Почему в современных наушниках не делают прямую АЧХ

То и дело на просторах интернет я сталкиваюсь с суждением, мол у этих наушников такие горбы в АЧХ, как такое вообще можно слушать? Это же как-то кошмар! Производитель, похоже, вообще не разбирается в звуке!

И действительно, у подавляющего числа меломанов, включая, к сожалению, и некоторых профессионалов (не будем показывать пальцем), сложилось мнение, что АЧХ у наушников непременно должно быть прямой линией. А если не так, то это кривые наушники, скажем, для репа или попсы. Сегодня я на пальцах поясняю, почему это не так и наконец-то развею это просто чудовищное заблуждение.

Для начала следует понимать, что эталоном звучания есть, было и всегда будет звучание акустических систем или, если по-простому, колонок. Наушники, как бы они нам не нравились, скорее вторичный продукт, созданный для индивидуального прослушивания в замкнутом пространстве. То есть, чтобы в общественном транспорте или у себя дома вы никому своей музыкой не мешали.

Так вот, стандарт для акустических систем — это действительно та самая прямая АЧХ. Но вот незадача, наушники очень сильно отличаются от этих систем. Поясню на аналогиях. Человек, впервые коснувшийся горячего, непременно одернет руку и, в силу своей природы, начнет проводить аналогии, чтобы снова не обжечься. Это заложенные в нас механизмы мышления. Ровно так происходит и в современном обществе: меломан, услышавший, что хороший звук — это прямая линия — тут же стоит далеко идущие выводы, что прямая линия должна быть вообще везде, что так или иначе связано с музыкой. Именно в этом и заключается ошибка — не все так просто.

Любой человек, как мы знаем, имеет голову с её формой, ушные раковины и, естественно, кожу. Таким образом, звук акустических систем, прежде чем попасть в наш ушной канал, подвергается влиянию всех этих факторов. Которые, вот уж сюрприз, воздействуют на кривую АЧХ. То есть, изначально ровный сигнал в наш ушной канал попадает уже совсем другим. Существует график, который все это отлично иллюстрирует.

Что же в итоге? А в итоге мы и получаем те самые горбы. Так наше туловище и шея чуть опускает весь график с провалом около 1.5 кГц, а сферичная форма головы, наоборот, поднимает его примерно на 15 градусов. В то время как ушная раковина узким спектром поднимает 5 кГц и, чуть менее выражено, 4 кГц. Непосредственно ушной канал не считаем, так как он у нас используется всегда.

Таким образом, изначально прямая АЧХ акустических систем до ушного канала доходит в виде тех самых возмутительных кривулек. А поскольку наушники должны создавать иллюзию прослушивания качественной аппаратуры, то их АЧХ просто не может быть прямой. Прямая АЧХ во внутриканальных наушниках это, пожалуй, наиболее грубая ошибка, поскольку мы с вами не абстрактное отверстие в пространстве, а человеческие существа.

Полноразмерные наушники, как всем должно быть понятно, добавляют целую кучу отражений, которых в таком маленьком пространстве просто не избежать и исключают голову со всем остальным телом. В результате мы, опять же, получаем далеко не ровную линию.

Но это еще не все тонкости. Дело в том, что низкие частоты в акустических системах мы не только слышим, но и ощущаем своей кожей. Я говорю о той самой вибрации. В наушниках же подобную вибрацию передать физически просто невозможно, оттого, чтобы это хоть как-то компенсировать, приходится поднимать уровень баса.

Сегодня уже есть внутриканальные решения с драйвером костной проводимости, позволяющим имитировать эти ощущения, но технология пока довольно сырая.

Надеюсь вы внимательно следите за мыслью: чтобы воспроизвести ровную АЧХ акустических систем, нам нужно поднять бас, ушные раковины поднимают 4 и 5 кГц, это тоже надо учесть, а голова нам подсвечивает верха. Следовательно, мы приходим к той самой V-образной АЧХ. Она нам приятна вовсе не потому, что у нас нет вкуса, а именно потому, что она естественна для нашего слуха.

Если же наушники имеют прямую АЧХ, то методом вычитания мы получаем провалы в тех местах, где должен быть подъем и как раз этот звук нам не нравится, кажется скучным и каким-то кривым. То есть АЧХ наушников (особенно внутриканальных) и должна иметь V-образную форму просто в силу того, что мы человеческие существа.

При этом есть спорные вопросы о точном значении амплитуд, поскольку все мы очень разные: с возрастом чувствительно высоких частот падает, но возрастают габариты тела, да и кожа меняет упругость. Оттого реализаций настройки АЧХ превеликое множество, но все они плюс-минус дают нам ту самую V-образную форму.

Ну и не забываем о адаптивной природе нашего слуха. Привыкнуть можно к чему угодно, особенно, если не с чем сравнивать. И есть еще одна тонкость, связанная с физическими характеристиками излучателей, которые иногда просто необходимо корректировать за счет настройки АЧХ.

То есть АЧХ может иметь странную форму не потому, что производитель дилетант, а потому, что он знает характеристики использованных им драйверов и пытается с этим всем работать. Примеры посредственных наушников с идеальной АЧХ я встречаю практически каждый день.

В качестве украшательства используются только пик на 3 кГц и условные 8 кГц. Первое значение очень важно для нас, поскольку на этой частоте концентрируются звуки нашей сигнальной системы, потому её выделение кажется нам комфортным, а 8 кГц просто подчеркивают четкость звука, чуть-чуть улучшая его разборчивость. Вот собственно и всё.

То есть, основные моменты настройки АЧХ для наушников — это подъем низких частот, выделение областей на 3 и 5 кГц, а также акцент на 8 кГц. Для внутриканальных наушников все это обязательно, а вот в полноразмерных, из-за массивных и очень быстрых отражений, график может получить куда более сложную форму, с кучей пиков и провалов.

Оттого, если говорить, о правильном звучании, то оно куда лучше во внутриканальных наушниках, чем в полноразмерных. Хотя, конечно, и использует усредненные, отличающиеся от наших, параметры тела.

Для профессионалов уточню, что для простоты мы считали, что акустическая система находится в идеальной комнате и не имеет отражений, а также пренебрегли взаимопроникновением каналов, которое, в случае акустических систем, совершенно неизбежно и как класс отсутствует у любых наушников.

Надеюсь я помог вам разобраться в этом, прямо скажем, не очень сложном, но сверх важном вопросе. Всем хорошего звука!