frequency response explained

熟悉频率、频谱和频率响应是一个基本的音频概念。频率在录音、混音和母带制作过程的每一个环节中都扮演着重要的角色。它是现场扩声的关键,是音符和音高的组成部分,甚至告诉我们一些关于声音科学和声波传播的知识。如果我们曾经调整过立体声的均衡器,我们中的许多人至少有一个基本的了解,所以它通常不是一个完全陌生的概念。低音、中音和高音等参数都利用了频谱和频率响应。如果你打算进一步钻研音频,理解录放幅频响应在更深层次上是至关重要的。

什么是频率响应?

频率响应是指一件音频设备如何再现声音以进行录制或回放。这包括它覆盖了多少实际频谱,以及这些频率在频谱中不同点的相对音量。这是以0dB为基准,用分贝(dB)来衡量的。

音频的全范围频率响应为20 Hz至20,000 Hz(或20 kHz)。这恰好是人类听觉的全部范围。任何高于或低于这个范围的东西都可以存在,只是人们察觉不到而已。狗能听到高达40000赫兹的声音!

在专业音频中,您通常会发现麦克风、耳机和扬声器都包含频率响应测量。频率响应也是声学中的一个重要概念。它可以告诉我们某些房间是如何根据空间的尺寸来增强或强调特定频率的。

你有时可能会听到“频率响应”与“频率内容”互换使用后者更准确地指的是包含在录制信号中的频率,或嗓音、乐器或声音的音色。

为什么频率响应很重要?

音频工程师必须了解频率响应,以便能够采取相应措施,获得最佳音质。一名优秀的录音或现场录音师只需了解频率响应的基本知识,就能决定声源上最合适的话筒。

例如,如果一个工程师正在用麦克风吹小号,它的频率成分是明亮的,近乎刺耳。他们通常不希望将其与频率响应包括增强高端的麦克风配对。相反,他们会选择频率响应更柔和的麦克风。这可能包括完全降低亮度的滚降顶端。

相同的概念适用于混合阶段。混合多种乐器的频率涉及管理低端,保持中音清晰而不刺耳,并包括足够的高端,以使声音清晰而不刺耳。这是一种平衡行为,其中频率内容(以及音量、声相、空间维度等许多其他因素)起着重要作用。

说到音乐家和乐理,他们演奏的特定音符都有相应的频率。例如,钢琴上的中间C具有262 Hz的可测频率,而中间C之上的A(用作调音参考)具有440 Hz的频率。音乐理论还告诉我们,频率加倍会让同一个音符高一个八度。将频率减半会使相同的音符降低一个八度(例如,880 Hz是高于440 Hz的八度;220 Hz低一个八度;它们都在不同的寄存器中)。

如何测量频率响应

声音由通过空气辐射的声能(即波)组成。正如我们前面提到的,我们用每秒周期数或赫兹(Hz)来测量这些波的速度。波每秒完成的周期越少,音调或频率越低。更高的音高移动速度令人难以置信,例如20,000 Hz的波每秒完成20,000个周期。当我们查看20至20的频率响应图时,20 Hz是低音,20 kHz是高音。

在专业音频设备的频率响应方面,制造商使用专门的仪器和测试来测量其设备的频率响应。然后,他们将结果绘制在一张图表上,X轴显示频率,单位为赫兹,Y轴显示音量,单位为分贝。它显示了频率范围,以及频谱中高于或低于0dB的那些频率的音量。

在录音和混音中,许多EQ插件都有一个实时频谱分析仪,可以显示信号的频率内容,因此工程师在根据口味进行均衡时可以有一个直观的参考。

什么是好的频率响应? 

这张截图使用EQ模拟了设备的频率响应图。

频率响应图上的0dB被认为是理想值。任何高于或低于0dB的偏差都不是一个明显的缺陷,而是给定设备或信号的一个丰富多彩的怪癖。正负1dB是可察觉但非常细微的偏差,而3dB更明显但仍在合理范围内。较高的值,如大的峰值和谷值,如果工程师没有在混音中对它们进行补偿,可能会导致回放设备出现问题。

此外,耳机或扬声器的“良好”响应不同于麦克风的“良好”响应。当您在混音或母带制作时进行批判性聆听时,您最好使用变化尽可能小的耳机或扬声器。因此,20Hz–20 kHz±3dB的频率响应相当不错,说明在整个频谱范围内,任何频率的峰值或谷值都不会超过3dB。另一方面,人们喜欢色彩鲜艳的麦克风,具有卓越的声音特性。在10 kHz时大幅度提升+ 6dB可以为原本沉闷的声源增加火花和空气。

平坦与整形频率响应

平坦频率响应

A平坦频率响应意味着曲线在频率响应图上是一条相对直的线。没有一组频率变得非常响亮或非常安静的主要峰值或谷值。完美是不存在的,但高于或低于0dB的最小偏差被认为是平坦的。具有平坦频率响应的麦克风意味着它能够很好地自然呈现声源,就像它本来的样子。一副响应平坦的耳机或扬声器可确保您也能听到真实的混音。

弯曲频率响应

如果某物有一个弯曲频率响应这意味着在某些频率区域可能有大的峰值或谷值。您可以有一个类似高通滤波器的大的低端滚降,其中低端频率不会变得“平坦”,或达到0dB,直到50 Hz或更高。例如,您还可以在6 kHz左右的存在感区域看到增强。出于美观或实用的原因,弯曲响应话筒通常都有。接近50 Hz的低音滚降可降低话筒操作噪音、不必要的隆隆声和爆破声。

在动态麦克风,它还有助于减轻邻近效应,即麦克风越靠近声源,低音增强越不自然。你可能还会发现,麦克风上稍微夸张的中音可以帮助人声或吉他穿过混音,8到12 kHz之间的峰值可以打开顶部。具有弯曲响应的耳机和扬声器是工程师可能会遇到麻烦的地方。如果你在耳机上用大的低音增强混音一个音轨,你可能会不经意地从混音中去掉太多的低音来补偿。结果是混音无法转换到其他回放系统。

另一方面,消费者耳机或扬声器受益于弯曲的频率响应。打开低音增强和高音增强是很常见的这些类型的产品,因为这样可以奉承宋。不仅如此,听起来更有趣!

 频率响应:常见问题

频率响应20kHz好吗?

20 Hz至20 kHz是例外。它涵盖了人类听觉的全部范围。注意产品的变化,如果可以的话,自己看看频率响应图。这将揭示实际声音再现的更多细节。

正常人应该听到多少赫兹?

一般人实际上并不能完全准确地听到20到20。随着年龄和不可避免的听力损失,一个人的高端感知随着时间的推移急剧下降。看过几场音乐会的20多岁的人可能只能听到16或17千赫。一个中年人可能会幸运地达到13或14 kHz,随着时间的推移逐渐降低。

什么是好的低音频率响应?

次低音频率范围约为20至60赫兹,大部分可感知的低端频率在60至250赫兹之间。

结论

如您所见,频率响应为到处说到音频。它决定了我们能够录制什么,一旦我们录制了它,我们会听到什么,以及一旦它离开演播室并在不同的系统和设备上播放,它会如何翻译。频率代表音乐中不同的音符和音高。在均衡和混音方面,它们也代表了一般区域。这些包括次低音、低音、低中音、中音、高中音、现场感和亮度(或空气)。在任何情况下,频率都是所有音频的支柱,也是以任何方式处理声音时不可或缺的概念。

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