Это диапазон звуковых частот, который может эффективно воспроизводиться громкоговорителем. Для определения номинального диапазона частот громкоговорителя необходимо измерить его частотную характеристику и установить (или знать из нормативных документов, например, технических условий) допуск на частотные искажения. Частотная характеристика громкоговорителя (рис. 1) есть графическое выражение зависимости величины звукового давления р, развиваемого громкоговорителем, от частоты. Для удобства построения графика этой зависимости значения частоты в герцах (Гц) по горизонтальной оси (оси абсцисс) и величина давления в децибелах по вертикальной оси (оси ординат) откладываются в логарифмических масштабах. При необходимости можно вместо значения звукового давления в относительных единицах — децибелах (дБ) — путем несложного пересчета получить величину развиваемого громкоговорителем давления в абсолютных единицах (Н/м2).
Рис. 1 – АЧХ 4ГД-28 в открытом ящике:
Возвращаясь к рис. 1, мы видим, что величина развиваемого громкоговорителем звукового давления разная на разных частотах, увеличиваясь на одних (пики) и резко уменьшаясь на других (провалы). Если допуск на частотные искажения равен величине N (дБ) (на практике величину N обычно называют неравномерностью частотной характеристики), то, найдя на частотной характеристике точку с максимальным значением р (точки 1 на рис. 1), откладывают от нее вниз величину в N дБ (точка 2 на рис. 1). Проводя из точки 2 линию, параллельную оси частот, получают точки 3 и 4 (см. рис. 1), в которых она пересекает график частотной характеристики. Следовательно, номинальный диапазон частот при неравномерности N дБ будет простираться от точки 3, называемом нижней граничной частотой fн доточки 4, называемой верхней граничной частотой fв.
Если же по каким-либо причинам не известен допуск на частотные искажения, то величина неравномерности частотной характеристики и номинальный диапазон могут быть определены способом, показанным на рис. 2. На графике отмечаются точки максимального и минимального значения звукового давления (точки 1 и 2). Разность между величиной pmax и рmin в децибелах даст величину N, а пересечение линией, проходящей через точку 2 графика (точки 3 к 4), определит значения fн и fв, то есть номинальный диапазон частот. В практических условиях при определении номинального диапазона частот принято исключать пики и провалы на частотной характеристике, ширина которых у основания менее одной восьмой октавы. Проведенные эксперименты показали, что человеческое ухо не различает столь узкие по ширине увеличения или уменьшения давления.
Рис. 2 – АЧХ громкоговорителя 4ГД-28:
До введения в практику международной системы единиц СИ величина звукового давления измерялась динах/квадратный сантиметр и называлась «бар». Соотношение между старой и новой системой определения единиц звукового давления таково:
10 (бар/см2) = 1 (Н/м2)
Частотная характеристика громкоговорителя измеряется в условиях свободного пространства в определенной фиксированной точке, лежащей на его акустической оси, при подведении к нему синусоидального электрического сигнала, изменяющегося по частоте и с постоянным по величине напряжением. Запись частотной характеристики производится специальной измерительной аппаратурой. Номинальный диапазон частот позволяет определить качество громкоговорителя, так как чем он шире, тем ближе его воспроизведение к натуральному. Одновременно величина неравномерности N характеризует верность воспроизведения, то есть приближение к неискаженной передаче всего спектра частот, содержащихся в исходном материале. Наконец, зная величины fн и fв — границы частот номинального диапазона, — можно определить, сбалансирована ли частотная характеристика громкоговорителя. Опыт показал, что если произведение fн/fв составляет значение в пределах 1/1,3, то у слушателя не создается впечатления разбалансировки в звучании. Иными словами, у него не создается впечатления преобладания звучания высоких (резкое) или низких (бубнение) частот.
Диапазон частот по составляющим:
По материалам: Громкоговорители – Болотников, 1971
