Pasmo przenoszenia częstotliwości wzmacniacza, głośników, słuchawek. Co oznacza i jaka szerokość jest najlepsza?

Pasmo przenoszenia to najczęściej spotykany, obok mocy, parametr sprzętu audio. Wiem, że wielu początkujących użytkowników poszukuje informacji na temat wpływu tego parametru na jakość brzmienia. W tym poradniku w prosty sposób wyjaśnię czym właściwie jest pasmo przenoszenia, jak właściwie czytać i interpretować informacje podawane przez producentów.

Spis treści

• Co to znaczy pasmo przenoszenia
• Co to jest pasmo przenoszenia w kolumnach
• Pasmo przenoszenia słuchawek
• Pasmo przenoszenia urządzeń elektronicznych
• FAQ – najczęściej zadawane pytania
• Podsumowanie

Co to znaczy pasmo przenoszenia

Pasmo przenoszenia określa zakres częstotliwości, które są przenoszone przez dane urządzenie. Dotyczy to jedynie sygnałów analogowych: gramofonowych, liniowych i głośnikowych.

Zakres pasma przenoszenia można podzielić na trzy główne zakresy. Pierwszy to bas, czyli niskie tony. To zakres częstotliwości od 20 Hz do około 250 Hz. Powyżej tej wartości mamy średnie tony, określane potocznie jako średnica. To zakres od 250 Hz do około 6000 Hz. Druga wartość jest jednak umowna i można spotkać też inną granicą średnich tonów. Wysokie tony to zakres częstotliwości powyżej średnich. W niektórych urządzeniach pasmo sięga nawet powyżej granicy słyszalności człowieka, czyli 20 000 Hz. Warto pamiętać, że granica słyszalności wysokich tonów różni się u każdego człowieka i z wiekiem nieco maleje.

Warto pamiętać. że urządzenia audio przenoszą bez strat sygnał analogowy w określonym przedziale częstotliwości, to jest w ich pasmie przenoszenia. Granice tego pasma określone są jako częstotliwość której poziom jest 3 dB niższy od średniego. Wiele osób pyta mnie, jakie jest najlepsze pasmo przenoszenia. Norma Hi-Fi określa, że urządzenia ją spełniające powinny posiadać pasmo przynoszenia minimum 20 Hz – 20 kHz, lub szersze. Ma to w domyśle zapewnić odpowiednie odtwarzanie dźwięków w całym zakresie ludzkiego słuchu.

Co to jest pasmo przenoszenia w kolumnach?

Kolumny głośnikowe mają dwa kluczowe ograniczenia w przenoszeniu częstotliwości. Odtwarzanie najwyższych dźwięków wymaga odpowiedniego głośnika wysokotonowego. Musi on mieć sztywną membranę, która umożliwi osiągnięcie wysokich częstotliwości. Wiąże się to bezpośrednio ze zjawiskiem przełamywania się membrany – break up. Jest to częstotliwość, przy której membrana przestaje pracować całą swoją powierzchnią, a różne jej części zaczynają poruszać się w różny sposób. Niektóre firmy, takie jak na przykład Bowers&Wilkins opracowują własne głośniki wysokotonowe, które sięgają bardzo daleko, dzięki wysoko położonemu punktowi break-up. Na przykład w kolumnach Bowers 7 Wilkins 704 S3 zastosowano niezwykle sztywną membranę Continuum, która umożliwiła osiągnięcie częstotliwości aż 28 kHz. Powstaje więc pytanie - czy warto wytwarzać kolumny, które przekraczają górną granicę pasma słyszanego przez człowiek? Otóż tak, bowiem badania z zakresu psychoakustyki udowadniają, że wówczas dźwięk odbierany jest głębszy, mimo, iż teoretycznie człowiek nie słyszy tego zakresu.

Przenoszenie basu ogranicza rozmiar obudowy i głośnika. Odtwarzanie najniższych częstotliwości jest bardzo nieefektywne i wymaga poruszenia dużej masy powietrza na raz. Dlatego tak ważna jest powierzchnia membrany niskotonowej. Zamiast jednego dużego głośnika można z powodzeniem zastosować równoległe połączenie kilku mniejszych, tak jak na przykład w kolumnach ELAC Debut 2.0 F6.2. Pozwala to na połączenie smukłego wyglądu kolumny i nisko schodzącego basu. Duży głośnik potrzebuje dużej obudowy, żeby odpowiednio działać. Żeby ograniczyć rozmiar kolumny stosuje się specjalne wersje obudów, na przykład.: bas-refleks, czy obudowa z membraną bierną. Pomagają one stworzyć „sztuczne powietrze” dla głośnika niskotonowego, pozwalając zmniejszyć fizyczny rozmiar kolumny. Ich wadą jest natomiast gorsza odpowiedź impulsowa, niż w kolumnie zamkniętej.

Realnie pasmo przenoszenia głośników w zakresie niskich tonów rzadko sięga 20 Hz. Uzyskanie tak niskiej częstotliwości wymagałoby nie tylko bardzo dużych kolumn, ale również odpowiedniego pomieszczenia. W praktyce spotykamy raczej dolne częstotliwości rzędu 30-50 Hz. Nie oznacza to, że najniższe częstotliwości nie są odtwarzane. Są, lecz dużo ciszej niż inne dźwięki. Również samo pomieszczenie potrafi „pomóc” kolumnie w odtwarzaniu najniższych partii muzycznych.

Chcę także zaznaczyć, że najwięcej o pasmie przenoszenia kolumn można dowiedzieć się z wykresów częstotliwości pasma przenoszenia. Widoczna tam charakterystyka pozwoli ocenić, jak kolumny radzą sobie w danym zakresie. Może bowiem okazać się, że spadek przy danej częstotliwości jest duży, co oznacza, że kolumny zagrają ciszej. Na pasmo przenoszenia mają wpływ także inne czynniki, takie jak impedancja, czy rezerwa mocy wzmacniacza. Dlatego właśnie zawsze zachęcam do konsultacji i odsłuchu przy wyborze sprzętu. Fachowa wiedza sprawi, że można będzie całościowo ocenić parametry o ich wpływ na brzmienie zestawu audio.

Pasmo przenoszenia słuchawek

Słuchawki borykają się z podobnymi problemami jak kolumny, ale dzięki swojej konstrukcji osiągają znacznie szersze pasmo. Dzieje się tak ponieważ nie są ograniczone pomieszczeniem, ani koniecznością odtworzenia dużego natężenia dźwięku. Jakie jest dobre pasmo przenoszenia w słuchawkach? Wielu producentów oferuje słuchawki, których osiągi znacząco wykraczają poza zakres 20 Hz – 20 kHz. Audio-Technica ATH-MSR7b to słuchawki których pasmo rozciąga się od 5 Hz aż do 50 kHz. Wiąże się to z bardzo wysoką sztywnością zastosowanej membrany.

Dolna częstotliwość graniczna słuchawek zależy mocno od typu obudowy. Zamknięte słuchawki oferują lepsze osiągi w zakresie dołu pasma, podczas gdy w otwartych basu jest wyczuwalnie mniej. Dopiero w naprawdę dużych słuchawkach nausznych udaje się uzyskać głębokie niskie tony, przykładem niech będą Audeze LCD-2 Closed Back. Planarne przetworniki o odpowiedniej konstrukcji gwarantują niezwykle mocny i sprężysty bas. Zawsze podkreślam jednak, że podawane pasmo przenoszenia można osiągnąć jedynie wtedy, gdy słuchawki są właściwie wysterowane. Warto więc wybrać odpowiedni wzmacniacz słuchawkowy, który pozwoli w pełni wykorzystać ich potencjał brzmieniowy.

Jeśli zainteresował Cię temat parametrów słuchawek zobacz także artykuły:

• Impedancja i wpływ na dźwięk słuchawek
• Słuchawki true wireless – jakie wybrać

Pasmo przenoszenia urządzeń elektronicznych

W przypadku sprzętu audio pracującego z sygnałem analogowym, pasmo przenoszenia zależy od wielu czynników. Górna częstotliwość graniczna nowoczesnych układów elektronicznych leży zazwyczaj daleko poza granicą słyszalności. Niektórzy producenci sztucznie ją ograniczają filtrami, żeby nie przenosić zakłóceń mogących intermodulować sygnał słyszalny. Ma to miejsce między innymi we wzmacniaczu NAD C338. Z kolei bardzo szerokim pasmem przenoszenia charakteryzuje się wzmacniacz Yamaha A-S1200, tam uznano, że przenoszenie szerszego zakresu częstotliwości pomaga w odtwarzaniu zakresu słyszalnego. Producent określa granicę wysokich częstotliwości aż na 100 000 Hz, co znacznie przekracza górną granicę pasma słyszanego przez człowieka.

Dolna częstotliwość graniczna zależy w dużej mierze od układu wejściowego urządzenia. Powszechnie stosuje się kondensator na wejściu urządzenia. Oprócz odcinania napięcia stałego ogranicza on pasmo przenoszenia od dołu. Producenci dbają sami, aby była to odpowiednia wartość. Problem może pojawić się podczas podłączania starego sprzętu lampowego z nowym urządzeniem tranzystorowym. Wówczas może nastąpić ograniczenie basu w słyszalnym pasmie. Dzieje się tak ponieważ kondensator na wyjściu starych lampowych przedwzmacniaczy był przystosowany do pracy z urządzeniami o dużej impedancji. Wzmacniacze tranzystorowe o niskiej impedancji wejściowej w połączeniu z niewielkim kondensatorem spowodują ograniczenie przetwarzania basu. Podczas projektowania nowoczesnych układów lampowych, takich jak przedwzmacniacz Audio-Technica ze swoimi słuchawkami, czy Yamaha ze swoimi wzmacniaczami. Czy faktycznie różnica jest słyszalna?

FAQ – najczęściej zadawane pytania

Jakie jest najlepsze pasmo przenoszenia

Wiele osób uważa, że można odpowiedzieć na to pytanie, podając konkretne wartości pasma przenoszenia. Ta kwestia jest jednak znacznie bardziej złożona, zależy bowiem od rodzaju i klasy sprzętu audio. Najbardziej słuszne jest porównywanie tego parametru dla danego typu sprzętu, np. podobnej klasy słuchawek, czy kolumn głośnikowych. Wówczas warto sprawdzić, który model oferuje szersze pasmo.

Jak obliczyć pasmo przenoszenia

Zanim odpowiem na to pytanie zaznaczę, że bardziej właściwe jest sformułowanie pomiar pasma przenoszenia. W przypadku kolumn niezbędna jest komora bezechowa, generator sygnału oraz profesjonalne przyrządy pomiarowe. Efektem pomiaru jest krzywa z zaznaczonymi punktami, którą należy właściwie zinterpretować. Warto wiedzieć, że najbardziej miarodajny jest pomiar przy spadku 3 dB. W warunkach domowych samodzielne zmierzenie pasma przenoszenia jest niewykonalne. Warto więc opierać się na niezależnych danych magazynów branżowych, które przeprowadzają własne pomiary.

Jakie pasmo przenoszenia w subwooferze?

Subwoofer, jak sama nazwa wskazuje jest głośnikiem niskotonowym. Jego pasmo przenoszenia zaczyna się od najniższych częstotliwości, czyli kilku lub kilkunastu Hz. Górną granicę stanowi zakres 250 Hz, który w wielu modelach można regulować. Warto pamiętać, że wysokie dźwięki nie są w tym urządzeniu odtwarzanie.

Od czego zależy pasmo przenoszenia wzmacniacza?

Zakres częstotliwości, który jest w stanie przetworzyć wzmacniacz zależy w dużym stopniu od jego mocy oraz wydajności prądowej. Przyjmuje się, ze ludzkie ucho jest w stanie usłyszeć częstotliwości od 20 Hz do 20 000 Hz. Jednak wzmacniacze słabsze pod względem mocy mogą nie być w stanie przetworzyć niskich częstotliwości.

Radzę pamiętać, aby nie oceniać jakości wzmacniacza jedynie na podstawie jego pasma przenoszenia, gdyż może to prowadzić to niewłaściwych wniosków. Jest ważny parametr, jednak nie decyduje bezpośrednio o jakości dźwięku.

Podsumowanie

Pasmo przenoszenia informuje użytkownika, jaki zakres częstotliwości jest w stanie odtworzyć dane urządzenie audio. Dowiemy się więc, jakie skrajne wartości w zakresie niskich i wysokich tonów jest w stanie odtworzyć. To ważna informacja z punktu widzenia użytkownika, która pozwala poznać możliwości sprzętu. Warto jednak pamiętać, że wartość pasma przenoszenia nie ma nic wspólnego z jakością dźwięku. Bez odsłuchu nie dowiesz się, czy sprzęt audio spełni Twoje oczekiwania.