Att bli bekant med frekvenser, frekvensspektrum och frekvenssvar är ett baslinjeljudkoncept. Frekvens spelar en roll i varje del av inspelnings-, mixnings- och masteringprocesserna. Det är avgörande för levande ljudförstärkning, integrerad i musikaliska noter och tonhöjd, och berättar till och med lite om vetenskapen om ljud och hur akustiska vågor utbreder sig. Många av oss har åtminstone en rudimentär förståelse om vi någonsin har justerat equalizern på en stereo, så det är vanligtvis inte ett helt främmande koncept. Parametrar som bas, mellan och diskant använder sig av frekvensspektrum och frekvenssvar. Om du tänker dyka längre in i ljud, förstå frekvensrespons på ett djupare plan är viktigt.
Vad är Frequency Response?
Frekvenssvar hänvisar till hur en ljudutrustning återger ljud för inspelning eller uppspelning. Detta inkluderar hur mycket av det faktiska frekvensspektrumet det täcker, såväl som de relativa volymnivåerna för dessa frekvenser vid olika punkter i spektrumet. Detta mäts i ± decibel (dB) med 0dB som referens.
Ett frekvenssvar i full frekvens i ljud är 20 Hz till 20 000 Hz (eller 20 kHz). Detta råkar bara vara hela utbudet av mänsklig hörsel. Allt över eller under det intervallet kan existera, det kommer bara inte att vara märkbart för människor. Hundar kan höra upp till 40 000 Hz!
I proffsljud hittar du vanligtvis mätningar av frekvenssvar som ingår i mikrofoner, hörlurar och högtalare. Frekvensgång är också ett viktigt begrepp inom akustik. Den kan berätta för oss hur vissa rum förstärker eller accentuerar specifika frekvenser baserat på rummets dimensioner.
Du kan ibland höra "frekvenssvar" användas omväxlande med "frekvensinnehåll". Det senare hänvisar mer exakt till frekvenserna i en inspelad signal, eller klangfärgen hos en röst, ett instrument eller ett ljud.
Varför är frekvensrespons viktigt?
Ljudtekniker måste förstå frekvensresponsen så att de kan agera därefter för bästa möjliga ljudkvalitet. En bra inspelnings- eller liveljudtekniker kan bestämma den lämpligaste mikrofonen att använda på en ljudkälla bara genom att förstå grunderna för frekvensrespons.
Till exempel, om en ingenjör mikar i en trumpet, är dess frekvensinnehåll ljust, på gränsen till hård. De skulle normalt inte vilja para ihop den med en mikrofon vars frekvenssvar inkluderar en förstärkt high-end. Istället skulle de välja en mikrofon med ett mjukare frekvenssvar. Detta kan inkludera en avrullad topp som minskar ljusstyrkan totalt.
Samma koncept gäller vid blandningsstadiet. Att mixa frekvenserna för flera instrument innebär att hantera low-end, hålla mellanregistret definierat utan att vara hårt, och inkludera tillräckligt med high-end för att låta klart utan att vara gäll. Allt är en balansgång där frekvensinnehåll – bland många andra faktorer som volym, panorering, rumslig dimension med mera – spelar en betydande roll.
När det kommer till musiker och musikteori har de specifika tonerna de spelar en motsvarande frekvens. Till exempel har Middle C på ett piano en mätbar frekvens på 262 Hz, medan A ovanför mitten C, som används som stämningsreferens, har en frekvens på 440 Hz. Musikteorin säger oss också att en fördubbling av en frekvens ger oss samma ton en oktav högre. Att halvera en frekvens ger oss samma ton en oktav lägre (t.ex. 880 Hz är en oktav över 440 Hz; 220 Hz är en oktav under; de är alla som i olika register).
Hur frekvensrespons mäts
Ljud består av akustisk energi (d.v.s. vågor) som strålar ut genom luften. Vi mäter hastigheten för dessa vågor i cykler per sekund, eller Hertz (Hz), som vi nämnde tidigare. Ju färre cykler en våg slutför per sekund, desto lägre blir tonen eller frekvensen. Högre tonhöjder rör sig otroligt snabbt, som fallet med en 20 000 Hz-våg som slutför 20 000 cykler varje sekund. När vi tittar på ett frekvenssvarsdiagram från 20 till 20 är 20 Hz en låg ton och 20 kHz är en hög ton.
När det gäller frekvensrespons för proffsljudutrustning använder tillverkare specialiserade instrument och tester för att mäta frekvensresponsen för deras utrustning. De plottar sedan resultaten på ett diagram som visar frekvens i Hz på X-axeln och nivå i dB på Y-axeln. Den visar oss frekvensintervallet utöver volymen av dessa frekvenser över hela spektrumet som värden över eller under 0dB.
Vid inspelning och mixning har många EQ-plugins en spektrumanalysator i realtid som visar frekvensinnehållet i en signal, så ingenjörer har en visuell referens att referera till när de utjämnar efter smak.
Vad är ett bra frekvenssvar?
Denna skärmdump simulerar, med hjälp av EQ, hur en frekvenssvarsgraf från utrustning kan se ut. 0dB på ett frekvenssvarsdiagram anses vara det perfekta värdet. Varje form av avvikelse över eller under 0dB är inte ett direkt fel, utan en färgstark egenhet hos den givna utrustningen eller signalen. Plus eller minus 1dB är en märkbar men mycket subtil avvikelse, medan ± 3dB är mer märkbar men fortfarande inom rimliga gränser. Högre värden, som stora toppar och fall, kan orsaka problem på uppspelningsenheter om ingenjören inte kompenserar för dem i mixen.
Dessutom är ett "bra" svar för hörlurar eller högtalare annorlunda än ett "bra" svar för en mikrofon. När du kritiskt lyssnar medan du mixar eller masterar, skulle du helst ha hörlurar eller högtalare med så lite variation som möjligt. Således är ett frekvenssvar angivet som 20 Hz - 20 kHz ± 3dB ganska bra - det anger att det inte finns någon större topp eller dipp än 3dB för någon frekvens över hela spektrumet. Å andra sidan gillar folk färgglada mikrofoner med utmärkande ljudegenskaper. En stor ökning på +6 dB vid 10 kHz kan ge gnistan och luft till en annars tråkig ljudkälla.
Flat vs. Shaped Frequency Response
Flat frekvenssvar
Ettplatt frekvenssvar betyder att kurvan är en relativt rak linje på en frekvenssvarsgraf. Det finns inga stora toppar eller fall där en grupp av frekvenser blir väldigt höga eller väldigt tysta. Det finns inget sådant som perfekt, men minimal avvikelse över eller under 0dB anses vara platt. En mikrofon med platt frekvenssvar betyder att den kommer att göra ett bra jobb som representerar källan naturligt, precis som den är. Ett par hörlurar eller högtalare med platt respons säkerställer att du kan lyssna på en mix precis som den är också.
Böjt frekvenssvar
Om något har ett böjt frekvenssvar , betyder det att det sannolikt finns stora toppar eller fall i vissa frekvensområden. Du kan ha en stor low-end roll-off som liknar ett högpassfilter, där low-end frekvenserna inte blir "platta" eller når 0dB, förrän 50 Hz eller högre. Du kan också se förstärkningar i närvaroområdet runt 6 kHz, till exempel. Mikrofoner med böjd respons har det oftast av estetiska eller praktiska skäl. En basavrullning nära 50 Hz minskar ljud från mikrofonhantering, oönskat mullrande och plosiver.
På dynamiska mikrofoner kan det också hjälpa till att mildra närhetseffekten – en onaturlig basförstärkning som uppstår ju närmare mikrofonen är ljudkällan. Du kanske också upptäcker att ett lite hypat mellanregister på en mikrofon kan hjälpa sång eller gitarr att skära igenom en mix, och en topp mellan 8 och 12 kHz kan öppna toppen. Hörlurar och högtalare med böjd respons är där ingenjörer kan hamna i problem. Om du mixar ett spår i hörlurar med en stor low-end-boost, kan du oavsiktligt sluta med att klippa för mycket bas från själva mixen för att kompensera. Resultatet är en mix som inte översätts till andra uppspelningssystem.
Konsumenthörlurar eller högtalare, å andra sidan, drar nytta av böjda frekvenssvar. Det är vanligt att se en basförstärkning och en diskantförstärkning på dessa typer av produkter, eftersom det kan smickra låten. Inte bara det, utan det är roligare att lyssna på!
Frekvenssvar:Vanliga frågor
Är frekvensgången 20kHz bra?
20 Hz till 20 kHz är exceptionellt. Det står för hela området för mänsklig hörsel. Var bara medveten om en produkts ± variation, och ta en titt på frekvenssvarsgrafen själv om du kan. Det kommer att avslöja mer detaljer om den faktiska ljudåtergivningen.
Hur många Hz ska en normal person höra?
Den genomsnittliga personen hör faktiskt inte 20 till 20 med perfekt noggrannhet. Med ålder och oundviklig hörselnedsättning minskar en persons avancerade uppfattning drastiskt över tiden. Någon i 20-årsåldern som har sett några konserter kanske bara hör upp till 16 eller 17 kHz. En medelålders person kan ha turen att komma till 13 eller 14 kHz, vilket gradvis minskar med tiden.
Vad är en bra frekvensgång för bas?
Sub-basfrekvenserna sträcker sig från cirka 20 till 60 Hz, med huvuddelen av de märkbara låga frekvenserna mellan 60 och 250 Hz.
Slutsats
Som du kan se finns frekvenssvar överallt när det kommer till ljud. Det avgör vad vi kan spela in, vad vi hör när vi har spelat in det och hur något översätts när det har lämnat studion och spelat upp på olika system och enheter. Frekvenser representerar olika toner och tonhöjder i musik. De representerar också allmänna zoner när det gäller utjämning och blandning. Dessa inkluderar subbas, bas, lågt mellanregister, mellanregister, övre mellanregister, närvaro och briljans (eller luft). Hur som helst är frekvens ryggraden i allt ljud, och ett oumbärligt koncept att lära sig när man arbetar med ljud oavsett kapacitet.
Max McAllister
Max McAllister är en Los Angeles-baserad inspelnings-/mixingenjör och bloggare. Hans arbete har varit med på ett Billboard #1 Hip-Hop Album, och han har vunnit ett kollektivt TEC Award i Audio Education Technology för sina insatser i Produce Like A Pro-teamet. Utanför musik tycker Max om att spela och rota efter Lakers.