Что такое высокие частоты

СОДЕРЖАНИЕ

Характеристики распространения

В любой момент времени для данного «пропущенного» пути связи между двумя точками частоты, на которых возможна связь, задаются этими параметрами.

Максимальная полезная частота регулярно опускается ниже 10 МГц в темноте в течение зимних месяцев, а летом, при дневном свете, она может легко превышать 30 МГц. Это зависит от угла падения волн; он самый низкий, когда волны направлены прямо вверх, и выше при менее острых углах. Это означает, что на больших расстояниях, где волны касаются ионосферы под очень острым углом, МПЧ может быть намного выше. Самая низкая используемая частота зависит от поглощения в нижнем слое ионосферы (D-слой). Это поглощение сильнее на низких частотах, а также сильнее при повышенной солнечной активности (например, при дневном свете); полное поглощение часто происходит на частотах ниже 5 МГц в дневное время. Результатом этих двух факторов является то, что используемый спектр смещается в сторону более низких частот и в диапазон средних частот (MF) в течение зимних ночей, в то время как в полный летний день более высокие частоты, как правило, более пригодны для использования, часто в более низких диапазонах VHF. диапазон.

Использует

Основными пользователями высокочастотного спектра являются:

Верхняя часть HF (26,5-30 МГц) имеет много общих характеристик с нижней частью VHF. Части этого раздела, не предназначенные для любительского радио, используются для местной связи. К ним относятся радиостанции CB около 27 МГц, радиоканалы от студии к передатчику (STL), устройства радиоуправления для моделей и передатчики радиопейджинга.

Некоторые метки радиочастотной идентификации (RFID) используют HF. Эти теги обычно известны как HFID или HighFID (высокочастотная идентификация).

Антенны

Антенны для передачи ионосферных волн обычно изготавливаются из горизонтальных диполей или петель с нижним питанием, которые излучают горизонтально поляризованные волны. Предпочтение передачи с горизонтальной поляризацией объясняется тем, что (приблизительно) только половина мощности сигнала, передаваемого антенной, проходит прямо в небо; примерно половина движется вниз к земле и должна «подпрыгивать» в небе. Для частот в верхнем ВЧ диапазоне земля лучше отражает горизонтально поляризованные волны и лучше поглощает мощность вертикально поляризованных волн. Эффект ослабевает с увеличением длины волны.

Источник

Теория радиоволн: ликбез

Думаю все крутили ручку радиоприемника, переключая между «УКВ», «ДВ», «СВ» и слышали шипение из динамиков.
Но кроме расшифровки сокращений, не все понимают, что скрывается за этими буквами.
Давайте ближе познакомимся с теорией радиоволн.

Радиоволна

Длина волны(λ) — это расстояние между соседними гребнями волны.
Амплитуда(а) — максимальное отклонения от среднего значения при колебательном движении.
Период(T) — время одного полного колебательного движения
Частота(v) — количество полных периодов в секунду

Существует формула, позволяющая определять длину волны по частоте:

Где: длина волны(м) равна отношению скорости света(км/ч) к частоте (кГц)

«УКВ», «ДВ», «СВ»

Сверхдлинные волны — v = 3—30 кГц (λ = 10—100 км).
Имеют свойство проникать вглубь толщи воды до 20 м и в связи с этим применяются для связи с подводными лодками, причем, лодке не обязательно всплывать на эту глубину, достаточно выкинуть радио буй до этого уровня.
Эти волны могут распространяться вплоть до огибания земли, расстояние между земной поверхностью и ионосферой, представляет для них «волновод», по которому они беспрепятственно распространяются.

Длинные волны(ДВ) v = 150—450 кГц (λ = 2000—670 м).

Этот тип радиоволны обладает свойством огибать препятствия, используется для связи на большие расстояния. Также обладает слабой проникающей способностью, так что если у вас нет выносной антенны, вам вряд ли удастся поймать какую-либо радиостанцию.

Средние волны (СВ) v = 500—1600 кГц (λ = 600—190 м).

Эти радиоволны хорошо отражаются от ионосферы, находящейся на расстоянии 100-450 км над поверхностью земли.Особенность этих волн в том, что в дневное время они поглощаются ионосферой и эффекта отражения не происходит. Этот эффект используется практически, для связи, обычно на несколько сотен километров в ночное время.

Короткие волны (КВ) v= 3—30 МГц (λ = 100—10 м).

Подобно средним волнам, хорошо отражаются от ионосферы, но в отличии от них, не зависимо от времени суток. Могут распространяться на большие расстояния(несколько тысяч км) за счет пере отражений от ионосферы и поверхности земли, такое распространение называют скачковым. Передатчиков большой мощности для этого не требуется.

Ультракороткие Волны(УКВ) v = 30 МГц — 300 МГц (λ = 10—1 м).

Эти волны могут огибать препятствия размером в несколько метров, а также имеют хорошую проникающую способность. За счет таких свойств, этот диапазон широко используется для радио трансляций. Недостатком является их сравнительно быстрое затухание при встрече с препятствиями.
Существует формула, которая позволяет рассчитать дальность связи в УКВ диапазоне:

Так к примеру при радиотрансляции с останкинской телебашни высотой 500 м на приемную антенну высотой 10 м, дальность связи при условии прямой видимости составит около 100 км.

Высокие частоты (ВЧ-сантиметровый диапазон) v = 300 МГц — 3 ГГц (λ = 1—0,1 м).
Не огибают препятствия и имеют хорошую проникающую способность. Используются в сетях сотовой связи и wi-fi сетях.
Еще одной интересной особенностью волн этого диапазона, является то, что молекулы воды, способны максимально поглощать их энергию и преобразовывать ее в тепловую. Этот эффект используется в микроволновых печах.
Как видите, wi-fi оборудование и микроволновые печи работают в одном диапазоне и могут воздействовать на воду, поэтому, спать в обнимку с wi-fi роутером, длительное время не стоит.

Крайне высокие частоты (КВЧ-миллиметровый диапазон) v = 3 ГГц — 30 ГГц (λ = 0,1—0,01 м).
Отражаются практически всеми препятствиями, свободно проникают через ионосферу. За счет своих свойств используются в космической связи.

AM — FM

Зачастую, приемные устройства имеют положения переключателей am-fm, что же это такое:

AM — амплитудная модуляция

Это изменение амплитуды несущей частоты под действием кодирующего колебания, к примеру голоса из микрофона.
АМ — первый вид модуляции придуманный человеком. Из недостатков, как и любой аналоговый вид модуляции, имеет низкую помехоустойчивость.

FM — частотная модуляция

Это изменение несущей частоты под воздействие кодирующего колебания.
Хотя, это тоже аналоговый вид модуляции, но он имеет более высокую помехоустойчивость чем АМ и поэтому широко применяется в звуковом сопровождении ТВ трансляций и УКВ вещании.

На самом деле у описанных видом модуляции есть подвиды, но их описание не входит в материал данной статьи.

Еще термины

Интерференция — в результате отражений волн от различных препятствий, волны складываются. В случае сложения в одинаковых фазах, амплитуда начальной волны может увеличиться, при сложении в противоположных фазах, амплитуда может уменьшиться вплоть до нуля.
Это явление более всего проявляется при приеме УКВ ЧМ и ТВ сигнала.

Поэтому, к примеру внутри помещения качество приема на комнатную антенну ТВ сильно «плавает».

Дифракция — явление, возникающее при встрече радиоволны с препятствиями, в результате чего, волна может менять амплитуду, фазу и направление.
Данное явление объясняет связь на КВ и СВ через ионосферу, когда волна отражается от различных неоднородностей и заряженных частиц и тем самым, меняет направление распространения.
Этим же явлением объясняется способность радиоволн распространяться без прямой видимости, огибая земную поверхность. Для этого длина волны должна быть соразмерна препятствию.

Источник

Учите язык хорошего звука

Если вы любите музыку, вы любите хороший звук. Вы знаете, когда слышите хорошее звучание. Так зачем же учиться описывать это?

Когда вы знаете, как точно определить, что хорошо или что плохо в звуке аудиосистемы, у вас будет гораздо лучшее представление о том, как ее настроить. Знание того, на что обращать внимание, поможет вам отличить хорошие компоненты от обычных или переоцененных, когда вы покупаете новую систему. И вы почерпнете больше информации из отзывов о продуктах, которые вы прочитали, если сможете расшифровать жаргон, который используют некоторые профессиональные рецензенты.

Чтобы помочь вам расширить свой словарь hi-fi, мы рады представить следующую выдержку из Вводного руководства по высокопроизводительным аудиосистемам Роберта Харли, главного редактора журнала Absolute Sound.

Звуковые описания и их значения

Я замечаю это на собственном опыте, когда время от времени критически слушаю в своей комнате для прослушивания с посещающими его производителями и дизайнерами высококлассного оборудования, многие из которых являются высококвалифицированными слушателями. Несмотря на то, что мы разделяем много общего в определении того, что звучит хорошо, существует широкий спектр представлений о том, какие аспекты презентации наиболее важны.

Вы также должны знать, что записи, сделанные с помощью аудиофильных методов, сильнее раскрывают некоторые аспекты воспроизводимого звука, чем записи, сделанные для массового потребления. Например, запись классической музыки, сделанная в концертном зале с очень небольшим количеством микрофонов, простой путь прохождения сигнала и высококачественное записывающее оборудование, скорее всего, даст больше информации о динамике звучания компонента, чем поп-запись, сделанная в студии. Точно так же большинство записей массового рынка практически не имеют динамического диапазона, поэтому они звучат «хорошо» на 4-дюймовом автомобильном стереодинамике. По этим причинам некоторые звуковые термины, описанные в этой главе, в большей степени относятся к записям аудиофильного качества, чем к записям для массового рынка.

Также полезно понимать общие термины, которые описывают диапазон звуковых частот. Диапазон человеческого слуха, который охватывает десять октав от примерно 16 Гц (циклов в секунду) до 20000 Гц или 20 килогерц (20 кГц), можно разделить на конкретные области, описанные ниже. Обратите внимание, что эти подразделения несколько произвольны; Вы не можете сказать конкретно, что, например, нижние высокие частоты начинаются с 2000 Гц, а не 2500 Гц. Тем не менее, таблица дает приблизительное руководство для понимания взаимосвязи между частотными диапазонами и их описательными названиями.

Диапазоны частот

Это приблизительное руководство поможет вам понять следующие термины и определения. Полная характеристика того, как «звучит» продукт, будет включать аспекты каждого из следующих звуковых качеств.

Тональный Баланс

Общая перспектива

Термин «перспектива» описывает видимое расстояние между слушателем и музыкой. Перспектива в значительной степени зависит от записи (особенно расстояния между исполнителями и микрофонами), но на нее также влияют компоненты системы воспроизведения. Некоторые продукты продвигают презентацию вперед, к слушателю; другие звучат более отдаленно или непринужденно. Передовой продукт представляет музыку перед динамиками; непринужденный продукт заставляет музыку появляться немного позади динамиков. Иными словами, прямой продукт звучит так, как будто музыканты сделали несколько шагов к вам; непринужденный продукт создает впечатление, что музыканты сделали несколько шагов назад.

Продукты с прямой презентацией дают вам ощущение присутствия инструмента перед вами, но могут быстро устать. И наоборот, если презентация слишком непринужденная, музыка неповоротлива и ей не хватает непосредственности.

Непринужденная презентация приглашает слушателя, мягко втягивая ее вперед в музыку, позволяя исследовать ее тонкости. Это похоже на разницу между разговором с кем-то, кто агрессивен, сталкивается лицом к лицу и говорит слишком громко, по сравнению с тем, кто отступает, говоря тихо и спокойно.

Высокие частоты

Хорошие высокие частоты необходимы для качественного воспроизведения музыки. Фактически, многие отличные аудиопродукты не могут удовлетворить музыкально из-за плохих высоких частот. Характеристики высоких частот, которых мы хотим избежать, описываются терминами: яркий, кружащийся, вперед, агрессивный, жесткий, хрупкий, резкий, сухой, белый, отбеленный, проволочный, металлический, стерильный, аналитический, резкий и зернистый. Высокие проблемы распространены; посмотрите, сколько прилагательных мы используем для их описания.

Если у продукта слишком много видимых высоких частот, он завышает звуки, которые уже богат высокими частотами. Примерами являются чрезмерно подчеркнутые тарелки, чрезмерное шипение (s и sh звуки) в вокале и скрипке, которые звучат тонко. Продукт со слишком большим количеством видимых высоких частот называется ярким. Яркость заметна в области высоких частот, в основном между 3 кГц и 6 кГц. Яркость может быть вызвана повышением частотной характеристики громкоговорителей или плохим электронным дизайном. Многие проигрыватели компакт-дисков и транзисторные усилители, которые измерены как имеющие плоскую (точную) частотную характеристику, тем не менее добавляют заметность к высокочастотным частотам.

Термин Tizzy описывает слишком много верхних высоких частот (6 кГц-10 кГц), которые характеризуются как отбеливание высоких частот. Tizzy тарелки имеют акцент на верхних гармониках, шипение и воздух, который пронизывает основной звук тарелки. Tizziness дает тарелкам больше ssssss, чем sssshhhh звука.

Презентация будет лишена жизни, воздуха, открытости, расширения и ощущения пространства, если высокие частоты слишком мягкие.

Следующие термины, перечисленные в порядке возрастания величины, описывают хорошие характеристики высоких частот: гладкие, сладкие, мягкие, шелковистые, нежные, жидкие и пышные. Когда высокие частоты становятся чрезмерно гладкими, мы говорим, что они романтические, спущенные или сиропообразные. Высокие частоты, описанные как «гладкие, сладкие и шелковистые», дополняются; «Свернутый и сиропообразный» говорит о том, что этот компонент заходит слишком далеко в области высоких частот и поэтому окрашен. Свернутые и сиропообразные высокие частоты могут быть благословенным облегчением после прослушивания ярких, твердых и зернистых высоких частот, но в долгосрочной перспективе это не приносит музыкального удовлетворения. Такое представление имеет тенденцию становиться мягким, неповоротливым, медленным, толстым, закрытым и лишенным деталей. Все эти термины описывают эффекты высокочастотного представления, которое слишком ошибочно в сторону гладкости.

Середина

Дж. Гордон Холт, основатель журнала Stereophile и отец наблюдательной оценки звукового оборудования, однажды написал: «Если средние частоты не верны, ничто иное не имеет значения».

Короче говоря, если записи мужского голоса звучат монотонно, утомительно и резонансно, это, вероятно, является результатом пиков и провалов в частотной характеристике громкоговорителя. (Эти окраски наиболее заметны на мужском голосе при прослушивании только одного громкоговорителя.)

Термины, описывающие низкую среднюю производительность, включают в себя пиковые, цветные, грудные, квадратные, носовые, перегруженные, хонкие и толстые. Chesty описывает окраску ниже среднего, которая заставляет вокалистов звучать так, как будто у них простуда. Boxy относится к впечатлению, что звук исходит из коробки, а не существует в открытом космосе. Носовое обычно связано с избытком энергии, который охватывает узкий частотный диапазон, производя звук, похожий на разговор с зажатым носом. Хонки похож на носовой, но выше по частоте и охватывает более широкий частотный диапазон.

Как описано ранее в разделе «Перспектива», слишком большое количество энергии среднего уровня может сделать презентацию более впечатляющей и «перед вами». Широкий провал в отклике среднего диапазона (слишком мало энергии среднего диапазона в широком диапазоне частот) может создать впечатление большего расстояния между вами и презентацией.

При выборе громкоговорителей будьте особенно внимательны к описанным расцветкам среднего уровня. То, что является очень незначительной, даже едва заметной, проблемой, слышимой во время краткого прослушивания, может стать серьезным раздражителем при длительном прослушивании.

Предыдущие описания относятся в первую очередь к проблемам среднего уровня, возникающим в громкоговорителях. Расширение обсуждения для включения электроники (предусилители и усилители мощности) и компонентов источника (воспроизведение LP или цифровой источник) представляет различные аспекты производительности среднего уровня, о которых мы должны знать.

Термин «зернистый», введенный в описании тройных задач, также относится к средним частотам. Фактически, среднечастотное зерно может быть более нежелательным, чем тройное зерно. Среднечастотное зерно характеризуется грубостью инструментальных и вокальных текстур; текстура инструмента скорее зернистая, чем гладкая.

Текстуры среднего уровня также могут звучать жестко и ломко. Жесткие текстуры очевидны на массивных голосах; хор звучит как стеклянный, блестящий и синтетический. Эта проблема усугубляется с увеличением громкости хора. На низких уровнях вы можете не слышать этих проблем. Но по мере увеличения хора звук становится жестким и раздражающим. Пианино также очень хорошо раскрывает твердые среднечастотные текстуры, более высокие ноты звучат раздражающе хрупко. Когда в среднем диапазоне отсутствуют эти неприятные артефакты, мы говорим, что текстуры жидкие, гладкие, сладкие, бархатистые и пышные.

Басовое звучание является наиболее неправильно понятым аспектом воспроизводимого звука, как среди широкой публики, так и среди любителей hi-fi. Считается, что чем больше басов, тем лучше. Это отражено в рекламе «сабвуферов», которые обещают «ошеломляющий бас» и способность «греметь в штанинах и оглушать маленьких животных». Конечным выражением этой извращенности являются бум-фургоны, которые имеют абсурдное количество чрезвычайно плохого воспроизведения баса.

Но мы хотим знать, как продукт воспроизводит музыку, а не землетрясения. Для меломана важно не количество баса, а качество этого баса. Мы не просто хотим физического ощущения, которое дает бас; мы хотим услышать тонкость и нюанс. Мы хотим услышать точную высоту звука, отсутствие окраски и резкую атаку сорванных акустических басов. Мы хотим услышать каждую ноту и нюанс в быстрой, запутанной игре на басу, а не в запутанном реве. Если Рэй Браун, Стэнли Кларк, Джон Патитуччи, Дейв ЛаРю, Дэйв Холланд или Эдди Гомес работают, мы хотим точно услышать, что они делают. На самом деле, если бас плохо воспроизводится, мы бы вообще не слышали много баса.

Мы не просто хотим физического ощущения, которое дает бас; мы хотим услышать тонкость и нюанс.

Правильное воспроизведение басов необходимо для полноценного воспроизведения музыки. Низкие частоты составляют тональную основу музыки и ритмический якорь. К сожалению, басы трудно воспроизводить, будь то компоненты источника, усилители мощности или, особенно, громкоговорители и помещения.

Возможно, самой распространенной проблемой басов является отсутствие определения высоты тона или артикуляции. Эти два термина описывают способность слышать бас как отдельные ноты, каждая из которых имеет атаку, затухание и определенную высоту звука. Вы должны услышать текстуру баса, будь то звучный резонанс изогнутого контрабаса или уникальный характер Fender Precision. Низкие частоты содержат удивительное количество деталей при правильном воспроизведении.

Система или компонент, обладающий отличной динамикой низких частот, обеспечит ощущение внезапного удара и взрывной силы. Бас-барабан выпрыгнет из презентации с поразительной силой. Динамическая огибающая акустических или электрических басов точно передается, позволяя музыке наполниться ритмичным выражением. Мы называем эти компоненты ударными и используем термины «удар» и «удар» для описания хорошей динамики баса.

Звуковая сцена

Звуковая сцена создается в мозгу разностями времени и амплитуды, закодированными в двух аудиоканалах. Когда вы слышите инструментальные изображения в правой задней части звуковой сцены, ухо / мозг синтезирует эти слуховые изображения, обрабатывая немного различную информацию в двух сигналах, поступающих на ваши уши. Зрительное восприятие работает точно так же: на сетчатке нет информации о глубине; Ваш мозг экстраполирует вид глубины из различий между двумя плоскими изображениями.

Аудио компоненты сильно различаются по своим способностям представлять эти пространственные аспекты музыки. Некоторые продукты уменьшают ширину звуковой сцены и сокращают впечатление от глубины. Другие раскрывают славу полностью развитой звуковой сцены. Я считаю, что хорошее звуковое представление имеет решающее значение для удовлетворения музыкального воспроизведения. К сожалению, многие продукты разрушают или ухудшают тонкие сигналы, которые обеспечивают звучание.

Иллюзии глубины звуковой сцены помогает разрешение пространственных сигналов низкого уровня, таких как отражения в зале и реверберация. В частности, затухание реверберации после громкого климакса с последующим отдыхом помогает определить акустическое пространство. Громкий сигнал похож на вспышку света в темной комнате; пространство мгновенно освещается, что позволяет увидеть его размеры и характеристики.

Теперь, когда мы рассмотрели пространство и глубину, давайте обсудим, как инструментальные изображения появляются в этом пространстве. Изображения должны занимать определенную пространственную позицию в звуковой сцене. Например, звук фагота должен исходить из определенной точки пространства, а не как размытое изображение без границ. То же самое можно сказать о гитаре, фортепиано, саксофоне или любом другом инструменте в любой музыке. Ведущий вокал должен выглядеть как плотная, компактная, определяемая точка в пространстве точно между динамиками.

Термины, которые описывают четко определенную звуковую сцену, сфокусированы, плотны, очерчены и резки. Специфичность изображения также описывает жесткий фокус изображения и точную пространственную точность. Плохо определенная звуковая сцена описывается как гомогенизированная, размытая, запутанная, перегруженная, плотная и лишенная фокуса.

Некоторые продукты производят кристально чистую, прозрачную звуковую сцену, которая позволяет слушателю слышать все, что находится в задней части зала. Такая прозрачная звуковая сцена имеет живую непосредственность, которая делает каждую деталь отчетливо слышимой. И наоборот, непрозрачная звуковая сцена является толстой или темной, с меньшим количеством иллюзии «видения» в космос. Завеса часто используется для описания отсутствия прозрачности.

Наконец, превосходное звуковое сопровождение является относительно хрупким. Вам нужно сидеть прямо между динамиками, и каждый компонент в цепочке воспроизведения должен быть высокого качества. Звуковое сопровождение легко разрушается некачественными компонентами, плохой комнатой для прослушивания или плохим расположением громкоговорителей. Это не значит, что вы должны потратить целое состояние, чтобы получить хорошую сцену; многие продукты с очень низкой себестоимостью делают это хорошо, но найти такие сделки гораздо сложнее.

Динамика

Динамический диапазон аудиосистемы не в том, насколько громко она будет воспроизводиться, а в разнице в уровне между самыми тихими и самыми громкими звуками, которые система может воспроизводить. Технически это часто определяется как разница между уровнем шума компонента и его максимальным выходным уровнем. Симфонический оркестр имеет динамический диапазон около 100 децибел, или дБ; Динамический диапазон типичной рок-записи составляет около 10 дБ. Другими словами, сравнительно говоря, рок-группа всегда громкая; у него небольшой динамический диапазон.

Лучшие продукты покажут все сигналы низкого уровня, которые делают музыку интересной и захватывающей, но не так, чтобы это приводило к усталости при прослушивании.

Но только то, что компонент или система может воспроизводить громкие и тихие уровни, не обязательно означает, что они имеют хорошую динамику. Мы ищем более широкий динамический диапазон. Система должна быть способна выражать прекрасные градации динамики, а не только громкие и мягкие. Поскольку музыка изменяется по уровню (что, за исключением многих рок-записей, она делает большую часть времени), вы должны слышать изменения громкости вдоль плавного континуума, а не резких скачков уровней.

Детальность

Деталь относится к небольшим или низкоуровневым компонентам музыкальной презентации. Тонкая внутренняя структура тембра инструмента является одним из видов деталей. Термин также связан с переходными звуками (с внезапной атакой) на любом уровне, например, с помощью ударных инструментов. Система воспроизведения с хорошим разрешением деталей будет влиять на музыку в том смысле, что происходит просто больше музыки.

Компоненты, которые ошибаются в противоположном направлении, не имеют этого травленого и аналитического качества, но они также не разрешают всю музыкальную информацию в записи. Эти компоненты описаны как чрезмерно гладкие или имеющие низкое разрешение. Они имеют тенденцию делать музыку мягкой, удаляя части сигнала, необходимые для реалистичного воспроизведения. Эти компоненты не приковывают ваше внимание к музыке; они непривлекательны и скучны. Вы не оскорблены презентацией, как аналитическая система, но чего-то не хватает, что вам нужно для музыкального удовлетворения.

Музыкальность

Источник