درک داده‌های صوتی اسپیکر و هدفون

بررسی و درک داده‌های صوتی اسپیکر و هدفون

در این مقاله به درک داده‌های صوتی اسپیکر و هدفون  میپردازیم. راهنمای تفسیر نمودار هدفون و اسپیکر بر اساس داده‌های اندازه‌گیری‌شده، به شما در مقایسه محصولات و تصمیم‌گیری آگاهانه کمک میکند. وقتی داده‌های اندازه‌گیری‌شده ارائه میشوند، تلاش بر این است که تا حد امکان زیبا و قابل‌فهم باشید. اما همه نمی‌دانند چگونه یک نمودار پاسخ فرکانسی را بخوانند یا خطوط مختلف آن چه معنایی دارند.

در این مقاله به این موضوع میپردازیم. هنگام مطالعه بررسی‌های هدفون، اسپیکر یا میکروفون، اغلب با نمودارهایی مواجه می‌شوید که ممکن است کمی گیج‌کننده باشید و اصطلاحاتی مانند «پاسخ فرکانسی»، حساسیت یا «میرایی» (attenuation) در آن‌ها به کار رفته باشد. این شاخص‌های عملکرد معمولاً در متن بررسی توضیح داده میشوند، زیرا بهترین راه برای یافتن محصول مناسب، داشتن تمام اطلاعات است. اما اگر می‌خواهید خودتان نمودارها را بخوانید، چه نمودارهای ما و چه نمودارهای تولیدکننده، به کمی دانش نیاز دارید.

یادداشت ویراستار: این مقاله در تاریخ ۲۷ نوامبر ۲۰۲۵ برای انعکاس نمودارهای جدید پاسخ فرکانسی، در ۲۹ آوریل ۲۰۲۵ برای به‌روزرسانی قالب‌بندی و در ۱۵ ژوئن ۲۰۲۱ برای معرفی تنظیمات تست جدید به‌روزرسانی شده است.

دسی‌بل (Decibel) چیست؟

دسی‌بل برای بیان نسبت بین دو مقدار فیزیکی استفاده میشود، اما بیشتر در حوزه‌های الکتریکی و صوتی کاربرد دارد. برای هدفون، اسپیکر و سایر محصولات صوتی، دسی‌بل (dB) واحدی برای مشخص کردن خروجی صدا است. به‌عنوان مثال، 0dB(SPL) به‌سختی قابل شنیدن است، در حالی که 120dB(SPL) واقعاً به گوش شما آسیب می‌زند.

دلیل کارایی خوب این مقیاس برای صدا این است که دسی‌بل یک مقیاس لگاریتمی است که نحوه کار شنوایی ما را بسیار دقیق‌تر از یک مقیاس خطی منعکس میکند. طبق توصیه مراکز کنترل بیماری، بهتر است صدای موسیقی خود را زیر 85dB نگه دارید. هر دسی‌بل (dB) معادل یک‌دهم یک «بل» (B) است که از نام الکساندر گراهام بل، مخترع تلفن، گرفته شده است. تفاوت 1dB در بلندی صدا بین دو صوت، عموماً به‌عنوان کوچک‌ترین تفاوت قابل تشخیص توسط سیستم شنوایی ما در نظر گرفته میشود، اما این موضوع به چند عامل بستگی دارد و فرض بر این است که گوش‌های سالمی دارید.

سطح فشار صوتی (SPL) چیست؟

از آنجایی که صدا توسط افراد مختلف به‌طور متفاوتی درک میشود، به یک اندازه‌گیری عینی از سطح صدا نیاز داریم. این وظیفه بر عهدهٔ سطح فشار صوتی (SPL) است. سطح فشار صوتی (SPL)، سطح فشار یک صدا است که بر حسب دسی‌بل (dB) بیان میشود. همان‌طور که گفته شد، این یک نسبت است و در این مورد، نسبت فشار صوتی مطلق اندازه‌گیری‌شده به یک سطح مرجع از صدا در هوا است. فشار صوتی مرجع در هوا 0.00002 پاسکال است. به ازای هر 10dB افزایش در صدای موسیقی شما، بلندی آن تقریباً دو برابر به نظر میرسد.

اسپیکر دویاله مدل Phantom I 108 dB

630,000,000 تومان مشاهده و خرید

با استفاده از این سیستم، 0dB(SPL) آستانه شنوایی انسان در نظر گرفته میشود، در حالی که هر صدایی بالاتر از 130dB(SPL) دردناک خواهد بود و قطعاً منجر به آسیب دائمی میشود. مقدار حساسیت هدفون و اسپیکر تقریباً همیشه بر حسب dBSPL برای یک ورودی الکتریکی مشخص بیان میشود. مقادیر حساسیت میکروفون معمولاً به‌عنوان یک ولتاژ الکتریکی برای یک ورودی صوتی مشخص بر حسب dBSPL بیان میشوند.

چگونه یک نمودار ارزیابی کیفیت صوتی را بخوانیم؟

بیایید اجزای یک نمودار ارزیابی کیفی را بررسی کنیم:

• کیفیت طنین (Timbre): محصول با چه دقتی طیف فرکانس (تعادل تونال) و وضوح زمانی (اطلاعات زمان‌بندی) را پخش میکند.
• نویز (Distortion): میزان تأثیر غیرخطی بودن‌ها و نویز اضافه شده بر سیگنال.
• فراگیری (Immersiveness): کیفیت درک‌شده از عرض و موقعیت‌یابی منبع صدا. اینکه منابع صوتی مجازی چقدر خوب در فضای سه‌بعدی تعریف میشوند.
• امتیاز کلی (Overall): گروهی از شنوندگان چگونه عملکرد محصول را در مقیاس 1 تا 5 ارزیابی میکنند.

علاوه بر نتایج ارزیابی کیفی، هر بررسی‌کننده دیدگاه شخصی خود را در مورد کیفیت صدا برای ارائه زمینه بیشتر در بررسی ارائه خواهد داد.

چگونه نمودار پاسخ فرکانسی را بخوانیم؟

یک نمودار پاسخ فرکانسی نشان میدهد که صداها در طیف فرکانس چگونه توسط دستگاه صوتی مورد ارزیابی پخش میشوند. این نمودار از یک مقیاس دسی‌بل در محور عمودی (y) و یک مقیاس فرکانس لگاریتمی در محور افقی (x) استفاده میکند. درک این نمودار، بخش مهمی از راهنمای تفسیر نمودار هدفون و اسپیکر است. ممکن است متوجه شوید که نمودارهای پاسخ فرکانسی حول نقطه 0dB در محور y در نوسان هستند. این به این معنا نیست که سطح خروجی نزدیک به آستانه شنوایی اندازه‌گیری شده است؛ از آنجایی که واحدها dB(SPL) نیستند، به سطح متفاوتی ارجاع داده شده‌اند.

داده‌های اندازه‌گیری‌شده برای خوانایی بیشتر با حذف اثر حساسیت نسبی محصول، نرمال‌سازی شده‌اند؛ «.dB rel» به معنای «نسبی» است. دیدن اینکه فرکانس‌ها/نت‌های موسیقی (محور x) بلندتر یا آرام‌تر (محور y) پخش میشوند، به‌صورت بصری در نمودار نمایش داده میشود. این کار تصور خوبی از تعادل صدا به شما میدهد و به شما کمک میکند تا محصولات مناسب خود را پیدا کنید. اگر محصولی وجود دارد که صدای آن را دوست دارید، مقایسه شکل نمودارهای پاسخ فرکانسی نسبتاً ساده است.

چگونه نمودار ایزوله‌سازی یا نویز کنسلینگ را بخوانیم؟

میرایی نویز (Noise attenuation) یک ویژگی مثبت است! میرایی کلمه‌ای دیگر برای «کاهش» است. این نوع نمودار نشان میدهد که چه مقدار از نویز خارجی به‌صورت پسیو (با ایزوله‌سازی) یا اکتیو (با نویز کنسلینگ فعال یا ANC) مسدود میشود (محور y) و در کدام فرکانس‌ها بیشترین و کمترین تأثیر را دارد (محور x). از چنین نموداری میتوان فهمید که یک هدفون چقدر در جلوگیری از ورود نویز خارجی به گوش شما خوب یا بد عمل میکند.

هرچه هدفون شما در مسدود کردن صدا بهتر باشد، در مکان‌های پر سر و صدا صدای بهتری خواهد داشت. نویز زیاد محیط میتواند بخش‌هایی از محتوایی را که به آن گوش می‌دهید بپوشاند. خطوط روی این نمودار نشان‌دهنده میزان میرایی نویز خارجی توسط هدفون هستند. هرچه خط بالاتر باشد، محصول در مسدود کردن نویز بهتر عمل میکند. اگر خط روی 0dB باشد، هیچ نویزی را در آن فرکانس مسدود نمیکند.

چگونه نمودار پاسخ فرکانسی میکروفون را بخوانیم؟

درست مانند نمودار پاسخ فرکانسی هدفون، نمودارهای پاسخ فرکانسی میکروفون نشان میدهند که محصول چقدر خوب صدا را در سراسر طیف صوتی منتقل میکند. صدای ما فقط بخشی از دامنه فرکانس‌های شنیداری را اشغال میکند. اگرچه هارمونیک‌های گفتار فراتر می‌روند، اما دامنه حیاتی برای ارتباط صوتی تا حدود 4000 هرتز است. این محدوده نیازهای شما برای تماس‌های تلفنی، چت‌های صوتی و موارد مشابه را پوشش میدهد.

بنابراین، بیشتر میکروفون‌های هدست کل طیف شنیداری (20 هرتز تا 20 کیلوهرتز) را پوشش نمی‌دهند زیرا ضروری نیست. برای میکروفون‌های ارتباطی مانند میکروفون‌های هدست، حالت ایده‌آل یک خط مستقیم در این نمودار است که کمی به سمت فرکانس‌های بالاتر صعود میکند. این امر وضوح گفتار را تضمین میکند که نگرانی اصلی برای این نوع محصول است. این نکته برای انتخاب یک میکروفون مناسب برای اسپیکر و سیستم‌های صوتی نیز اهمیت دارد.

نمودار الگوی قطبی میکروفون چیست؟

نمودارهای الگوی پاسخ قطبی به شما می‌گویند که کدام میکروفون را برای یک کار خاص انتخاب کنید و چگونه آن را به بهترین شکل قرار دهید و زاویه دهید. میکروفون‌های مختلف الگوهای جهت‌گیری متفاوتی دارند. این بدان معناست که برخی صداها را از همه جهات دریافت میکنند و برخی دیگر جهت‌دارتر هستند و باید به سمت منبع صدایی که می‌خواهید ضبط کنید، نشانه گرفته شوند. نمودارهای پاسخ قطبی برای نشان دادن این موضوع استفاده میشوند.

هدفون اپل مدل AirPods Max 2 2024

مشاهده و خرید

برخی از رایج‌ترین اشکال پاسخ قطبی برای میکروفون‌ها «همه‌جهته» (omnidirectional)، «کاردیوئید» (cardioid) و «سوپرکاردیوئید» (supercardioid) هستند. خط آبی در نمودار، حساسیت میکروفون را در زوایای مختلف برخورد امواج صوتی ورودی نشان میدهد.

معمولاً اگر یک نمودار واحد مانند این ارائه شود، ویژگی‌های جهت‌گیری میکروفون را در یک فرکانس واحد (معمولاً 1 کیلوهرتز) نشان میدهد. اما واقعیت این است که جهت‌گیری یک میکروفون با فرکانس تغییر میکند و بدون مجموعه‌ای از این نمودارها در فرکانس‌های مختلف، به‌طور کامل توصیف نمیشود.