明確な言語での音と音響の理論。サウンドカード診断リーサウンド

ディスクリートと外部のどちらのサウンドカードを購入するかを検討しています。 MacおよびWinプラットフォームの場合。

私たちはしばしば高品質のサウンドについて書きます。ポータブルラッパーでは、デスクトップインターフェイスはバイパスされます。どうして？

静止した家庭用音響-主題 不気味なホリバー..。特にコンピューターを音源として使用する場合。

ほとんどのPCユーザーは、ディスクリートまたは外部オーディオカードを検討しています 高品質のサウンドの保証..。「良心的」は非難することです マーケティング、追加のデバイスを購入する必要があることを私たちに永続的に納得させます。

オーディオストリームを出力するためにPCで使用されるもの

最新のマザーボードとラップトップの内蔵サウンドは、平均的な精神的に健康で技術に精通したリスナーの聴覚分析機能をはるかに超えています。プラットフォームは関係ありません。

一部のマザーボードには十分な機能があります 高品質の統合サウンド..。さらに、それらは予算料金と同じ資金に基づいています。より高品質のエレメントベースを使用して、サウンド部分を他のエレメントから分離することにより、改善が達成されます。

それでも、ほとんどのボードはRealtekの同じコーデックを使用しています。 Appleデスクトップも例外ではありません。それらの少なくともまともな部分は装備されています Realtek A8xx.

このコーデック（マイクロ回路で囲まれたロジックのセット）とその変更は、Intelプロセッサ用に設計されたほとんどすべてのマザーボードで一般的です。マーケターはそれを呼びます IntelHDオーディオ.

Realtekオーディオパスの品質の測定

オーディオインターフェイスの実装は、マザーボードの製造元に大きく依存しています。品質の例は非常に良い数値を示しています。たとえば、オーディオパスのRMAAテスト ギガバイトG33M-DS2R:

周波数応答（40 Hz〜15 kHz）、dB：+ 0.01、-0.09
ノイズレベル、dB（A）：-92.5
ダイナミックレンジ、dB（A）：91.8
高調波歪み、％：0.0022
相互変調歪み+ノイズ、％：0.012
チャネルの相互侵入、dB：-91.9
10 kHzでの相互変調、％：0.0075

得られたすべての数字は、「非常に良い」および「優れた」の評価に値します。すべての外部マップがそのような結果を表示できるわけではありません。

比較テスト結果

残念ながら、時間と設備により、さまざまな組み込みソリューションと外部ソリューションの独自の比較テストを実施することはできません。

したがって、私たちのためにすでに行われていることを取り上げましょう。たとえば、広大なネットワークでは、シリーズで最も人気のあるディスクリートカードのダブル内部リサンプリングに関するデータを見つけることができます。 クリエイティブX-Fi..。それらは回路に関連しているので、あなたの肩にチェックを残しましょう。

そしてここに公開された資料があります 1つの大きなハードウェアプロジェクトあなたがたくさん理解することを可能にします。組み込みコーデックから 2ドル 2000年のオーディオファンの決定の前に、非常に興味深い結果が得られました。

それは明らかになった Realtek ALC889は最も均一な周波数応答を示さず、まともなトーン差を示します-100Hzで1.4dB。確かに、実際にはこの数字は重要ではありません。

また、一部の実装（つまり、マザーボードモデル）では、完全に存在しません。上の図を参照してください。 1つの周波数を聞いているときにのみ気付くことができます。楽曲では、熱心なオーディオファンでさえ、正しいイコライザー設定の後、ディスクリートカードと組み込みソリューションを区別することはできません。熱心なオーディオファンでさえもです。

専門家の意見

すべてのブラインドテストで、44.1〜176.4kHzまたは16ビットと24ビットの録音を区別できませんでした。私たちの経験では、16ビット/ 44.1 kHzの比率は、体験できる最高の音質を提供します。上記のフォーマットは、スペースとお金を無駄に消費します。

高品質のリサンプラーを使用してトラックを176.4kHzから44.1kHzにダウンサンプリングすることで、ディテールの損失を防ぎます。そのような録音が手に渡った場合は、周波数を44.1kHzに変更してお楽しみください。

16ビットに対する24ビットの主な利点は、ダイナミックレンジが高いことです（144dB対98dB）が、実際には問題ではありません。現代の多くのトラックはラウドネスをめぐって争っています。ラウドネスでは、制作段階でもダイナミックレンジが8〜10ビットに人為的に縮小されています。

カードの音が悪い。何をすべきか？

これはすべて非常に説得力があります。ハードウェアで作業している間、私は何とか多くのデバイス（デスクトップとポータブル）をテストすることができました。それにもかかわらず、ホームプレーヤーとして、私は 内蔵チップ Realtek。

サウンドにアーティファクトや問題がある場合はどうなりますか？ 指示に従ってください:

1）コントロールパネルのすべてのエフェクトをオフにし、「2チャンネル（ステレオ）」モードで緑色の穴に「ラインアウト」を設定します。

2）OSミキサーで、不要な入力、ボリュームスライダーをすべてオフにします。スピーカー/アンプのコントロールのみで調整してください。

3）正しいプレーヤーをインストールします。 Windowsの場合-foobar2000。

4）その中で、「カーネルストリーミング出力」（追加のプラグインをダウンロードする必要があります）、24ビット、ソフトウェアリサンプリング（PPHSまたはSSRC経由）を48kHzに設定します。出力には、WASAPI出力を使用します。ボリュームコントロールをオフにします。

それ以外はすべてオーディオシステム（スピーカーまたはヘッドホン）の仕事です。結局のところ、サウンドカードはまず第一にDACです。

結論は何ですか？

現実には、一般的なケースでは、ディスクリートカードは音楽再生の品質を大幅に向上させることはありません（少なくともこれはそうです）。その利点は、利便性、機能性、そしておそらく、安定.

すべての出版物が依然として高価なソリューションを推奨しているのはなぜですか？単純な心理学-コンピュータシステムの品質を変えるには、何かを購入する必要があると人々は信じています 高度で高価..。実際、あなたは頭をすべてに当てはめる必要があります。そして、その結果は驚くべきものになる可能性があります。

空間は均一ではありません。さまざまな物体の間にガスとほこりの雲があります。それらは超新星爆発と星形成の残骸です。一部の地域では、この星間ガスは音波を伝播するのに十分な密度ですが、人間の聴覚を受け入れません。

宇宙に音はありますか？

ギターの弦を振動させたり、花火を爆発させたりするオブジェクトが動くと、近くの空気分子に押し付けるように作用します。これらの分子は隣接する分子に衝突し、次にそれらは次の分子に衝突します。動きは波のように空中に広がります。それが耳に届くと、人はそれを音として知覚します。

音波が空域を伝わると、嵐の中の海水のように、その圧力が上下に変動します。これらの振動の間の時間は音の周波数と呼ばれ、ヘルツで測定されます（1 Hzは1秒あたり1回の振動です）。最高圧力ピーク間の距離は波長と呼ばれます。

音は、波長が粒子間の平均距離以下である環境でのみ伝播できます。物理学者はこれを「条件付きで自由な道」と呼んでいます。つまり、分子が衝突した後、次の分子と相互作用する前に移動する平均距離です。したがって、高密度メディアは短波長の音を送信でき、その逆も可能です。

長波長の音には、耳が低音として知覚する周波数があります。平均自由行程が17m（20 Hz）を超えるガスでは、音波の周波数が低すぎて人間が知覚できません。それらは超低周波音と呼ばれます。非常に低い音を知覚する耳を持つエイリアンがいた場合、彼らは宇宙空間で音が聞こえるかどうかを確実に知っているでしょう。

ブラックホールソング

約2億2000万光年の距離で、何千もの銀河団の中心にあり、宇宙がこれまでに聞いた中で最も低い音を鳴らします。真ん中のCの57オクターブ下。これは人が聞くことができる周波数の約100万倍の深さです。

人間が聞くことができる最も深い音は、1/20秒ごとに約1回の振動のサイクルを持っています。ペルセウス座のブラックホールは、1000万年ごとに約1回のぐらつきの周期を持っています。

これは、NASAのチャンドラ宇宙望遠鏡がペルセウス座銀河団を満たすガスの中に何かを発見した2003年に知られるようになりました。それは、池の波紋に似た、光と闇の集中した輪です。天体物理学者は、これらは信じられないほど低周波の音波の痕跡であると言います。明るいものは波の頂点であり、ガスに最大の圧力がかかります。暗いリングは、圧力が低い窪みです。

見える音

熱くて磁化されたガスは、流しの周りを渦巻く水のように、ブラックホールの周りを渦巻く。動くと、強力な電磁界が発生します。ブラックホールの端近くのガスを光速近くまで加速するのに十分な強さで、相対論的ジェットと呼ばれる巨大なバーストに変えます。それらはガスをその経路で横向きに回転させ、この効果は宇宙から不気味な音を引き起こします。

それらは、音源から数十万光年にわたってペルセウス座銀河団を通過しますが、音は、それを運ぶのに十分なガスがある場合にのみ移動できます。したがって、それはペルセウスを満たすガス雲の端で止まります。これは、地球上でその音を聞くことが不可能であることを意味します。ガス雲への影響のみが見られます。防音カメラで宇宙を眺めているように見えます。

奇妙な惑星

私たちの惑星は、地殻が動くたびに深いうめき声を出します。そうすれば、音が空間を伝播するかどうかは間違いありません。地震は、1〜5Hzの周波数で大気を振動させる可能性があります。それが十分に強い場合、それは大気を通して宇宙空間に超低周波音を送ることができます。

もちろん、地球の大気が終わり、宇宙が始まる明確な境界はありません。空気は徐々に薄くなり、最終的には完全に消えます。地球の表面から80〜550キロメートル上にある分子の自由行程は、約1キロメートルです。これは、この高さの空気が、音を聞くことができる空気の約59分の1であることを意味します。それは長い超低周波音しか運ぶことができません。

2011年3月にマグニチュード9.0の地震が日本の北東海岸を襲ったとき、世界中の地震計は地球を伝わる波と大気に低周波振動を引き起こす振動を記録しました。これらの振動は、船（重力場）と静止した海洋循環エクスプローラー（GOCE）衛星が、低軌道での地球の重力を地表から270キロメートルと比較するところまで伝わっています。そして、衛星はこれらの音波を記録することができました。

GOCEには、イオンエンジンを制御する非常に感度の高いオンボード加速度計があります。これは、衛星を安定した軌道に保つのに役立ちます。 2011年、GOCE加速度計は、衛星周辺の非常に薄い大気の垂直方向の変位と、地震からの音波が伝播したときの気圧の波状の変化を検出しました。衛星のエンジンが変位を修正してデータを保存し、それが地震の超低周波音の一種の記録になりました。

このエントリは、Rafael F. Garciaが率いる科学者のグループがこのドキュメントを公開するまで、衛星データに分類されていました。

宇宙で最初の音

ビッグバンから約76万年後の過去にさかのぼることができれば、宇宙に音があるかどうかを知ることができるでしょう。この時、宇宙は非常に密集していて、音波が自由に伝播することができました。

同じ頃、最初の光子は光として宇宙を移動し始めました。その後、すべてが最終的に十分に冷却されて原子に凝縮しました。冷却が行われる前に、宇宙は、光を構成する粒子である光子を吸収または散乱する荷電粒子（陽子と電子）で満たされていました。

今日、それはマイクロ波背景放射からのかすかな輝きとして地球に到達し、非常に敏感な電波望遠鏡でのみ見ることができます。物理学者はこれをCMBと呼んでいます。これは宇宙で最も古い光です。宇宙に音があるかどうかという質問に答えます。遺物の放射線には、宇宙で最も古い音楽の記録が含まれています。

助ける光

光は、宇宙に音があるかどうかを知るのにどのように役立ちますか？音波は、圧力変動として空気（または星間ガス）を伝わります。ガスが圧縮されると、高温になります。宇宙規模では、この現象は非常に激しいため、星が形成されます。そして、ガスが膨張すると、冷却されます。初期の宇宙を伝播する音波は、ガス環境に弱い圧力変動を引き起こし、それが宇宙マイクロ波背景放射に反映されたわずかな温度グリッチを残しました。

ワシントン大学の物理学ジョン・クレイマーは、温度変化を利用して、これらの不気味な音を宇宙から再構築することができました。これは膨張宇宙の音楽です。彼は、人間の耳が彼の声を聞くことができるように、周波数を10〜26倍にしました。

したがって、宇宙で叫び声を実際に聞く人は誰もいませんが、音波は残り、星間ガスの雲の中や地球の外気の希薄な光線の中を移動します。

品質を特徴づけるために使用できる客観的なパラメータについて話す場合、もちろんそうではありません。ビニールやカセットに録音するということは、常に歪みやノイズを追加することを意味します。しかし、実際には、そのような歪みやノイズは主観的に音楽の印象を損なうことはなく、その逆もあります。私たちの聴覚と音の分析システムは非常に難しく、私たちの知覚にとって重要なことと、技術的な観点から品質として評価できるものは少し異なります。

MP3は完全に別のトピックであり、ファイルサイズを削減するための明確な品質の低下です。 MP3エンコーディングでは、より静かな倍音とぼやけたエッジを削除します。これは、ディテールの喪失、サウンドの「ぼやけ」を意味します。

発生するすべての品質と正直な送信の観点からの理想的なオプションは、圧縮なしのデジタル録音であり、CDの品質は16ビットであり、44100 Hzは長期間の制限ではなく、両方のビットレートを上げることができます-24、32ビット、および周波数-48000、82200、96000、192000Hz。ビットネスはダイナミックレンジに影響し、サンプルレートは周波数範囲に影響します。人間の耳はせいぜい20,000Hzまで聞こえ、ナイキストの定理によれば、44,100 Hzのサンプリングレートで十分ですが、実際には、ドラム音などの複雑な短い音を十分に正確に送信するには、周波数を高くすることをお勧めします。また、より静かなサウンドを歪みなく録音できるように、ダイナミックレンジを広くすることをお勧めします。実際には、これら2つのパラメーターが増えるほど、気付く変化は少なくなります。

同時に、優れたサウンドカードがあれば、高品質のデジタルサウンドのすべての喜びを味わうことができます。ほとんどのPCに組み込まれているものは一般的にひどいものであり、カードが組み込まれているMacの方が優れていますが、外部のものを用意することをお勧めします。そして問題は、もちろん、CDよりも高品質のこれらのデジタル録音をどこで入手できるかということです:)優れたサウンドカードで最もずさんなMP3でさえ、はるかに良い音になりますが。

アナログのものに戻ると、ここでは、人々がそれらを使い続けていると言えます。なぜなら、それらが本当に優れていて正確であるからではなく、歪みのない高品質で正確な録音は通常望ましい結果ではないからです。不十分なサウンド処理アルゴリズム、低ビットまたはサンプルレート、デジタルクリッピングから発生する可能性のあるデジタル歪み-確かにアナログのものよりもはるかに不快に聞こえますが、回避することができます。そして、本当に高品質で正確なデジタル録音は、あまりにも無菌的で、飽和度に欠けていることがわかりました。また、たとえばドラムをテープに録音した場合、この録音をデジタル化しても、この飽和状態が表示されたままになります。また、ビニールは完全にコンピューターで録音されたとしても、クールに聞こえます。そしてもちろん、外部の属性と関連付けは、これに埋め込まれています。すべての外観、それを実行している人々の感情です。コンピュータから録音せずに、レコードを手に持ったり、古いテープレコーダーでカセットを聴いたり、スタジオでマルチトラックテープレコーダーを使用している人を理解したりすることは可能ですが、これははるかに多くのことです。複雑で費用がかかる。しかし、これには独自の楽しみがあります。

2016年2月18日

ホームエンターテインメントの世界は非常に多様であり、次のようなものがあります。優れたホームシアターシステムで映画を見る。楽しくて中毒性のあるゲームプレイや楽曲を聴くこと。原則として、誰もがこのエリアで自分の何かを見つけるか、すべてを一度に組み合わせます。しかし、余暇を整理する際の人の目標が何であれ、極端な場合は、これらすべてのリンクは、1つのシンプルで理解しやすい単語「音」によってしっかりと結び付けられています。確かに、これらすべての場合において、私たちはサウンドトラックによるハンドルによって導かれます。しかし、この質問はそれほど単純で些細なことではありません。特に、部屋やその他の条件で高品質のサウンドを実現したい場合はそうです。このため、高価なハイファイまたはハイエンドコンポーネントを購入する必要は必ずしもありませんが（非常に便利ですが）、物理理論に関する十分な知識があれば十分です。これにより、すべての人に発生する問題のほとんどを排除できます。高品質の声の演技を得るために着手した。

次に、物理学の観点から音と音響の理論を考察します。この場合、物理法則や公式を知ることはできないかもしれませんが、完璧なスピーカーシステムを作成するという夢を実現することを熱心に夢見ている人なら誰でも理解できるように、できるだけアクセスしやすいものにするように努めます。自宅（または車など）でこの分野で良い結果を得るには、これらの理論を完全に理解する必要があるとは思いませんが、基本を理解することで、多くの愚かでばかげた間違いを回避できます。システムから最大の効果音を達成するために。任意のレベル。

一般的な音の理論と音楽用語

とは音？これは、聴覚器官が知覚する感覚です。 "耳"（それ自体、この現象はプロセスに「耳」が関与しなくても存在しますが、理解しやすいです）鼓膜が音波によって励起されたときに発生します。この場合、耳はさまざまな周波数の音波の「受信機」として機能します。
音波それは本質的に、さまざまな周波数の媒体（ほとんどの場合、通常の条件下での空気媒体）の連続した一連のシールと放電です。音波の性質は振動であり、あらゆる物体の振動によって引き起こされ、生成されます。古典的な音波の出現と伝播は、気体、液体、固体の3つの弾性媒体で可能です。これらの空間のいずれかで音波が発生すると、空気の密度や圧力の変化、気団の粒子の動きなど、環境自体に必然的にいくつかの変化が発生します。

音波は振動性があるため、周波数などの特性があります。 周波数ヘルツで測定され（ドイツの物理学者ハインリッヒ・ルドルフ・ヘルツに敬意を表して）、1秒に等しい期間にわたる振動の数を示します。それらの。たとえば、20 Hzの周波数は、1秒間に20回振動するサイクルを示します。その高さの主観的な概念は、音の周波数にも依存します。 1秒間に発生する音の振動が多いほど、音は「高く」見えます。音波にはもう1つの重要な特性があり、その名前には波長があります。波長特定の周波数の音が1秒に等しい周期で移動する距離を考慮するのが通例です。たとえば、20 Hzでの人間の可聴範囲の最低音の波長は16.5メートルであり、20,000Hzの最高音の波長は1.7センチメートルです。

人間の耳は、約20 Hz〜20,000 Hzの限られた範囲でのみ波を知覚できるように設計されています（特定の人の特性に応じて、誰かが少し多く、誰かが少なく聞こえます）。したがって、これは、これらの周波数より下または上の音が存在しないことを意味するのではなく、可聴範囲の境界を超えて、人間の耳によって単に知覚されないことを意味します。可聴範囲を超える音はと呼ばれます 超音波、可聴範囲以下の音はと呼ばれます 超低周波音..。ウルトラサウンドとインフラサウンドを知覚できる動物もいれば、この範囲を宇宙での方向付けに使用する動物もいます（コウモリ、イルカ）。音が人間の聴覚器官に直接接触していない媒体を通過する場合、そのような音は聞こえないか、後で大幅に弱くなる可能性があります。

音の音楽用語には、音のオクターブ、トーン、倍音などの重要な呼称があります。 オクターブは、音の周波数比が1対2の間隔を意味します。通常、オクターブは非常に聞こえますが、この間隔内の音は互いに非常に似ている場合があります。オクターブは、同じ時間内に別の音の2倍振動する音とも呼ばれます。たとえば、800Hzは400Hzのより高いオクターブにすぎず、400Hzは200Hzサウンドの次のオクターブです。オクターブは、トーンと倍音で構成されています。 1つの周波数の調和音波の可変振動は、人間の耳によって次のように知覚されます。楽音..。高周波振動は高音として解釈でき、低周波振動は低音として解釈できます。人間の耳は、1つのトーン（最大4000 Hz）の違いで音を明確に区別することができます。それにもかかわらず、音楽は非常に少数のトーンを使用します。これは、調和子音韻の原理の考察から説明され、すべてがオクターブの原理に基づいています。

特定の方法で伸ばされた弦の例を使用して、楽音の理論を考えてみましょう。このような弦は、張力に応じて、特定の周波数に「チューニング」されます。この弦が一定の力で振動するような影響を受けると、一定の音色が安定して観察され、希望の調律周波数が聞こえます。この音をルートトーンと呼びます。最初のオクターブの「A」音の周波数は440Hzであり、音楽分野の基本音として公式に認められています。ただし、ほとんどの楽器は純粋な基本音を再現することはありません。必然的に、次のような倍音が伴います。倍音..。ここで、音楽音響の重要な定義である音色の概念を思い出してください。音色-これは、同じピッチと音量の音を比較した場合でも、楽器と声に独特の認識可能な音の特異性を与える楽器音の機能です。各楽器の音色は、音が出た瞬間の音に対する音響エネルギーの分布に依存します。

倍音はメイントーンの特定の色を形成します。これにより、特定の楽器を簡単に識別および認識し、その音を別の楽器と明確に区別することができます。倍音には、倍音と非倍音の2つのタイプがあります。倍音定義上、ピッチ周波数の倍数です。逆に、倍数が倍数でなく、値から著しく外れている場合、それらは呼び出されます インハーモニシティ..。音楽では、複数の倍音以外で操作することは事実上除外されているため、この用語は「倍音」、つまり倍音を意味する概念に短縮されます。ピアノなどの一部の楽器では、基本音が形成される時間すらありません。短期間で、倍音の音響エネルギーが増加し、その後、同じように急速に減衰します。多くの楽器は、特定の倍音のエネルギーが特定の時点、通常は最初の時点で最大になるが、その後突然変化して他の倍音に移行する、いわゆる「遷移音」効果を生み出します。各機器の周波数範囲は個別に検討することができ、通常、その特定の機器が再生できる基本周波数に制限されます。

音の理論には、ノイズのようなものもあります。 ノイズ-これは、互いに調整されていないソースのセットによって作成されたサウンドです。木々の葉の音や風に揺れる音など、誰もがよく知っています。

音量は何に依存しますか？明らかに、この現象は音波によって運ばれるエネルギーの量に直接依存します。ラウドネスの定量的指標を決定するために、概念があります-音の強さ。 音の強さ単位時間（たとえば、1秒）あたりの空間のある領域（たとえば、cm2）を通過したエネルギーの流れとして定義されます。通常の会話では、強度は約9または10 W / cm2です。人間の耳はかなり広い範囲の感度の音を知覚することができますが、周波数応答は音のスペクトル内で不均一です。これは、人間の音声を最も広くカバーする1000 Hz〜4000Hzの周波数範囲を知覚するための最良の方法です。

音の強さは非常に異なるため、対数の量と見なしてデシベルで測定する方が便利です（スコットランドの科学者アレクサンダーグラハムベルの後）。人間の耳の聴覚感度の下限は0dB、上限は120 dBで、「痛みのしきい値」とも呼ばれます。感度の上限も同じように人間の耳に知覚されませんが、特定の周波数に依存します。痛みの閾値を誘発するためには、低周波音は高周波音よりもはるかに強くなければなりません。たとえば、31.5 Hzの低周波数での痛みのしきい値は、135 dBの音響パワーレベルで発生しますが、2000Hzの周波数ではすでに112dBで痛みの感覚が現れます。音圧の概念もあります。これは、空気中の音波の伝播に関する通常の説明を実際に拡張したものです。音圧-これは、音波が弾性媒体を通過した結果として弾性媒体に発生する可変の過剰圧力です。

音の波の性質

音波発生システムをよりよく理解するために、空気で満たされたチューブに配置された古典的なスピーカーを想像してみてください。スピーカーが急激に前進すると、ディフューザーのすぐ近くの空気が瞬間的に圧縮されます。その後、空気が膨張し、圧縮空気領域がパイプに沿って押し出されます。
この波の動きは、その後、聴覚器官に到達して鼓膜を「興奮」させるときに音になります。ガス中に音波が発生すると、過剰な圧力と過剰な密度が発生し、粒子は一定の速度で移動します。物質は音波とともに移動せず、気団の一時的な乱れのみが発生するという音波について覚えておくことが重要です。

ピストンがばねの自由空間に吊るされ、前後に繰り返し動くことを想像すると、そのような振動は調和波または正弦波と呼ばれます（波をグラフの形で表すと、この場合は次のようになります。ディップとライズが繰り返される最も純粋な正弦波）。（上記の例のように）パイプ内のスピーカーが調和振動を実行していると想像すると、スピーカーが「前方」に移動した瞬間に、既知の空気圧縮の効果が得られ、スピーカーが「後方」に移動したときに得られます。、真空の反対の効果が得られます。この場合、圧縮と希薄化が交互に繰り返される波がパイプ内を伝播します。隣接する最大値または最小値（フェーズ）間のパイプに沿った距離は、波長..。粒子が波の伝播方向と平行に振動する場合、波はと呼ばれます 縦方向..。それらが伝播方向に対して垂直に振動する場合、その波はと呼ばれます横..。通常、気体と液体の音波は縦波ですが、固体では両方のタイプの波が発生する可能性があります。固体のせん断波は、形状変化に対する抵抗から発生します。これら2種類の波の主な違いは、せん断波には偏光の特性があり（振動は特定の平面で発生します）、縦波にはないことです。

音速

音速は、音が伝播する環境の特性に直接依存します。これは、媒体の2つの特性（材料の弾性と密度）によって決定（依存）されます。固体の音速は、それぞれ、材料の種類とその特性に直接依存します。ガス状媒体の速度は、媒体の1つのタイプの変形（圧縮-希薄化）にのみ依存します。音波の圧力変化は、周囲の粒子との熱交換なしに発生し、断熱と呼ばれます。
ガス中の音速は主に温度に依存します-温度が上がると増加し、温度が下がると減少します。また、気体媒体内の音速は、気体分子自体のサイズと質量に依存します。粒子の質量とサイズが小さいほど、波の「導電率」が大きくなり、速度が速くなります。

液体および固体の媒体では、伝播の原理と音速は、波が空気中で伝播する方法と似ています。つまり、圧縮-放電です。しかし、これらの環境では、同じ温度依存性に加えて、媒体の密度とその組成/構造が非常に重要です。物質の密度が低いほど、音速は速くなり、逆もまた同様です。媒体の組成への依存はより複雑であり、分子/原子の位置と相互作用を考慮して、それぞれの特定の場合に決定されます。

t、°Cでの空気中の音速20：343 m / s
t、°Cでの蒸留水中の音速20：1481 m / s
t、°Cでの鋼の音速20：5000 m / s

定在波と干渉

スピーカーが限られた空間で音波を発生させると、必然的に境界で跳ね返る波の影響が発生します。この結果、ほとんどの場合、 干渉効果-2つ以上の音波が重なっている場合。干渉現象の特殊なケースは、1）波のビートまたは2）定在波の形成です。 うなり波-これは、周波数と振幅が近い波の追加が発生する場合です。ビートパターン：同じ周波数の2つの波が互いに重なっている場合。このオーバーラップがあるある時点で、振幅のピークは「位相がずれている」可能性があり、谷も「位相がずれている」可能性があります。これがまさにサウンドビートの特徴です。定在波とは異なり、ピークの位相一致は常に発生するのではなく、一定の時間間隔で発生することを覚えておくことが重要です。耳では、このようなビートのパターンは非常に明確に区別され、それぞれ音量の周期的な増加と減少として聞こえます。この効果のメカニズムは非常に単純です。ピークが一致する瞬間にボリュームが増加し、減衰が一致する瞬間にボリュームが減少します。

定在波同じ振幅、位相、周波数の2つの波が重なる場合、そのような波が「出会う」と、一方が順方向に移動し、もう一方が反対方向に移動します。空間のセクション（定在波が形成されている場所）では、最大値（いわゆる波腹）と最小値（いわゆる節点）が交互に現れる、2つの周波数振幅の重なりの画像が発生します。この現象が発生した場合、反射点での波の周波数、位相、減衰係数が非常に重要になります。進行波とは異なり、定在波では、この波を形成する前方波と後方波が順方向と反対方向の両方でエネルギーを等量伝達するため、エネルギー伝達はありません。定在波の発生を視覚的に理解するために、家庭用音響の例を示しましょう。限られたスペース（部屋）にフロアスタンドスピーカーがあるとしましょう。低音の多い曲を演奏してもらい、部屋の中でリスナーの位置を変えてみましょう。したがって、定在波の最小（減算）ゾーンに入ったリスナーは、低音が非常に小さくなったという事実の影響を感じ、リスナーが最大（加算）周波数のゾーンに入ると、次に、低音域の大幅な増加という逆の効果が得られます。この場合、効果は基本周波数のすべてのオクターブで観察されます。たとえば、基本周波数が440 Hzの場合、「加算」または「減算」の現象は、880 Hz、1760 Hz、3520Hzなどの周波数でも観察されます。

共鳴現象

ほとんどの固体には独自の共振周波数があります。従来のパイプの一端のみが開いている例を使用すると、この効果を非常に簡単に理解できます。スピーカーがパイプのもう一方の端から接続されている状況を想像してみてください。スピーカーは一定の周波数を再生できますが、後で変更することもできます。したがって、パイプには、簡単に言えば、独自の共振周波数があります。これは、パイプが「共振」または独自の音を発する周波数です。スピーカーの周波数（調整の結果）がパイプの共振周波数と一致する場合、音量を上げる効果が数回現れます。これは、スピーカーがチューブ内の気柱の振動を、非常に「共振周波数」が検出されて加算効果が発生するまで、かなりの振幅で励起するためです。発生した現象は次のように説明できます。この例のパイプは、特定の周波数で共振することによってダイナミクスを「助け」、その努力が合算され、可聴の大きな効果に「注ぎ出され」ます。楽器の例では、ほとんどの設計に共振器と呼ばれる要素があるため、この現象は簡単に追跡できます。特定の周波数や楽音をブーストする目的に何が役立つかを推測するのは難しいことではありません。例：ボリュームとかみ合う穴の形のレゾネーターを備えたギター本体。フルートチューブの設計（および一般的なすべてのチューブ）; それ自体が特定の周波数の共振器であるドラム本体の円筒形。

音の周波数スペクトルと周波数応答

実際には同じ周波数の波は実際には存在しないため、可聴範囲のオーディオスペクトル全体を倍音または倍音に分解する必要があります。これらの目的のために、音の振動の相対エネルギーの周波数への依存性を表示するグラフがあります。このようなグラフは、可聴周波数スペクトルグラフと呼ばれます。 音の周波数スペクトル離散型と連続型の2つのタイプがあります。離散スペクトルプロットは、空白で区切られた周波数を個別に表示します。すべての音の周波数は、一度に連続スペクトルに存在します。
音楽や音響の場合、通常のスケジュールが最も頻繁に使用されます。 周波数応答特性（「周波数応答」と略されます）。このグラフは、周波数スペクトル全体（20 Hz〜20 kHz）全体の周波数に対する音の振動の振幅の依存性を示しています。このようなグラフを見ると、たとえば、特定のスピーカーまたはスピーカーシステム全体の長所または短所、エネルギーの戻り、周波数の増減、減衰、およびトレースの最も強い領域を理解するのは簡単です。減衰の勾配。

音波の伝播、位相および逆位相

音波の伝播プロセスは、音源からすべての方向に発生します。この現象を理解するための最も簡単な例は、水に投げ込まれた小石です。
石が落ちたところから波が水面に沿って四方八方に発散し始めます。しかし、ある音量のスピーカーを使用している状況を想像してみましょう。たとえば、アンプに接続されて、ある種の音楽信号を再生するクローズドボックスを考えてみましょう。スピーカーが急速に前進し、次に同じ急速に後退することに気付くのは難しくありません（特に、バスドラムなどの強力な低周波信号を送信する場合）。スピーカーが前方に移動すると音波が放射され、後で聞こえることは理解されていません。しかし、スピーカーが後方に移動するとどうなりますか？そして逆説的に、同じことが起こり、スピーカーは同じ音を出しますが、この例では、制限を超えずに（ボックスが閉じている）、ボックスの音量内に完全に広がります。一般に、上記の例では、非常に多くの興味深い物理現象を観察できますが、その中で最も重要なのは位相の概念です。

ボリューム内にあるスピーカーがリスナーの方向に放出する音波は、「同相」です。ボックスのボリュームに入る後方波は、それに応じて逆位相になります。これらの概念が何を意味するのかを理解することだけが残っていますか？ 信号位相空間のある時点での現在の音圧レベルです。このフェーズは、従来のフロアスタンド型ステレオペアのホームスピーカーシステムによる音楽素材の再生の例で最も理解しやすくなっています。そのようなフロアスタンドスピーカーが2台ある部屋に設置されて遊んでいると想像してみてください。この場合、両方の音響システムが可変音圧の同期信号を再生し、一方のスピーカーの音圧がもう一方のスピーカーの音圧に追加されます。同様の効果は、それぞれ左スピーカーと右スピーカーからの信号の同期再生によって発生します。つまり、左スピーカーと右スピーカーから放出される波の山と谷が一致します。

ここで、音圧が同じように変化している（変化していない）が、今だけ互いに反対になっていると想像してください。これは、2つのスピーカーの1つを逆極性で接続した場合に発生する可能性があります（アンプから「-」スピーカー端子への「+」ケーブル、およびアンプから「+」スピーカー端子への「-」ケーブル）。この場合、反対の信号によって圧力差が発生します。これは、次のように数値で表すことができます。左側のスピーカーは「1 Pa」の圧力を生成し、右側のスピーカーは「マイナス1Pa」の圧力を生成します。その結果、リスニング位置での総音の大きさはゼロに等しくなります。この現象は逆位相と呼ばれます。理解のために例をより詳細に検討すると、「同相」で再生される2つのダイナミクスが、実際には互いに助け合う同じ領域の圧縮と空気の真空を作成することがわかります。理想化された逆位相の場合、1人のスピーカーによって作成された空域の圧縮の領域は、2番目のスピーカーによって作成された空域のくぼみの領域を伴います。それは、波の相互同期減衰の現象にほぼ似ています。確かに、実際には、音量はゼロまで下がらず、非常に歪んで減衰した音が聞こえます。

最もアクセスしやすい方法で、この現象は次のように説明できます。同じ振動（周波数）を持つが時間的にシフトした2つの信号。このため、通常の丸型アナログ時計の例を用いて、これらの変位現象を表現する方が便利です。壁にぶら下がっている同じ丸い時計がいくつかあると想像してみましょう。この時計の秒針が同期して動作する場合、一方の時計では30秒、もう一方の時計では30秒です。これは、同相の信号の例です。秒針がオフセットで動くが、速度が同じである場合、たとえば、一部の時計では30秒、他の時計では24秒である場合、これは位相シフト（シフト）の典型的な例です。同様に、位相は仮想円内で度単位で測定されます。この場合、信号が相互に180度（半周期）シフトすると、古典的な逆位相が得られます。多くの場合、実際には、わずかな位相変位が発生します。これは、度単位で決定して、正常に除去することもできます。

波は平らで球形です。平面波面は一方向にのみ伝播し、実際にはめったに見られません。球面波面は、単一の点から放射され、すべての方向に伝わる単純なタイプの波です。音波には特性があります回折、 NS。障害物や物体の周りを曲がる能力。曲がりの程度は、音の波長と障害物または穴のサイズの比率によって異なります。回折は、音の経路に障害物がある場合にも発生します。この場合、2つのシナリオが考えられます。1）障害物の寸法が波長よりもはるかに大きい場合、音は反射または吸収されます（材料の吸収の程度、障害物の厚さなどによって異なります）。）、そして「音響の影」のゾーンが障害物の後ろに形成されます... 2）障害物の寸法が波長に匹敵するか、それよりも小さい場合、音はすべての方向にある程度回折します。ある媒体内を移動する音波が別の媒体との界面に当たると（たとえば、固体媒体を含む空気媒体）、次の3つのシナリオが発生する可能性があります。1）波が界面から反射される2）波が通過する可能性がある方向を変えずに別の媒体3）波は、境界で方向を変えて別の媒体に入ることができます。これは「波の屈折」と呼ばれます。

音波の過剰圧力と振動体積速度の比を造波抵抗と呼びます。簡単な言葉で、 媒体の波動インピーダンス音波を吸収する、または音波に「抵抗する」能力と呼ぶことができます。反射係数と透過係数は、2つの媒体の特性インピーダンスの比率に直接依存します。気体媒体の特性インピーダンスは、水や固体よりもはるかに低くなります。したがって、空気中の音波が固体または深海の表面に当たると、音は表面で反射されるか、大幅に吸収されます。これは、目的の音波が当たる表面の厚さ（水または固体）によって異なります。固体または液体の媒体の厚さが薄い場合、音波はほぼ完全に「通過」し、逆に、媒体の厚さが厚い場合、波はより頻繁に反射されます。音波の反射の場合、このプロセスは、よく知られている物理法則に従って行われます。「入射角は反射角に等しい」。この場合、密度の低い媒体からの波が密度の高い媒体との境界に当たると、この現象が発生します。屈折..。障害物に「遭遇」した後の音波の曲がり（屈折）で構成され、必然的に速度の変化を伴います。屈折は、反射が発生する環境の温度にも依存します。

音波が宇宙に伝播する過程で、必然的に強度の低下が起こり、波の減衰と音の減衰と言えます。実際には、このような影響に遭遇するのは非常に簡単です。たとえば、2人が特定の近距離（1メートル以上）のフィールドに立って、お互いに何かを言い始めた場合です。その後、人と人との距離を広げると（人が互いに離れ始めた場合）、同じレベルの会話の音量がだんだん聞こえなくなります。この例は、音波の強度が低下する現象を明確に示しています。なんでこんなことが起こっているの？この理由は、熱伝達、分子相互作用、音波の内部摩擦のさまざまなプロセスにあります。ほとんどの場合、実際には、音響エネルギーが熱に変換されます。このようなプロセスは、3つの音響伝播媒体のいずれかで必然的に発生し、次のように特徴付けることができます。 音波の吸収.

音波の吸収の強さと程度は、媒体の圧力と温度など、多くの要因に依存します。また、吸収は音の特定の周波数に依存します。音波が液体や気体の中を伝播すると、粘度と呼ばれる異なる粒子間の摩擦の影響が発生します。分子レベルでのこの摩擦の結果として、波が音から熱に変換されるプロセスが発生します。言い換えれば、媒体の熱伝導率が高いほど、波の吸収度は低くなります。ガス状媒体での吸音も圧力に依存します（大気圧は海面に対する高度の上昇とともに変化します）。吸音度の音の周波数依存性については、上記の粘度と熱伝導率の依存性を考慮すると、周波数が高いほど吸音率が高くなります。たとえば、常温常圧では、空気中で5000Hzの波の吸収は3dB / kmであり、50,000Hzの波の吸収はすでに300dB / mになります。

固体媒体では、上記の依存性（熱伝導率と粘度）はすべて保持されますが、これにさらにいくつかの条件が追加されます。それらは、それ自体の不均一性を伴う、異なる可能性のある固体材料の分子構造に関連しています。この内部の固体分子構造に応じて、この場合の音波の吸収は異なる可能性があり、特定の材料の種類によって異なります。音が固体を通過するとき、波は一連の変換と歪みを受けます。これは、ほとんどの場合、音響エネルギーの分散と吸収につながります。分子レベルでは、音波が原子平面の変位を引き起こし、原子平面が元の位置に戻ると、転位効果が発生する可能性があります。または、転位の動きは、それらに垂直な転位との衝突または結晶構造の欠陥につながり、それがそれらの減速を引き起こし、その結果、音波のいくらかの吸収を引き起こす。ただし、音波はこれらの欠陥と共鳴する可能性があり、元の波を歪ませます。材料の分子構造の要素との相互作用の瞬間の音波のエネルギーは、内部摩擦のプロセスの結果として放散されます。

で私は人間の聴覚の特徴と音の伝播の微妙さと特徴のいくつかを理解しようとします。

サウンドカードの必要性についての疑問がまったく提起されなかった時期がありました。ケース内のスピーカーのうなり声よりも少し良いコンピューターサウンドが必要な場合は、サウンドカードを購入してください。あなたがそれを必要としないならば、それを買わないでください。確かに、カードは、特に先史時代のISAの港のために作られている間は、かなり高価でした。

PCIへの移行により、計算の一部を中央処理装置にシフトしたり、RAMを使用して音楽サンプルを保存したりすることが可能になりました（古代には、このようなニーズはプロのミュージシャンだけでなく一般の人々にもありました、コンピュータで最も人気のある音楽フォーマットは20年前だったので、MIDIがありました）。すぐに、エントリーレベルのサウンドカードがはるかに安くなり、その後、内蔵サウンドがハイエンドのマザーボードに登場しました。もちろん悪いですが、無料です。そして、これはサウンドカードのメーカーに深刻な打撃を与えました。

今日、内蔵サウンドは絶対にすべてのマザーボードにあります。そして高価なものでは、それは高品質としてさえ位置づけられます。そうですHi-Fi。しかし実際には、残念ながら、これは事実とはほど遠いものです。昨年、私は新しいコンピューターを組み立てていました。そこでは、最も高価で客観的に最高のマザーボードの1つを設置しました。そしてもちろん、彼らはディスクリートチップ上で、そして金メッキされたコネクタでさえも高品質のサウンドを約束しました。彼らはとても美味しく書いたので、内蔵のサウンドカードを使いこなすために、サウンドカードをインストールしないことに決めました。そして彼はそうしました。一週間ぐらい。それから彼はケースを分解し、カードを置き、それ以上ナンセンスをしませんでした。

埋め込まれたオーディオがあまり良くないのはなぜですか？

まず、価格の問題があります。まともなサウンドカードは5-6千ルーブルの費用がかかります。そして、それはメーカーの欲望ではなく、コンポーネントが安くなく、ビルド品質の要件が高いということだけです。深刻なマザーボードの価格は15〜2万ルーブルです。メーカーはそれらに少なくとも3000を追加する準備ができていますか？音質を評価する時間がないので怖くなりませんか？それを危険にさらさない方がいいです。そして、彼らはそれを危険にさらしません。

第二に、外部のノイズ、干渉、歪みのない非常に高品質のサウンドを得るには、コンポーネントを互いに既知の距離に配置する必要があります。サウンドカードを見ると、その上にある異常な大きさがわかります。そしてマザーボード上では、それはかろうじて十分であり、すべてが非常にしっかりと置かれなければなりません。そして、残念ながら、本当にうまくやる場所はありません。

20年前、民生用サウンドカードは他のどのコンピューターよりも高価で、音楽サンプルを保存するためのメモリスロット（！）がありました。写真では、90年代半ばのすべてのコンピューター科学者の夢-Sound Blaster AWE 32.32は少し深みではありませんが、MIDIで同時に再生されるストリームの最大数です

したがって、統合オーディオは常に妥協点です。ある種の音が内蔵されたボードを見ましたが、実際には、コネクタだけで「母」に接続された別のプラットフォームの形で上から浮かんでいました。そして、はい、それは良さそうに聞こえました。しかし、そのような音は統合されたと呼ぶことができますか？わからない。

ディスクリートサウンドソリューションを試したことがない読者は、疑問を抱くかもしれません。「コンピュータの良いサウンド」とは正確にはどういう意味ですか？

1) 彼は大声で角質です..。アンプは予算レベルでもサウンドカードに組み込まれており、大型スピーカーや高インピーダンスのヘッドホンでも「ポンピング」できます。多くの人は、スピーカーが最大で喘鳴や窒息を止めることに驚いています。これは通常のアンプの「側面」でもあります。

2) 周波数は互いに補完し合い、混ざり合わず、混乱します..。通常のデジタル-アナログコンバーター（DAC）は、低音、中音、高音をしっかりと「描画」し、ソフトウェアを使用して好みに合わせて非常に正確に調整できるようにします。音楽を聴いていると、突然各楽器が別々に聞こえます。そして、映画は存在感の効果であなたを喜ばせます。一般的には、スピーカーが厚い毛布で覆われていたような印象で、それを取り除いたものです。

3) 違いは特にゲームではっきりと感じられます。..。風の音と滴る水が、角を曲がった敵の静かな足音をかき消さないことに驚かれることでしょう。ヘッドフォンでは、必ずしも高価ではありませんが、誰がどこから、どの距離で移動しているのかという理解があります。これはパフォーマンスに直接影響します。あなたに忍び寄る/ずる賢いドライブアップすることは単に機能しません。

どんなサウンドカードがありますか？

このタイプのコンポーネントが良い音の愛好家だけに興味を持ち始めたとき、残念ながら、その中の数は非常に少なく、メーカーはほとんど残っていませんでした。 AsusとCreativeの2つしかありません。後者は一般的に市場のマストドンであり、それを作成し、すべての基準を設定しました。 Asusは比較的遅れて入ってきましたが、それでも出ていません。

新しいモデルが出てくることは非常にまれで、古いモデルは5〜6年の長い間販売されています。事実、音に関しては、価格を大幅に上げることなしに改善することはできません。そして、コンピューターでオーディオファンの倒錯にお金を払う準備ができている人はほとんどいません。誰も準備ができていないと思います。品質バーはすでに高くなりすぎています。

最初の違いはインターフェースです。据え置き型コンピュータ専用のカードがあり、PCI-Expressインターフェイスを介してマザーボードにインストールされます。その他はUSB接続されており、大型コンピューターとラップトップの両方で使用できます。ちなみに後者の場合、90％のケースで音が嫌で、アップグレードしても彼を傷つけることはありません。

2番目の違いは価格です。内部マップについて話している場合は、 2〜2.5千内蔵音とほぼ同じモデルを販売しています。それらは通常、マザーボードのコネクタが故障した場合に購入されます（現象、悲しいかな、一般的です）。安価なカードの不快な特徴は、干渉に対する耐性が低いことです。それらをビデオカードの近くに置くと、背景音が非常に迷惑になります。

組み込みカードの中庸は 5〜6千ルーブル..。干渉防止保護、高品質のコンポーネント、柔軟なソフトウェアなど、普通の人を喜ばせるすべてのものがすでに揃っています。

あたり 8〜1万 384kHzの範囲で32ビットオーディオを再生できる最新モデルが販売されています。これはまさにここトップトップです。この品質のファイルやゲームをどこで入手できるか知っている場合は、必ず購入してください:)

さらに高価なサウンドカードは、ハードウェアが前述のオプションとほとんど変わりませんが、追加のボディキット（デバイスを接続するための外部モジュール、プロの録音用の出力を備えたコンパニオンボードなど）を取得します。それはすでにユーザーの本当のニーズに依存しています。個人的には、ボディキットは店頭で必要と思われていましたが、決して役に立ちませんでした。

USBカードの価格帯はほぼ同じです：から 2000内蔵サウンドの代わりに、 5〜7千人の強い中農民, 8-10ハイエンドそしてそれ以上に、すべてが同じですが、豊富なボディキットがあります。

個人的には、途中で違いが聞こえなくなります。よりクールなソリューションにはヘッドフォン付きの高品質スピーカーが必要であるという理由だけで、正直なところ、World ofTanksをヘッドフォン付きで1,000ドルでプレイする意味はあまりありません。おそらく、各問題には独自の解決策があります。

いくつかの良いオプション

私が試し、気に入ったいくつかのサウンドカードとアダプター。

PCI-Expressインターフェース

Creative Sound Blaster Z..。すでに6年間販売されており、別のコンピューターでもほぼ同じ価格で、今でも非常に満足しています。この製品で使用されているCS4398DACは古いものですが、オーディオファンは500ドルのCDプレーヤーと比較しています。 平均価格は5500ルーブルです。

Asus Strix Soar..。 Creativeの製品は恥知らずにゲームを対象としていますが、Asusは音楽愛好家の面倒も見てくれています。 ESS SABRE9006A DACのサウンドはCS4398に匹敵しますが、Asusは、コンピューターでピンクフロイドをHD品質で聴きたい人のためにさらに微調整を提供します。 価格は同等で、約5500ルーブルです。

USBインターフェース

Asus Xonar U3-小さな箱をラップトップポートに挿入すると、その中の音質が次のレベルに引き上げられます。コンパクトなサイズにもかかわらず、デジタル出力の場所さえありました。そして、ソフトウェアは驚くほど柔軟です。試してみる興味深いオプションは、サウンドカードがまったく必要な理由です。 価格は2000ルーブルです。

Creative Sound BlasterXG5。タバコのパックのサイズのデバイス（喫煙は邪悪です）は、特性の点で内部のSound Blaster Zとほとんど区別できませんが、どこにでも登る必要はなく、プラグをUSBポートに差し込むだけです。そしてすぐに、非の打ちどころのない品質の7チャンネルのサウンド、音楽やゲーム用のあらゆる種類のガジェット、および十分でない場合に備えて内蔵のUSBポートを入手できます。スペースの確保により、ヘッドホンアンプを追加することが可能になり、実際に動作するのを聞いてしまうと、習慣から抜け出すのは困難です。ソフトウェアの主な機能は、ハードウェアボタンによって複製されます。この号の価格は1万ルーブルです。

楽しく音楽を演奏して聴いてください！それらの多くはありません、これらの喜び。

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