Частотный диапазон наушников

В технических характеристиках многие производители указывают частотный диапазон для наушников. Считается, что в пределах этого диапазона наушники воспроизводят все заявленные частоты. Некоторые пользователи неверно предполагают, что за пределами этого диапазона наушники ничего не воспроизводят. На самом деле частотный диапазон показывает те частоты, которые уверенно воспроизводятся наушниками, а за рамками этого диапазона остальные частоты воспроизводятся тише.

Ширина частотного диапазона

Формально при определении частотного диапазона должены фиксироваться крайние частоты на АЧХ при определенном отклонении от среднего значения. В примерах выше два варианта при отклонениях на 6 и 12 дБ относительно среднего уровня. Если в технических характеристиках не указано значение отклонения, то такой диапазон абстрактен.

Методы измерений для наушников сильно отличаются от методов измерений акустических систем (колонок).

Паспортные параметры для акустических систем предполагают, что они верны для измерений в безэховой камере или открытом пространстве, где нет эха от стен, добавляющих пики и провалы на АЧХ. Наушники всегда измеряются на стенде, где АЧХ напрямую зависит от его конструкции и имеет значительную неравномерность от резонансов в малом объеме (будь это плоский стенд, эмуляция уха или живое измерение).

Из-за неизбежной неравномерности от резонансов в области высоких частот, граница высоких частот может зависеть от того, применяется ли дополнительное сглаживание. Идеологически правильно сглаживать область резонансов, иначе из-за смещения частот от посадки наушников на стенд можно для одной модели получить более хорошие результаты, а для другой более плохие.

Так как получаемая АЧХ у одной модели наушников на разных стендах разная, то и частотные диапазоны аналогично разные.

Дополнительно, если для стенда существуют целевые кривые, то и частотный диапазон может указываться к этой целевой кривой. Если у АС основной целевой кривой является прямая горизонтальная линия (или под небольшим углом), то у наушников спад в области высоких частот в целевых кривых более сильный. Это сильно влияет на конечный результат, где формально граница может получаться выше 100 кГц, но не иметь при этом никакой практической ценности.

Проведя анализ наушников разных производителей (преимущественно авторитетных) и сравнив паспортные частотные диапазоны с полученными графиками RAA, получились общие закономерности.

Нижняя частота воспроизведения

По нижней частоте воспроизведения разброс значений достаточно высок, от -6 до -20 дБ. Низкочастотный диапазон ниже 10 Гц очень капризен к вибрациям, внешнему шуму и посадке наушников. Если у наушников спад в сторону 10 Гц небольшой, нижняя частота может быть назначена как 5 Гц. На сайте в базе RAA для проводных наушников АЧХ сохраняется в диапазоне от 10 Гц до 45 кГц.

Хотя некоторые модели наушников намекают на уверенное воспроизведение до 1 Гц, в реальности уже на небольшом уровне громкости динамику может не хватить запаса хода при воспроизведении инфразвука. Таким образом, ограничение по нижней частоте может быть определено не по спаду АЧХ, а по физическим возможностям излучателя.

Если нижнюю границу определять по графикам от RAA для стенда HDM-X по уровню -12 дБ, то значения будут близки к тому, что указывают производители на коробке.

Верхняя частота воспроизведения

Если верхнюю границу определять по уровню -15 ~ -20 дБ то получатся близкие значения указанных производителями границ верхних частот.