人的聽覺範圍是 20 Hz ~ 20 kHz，但部分耳機的頻響範圍會超過 20 kHz，有什麼意義？
超過的部分應該聽不見吧？這麼大的頻響有什麼意義？
這個問題感覺已經回答過很多次了。然而瀏覽了一下目前已經有的8個答案，居然都沒有說出重點。
首先給一個很簡短的評語：先不要說超過20000Hz能不能聽見，你先問問這個標稱頻響20-20000Hz的耳機，接近20Hz以及20000Hz的時候它真的發得出聲音嗎？
所以本人的回答也從兩個方面來進行：人的聽覺，和耳機的頻響。
首先談一下人的聽覺範圍，所謂的「20-20kHz」
看知乎的人不一定都是聲學專家，所以先從最基本的開始。所謂Hz，是時間t的倒數單位，也就是說，t的單位是秒s，而給秒取倒數，就得到了Hz，也就成了1/秒，也就是每秒的次數。那麼，20Hz也就是每秒20次的意思。聲音是一種振動，但凡振動都有周期，也就是有了頻率，所謂20Hz的聲音，也就是每秒振動20次的意思。
人耳是通過耳膜被外界空氣傳來的振動所激勵，從而推動三根小聽骨所組成的槓桿結構，將頻率不變、振幅增大的振動形式傳遞到耳蝸的卵圓窗，耳蝸內的液體在振動中擾動毛細胞，造成基底膜兩側電壓差，從而有電流產生並被送入聽神經。振動被轉化為不同頻率的電信號送入腦神經網路，而振動所產生的壓力從耳蝸上的另一個橢圓窗被釋放。這是一個完全由硬體實現的過程。既然是硬體，就有線性度，有頻響曲線，所以也就有了實驗測得的所謂可聽範圍。
可能很多人都知道有一個東西叫做等響度曲線：
這個曲線的意義在於，讓作為普通人的我們明白，人耳並不是一個線性（線性的「線」是直線的意思，也就是說，一個系統如果是線性的，那麼它的輸入和輸出函數在坐標系裡會是一根直線，也就是不依賴於頻率的等比例輸出）系統，它在不同頻率上也有不同的靈敏度。比如這張圖上，一根紅線所代表的就是一個主觀的響度，那麼60phon（phon是心理聲學的響度單位，0phon代表恰好聽不到，100phon代表耳朵能承受的最大音量）的響度曲線上我們可以看到，一個20Hz的聲音要大約110分貝，而大約16kHz的聲音只要大約68分貝，我們的耳朵會認為這兩個聲音響度是一樣的。
這裡的分貝值是絕對的物理量。也就是說，要讓我們聽到一個20Hz的聲音和一個16kHz的聲音一樣響，用來驅動耳機發聲單元的電流值是不同的，耳機振膜的振幅也是不同的。
也許你會說16kHz和20kHz之間相差了4000Hz，怎麼會有這麼大的缺口？那麼這裡還需要再補一課：人耳對頻率的認知居然也不是線性的。而是對數形式的。
頻率高，我們就會覺得聲音高，反之則低。然而頻率高低之間的差異卻並不是線性地反映到我們對聲音高低的認知中去。舉例：我們知道，一個八度之間是兩倍的頻率關係。也就是說，20Hz高一個八度是40Hz，而1000Hz高一個八度不是1020Hz，而是2000Hz。這樣看來，頻率越高，其相對我們對聲音高低認知的差距就會越大。20kHz只比16kHz高了1.25倍。1.25倍是什麼概念呢？差不多就是一個大三度，也就是我們唱的do re mi裡面的do和mi之間的距離而已。
當然了，用於音樂的主音的頻率，以鋼琴為例，最低的是A2，頻率大約為27.5Hz，最高音是c5，頻率大約4186Hz。不在這個頻率範圍內的聲音，很難產生音樂旋律的感覺。然而音樂的欣賞離不開人耳對高達約20kHz頻率聲音的認知，是因為聲音裡面有泛音，也正是泛音決定了樂器的音色。比如下圖是小提琴上拉出單音g，#g，a和b的頻譜：
圖上可以看出，這四個不同的音高，在頻率能量的分布上看起來極為相似（音色相似），而我們人耳對於其音高的認知則十分明顯（能量最集中的頻率點不同）。這是因為聽覺系統具有極高的時間解析度，對於極細微的時間結構（TFS，temporal fine structure）也能明確分辨。
我在我的專欄里寫過一篇文章：
萌吳：我們真的能聽到21kHz的聲音嗎？?zhuanlan.zhihu.com
在這篇文章里指出了，因為所謂20Hz到20kHz的聽覺範圍是用單音的方法測得，而近年來已經有學者通過對比包含高頻內容和不包含高頻內容的音樂素材發現，不論性別、年齡和聽音經驗，人耳都有區分這些素材的能力。研究的方法很簡單，就是業界常用的ABX方法：被試者在軟體界面上點擊A、B、X三個按鈕聆聽其所播放的聲音素材，然後在A和B中選擇與X相同的那個素材。通常被試被要求連做18次（當然，ABX每次都隨機改變），如果做對的次數高於12次，就可以認為他「蒙對」的概率很低。這些高頻內容甚至能夠達到21kHz。如何解釋這種現象呢？用直白一點的話來說，就是：一個20kHz的正弦波單音（因為正弦波代表的是簡諧振動，其物理特性決定了按照簡諧振動發出的聲波沒有泛音，在頻譜上只有一個頻率，所以在實驗中被廣泛應用作單音，或純音）你聽不見，但一個鈴鐺的聲音被理想地錄下來，做成兩個版本，一個理想高保真（這裡就要用到頻響超過20kHz的耳機，因為鈴鐺振動時必然有超過20kHz的頻率部分），另一個切掉了20kHz以上的頻率，你是可以分辨出這兩個錄音的！事實上，對於鈴鐺、鑔等這類高頻能量集中的金屬樂器的敲擊聲，其高頻部分冷峻的音色極大依賴於16kHz左右以上的部分。當大約16kHz左右開始被切掉（high cut）時，我們通常能聽出十分明顯的音色變化。而這些頻率的部分，就是我們所說的TFS。
正是因為人耳對於TFS極為敏感，音響系統才需要盡量保證在可聽範圍內的線性輸出，否則很容易被認為失真。所以，接下來我們進入下一個環節——
耳機頻響範圍超過20kHz並不是為了耍酷
上面已經說了，雖然我們人耳的「頻響」範圍不是線性的，但到了高頻部分，對於TFS的認知卻是毫不含糊的。這也就要求，耳機要在這些頻率範圍的線性度一定要非常好，要儘可能真實地還原這些部分。
所以，不管是提問者，還是回答者，好像都認為一個耳機標稱20-20000Hz，那麼它的頻響在20Hz處就突然從無到有，然後一直挺拔地保持到20000Hz處，而在20001Hz處就猛然崩塌？我把你們這種idea畫了個圖：
不管你是學文科，理科，還是工科，我請問你，上圖這種頻率響應，可能嗎？有這樣的耳機嗎？？？如果有，一定推薦給我，我砸鍋賣鐵也要去買一副啊！
事實上，現實中存在的耳機的頻率響應是這樣的：
這三個圖分別是圖說中兩副耳機和一個揚聲器在40個被試阻塞耳道中的頻率響應傳遞函數。像中間這個，拜亞動力的DT-990，已經算是頻響非常好的耳機了，主觀聽感線性度已經一級棒了。而從線性角度來審視的時候，則會看到從大約4000Hz開始有明顯的崎嶇和非線性。
再來一張來自網路的圖，可以更直觀地解釋耳機作為一種物理振動的實現者，在頻率響應上的非線性度：
假設你是這副耳機的製造者，當你對它進行測試並得到上圖的頻率響應後，你可以理所當然地標稱它的頻響範圍是20Hz到20000Hz。但是它的線性度如何呢？幾乎沒有哪個廠商會把它印在包裝盒上了。當然了，我也沒有見過真正傻到只把線性度好的範圍當作頻響範圍來推銷的廠商。當然，專業提供實驗設備的除外。事實上專業的音響設備在銘牌上甚至也會畫上頻響曲線。
所以，明確了這一點，也就不難理解，為什麼可能有的耳機標稱5Hz到80000Hz的頻響。因為，5Hz其實比20Hz低了2個八度，而80000Hz比20000Hz高了2個八度。一來，在頻響範圍兩側各拓寬2個八度，這從一般聲音的泛音範圍來看，在物理屬性上也並不是一個寬得誇張的範圍；二來，就算我們用這副耳機不是聽音樂，而是聽正弦波單音，從它拓寬的頻響範圍也可以知道，它的頻響曲線必定比上圖要寬廣，也就意味著在我可感知的20Hz到20000Hz範圍內，它的線性度必然更好，因為它的線性度急速衰減發生在兩側5Hz和80000Hz附近，而這裡是超越我可聽範圍的地方。
我又畫了一副圖：這只是一副簡化了的示意圖，藍色的曲線表示某頻響標稱20-20kHz的耳機的頻響曲線，紅色的是標稱5-40kHz頻響的某耳機的頻響曲線。我們忽略在頻響範圍內的崎嶇，只看兩側的極值處：紅色的耳機明顯在人類可聽範圍內線性度更好。
綜上：
- 在一個複雜的聲音里（尤其是音樂），16kHz以上乃至21kHz部分的TFS是完全可以被人耳清晰識別、並作出是否失真的判斷的。複雜聲音也恰恰是絕大多數消費者用耳機聽的內容。這就要求耳機在20kHz甚至更高頻率處也要有極好的線性頻響。
- 耳機標稱20Hz-20000Hz頻率響應，並不代表它的頻率響應在這個範圍內——尤其是在兩端——也是線性的。事實上，越靠近極值，它的頻響就越差。甚至可能有的耳機在20000Hz處只能測得極其微弱的響應，卻也依然可以標稱達到了20000Hz的頻響。
- 因為耳機振膜的物理屬性，它在所標稱的頻響範圍兩側極值處必然有極大的衰減（其實這裡恰恰應該反過來理解：因為在這兩個值處有衰減，所以才標稱這兩個值為極值）。這就像一個倒扣過來的盤子——這是自然規律。那麼，頻響範圍越寬，這個盤子就越大，而當它極大地大過我的可聽範圍時，可能在我可聽範圍的兩端極值處就可以得到相對更好的線性度。
通俗的講，通常如果一個單元按照-6dB算截止頻率20kHz，那麼在接近20kHz的部分就不會表現太好。何況有很多廠家是按照-10dB標的。也就是說，如果頻響標稱20kHz，實際上在20kHz已經衰減10dB了，也許從10幾k就開始衰減了。
但高頻做到100kHz是什麼鬼呢？
國外著名聲學論壇，ASR的某位大神，用來測試dac和amp的測試報告，設定發聽覺範圍極限就是最低0hz，最高到20000hz，我不明白為什麼20000hz以上仍然對人耳有意義，有人能替我解答一下嗎？
是這樣的，先說結論: 這個指標很有用。
單純的20000hz正弦波理論上來說人耳確實無法聽到，但是實際的音頻波形並不是標準的正弦波，而是由無數個從低到高頻率的正弦波疊加而成。所以對於不規則波形來講理論上說所需要高頻分量有可能達到無窮大(可以類比一下無窮級數的概念)。這也說明了高頻延伸好的耳機(頻響範圍大於20000，可達到35000，45000甚至更高的這種耳機)演繹出來的聲音更加還原，更加保真。具體提現就是聲音更加細膩，更加順滑，音色更加準確。
至於低頻的下潛，這個實際測量中並不是標了20hz就是聲音到了20hz以下就突然消失，20hz以上突然就跟1khz響度一樣了。真正的指標是20hz可以達到小於多少多少db的衰減，在這個範圍內可以認為低頻下潛範圍在20hz。但是我們都知道耳機低頻的截止不是戛然而止，而是一條緩降的曲線。標著下潛到20hz的耳機可能在35甚至50hz就開始下降了，造成50hz以下響度很小顯得下潛不到位。但是如果這個時候靠抬高低頻來增大響度的話往往抬高的是一個比較高的頻段比如25-100hz。這個時候就會感覺低頻量上去了，下潛不到位，還原也不到位。
沒有意義。或者說，意義就是讓你花錢啊
要不你說布加迪威龍跑到500時速時拐不了彎又煞不住車有什麼意義
耳機還更惡劣一點，因為布加迪威龍指不定還真有無聊的富商拿去鹽湖賽車場跑個500時速
但是耳機呢？我們先想一個簡單的問題：我們錄音的麥克風能捕捉20kHz以上，20Hz以下的聲音嗎？
看看錄了無數現場演唱會和演奏會的傳奇麥克風U47是個什麼參數：
也就20-20kHz。那你指望作為回放器材的耳機20kHz以上的聲音從哪來？莫不成通過腦放正式踏入玄學領域？
也許廠商會說：頻響範圍廣說明我振膜用的好哇，單元好哇
但你要合計合計這些廠商標榜的頻響範圍有多大水份，21kHz能出聲音就說明頻響達到了21kHz？
要不要這麼不要臉。看看嚴謹、正兒八經的耳機商（聲學研究機構？）音特美是怎麼說的：
「在20Hz至16kHz之間具有92%以上的響應精度」
沒有精度的頻響範圍能算頻響範圍？真是欺負燒友都是聾子
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