Хочу затронуть достаточно для меня сложную тему и на главный вопрос в заглавии я сам не знаю точного ответа, только мои рассуждения, мое личное понимание, мои личные ощущения и прошу не судить меня уж очень строго.
Но что бы коснуться некоторых вопросов, считаю необходимым сделать достаточно длинное и нудное предисловие, и как "не каждая птица долетит до середины Днепра", то и не каждый сможет дочитать мое повествование до конца. Приступим, однако.
1. ВИЗУАЛЬНОЕ СРАВНЕНИЕ И ПОНИМАНИЕ.
Когда мы видим ту или иную визуальную картинку, то она через визуальный проводник . В кчестве визуального проводника выступают наши глазки, которые передают визуальную информацию в наш мозг, который ее оценивает и может производить сравнение с другой визуальной картинкой. Именно наш мозг, получив визуальную информацию, производит ее оценку, производит сравнение и выявляет те или иные несоответствия или совпадения. Если мы что-то пробуем на вкус, то наши вкусовые рецепторы передают информацию в наш мозг, который оценивает присутствие перца, сахара и т.д., именно наш мозг, а не наши вкусовые рецепторы.
Давайте представим следующую схему: Генератор сигнала с которого сигнал поступает на наш усилитель к которому присоединены акустические колонки. При этом у нас имеется двухлучевой осциллограф, котнтролирующий сигнал на выходе усилителя и сигнал на выходе усилеля, а так же и анализаторы спектра, которые подключены как ко входу усилителя, так и к его выходу. Мы все знаем, что любой сигнал, кроме идеального синуса, имеет ряд гармоник, которые в музыке определяют тембровое звучание нты того или иного инструмента. В зависимости от состава этих гармоник меняется и тембр звучания. А что такое изменение гармоник сигнала - это, прежде всего, изменение их мощности относительно друг-друга и относительно мощности основного тона (основной частоты сигнала), а так же их наличие или подавление той или иной схемой. Ну как то так, в общем.
Вводим "фантазийные" некие условия, а именно:
1. Наш усилитель имеет полосу пропускания от 20 Гц до 150 кГц, например.
2. Наши колонки имеют полосу пропускания от 20 Гц до 150 кГц.
3. Человек может воспринимать акустические сигнала от 20 Гц до 150 кГц.
Вот давайте возъмем такие условия для дальнейших рассуждений и запомним их. Наш тракт состоит из усилителя и акустических колонок. Мы подаем на вход усилителя мощности сигнал Меандр с заполнением 25%. Такой сигнал может сформировать электромузыкальный инструмент как Синтезатор, или гитарись через ту или иную электронную приставку к гитаре. Если наш тракт обеспечивает прохождение широкополосного сигнала, то мы на осциллографе на первом луче и на втором (нижнем) луче будем видить одну и ту же визуальную картинку, а именно:
А если посмотрим на экраны анализаторов спектра, то увидем одинакоыйе изображения, т.е. спектр входного сигнала будет полностью соответствовать спектру выходного сигнала от усилителя.
Но мы же, как договорились, слышим звуковые сигналы до 150 кГц и наши колонки воспроизводят сигналы так же до 150 кГц. Мы слушаем сигнал и наслаждаемся звучанием этого тембра, который нам настроил музыкант. Все классно изаполминаем это звучание.
Но тут злой дядька взял и в усилителе сузил полосу его пропускания и она стала не 20 Гц - 150 кГц, а всего 20 Гц - 40 кГц. А у нас то слух фантастический, до 150 кГц, аж. И мы тут же чувствуем разницу в тембровой окраске этой ноты (2 кГц) относительно звучания ее до этого действа. Смотрим на осциллограф и видим, что выходной сигнал с усилителя несколько изменился.
Смотрим на экраны анализоторов спектра и видим следующую картинку.
Да, наш усилитель "отрезал" своим фильтом с частотой среза в 40 кГц часть гармоник сигнала и в результате этого тембр звучания инструмента изменился.
Но тут взяли и заменили снова фильтр ФНЧ в усилителе и поставили новый с частотой среза 14 кГц. И снова мы почувствовали и услышали, что тембр инструмента снова измениля, стал другим. Осциллограф нам показывает эту разницу визуально:
Уже более явно видим, что выходной сигнал усилителя (нижний график) отличается от графика входного сигнала. И видем и слышим. А на анализаторах спектра видим следующие визуальные картинки:
И снова поменяли вусилителе фильтр ФНЧ на другой с частотой среза в 7 кГц. Слышим снова изменение тембра звучания инструмента (хотя основная частота (тон) остается неизменным, 2 кГц.
Совсем уже выходной сигнал не похож на входной сигнал и тембр звучания снова изменился. А на экранах анализаторов спектра мы видим следующие картинки:
К чему все это? Я постарался (не знаю на сколько это получилось) показать, что при уменьшении полосы пропускания идним из звеньев цепи, в данном случае нашим усилителем с ФНЧ, изменяется спектр сигнала, его тембр звучания и от этого никуда не денешься, хотя наши колонки воспроизводят сигнал (как мы оговорили) до 150 кГц. Но таким же звеном является и акустическая колонка, которую так же можно рассматривать как некий фильтр ФНЧ при преобразовании входного электрического сигнала в звуковые волны. И толку от нашего фантастического слуха, который может слышать звуковые колебания до 150 кГц (как мы условились выше), если до наших ушей не доходят эти высокочатотные сигналы. которые дают тембровую окраску звука. И если у усилителей полоса пропускания до 120, а то и до 150 кГц, то зачем она такая нужна, если полосу пропускания ограничивает полоса акустической колонки. Есть средние акустичекие колонки с полосой пропускания до 20 кГц, до 25 кГц, но я видел параметры у одной акустики, в которой полоса пропускания до 50 кГц. Супер! Но эти колонки и стоили достаточно прилично, однако. Многие тут же скажут, что такая полоса усилителя необходима для лучшего параметра "скорости нарастания сигнала", и я не спорю, лучше, но а где этому сигналу нарастать то?
И первый вопрос, который я могу задать - зачем у усилителя необходима пролоса пропускания намного шире, чем у подсоединенной к ней акустической колонки? На "вырост" что ли? И если стоимость усилителя с полосой пропускания до 25 кГц такая же, как и стоимость усилителя с полосой пропускания до 150 кГц, то однозначно, надо покупать второй, а если его цена (второго) в 3 раза больше? О других параметрах усилителя я не говорю, считаем, что они одинаковые. И мы, с нашим фантастическим слухом до 150 кГц, будем слушать тот тембр инструмента, который нам может обеспечить наш усилитель и наши колонки и не более.
Вот немного порассуждал по данному вопросу и склоняюсь к своему же выводу, что полоса пропускания (усиления) усилителя вполне может быть равной полосе тех акустических колонок, которые к нему подключены. А если полоса усилителя шире, то это избыточно и на качество восприятия музыки и тембра того или иного инструмента не влияет. поскольку "слабое звено" - колонки работают как фильтр ФНЧ и да шаших ушей все равно гармоники по частоте выше чем те, которые может выдать колонка, нам в уши не влетят.
2. ИСТОЧНИК СИГНАЛА ИЛИ ИСТОЧНИК МУЗЫКАЛЬНОГО СИГНАЛА.
В первом разделе источником сигнала служил генератор в наших рассуждениях. Но на реальную звуковоспроизводящую систему музыкальный сигнал поступает от винилового проигрывателя, или от CD - проигрывателя или из проигрывателя компьютера. Ну есть еще так называемый (могу ошибаться) потоковый звук прямо с музыкального сайта.
Музыка с виниловой пластинки. Как определено стандартом, АЧХ аппаратуры записи на винил и АЧХ усилителя звукоснимателя имеют следующий вид:
Как можно заметить не вооруженным взглядом, результирующая кривая "2" имеет или должна иметь достаточно ровную АЧХ от 30 Гц до 19 - 20 кГц, а дальше начинается ее завал. В этом случае слушатель пластинки получает качественное воспроизведение музыки, которая записана на пластинке. Но как показывают расчеты частотного диапазона в достаточно обширной статье "Мифы о виниле", частотный спектр записанного музыкального материала на крайней внешней дорожке может достигать именно полосы до 18 - 20 кГц, а на крайней внутренней дорожке пластинки, полоса частотного спектра сужается до 13 - 14 кГц в лучшем случае. И то, это на новой пластинке и "первой" отливке. И это связано с тем. что в процессе изготовления пластинок сама матрица быстро изнашивается. Так же полоса частот сужается от количества прослушивания этой ппластинки. Можно поступить следующим образом - считать полосу музыки на виниле в среднем от 30 Гц до 16 - 17 кГц, не более. Пусть будет так. Динамический диапазон так же разный и составляет от 40 до 55 дБ в среднем на виниле и это связано с особенностями носителя и съема с него информации звукоснимателем.
Так называемая цифровая музыка. Есть "цифровая музыка", которая получена при оцифровке с той или иной виниловой пластинки, а в основном современная музыка - она изначально записывается в том или ином цифровом формате и, как пишут, без потери качества. Уже потом ее переводят в аналог и с него пишется или изготавливается современные виниловые пластинки. Но студии звукозаписи выпускают и музыкальные CD диски, музыкальные записи в цифровом формате "скидываются" в Интернет. Если у меня в моем повествовании затрагивается частотный спектр, то на нем можно и остановиться. А по динамическому диапазону я встречал "цифровую музыку" с параметром DD = и 6 и 8 и 12, а один раз встретил музыкальный файл и, тем более в формате MP3\320 kbps, у которого динамический диапазон был определен равным 14.
Если програть в принципе любой музыкальный файл через анализатор спектра, то можно увидеть лишь небольшую разницу в полосе частот. У формата MP3/192 kbps как правиило частотный спектр ограничивается полосой с верхней частотой порядка 15 - 17 кГц.
Верхняя частота этой запси равна 17 кГц, но обычно 15 - 16 кГц. Записи в этом же формате MP3/320 имеют более широкий спектр, но не намного.
Как правило, записи в формате MP3/320 имеют спектр до 19 -21 кГц. Записи в более высоком формате имеют спектр не на много отличающийся от спектра записей в формате MP3/320 kbps.
Даже в файлах формата FLAC/2400 kbps частотный спектр так же ограничивается (почему - не знаю) верхней частотой в 21 - 22 кГц, не более. Но при этом, если средний музыкальный файл MP3/192 занимает объем порядка 5 - 6 МБ, то запись в формате MP3/320 kbps занимает объем уже порядка 7 - 8 МБ, а объем файла в формате FLAC/2400 KBPS занимает объе уже в среднем 70 - 90 МБ. Существенная разница по объему, однако а в полосе сигнала как бы выйгрыша нет.
Получаеся, что наш усилитель у которого полоса усиливаемых частот и возможно чуть больше, чем у акустических колонок с полосой до 30 или до 40, а то и 50 кГц - нашим замечательным ушам или, вернее, способности человеком слышать звуковые колебания лр 150 кГц - ни чего не приносят, поскольку таких частот в спектре звукового сигнала просто нет. И все прелести музыки (поступающей на наш усилитель от виниловой пластинки, CD - плеера) как тембровая окраска тех или иных музыкальных инструментов сосредоточены в диапазоне до 20 - 22 кГц. Все! И хоть мы как бы договорились, что человек слышит звуковые колебания до 150 кГц, это нам ни чего не дает.
Возможно сделать некий вывод из всего написанного выше, который будет примерно звучать так: Нет ни какого смысла покупать аппаратуру с большим или широким диапазоном частот, если в музыкальном материале от виниловой пластинки или с CD - диска частот больших, чем 20 - 22 кГц просто нет.
Но человек не обладает способностью слышать звуковые колебания свыше 20 кГц и это медицинский факт. И более - звуковые колебания до 20 кГц слышат только в юном возрасте, скажем лет до 18 - 25 и все. В среднем возрасте большинство людей слышат звуковые колебания до 15 - 16 кГц за редким исключением. Люди, которым болше 45 лет и бллиже в 55 годам слышат звуковые колебания до 12 - 13 кГц, а после 60 лет - как правило, не выше 10 - 12 кГц. Бывают исключения, но они достаточно редкие. Все.
Когда мы слушаем музыку, то таким естественным фильтром ФНЧ выступают наши уши, которые частотную информацию транслируют в наш мозг. И наш мозг ощущает разные тембровые окраски, нюансы музыки и т.д. И если нам в уши "влить" вместо 1 Вт например 10 Вт, то диапазон частот у нас не расширится (за исключением аудиофилов, наверное).
И теперь я могу задать главный вопрос: " А нафига козе баян", который перефразируется следующим образом: Зачем человеку, меломану с возможностью воспринимать звуковые колебания всего до 14 - 15 кГц покупать себе дорогущую аппаратуру в 25 - 30 раз дороже, чем аппаратуру соответствующую его слуху и при этом получать то же самое счастье за гораздо меньшие деньги?
Вот на этот вопрос я не могу сам себе дать ответ, увы.
Спасибо тем, кто смог дочитать мой этотопус до этих строк и сможет дать хоть какой то свой ответ.
Но я выражал только свое личное мнение и, возможно, оно не совсем верно. Идеального ни чего нет в этом мире.
Всем удачи.