει μια έννοια - ένταση ήχου. Ένταση ήχουορίζεται ως η ροή ενέργειας που διέρχεται από κάποια περιοχή του χώρου (για παράδειγμα, cm2) ανά μονάδα χρόνου (για παράδειγμα, ανά δευτερόλεπτο). Σε μια κανονική συνομιλία, η ένταση είναι περίπου 9 ή 10 W/cm2. Το ανθρώπινο αυτί είναι σε θέση να αντιλαμβάνεται ήχους με αρκετά μεγάλο εύρος ευαισθησίας, ενώ η ευαισθησία των συχνοτήτων δεν είναι ομοιόμορφη εντός του ηχητικού φάσματος. Έτσι, η καλύτερη αντιληπτή περιοχή συχνοτήτων είναι 1000 Hz - 4000 Hz, η οποία καλύπτει ευρύτερα την ανθρώπινη ομιλία.

Δεδομένου ότι οι ήχοι ποικίλλουν τόσο πολύ στην ένταση, είναι πιο βολικό να τον θεωρούμε λογαριθμική τιμή και να τον μετράμε σε ντεσιμπέλ (μετά τον Σκωτσέζο επιστήμονα Alexander Graham Bell). Το κατώτερο όριο ευαισθησίας ακοής του ανθρώπινου αυτιού είναι 0 dB, το ανώτερο 120 dB, ονομάζεται επίσης "όριο πόνου". Το ανώτερο όριο ευαισθησίας επίσης δεν γίνεται αντιληπτό από το ανθρώπινο αυτί με τον ίδιο τρόπο, αλλά εξαρτάται από τη συγκεκριμένη συχνότητα. Οι ήχοι χαμηλής συχνότητας πρέπει να έχουν πολύ μεγαλύτερη ένταση από τις υψηλές συχνότητες για να προκαλέσουν ένα κατώφλι πόνου. Για παράδειγμα, ο ουδός πόνου σε χαμηλή συχνότητα 31,5 Hz εμφανίζεται σε επίπεδο έντασης ήχου 135 dB, όταν σε συχνότητα 2000 Hz η αίσθηση του πόνου εμφανίζεται ήδη στα 112 dB. Υπάρχει επίσης η έννοια της ηχητικής πίεσης, η οποία στην πραγματικότητα επεκτείνει τη συνήθη εξήγηση για τη διάδοση ενός ηχητικού κύματος στον αέρα. Ηχητική πίεση- αυτή είναι μια μεταβλητή υπερπίεση που εμφανίζεται σε ένα ελαστικό μέσο ως αποτέλεσμα της διέλευσης ενός ηχητικού κύματος μέσα από αυτό.

Η κυματική φύση του ήχου

Για να κατανοήσετε καλύτερα το σύστημα παραγωγής ηχητικών κυμάτων, φανταστείτε ένα κλασικό ηχείο που βρίσκεται σε ένα σωλήνα γεμάτο αέρα. Εάν το ηχείο κάνει μια απότομη κίνηση προς τα εμπρός, τότε ο αέρας που βρίσκεται σε άμεση γειτνίαση με τον διαχύτη συμπιέζεται για μια στιγμή. Μετά από αυτό, ο αέρας θα επεκταθεί, ωθώντας έτσι την περιοχή πεπιεσμένου αέρα κατά μήκος του σωλήνα.
Αυτή η κυματική κίνηση είναι που θα είναι στη συνέχεια ο ήχος όταν φτάσει στο ακουστικό όργανο και «διεγείρει» το τύμπανο. Όταν ένα ηχητικό κύμα εμφανίζεται σε ένα αέριο, δημιουργείται υπερβολική πίεση και πυκνότητα και τα σωματίδια κινούνται με σταθερή ταχύτητα. Σχετικά με τα ηχητικά κύματα, είναι σημαντικό να θυμόμαστε το γεγονός ότι η ουσία δεν κινείται μαζί με το ηχητικό κύμα, αλλά εμφανίζεται μόνο μια προσωρινή διαταραχή των μαζών του αέρα.

Εάν φανταστούμε ένα έμβολο κρεμασμένο σε ελεύθερο χώρο σε ένα ελατήριο και κάνει επαναλαμβανόμενες κινήσεις "εμπρός και πίσω", τότε τέτοιες ταλαντώσεις θα ονομάζονται αρμονικές ή ημιτονοειδείς (αν αναπαραστήσουμε το κύμα με τη μορφή γραφήματος, τότε σε αυτήν την περίπτωση παίρνουμε ένα καθαρό ημιτονοειδές κύμα με επαναλαμβανόμενα σκαμπανεβάσματα). Εάν φανταστούμε ένα ηχείο σε έναν σωλήνα (όπως στο παράδειγμα που περιγράφεται παραπάνω), να εκτελεί αρμονικές ταλαντώσεις, τότε τη στιγμή που το ηχείο κινείται "εμπρός", προκύπτει το ήδη γνωστό αποτέλεσμα της συμπίεσης αέρα και όταν το ηχείο μετακινείται "πίσω". , επιτυγχάνεται το αντίστροφο αποτέλεσμα της αραίωσης. Σε αυτή την περίπτωση, ένα κύμα εναλλασσόμενων συμπιέσεων και αραίωσης θα διαδοθεί μέσω του σωλήνα. Θα καλείται η απόσταση κατά μήκος του σωλήνα μεταξύ γειτονικών μέγιστων ή ελάχιστων (φάσεις). μήκος κύματος. Εάν τα σωματίδια ταλαντώνονται παράλληλα με την κατεύθυνση διάδοσης του κύματος, τότε το κύμα ονομάζεται γεωγραφικού μήκους. Αν ταλαντώνονται κάθετα στη διεύθυνση διάδοσης, τότε το κύμα ονομάζεται εγκάρσιος. Συνήθως, τα ηχητικά κύματα στα αέρια και τα υγρά είναι διαμήκη, ενώ στα στερεά μπορεί να εμφανιστούν κύματα και των δύο τύπων. Τα εγκάρσια κύματα στα στερεά προκύπτουν λόγω της αντίστασης στην αλλαγή σχήματος. Η κύρια διαφορά μεταξύ αυτών των δύο τύπων κυμάτων είναι ότι ένα εγκάρσιο κύμα έχει την ιδιότητα της πόλωσης (οι ταλαντώσεις συμβαίνουν σε ένα συγκεκριμένο επίπεδο), ενώ ένα διαμήκη κύμα όχι.

Ταχύτητα ήχου

Η ταχύτητα του ήχου εξαρτάται άμεσα από τα χαρακτηριστικά του μέσου στο οποίο διαδίδεται. Καθορίζεται (εξαρτάται) από δύο ιδιότητες του μέσου: την ελαστικότητα και την πυκνότητα του υλικού. Η ταχύτητα του ήχου στα στερεά, αντίστοιχα, εξαρτάται άμεσα από τον τύπο του υλικού και τις ιδιότητές του. Η ταχύτητα στα αέρια μέσα εξαρτάται μόνο από έναν τύπο παραμόρφωσης του μέσου: συμπίεση-αραίνωση. Η αλλαγή της πίεσης σε ένα ηχητικό κύμα συμβαίνει χωρίς ανταλλαγή θερμότητας με τα γύρω σωματίδια και ονομάζεται αδιαβατική.
Η ταχύτητα του ήχου σε ένα αέριο εξαρτάται κυρίως από τη θερμοκρασία - αυξάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας και μειώνεται με τη μείωση. Επίσης, η ταχύτητα του ήχου σε ένα αέριο μέσο εξαρτάται από το μέγεθος και τη μάζα των ίδιων των μορίων αερίου - όσο μικρότερη είναι η μάζα και το μέγεθος των σωματιδίων, τόσο μεγαλύτερη είναι η «αγωγιμότητα» του κύματος και τόσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα αντίστοιχα.

Σε υγρά και στερεά μέσα, η αρχή της διάδοσης και η ταχύτητα του ήχου είναι παρόμοια με το πώς διαδίδεται ένα κύμα στον αέρα: με συμπίεση-εκφόρτιση. Αλλά σε αυτά τα μέσα, εκτός από την ίδια εξάρτηση από τη θερμοκρασία, η πυκνότητα του μέσου και η σύνθεση/δομή του είναι αρκετά σημαντικές. Όσο μικρότερη είναι η πυκνότητα της ουσίας, τόσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα του ήχου και αντίστροφα. Η εξάρτηση από τη σύνθεση του μέσου είναι πιο περίπλοκη και καθορίζεται σε κάθε συγκεκριμένη περίπτωση, λαμβάνοντας υπόψη τη θέση και την αλληλεπίδραση μορίων/ ατόμων.

Ταχύτητα ήχου στον αέρα σε t, °C 20: 343 m/s
Ταχύτητα ήχου σε απεσταγμένο νερό σε t, °C 20: 1481 m/s
Ταχύτητα ήχου σε χάλυβα σε t, °C 20: 5000 m/s

Μόνιμα κύματα και παρεμβολές

Όταν ένα ηχείο δημιουργεί ηχητικά κύματα σε έναν περιορισμένο χώρο, αναπόφευκτα εμφανίζεται η επίδραση της ανάκλασης του κύματος από τα όρια. Ως αποτέλεσμα, τις περισσότερες φορές επίδραση παρεμβολής- όταν δύο ή περισσότερα ηχητικά κύματα τοποθετούνται το ένα πάνω στο άλλο. Ιδιαίτερες περιπτώσεις του φαινομένου της παρεμβολής είναι ο σχηματισμός: 1) κύματα ή 2) στάσιμων κυμάτων. Ο ρυθμός των κυμάτων- αυτό συμβαίνει όταν υπάρχει προσθήκη κυμάτων με κοντινές συχνότητες και πλάτη. Το μοτίβο της εμφάνισης των παλμών: όταν δύο κύματα παρόμοια σε συχνότητα τοποθετούνται το ένα πάνω στο άλλο. Σε κάποια χρονική στιγμή, με μια τέτοια επικάλυψη, οι κορυφές πλάτους μπορεί να συμπίπτουν "σε φάση", και επίσης οι υφέσεις σε "αντιφάση" μπορεί επίσης να συμπίπτουν. Έτσι χαρακτηρίζονται τα ηχητικά beat. Είναι σημαντικό να θυμόμαστε ότι, σε αντίθεση με τα στάσιμα κύματα, οι συμπτώσεις φάσεων των κορυφών δεν συμβαίνουν συνεχώς, αλλά σε ορισμένα χρονικά διαστήματα. Στο αυτί, ένα τέτοιο μοτίβο κτύπων διαφέρει αρκετά καθαρά και ακούγεται ως περιοδική αύξηση και μείωση της έντασης, αντίστοιχα. Ο μηχανισμός για την εμφάνιση αυτού του φαινομένου είναι εξαιρετικά απλός: τη στιγμή της σύμπτωσης των κορυφών, ο όγκος αυξάνεται, τη στιγμή της σύμπτωσης των υφέσεων, ο όγκος μειώνεται.

στάσιμα κύματαπροκύπτουν στην περίπτωση υπέρθεσης δύο κυμάτων του ίδιου πλάτους, φάσης και συχνότητας, όταν όταν τέτοια κύματα «συναντιούνται» το ένα κινείται προς την εμπρός κατεύθυνση και το άλλο προς την αντίθετη κατεύθυνση. Στην περιοχή του χώρου (όπου σχηματίστηκε ένα στάσιμο κύμα), προκύπτει μια εικόνα υπέρθεσης δύο πλατών συχνοτήτων, με εναλλασσόμενα μέγιστα (οι λεγόμενοι αντικόμβοι) και ελάχιστα (οι λεγόμενοι κόμβοι). Όταν συμβαίνει αυτό το φαινόμενο, η συχνότητα, η φάση και ο συντελεστής εξασθένησης του κύματος στο σημείο ανάκλασης είναι εξαιρετικά σημαντικές. Σε αντίθεση με τα κινούμενα κύματα, δεν υπάρχει μεταφορά ενέργειας σε ένα στάσιμο κύμα λόγω του γεγονότος ότι τα εμπρός και τα πίσω κύματα που σχηματίζουν αυτό το κύμα μεταφέρουν ενέργεια σε ίσες ποσότητες προς την εμπρός και την αντίθετη κατεύθυνση. Για μια οπτική κατανόηση της εμφάνισης ενός στάσιμου κύματος, ας φανταστούμε ένα παράδειγμα από την οικιακή ακουστική. Ας υποθέσουμε ότι έχουμε επιδαπέδια ηχεία σε κάποιο περιορισμένο χώρο (δωμάτιο). Αφού τους βάλαμε να παίξουν κάποιο τραγούδι με πολύ μπάσο, ας προσπαθήσουμε να αλλάξουμε τη θέση του ακροατή στο δωμάτιο. Έτσι, ο ακροατής, έχοντας μπει στη ζώνη του ελάχιστου (αφαίρεση) του στάσιμου κύματος, θα αισθανθεί το αποτέλεσμα ότι το μπάσο έχει γίνει πολύ μικρό, και εάν ο ακροατής εισέλθει στη ζώνη μέγιστης (προσθήκη) συχνοτήτων, τότε το αντίθετο επιτυγχάνεται η επίδραση μιας σημαντικής αύξησης στην περιοχή των μπάσων. Σε αυτή την περίπτωση, το αποτέλεσμα παρατηρείται σε όλες τις οκτάβες της βασικής συχνότητας. Για παράδειγμα, εάν η βασική συχνότητα είναι 440 Hz, τότε το φαινόμενο της «προσθήκης» ή της «αφαίρεσης» θα παρατηρηθεί επίσης σε συχνότητες 880 Hz, 1760 Hz, 3520 Hz κ.λπ.

Φαινόμενο συντονισμού

Τα περισσότερα στερεά έχουν τη δική τους συχνότητα συντονισμού. Η κατανόηση αυτού του αποτελέσματος είναι αρκετά απλή στο παράδειγμα ενός συμβατικού σωλήνα, ανοιχτού μόνο στο ένα άκρο. Ας φανταστούμε μια κατάσταση όπου ένα ηχείο είναι συνδεδεμένο από την άλλη άκρη του σωλήνα, το οποίο μπορεί να παίξει κάποια σταθερή συχνότητα, μπορεί επίσης να αλλάξει αργότερα. Τώρα, ένας σωλήνας έχει τη δική του συχνότητα συντονισμού, με απλά λόγια, αυτή είναι η συχνότητα στην οποία ο σωλήνας «αντηχεί» ή κάνει τον δικό του ήχο. Εάν η συχνότητα του ηχείου (ως αποτέλεσμα της ρύθμισης) συμπίπτει με τη συχνότητα συντονισμού του σωλήνα, τότε θα υπάρξει αποτέλεσμα της αύξησης της έντασης πολλές φορές. Αυτό συμβαίνει επειδή το μεγάφωνο διεγείρει τους κραδασμούς της στήλης αέρα στο σωλήνα με σημαντικό πλάτος μέχρι να βρεθεί η ίδια «συχνότητα συντονισμού» και να συμβεί το φαινόμενο προσθήκης. Το φαινόμενο που προκύπτει μπορεί να περιγραφεί ως εξής: ο σωλήνας σε αυτό το παράδειγμα "βοηθά" το ηχείο αντηχώντας σε μια συγκεκριμένη συχνότητα, οι προσπάθειές τους αθροίζονται και "ξεχύνονται" σε ένα ηχητικό δυνατό εφέ. Στο παράδειγμα των μουσικών οργάνων, αυτό το φαινόμενο εντοπίζεται εύκολα, αφού το σχέδιο της πλειοψηφίας περιέχει στοιχεία που ονομάζονται αντηχεία. Δεν είναι δύσκολο να μαντέψει κανείς τι εξυπηρετεί τον σκοπό της ενίσχυσης μιας συγκεκριμένης συχνότητας ή μουσικού τόνου. Για παράδειγμα: σώμα κιθάρας με αντηχείο σε μορφή τρύπας, που ταιριάζει με την ένταση. Ο σχεδιασμός του σωλήνα στο φλάουτο (και όλων των σωλήνων γενικά). Το κυλινδρικό σχήμα του σώματος του τυμπάνου, το οποίο από μόνο του είναι αντηχείο ορισμένης συχνότητας.

Φάσμα συχνοτήτων ήχου και απόκρισης συχνότητας

Δεδομένου ότι στην πράξη δεν υπάρχουν πρακτικά κύματα της ίδιας συχνότητας, καθίσταται απαραίτητο να αποσυντεθεί ολόκληρο το ηχητικό φάσμα του ακουστικού εύρους σε τόνους ή αρμονικές. Για τους σκοπούς αυτούς, υπάρχουν γραφήματα που εμφανίζουν την εξάρτηση της σχετικής ενέργειας των ηχητικών δονήσεων από τη συχνότητα. Ένα τέτοιο γράφημα ονομάζεται γράφημα φάσματος συχνότητας ήχου. Φάσμα συχνότητας ήχουΥπάρχουν δύο τύποι: διακριτός και συνεχής. Η γραφική παράσταση διακριτού φάσματος εμφανίζει τις συχνότητες ξεχωριστά, χωρισμένες με κενά κενά. Στο συνεχές φάσμα, όλες οι συχνότητες ήχου υπάρχουν ταυτόχρονα.
Στην περίπτωση της μουσικής ή της ακουστικής, το συνηθισμένο πρόγραμμα χρησιμοποιείται συχνότερα. Χαρακτηριστικά αιχμής σε συχνότητα(συντομογραφία "AFC"). Αυτό το γράφημα δείχνει την εξάρτηση του πλάτους των ηχητικών δονήσεων από τη συχνότητα σε όλο το φάσμα συχνοτήτων (20 Hz - 20 kHz). Εξετάζοντας ένα τέτοιο γράφημα, είναι εύκολο να κατανοήσουμε, για παράδειγμα, τα δυνατά ή τα αδύνατα σημεία ενός συγκεκριμένου ηχείου ή συστήματος ηχείων στο σύνολό του, τις ισχυρότερες περιοχές επιστροφής ενέργειας, πτώσεις και αυξήσεις συχνότητας, εξασθένηση, καθώς και την ανίχνευση απότομη πτώση.

Διάδοση ηχητικών κυμάτων, φάση και αντιφάση

Η διαδικασία διάδοσης των ηχητικών κυμάτων συμβαίνει προς όλες τις κατευθύνσεις από την πηγή. Το πιο απλό παράδειγμα για την κατανόηση αυτού του φαινομένου: ένα βότσαλο πεταμένο στο νερό.
Από το σημείο που έπεσε η πέτρα, τα κύματα αρχίζουν να αποκλίνουν στην επιφάνεια του νερού προς όλες τις κατευθύνσεις. Ωστόσο, ας φανταστούμε μια κατάσταση χρησιμοποιώντας ένα ηχείο σε μια συγκεκριμένη ένταση, ας πούμε ένα κλειστό κουτί, το οποίο συνδέεται με έναν ενισχυτή και παίζει κάποιο είδος μουσικού σήματος. Είναι εύκολο να παρατηρήσετε (ειδικά αν δίνετε ένα ισχυρό σήμα χαμηλής συχνότητας, όπως ένα τύμπανο μπάσου), ότι το ηχείο κάνει μια γρήγορη κίνηση "εμπρός", και μετά την ίδια γρήγορη κίνηση "πίσω". Μένει να γίνει κατανοητό ότι όταν το ηχείο κινείται προς τα εμπρός, εκπέμπει ένα ηχητικό κύμα, το οποίο ακούμε στη συνέχεια. Τι συμβαίνει όμως όταν το ηχείο κινείται προς τα πίσω; Αλλά παραδόξως, συμβαίνει το ίδιο, το ηχείο βγάζει τον ίδιο ήχο, μόνο που διαδίδεται στο παράδειγμά μας εξ ολοκλήρου εντός της έντασης του κουτιού, χωρίς να υπερβαίνει αυτό (το κουτί είναι κλειστό). Γενικά, στο παραπάνω παράδειγμα, μπορεί κανείς να παρατηρήσει αρκετά ενδιαφέροντα φυσικά φαινόμενα, το πιο σημαντικό από τα οποία είναι η έννοια της φάσης.

Το ηχητικό κύμα που το ηχείο, όντας σε ένταση, εκπέμπει προς την κατεύθυνση του ακροατή - είναι "σε φάση". Το αντίστροφο κύμα, που μπαίνει στον όγκο του κουτιού, θα είναι αντίστοιχα αντιφασικό. Μένει μόνο να καταλάβουμε τι σημαίνουν αυτές οι έννοιες; Φάση σήματος- αυτό είναι το επίπεδο ηχητικής πίεσης την τρέχουσα στιγμή σε κάποιο σημείο του χώρου. Η φάση γίνεται πιο εύκολα κατανοητή από το παράδειγμα της αναπαραγωγής μουσικού υλικού από ένα συμβατικό στερεοφωνικό επιδαπέδιο ζευγάρι οικιακών ηχείων. Ας φανταστούμε ότι δύο τέτοια επιδαπέδια ηχεία είναι εγκατεστημένα σε ένα συγκεκριμένο δωμάτιο και παίζουν. Και τα δύο ηχεία σε αυτήν την περίπτωση αναπαράγουν ένα σύγχρονο σήμα μεταβλητής ηχητικής πίεσης, επιπλέον, η ηχητική πίεση ενός ηχείου προστίθεται στην ηχητική πίεση του άλλου ηχείου. Παρόμοιο φαινόμενο συμβαίνει λόγω του συγχρονισμού της αναπαραγωγής σήματος των αριστερών και δεξιών ηχείων, αντίστοιχα, με άλλα λόγια, οι κορυφές και οι κοιλάδες των κυμάτων που εκπέμπονται από το αριστερό και το δεξί ηχείο συμπίπτουν.

Τώρα ας φανταστούμε ότι οι ηχητικές πιέσεις εξακολουθούν να αλλάζουν με τον ίδιο τρόπο (δεν έχουν αλλάξει), αλλά τώρα είναι αντίθετες μεταξύ τους. Αυτό μπορεί να συμβεί εάν συνδέσετε ένα από τα δύο ηχεία σε αντίστροφη πολικότητα (καλώδιο "+" από τον ενισχυτή στον ακροδέκτη "-" του συστήματος ηχείων και καλώδιο "-" από τον ενισχυτή στον ακροδέκτη "+" του ηχείου Σύστημα). Σε αυτήν την περίπτωση, το αντίθετο σήμα θα προκαλέσει μια διαφορά πίεσης, η οποία μπορεί να αναπαρασταθεί ως αριθμοί ως εξής: το αριστερό ηχείο θα δημιουργήσει πίεση "1 Pa" και το δεξί ηχείο θα δημιουργήσει μια πίεση "μείον 1 Pa ". Ως αποτέλεσμα, η συνολική ένταση ήχου στη θέση του ακροατή θα είναι ίση με μηδέν. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται αντιφάση. Αν εξετάσουμε το παράδειγμα λεπτομερέστερα για κατανόηση, αποδεικνύεται ότι δύο δυναμικές που παίζουν "σε φάση" δημιουργούν τις ίδιες περιοχές συμπίεσης και αραίωσης αέρα, οι οποίες ουσιαστικά βοηθούν η μία την άλλη. Στην περίπτωση μιας εξιδανικευμένης αντιφάσης, η περιοχή συμπίεσης του εναέριου χώρου που δημιουργείται από ένα ηχείο θα συνοδεύεται από μια περιοχή αραίωσης του εναέριου χώρου που δημιουργείται από το δεύτερο ηχείο. Μοιάζει περίπου με το φαινόμενο της αμοιβαίας σύγχρονης απόσβεσης των κυμάτων. Είναι αλήθεια ότι στην πράξη, η ένταση δεν πέφτει στο μηδέν και θα ακούσουμε έναν έντονα παραμορφωμένο και εξασθενημένο ήχο.

Με τον πιο προσιτό τρόπο, αυτό το φαινόμενο μπορεί να περιγραφεί ως εξής: δύο σήματα με τις ίδιες ταλαντώσεις (συχνότητα), αλλά μετατοπισμένα στο χρόνο. Λαμβάνοντας υπόψη αυτό, είναι πιο βολικό να αναπαραστήσουμε αυτά τα φαινόμενα μετατόπισης χρησιμοποιώντας το παράδειγμα των συνηθισμένων στρογγυλών ρολογιών. Ας φανταστούμε ότι στον τοίχο κρέμονται πολλά ίδια στρογγυλά ρολόγια. Όταν οι δεύτεροι δείκτες αυτών των ρολογιών λειτουργούν συγχρονισμένα, 30 δευτερόλεπτα στο ένα ρολόι και 30 δευτερόλεπτα στο άλλο, τότε αυτό είναι ένα παράδειγμα σήματος που βρίσκεται σε φάση. Εάν οι δεύτεροι δείκτες τρέχουν με μετατόπιση, αλλά η ταχύτητα παραμένει η ίδια, για παράδειγμα, στο ένα ρολόι 30 δευτερόλεπτα και στο άλλο 24 δευτερόλεπτα, τότε αυτό είναι ένα κλασικό παράδειγμα αλλαγής φάσης (μετατόπιση). Με τον ίδιο τρόπο, η φάση μετριέται σε μοίρες, μέσα σε έναν εικονικό κύκλο. Σε αυτή την περίπτωση, όταν τα σήματα μετατοπίζονται μεταξύ τους κατά 180 μοίρες (το μισό της περιόδου), προκύπτει μια κλασική αντιφάση. Συχνά στην πράξη, υπάρχουν μικρές μετατοπίσεις φάσης, οι οποίες μπορούν επίσης να προσδιοριστούν σε βαθμούς και να εξαλειφθούν με επιτυχία.

Τα κύματα είναι επίπεδα και σφαιρικά. Ένα επίπεδο μέτωπο κύματος διαδίδεται μόνο προς μία κατεύθυνση και σπάνια συναντάται στην πράξη. Ένα σφαιρικό μέτωπο κύματος είναι ένας απλός τύπος κύματος που ακτινοβολεί από ένα μόνο σημείο και διαδίδεται προς όλες τις κατευθύνσεις. Τα ηχητικά κύματα έχουν την ιδιότητα περίθλαση, δηλ. την ικανότητα αποφυγής εμποδίων και αντικειμένων. Ο βαθμός του φακέλου εξαρτάται από την αναλογία του μήκους του ηχητικού κύματος προς τις διαστάσεις του εμποδίου ή της οπής. Η περίθλαση συμβαίνει επίσης όταν υπάρχει ένα εμπόδιο στη διαδρομή του ήχου. Σε αυτή την περίπτωση, είναι πιθανά δύο σενάρια: 1) Εάν οι διαστάσεις του εμποδίου είναι πολύ μεγαλύτερες από το μήκος κύματος, τότε ο ήχος ανακλάται ή απορροφάται (ανάλογα με τον βαθμό απορρόφησης του υλικού, το πάχος του εμποδίου κ.λπ. ), και μια ζώνη "ακουστικής σκιάς" σχηματίζεται πίσω από το εμπόδιο. 2) Εάν οι διαστάσεις του εμποδίου είναι συγκρίσιμες με το μήκος κύματος ή και μικρότερες από αυτό, τότε ο ήχος περιθλά σε κάποιο βαθμό προς όλες τις κατευθύνσεις. Εάν ένα ηχητικό κύμα, όταν κινείται σε ένα μέσο, ​​χτυπήσει τη διεπαφή με ένα άλλο μέσο (για παράδειγμα, ένα μέσο αέρα με ένα στερεό μέσο), τότε μπορεί να προκύψουν τρία σενάρια: 1) το κύμα θα ανακλαστεί από τη διεπαφή 2) το κύμα μπορεί να περάσει σε άλλο μέσο χωρίς να αλλάξει κατεύθυνση 3) ένα κύμα μπορεί να περάσει σε άλλο μέσο με αλλαγή κατεύθυνσης στο όριο, αυτό ονομάζεται «διάθλαση κύματος».

Ο λόγος της υπερβολικής πίεσης ενός ηχητικού κύματος προς την ταλαντωτική ογκομετρική ταχύτητα ονομάζεται σύνθετη αντίσταση κύματος. Με απλά λόγια, κυματική αντίσταση του μέσουμπορεί να ονομαστεί η ικανότητα απορρόφησης ηχητικών κυμάτων ή «αντισταμένου» σε αυτά. Οι συντελεστές ανάκλασης και μετάδοσης εξαρτώνται άμεσα από την αναλογία των αντιστάσεων κυμάτων των δύο μέσων. Η αντίσταση κυμάτων σε ένα αέριο μέσο είναι πολύ χαμηλότερη από ό,τι στο νερό ή τα στερεά. Επομένως, εάν ένα ηχητικό κύμα στον αέρα προσπίπτει σε ένα στερεό αντικείμενο ή στην επιφάνεια βαθέων υδάτων, τότε ο ήχος είτε αντανακλάται από την επιφάνεια είτε απορροφάται σε μεγάλο βαθμό. Εξαρτάται από το πάχος της επιφάνειας (νερό ή στερεό) στην οποία πέφτει το επιθυμητό ηχητικό κύμα. Με χαμηλό πάχος στερεού ή υγρού μέσου, τα ηχητικά κύματα «περνούν» σχεδόν εντελώς, και αντίστροφα, με μεγάλο πάχος του μέσου, τα κύματα ανακλώνται συχνότερα. Στην περίπτωση της ανάκλασης ηχητικών κυμάτων, αυτή η διαδικασία συμβαίνει σύμφωνα με έναν πολύ γνωστό φυσικό νόμο: «Η γωνία πρόσπτωσης είναι ίση με τη γωνία ανάκλασης». Σε αυτή την περίπτωση, όταν ένα κύμα από ένα μέσο με χαμηλότερη πυκνότητα χτυπά το όριο με ένα μέσο υψηλότερης πυκνότητας, εμφανίζεται το φαινόμενο διάθλαση. Συνίσταται στην κάμψη (διάθλαση) ενός ηχητικού κύματος μετά από «συνάντηση» με ένα εμπόδιο, και συνοδεύεται απαραίτητα από αλλαγή ταχύτητας. Η διάθλαση εξαρτάται επίσης από τη θερμοκρασία του μέσου στο οποίο συμβαίνει η ανάκλαση.

Στη διαδικασία διάδοσης των ηχητικών κυμάτων στο χώρο, η έντασή τους αναπόφευκτα μειώνεται, μπορούμε να πούμε την εξασθένηση των κυμάτων και την εξασθένηση του ήχου. Στην πράξη, είναι πολύ απλό να συναντήσετε ένα τέτοιο αποτέλεσμα: για παράδειγμα, εάν δύο άτομα σταθούν σε ένα χωράφι σε κάποια κοντινή απόσταση (ένα μέτρο ή πιο κοντά) και αρχίσουν να μιλούν μεταξύ τους. Εάν στη συνέχεια αυξήσετε την απόσταση μεταξύ των ανθρώπων (αν αρχίσουν να απομακρύνονται το ένα από το άλλο), το ίδιο επίπεδο έντασης συνομιλίας θα γίνεται όλο και λιγότερο ακουστό. Ένα παρόμοιο παράδειγμα καταδεικνύει ξεκάθαρα το φαινόμενο της μείωσης της έντασης των ηχητικών κυμάτων. Γιατί συμβαίνει αυτό? Ο λόγος για αυτό είναι οι διάφορες διαδικασίες μεταφοράς θερμότητας, η μοριακή αλληλεπίδραση και η εσωτερική τριβή των ηχητικών κυμάτων. Τις περισσότερες φορές στην πράξη, συμβαίνει η μετατροπή της ηχητικής ενέργειας σε θερμική ενέργεια. Τέτοιες διεργασίες προκύπτουν αναπόφευκτα σε οποιοδήποτε από τα 3 μέσα διάδοσης ήχου και μπορούν να χαρακτηριστούν ως απορρόφηση ηχητικών κυμάτων.

Η ένταση και ο βαθμός απορρόφησης των ηχητικών κυμάτων εξαρτάται από πολλούς παράγοντες, όπως η πίεση και η θερμοκρασία του μέσου. Επίσης, η απορρόφηση εξαρτάται από τη συγκεκριμένη συχνότητα του ήχου. Όταν ένα ηχητικό κύμα διαδίδεται σε υγρά ή αέρια, υπάρχει μια επίδραση τριβής μεταξύ διαφορετικών σωματιδίων, η οποία ονομάζεται ιξώδες. Ως αποτέλεσμα αυτής της τριβής σε μοριακό επίπεδο, συμβαίνει η διαδικασία μετατροπής του κύματος από ήχο σε θερμικό. Με άλλα λόγια, όσο μεγαλύτερη είναι η θερμική αγωγιμότητα του μέσου, τόσο χαμηλότερος είναι ο βαθμός απορρόφησης των κυμάτων. Η ηχοαπορρόφηση στα αέρια μέσα εξαρτάται επίσης από την πίεση (η ατμοσφαιρική πίεση αλλάζει με την αύξηση του υψομέτρου σε σχέση με τη στάθμη της θάλασσας). Όσον αφορά την εξάρτηση του βαθμού απορρόφησης από τη συχνότητα του ήχου, τότε λαμβάνοντας υπόψη τις παραπάνω εξαρτήσεις του ιξώδους και της θερμικής αγωγιμότητας, η απορρόφηση του ήχου είναι όσο μεγαλύτερη, τόσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητά του. Για παράδειγμα, σε κανονική θερμοκρασία και πίεση, στον αέρα, η απορρόφηση ενός κύματος με συχνότητα 5000 Hz είναι 3 dB / km και η απορρόφηση ενός κύματος με συχνότητα 50.000 Hz θα είναι ήδη 300 dB / m.

Στα στερεά μέσα, όλες οι παραπάνω εξαρτήσεις (θερμική αγωγιμότητα και ιξώδες) διατηρούνται, αλλά προστίθενται μερικές ακόμη συνθήκες σε αυτό. Συνδέονται με τη μοριακή δομή των στερεών υλικών, η οποία μπορεί να είναι διαφορετική, με τις δικές της ανομοιογένειες. Ανάλογα με αυτήν την εσωτερική στερεά μοριακή δομή, η απορρόφηση ηχητικών κυμάτων σε αυτή την περίπτωση μπορεί να είναι διαφορετική και εξαρτάται από τον τύπο του συγκεκριμένου υλικού. Όταν ο ήχος διέρχεται από ένα στερεό σώμα, το κύμα υφίσταται μια σειρά μετασχηματισμών και παραμορφώσεων, που τις περισσότερες φορές οδηγεί σε διασπορά και απορρόφηση της ηχητικής ενέργειας. Σε μοριακό επίπεδο, η επίδραση των εξαρθρώσεων μπορεί να συμβεί, όταν ένα ηχητικό κύμα προκαλεί μετατόπιση ατομικών επιπέδων, τα οποία στη συνέχεια επιστρέφουν στην αρχική τους θέση. Ή, η κίνηση των εξαρθρώσεων οδηγεί σε σύγκρουση με εξαρθρήματα κάθετα σε αυτά ή ελαττώματα στην κρυσταλλική δομή, που προκαλεί την επιβράδυνσή τους και, ως αποτέλεσμα, κάποια απορρόφηση του ηχητικού κύματος. Ωστόσο, το ηχητικό κύμα μπορεί επίσης να αντηχεί με αυτά τα ελαττώματα, γεγονός που θα οδηγήσει σε παραμόρφωση του αρχικού κύματος. Η ενέργεια ενός ηχητικού κύματος τη στιγμή της αλληλεπίδρασης με τα στοιχεία της μοριακής δομής του υλικού διαχέεται ως αποτέλεσμα των διαδικασιών εσωτερικής τριβής.

Στο θα προσπαθήσω να αναλύσω τα χαρακτηριστικά της ανθρώπινης ακουστικής αντίληψης και μερικές από τις λεπτότητες και τα χαρακτηριστικά της διάδοσης του ήχου.

Υπήρξε μια εποχή που το ζήτημα της ανάγκης για κάρτα ήχου δεν τέθηκε καθόλου. Εάν χρειάζεστε έναν ήχο στον υπολογιστή σας που είναι λίγο καλύτερος από το γρύλισμα ενός ηχείου στη θήκη, αγοράστε μια κάρτα ήχου. Δεν το χρειάζεστε - μην το αγοράσετε. Αλήθεια, οι κάρτες ήταν αρκετά ακριβές, ειδικά ενώ φτιάχτηκαν για το προϊστορικό λιμάνι του ΙΣΑ.

Με τη μετάβαση στο PCI, κατέστη δυνατή η μετατόπιση μέρους των υπολογισμών στον κεντρικό επεξεργαστή, καθώς και η χρήση της μνήμης RAM για την αποθήκευση δειγμάτων μουσικής (στην αρχαιότητα, όχι μόνο επαγγελματίες μουσικοί, αλλά και κανονικοί άνθρωποι είχαν τέτοια ανάγκη, επειδή η πιο δημοφιλής μορφή μουσικής στους υπολογιστές είναι πριν από 20 χρόνια ήταν το MIDI). Έτσι σύντομα οι κάρτες ήχου εισαγωγικού επιπέδου έγιναν πολύ φθηνότερες και στη συνέχεια εμφανίστηκε ενσωματωμένος ήχος στις κορυφαίες μητρικές. Φτωχή, φυσικά, αλλά δωρεάν. Και αυτό επέφερε σοβαρό πλήγμα στους κατασκευαστές καρτών ήχου.

Σήμερα, ο ενσωματωμένος ήχος υπάρχει απολύτως σε όλες τις μητρικές πλακέτες. Και σε ακριβά, τοποθετείται ακόμη και ως υψηλής ποιότητας. Αυτό είναι σωστό Hi-Fi. Αλλά στην πραγματικότητα, δυστυχώς, αυτό απέχει πολύ από την περίπτωση. Πέρυσι έφτιαχνα έναν νέο υπολογιστή με μια από τις πιο ακριβές και αντικειμενικά τις καλύτερες μητρικές. Και, φυσικά, υποσχέθηκαν ήχο υψηλής ποιότητας σε διακριτά τσιπ, ακόμη και με επιχρυσωμένους συνδέσμους. Έγραφαν τόσο νόστιμα που αποφάσισα να μην βάλω κάρτα ήχου, να τα βγάλω πέρα ​​με την ενσωματωμένη. Και γύρισε. Περίπου μια εβδομάδα. Μετά διέλυσα την θήκη, έβαλα την κάρτα και δεν έκανα άλλες ανοησίες.

Γιατί ο ενσωματωμένος ήχος δεν είναι πολύ καλός;

Πρώτον, το ζήτημα της τιμής. Μια αξιοπρεπής κάρτα ήχου κοστίζει 5-6 χιλιάδες ρούβλια. Και δεν είναι η απληστία των κατασκευαστών, απλώς τα εξαρτήματα δεν είναι φθηνά και οι απαιτήσεις για ποιότητα συναρμολόγησης είναι υψηλές. Μια σοβαρή μητρική πλακέτα κοστίζει 15-20 χιλιάδες ρούβλια. Είναι έτοιμος ο κατασκευαστής να προσθέσει άλλες τρεις χιλιάδες, τουλάχιστον; Δεν θα φοβηθεί ο χρήστης αν δεν έχει χρόνο να αξιολογήσει την ποιότητα του ήχου; Καλύτερα να μην το ρισκάρεις. Και δεν ρισκάρουν.

Δεύτερον, για έναν πραγματικά υψηλής ποιότητας ήχο, χωρίς ξένους θορύβους, παρεμβολές και παραμόρφωση, τα εξαρτήματα πρέπει να βρίσκονται σε γνωστή απόσταση μεταξύ τους. Αν κοιτάξετε την κάρτα ήχου, θα δείτε πόσο ασυνήθιστα ελεύθερος χώρος είναι πάνω της. Και στη μητρική πλακέτα είναι σύντομη, όλα πρέπει να είναι πολύ σφιχτά. Και, δυστυχώς, δεν υπάρχει πουθενά να το κάνει πραγματικά καλά.

Πριν από είκοσι χρόνια, οι κάρτες ήχου των καταναλωτών ήταν ακριβότερες από κάθε άλλο υπολογιστή και διέθεταν υποδοχές μνήμης (!) για την αποθήκευση δειγμάτων μουσικής. Στη φωτογραφία, το όνειρο όλων των επιστημόνων υπολογιστών στα μέσα της δεκαετίας του '90 είναι το Sound Blaster AWE 32. Το 32 δεν είναι λίγο βάθος, αλλά ο μέγιστος αριθμός ροών που παίζονται ταυτόχρονα σε MIDI

Επομένως, ο ενσωματωμένος ήχος είναι πάντα ένας συμβιβασμός. Έχω δει σανίδες με ενσωματωμένο ήχο, οι οποίες, στην πραγματικότητα, αιωρούνταν από πάνω με τη μορφή ξεχωριστής πλατφόρμας συνδεδεμένης με τη «μάνα» μόνο με έναν σύνδεσμο. Και ναι, ακουγόταν καλό. Μπορεί όμως ένας τέτοιος ήχος να ονομαστεί ολοκληρωμένος; Δεν είμαι σίγουρος.

Ένας αναγνώστης που δεν έχει δοκιμάσει διακριτές λύσεις ήχου μπορεί να έχει μια ερώτηση - τι σημαίνει, στην πραγματικότητα, "καλός ήχος σε έναν υπολογιστή";

1) Είναι εξωφρενικά πιο δυνατός. Ένας ενισχυτής είναι ενσωματωμένος στην κάρτα ήχου ακόμη και σε επίπεδο προϋπολογισμού, ικανός να «αντλήσει» ακόμη και μεγάλα ηχεία ή ακουστικά υψηλής αντίστασης. Πολλοί εκπλήσσονται που τα ηχεία στο μέγιστο παύουν να σφυρίζουν και να πνίγονται. Αυτό είναι επίσης μια παρενέργεια ενός κανονικού ενισχυτή.

2) Οι συχνότητες αλληλοσυμπληρώνονται, και δεν αναμειγνύονται, μετατρέπονται σε χάος. Ένας κανονικός μετατροπέας ψηφιακού σε αναλογικό (DAC) «τραβάει» καλά μπάσα, μεσαία και ψηλά, επιτρέποντάς σας να τα συντονίζετε με μεγάλη ακρίβεια με τη βοήθεια λογισμικού στο δικό σας γούστο. Όταν ακούτε μουσική, ξαφνικά ακούτε κάθε όργανο ξεχωριστά. Και οι ταινίες θα χαρούν με την επίδραση της παρουσίας. Γενικά η εντύπωση είναι σαν να καλύπτονταν τα ηχεία με μια χοντρή κουβέρτα και μετά αφαιρέθηκε.

3) Η διαφορά είναι ιδιαίτερα αισθητή στα παιχνίδια.. Θα εκπλαγείτε που ο θόρυβος του ανέμου και το νερό που στάζει δεν πνίγει τα ήσυχα βήματα των αντιπάλων στη γωνία. Ότι στα ακουστικά, όχι απαραίτητα ακριβά, υπάρχει κατανόηση - ποιος, από πού και σε ποια απόσταση κινείται. Αυτό επηρεάζει άμεσα την απόδοση. Το να ανεβείτε κρυφά / να οδηγήσετε με πονηρό τρόπο για εσάς απλά δεν θα λειτουργήσει.

Τι κάρτες ήχου υπάρχουν;

Όταν αυτό το είδος εξαρτημάτων άρχισε να ενδιαφέρει μόνο τους γνώστες του καλού ήχου, από τους οποίους, δυστυχώς, είναι πολύ λίγοι, είχαν απομείνει πολύ λίγοι κατασκευαστές. Μόνο δύο - η Asus και η Creative. Ο τελευταίος είναι γενικά μαστόδοντας της αγοράς, που το δημιούργησε και έθεσε όλα τα στάνταρ. Η Asus, από την άλλη, μπήκε σχετικά αργά, αλλά και πάλι δεν το αφήνει.

Τα νέα μοντέλα βγαίνουν εξαιρετικά σπάνια και τα παλιά πωλούνται για μεγάλο χρονικό διάστημα, για 5-6 χρόνια. Το γεγονός είναι ότι όσον αφορά τον ήχο δεν υπάρχει τίποτα που μπορείς να βελτιώσεις χωρίς ριζική αύξηση της τιμής. Και λίγοι άνθρωποι είναι έτοιμοι να πληρώσουν για ακουστικόφιλες διαστροφές στον υπολογιστή. Θα έλεγα ότι κανείς δεν είναι έτοιμος. Ο πήχης για την ποιότητα έχει ήδη τεθεί πολύ ψηλά.

Η πρώτη διαφορά είναι η διεπαφή. Υπάρχουν κάρτες που έχουν σχεδιαστεί μόνο για σταθερούς υπολογιστές και εγκαθίστανται στη μητρική πλακέτα μέσω της διεπαφής PCI-Express. Άλλα συνδέονται μέσω USB και μπορούν να χρησιμοποιηθούν τόσο με μεγάλους υπολογιστές όσο και με φορητούς υπολογιστές. Στο τελευταίο, παρεμπιπτόντως, ο ήχος είναι αηδιαστικός στο 90% των περιπτώσεων και μια αναβάθμιση σίγουρα δεν θα τον βλάψει.

Η δεύτερη διαφορά είναι η τιμή. Αν μιλάμε για εσωτερικές κάρτες, τότε για 2-2,5 χιλιάδεςπωλούνται μοντέλα που είναι σχεδόν πανομοιότυπα με τον ενσωματωμένο ήχο. Συνήθως αγοράζονται σε περιπτώσεις όπου ο σύνδεσμος έχει πεθάνει στη μητρική πλακέτα (ένα φαινόμενο, δυστυχώς, είναι συνηθισμένο). Ένα δυσάρεστο χαρακτηριστικό των φθηνών καρτών είναι η χαμηλή αντοχή τους στα pickups. Εάν τα βάλετε κοντά στην κάρτα βίντεο, οι ήχοι του φόντου θα είναι πολύ ενοχλητικοί.

Η χρυσή μέση για τις ενσωματωμένες κάρτες - 5-6 χιλιάδες ρούβλια. Έχει ήδη τα πάντα για να ευχαριστήσει έναν κανονικό άνθρωπο: προστασία από παρεμβολές, εξαρτήματα υψηλής ποιότητας και ευέλικτο λογισμικό.

Ανά 8-10 χιλιάδεςπωλούνται τα πιο πρόσφατα μοντέλα που είναι ικανά να αναπαράγουν ήχο 32 bit στην περιοχή των 384 kHz. Αυτό είναι ακριβώς εδώ στην κορυφή. Εάν γνωρίζετε πού μπορείτε να βρείτε αρχεία και παιχνίδια σε αυτήν την ποιότητα, αγοράστε οπωσδήποτε :)

Ακόμη πιο ακριβές κάρτες ήχου διαφέρουν ελάχιστα σε υλικό από τις ήδη αναφερθείσες επιλογές, αλλά λαμβάνουν ένα πρόσθετο κιτ σώματος - εξωτερικές μονάδες για τη σύνδεση συσκευών, συνοδευτικές πλακέτες με εξόδους για επαγγελματική εγγραφή ήχου κ.λπ. Εξαρτάται ήδη από τις πραγματικές ανάγκες του χρήστη. Προσωπικά, το body kit δεν μου ήταν ποτέ χρήσιμο, αν και φαινόταν ότι το χρειαζόταν στο κατάστημα.

Για τις κάρτες USB, το εύρος τιμών είναι περίπου το ίδιο: από 2 χιλιάδεςεναλλακτική στον ενσωματωμένο ήχο, 5-7 χιλιάδες δυνατοί μεσαίοι αγρότες, 8-10 υψηλό τέλοςκαι από εκεί και πέρα ​​όλα είναι ίδια, αλλά με πλούσιο body kit.

Προσωπικά, σταματάω να ακούω τη διαφορά στη χρυσή τομή. Ακριβώς επειδή οι πιο cool λύσεις απαιτούν ηχεία υψηλής τεχνολογίας με ακουστικά, και ειλικρινά δεν βλέπω πολύ νόημα να παίζετε το World of Tanks με ακουστικά χιλιάδων δολαρίων. Μάλλον υπάρχουν λύσεις για κάθε πρόβλημα.

Αρκετές καλές επιλογές

Αρκετές κάρτες ήχου και προσαρμογείς που δοκίμασα και μου άρεσαν.

Διεπαφή PCI-Express

Creative Sound Blaster Z. Πωλείται εδώ και 6 χρόνια, έχω περίπου την ίδια τιμή σε διαφορετικούς υπολογιστές, και ακόμα με κάνει πολύ χαρούμενη. Το CS4398 DAC που χρησιμοποιείται σε αυτό το προϊόν είναι παλιό, αλλά οι ηχοφίλοι συγκρίνουν τον ήχο του με συσκευές αναπαραγωγής CD εμβέλειας 500 $. Η μέση τιμή είναι 5500 ρούβλια.

Asus Strix Soar. Αν στο προϊόν Creative όλα προσανατολίζονται ξεδιάντροπα στα παιχνίδια, τότε η Asus έχει φροντίσει και τους λάτρεις της μουσικής. Το ESS SABRE9006A DAC είναι συγκρίσιμο σε ήχο με το CS4398, αλλά η Asus προσφέρει καλύτερες ρυθμίσεις για όσους θέλουν να ακούν Pink Floyd σε ποιότητα HD σε υπολογιστή. Η τιμή είναι συγκρίσιμη, περίπου 5500 ρούβλια.

Διασύνδεση USB

Asus Xonar U3- Ένα μικρό κουτί, που εισάγεται στη θύρα του φορητού υπολογιστή, ανεβάζει την ποιότητα ήχου σε αυτό σε νέο επίπεδο. Παρά τις συμπαγείς διαστάσεις, υπήρχε ακόμη και θέση για ψηφιακή έξοδο. Και το λογισμικό είναι εκπληκτικά ευέλικτο. Μια ενδιαφέρουσα επιλογή για να δοκιμάσετε - γιατί χρειάζεστε καθόλου κάρτα ήχου. Η τιμή είναι 2000 ρούβλια.

Creative Sound BlasterX G5.Μια συσκευή μεγέθους ενός πακέτου τσιγάρα (το κάπνισμα είναι κακό) δεν διακρίνεται σχεδόν από το εσωτερικό Sound Blaster Z ως προς τα χαρακτηριστικά, αλλά δεν χρειάζεται να σκαρφαλώσετε πουθενά, απλώς συνδέστε το βύσμα στη θύρα USB. Και αμέσως λαμβάνετε έναν ήχο επτά καναλιών άψογης ποιότητας, όλων των ειδών τα gadget για μουσική και παιχνίδια, καθώς και μια ενσωματωμένη θύρα USB σε περίπτωση που δεν τα έχετε αρκετά. Η παρουσία χώρου μας επέτρεψε να προσθέσουμε έναν επιπλέον ενισχυτή ακουστικών και μόλις τον ακούσετε σε δράση, είναι δύσκολο να απογαλακτιστείτε. Οι κύριες λειτουργίες του λογισμικού αντιγράφονται με κουμπιά υλικού. Η τιμή έκδοσης είναι 10 χιλιάδες ρούβλια.

Παίξτε και ακούστε μουσική με ευχαρίστηση! Δεν είναι τόσα πολλά από αυτά, αυτές οι απολαύσεις.