Технические стенды для измерений наушников

       

Технические стенды для измерений наушников

О измерениях наушников


В отличии от акустических систем, измерения наушников более сложны и по сей день разрабатываются новые способы измерений, позволяющие получить наиболее удачные и субъективно приближенные к реальности графики.

С базовыми графиками АС все проще, благодаря современному ПО, часть графиков можно измерить даже без специального помещения в виде безэховой камеры, т.е. нужно лишь ПО и измерительный микрофон. Для измерений же наушников нужен специальный стенд.

Текущие стандарты для измерений наушников, это ГОСТ 28728-89 (на замену МЭК 268-7 84 от 1984 года) - "Наушники стереофонические - методы измерений", принятый в нашей стране для измерения наушников еще в 1989 году. Наиболее современным международным стандартом является IEC 60268-7 "Sound system equipment - Part 7: Headphones and earphones (Оборудование звуковых систем. Часть 7: Головные телефоны и наушники)". Этот стандарт постоянно обновляется.

Основное назначение таких стандартов, это получение наиболее адекватной информации для конечного потребителя. Разработка наиболее удачного оборудования для измерений ведется до сих пор. По этой причине при тестировании наушников в разных условиях и по разным стандартам получаются зачастую несопоставимые данные, а условия измерений производители крайне редко приводят.

Стенд по стандарту ГОСТ 28728-89


В ГОСТ 28728-89 рекомендуется использовать специальное "искусственное ухо"

Стенд для измерения наушников по стандарту ГОСТ 28728-89


Основной особенностью является наличие эквивалентного полного акустического сопротивления, аналогичного уху человека. Это позволяет получать более точные данные по сравнению с плоским стендом. Тем не менее, получить АЧХ близкую к субъективной через такую камеру затруднительно. Через такую камеру проводят измерения на отклонения АЧХ между наушниками, искажения и другие параметры на заводах. Т.е. существует некая паспортная АЧХ на наушники, слабо связанная с субъективным восприятием и по ней определяют отклонения. Чем ниже класс наушников, тем соответственно допуск на разброс параметров выше.

Стенд по стандарту IEC 60268-7


По стандарту IEC 60268-7 рекомендуется использовать искусственное ухо, более близкое по форме к уху человека. Предлагается усредненный вариант.

Стенд для измерения наушников по стандарту IEC 60268-7


Основной плюс очевиден, стенд наиболее близок по форме человеческого уха и соответственно дает значения, более близкие к субъективному восприятию. Однако в следствии того, что форма ушной раковины и ушного канала у разных людей разная, то и результаты получаются относительными. Второй особенностью является более высокая стоимость стенда и с точки зрения производства экономически не оправданной, т.к. основное отличие - это вид получаемой АЧХ и уровень SPL значения. Стоимость такого стенда начинается от $10000, и при этом все равно, получаемые АЧХ далеко не всегда согласовываются с субъективным восприятием. Ведущие ученые до сих пор не пришли к единому мнению, где должен располагаться микрофон, у барабанной перепонки или у входа в слуховой канал. Минусами такого стенда является невозможность делать некоторые измерения – например точное отклонение АЧХ правого и левого канала из-за свободного расположения наушников на стенде.

В производстве достаточно делать контроль на отклонения от референсных АЧХ, и тут оправданным является использовать индивидуальные стенды под необходимую измеряемую величину, это и дешевле и более эффективно в производстве.

В большинстве стран нет жестких стандартов на технические характеристики, а это значит, что можно использовать лишь производственное оборудование в своих целях и при желании ничего не писать на упаковке.

В рекомендуемых стандартах описываются действия и условия измерений, со сноской, что каждый вправе делать измерения в других условиях, и отдельно об этом указывать. К сожалению, большинство производителей не указываю ни стандарта, ни условий измерений. Обычно данные касающиеся АЧХ, чувствительности и искажений являются несопоставимыми между разными производителями наушников, а порой и у одного производителя разных линеек. Это нормальное явление, обусловленное использованием разных стендов.

Единственным способом ориентироваться на технические параметры, это делать оценку между АЧХ наушников, сделанных в идентичных условиях. Стендов для измерений существует несколько типов.

Основные стенды для измерений наушников (производственного типа)

Плоский измерительный стенд для наушников


Самый простой тип измерительного стенда – плоский стенд. Обычно, это доска с отверстием под измерительный микрофон. Такой стенд прост в изготовлении и энтузиасты обычно используют именно его.

К недостатками стенда можно отнести разброс общих конструктивных особенностей, в виде ширины стенда. Кто-то делает стенд шириной с голову человека для естественного прижима наушников, а кто-то вручную прижимает наушник к плоскости стенда, нарушая тем самым естественный прижим.

Поверхность стенда как правило более жесткая, чем человеческий кожный покров, что служит источником более усиленной отдачи низких частот на графиках. При этом, если форма амбушюр у наушников не ровная, и при посадке возникают воздушные зазоры, то низкие частоты наоборот на графике получаются ослаблены.

Мягкий плоский измерительный стенд для наушников


Мягкий плоский измерительный стенд для наушников

Такой тип стенда используется при измерениях наушников на personalaudio. Стенд повторяет по своей конструкции обычный плоский стенд с шириной, сопоставимой с человеческой головой, но при этом поверхность стенда аналогична мягкости кожного покрова человека. Это позволяет избежать избытка баса в области низких частот, а так же обеспечить плотную посадку неровных амбушюр. Благодаря специальным меткам, наушники можно точно располагать относительно микрофона и тем самым сравнивать расхождение АЧХ между каналами. В условных обозначениях на графиках стенд называется как SF1 (Soft Flat Stand V1).

Манекен с ушными раковинами


Манекен с ушными раковинами для измерения наушников

Этот тип стенда приближен к стенду по стандарту IEC 60268-7 и использует микрофоны у входа в слуховой канал. Данный тип стенда позволяет расположить наушники в максимально естественной посадке и более точно получить частотный диапазон в области верхних средних и высоких частот за счет переотражений от ушных раковин и более точной посадке наушников относительно микрофона. В технических отчетах стенд фигурирует под названием HDM1 (HeadManeken V1).

Как и обычный плоский стенд, поверхность относительно твердая и количество низких частот может быть несколько выше. Слабой стороной стенда являются твердые ушные раковины, из-за которых амбушюры накладных наушников и полноразмерных с неглубокой посадкой не плотно прилегают к стенду и соответственно на графиках возникает утечка низких частот. По этой причине в измерениях используется два типа стенда – HDM1 и SF1, где на HDM1 смотрим среднечастотный и высокочастотный диапазон, а на SF1 – низкочастотный диапазон.

Стенд с широкомембранным микрофоном


При использовании микрофона малого диаметра в 2-3 мм, микрофон становится точечным по сравнению с близкорасположенной мембраной наушников. Это приводит к интерференции звукового поля и на графиках АЧХ наблюдаются узкополосные провалы. Так же при сравнении двух каналов, при незначительном повороте наушников со сложным профилем защитной решетки узкополосные провалы меняются и тем самым затрудняют диагностику сравнения идентичности каналов. Для таких задач в качестве микрофона используется мембрана большего диаметра (динамического типа). Такой динамический микрофон редко имеет ровную АЧХ, поэтому не используется в обычном плоском стенде, а в стенде манекене для него нет места. Такой тип стенда на данный момент готовится для оценки различия каналов у наушников. До этого момента данные по разбросу параметров берутся от мягкого плоского стенда, обладающего несколько большей погрешностью.

Стенд-втулка для измерений внутриканальных наушников


Стенд-втулка для измерений внутриканальных наушников на фоне RAA

Для измерений наушников затычек используются отдельная втулка. Глубина расположения микрофона внутри втулки составляет 22 мм, что соответствует длине ушного канала и согласуется с рекомендуемой глубиной ушного канала искусственного уха по IEC 60268-7. На графиках стенд обозначается как CIEF.

Программное обеспечение

RightMark Audio Analyzer (RMAA)


Программа RightMark Audio Analyzer (RMAA)


Сегодня, благодаря доступности различного программного обеспечения и относительно недорогих микрофонов, с помощью компьютера не сложно сделать измерения. Наиболее популярной программой является бесплатная версия RMAA (RightMark Audio Analyzer) с максимально дружелюбным и удобным интерфейсом.

Основные достоинства


Простота интерфейса и бесплатность

Основные недостатки


В текущей версии мало типов тестов для акустических измерений, нельзя измерять чувствительность наушников, для измерений используются длительные по времени тесты, низкая защищенность от внешнего шума во время теста.

ARTA

Программа ARTA


Второй по популярности является ARTA, с более широкими возможностями для акустических измерений, но с более сложным в управлении интерфейсом.

Основные преимущества


Есть полные набор тестов для акустических измерений, большинство тестов адаптированы именно к акустическим измерениям – тесты короткие и внешний шум помещения мало влияет на результат при измерениях на небольшой громкости.

Основные недостатки


Сложный интерфейс, графики рисуются неприглядно.

Reference Audio Analyzer (RAA)

Программа для измерения наушников Reference Audio Analyzer (RAA)


Это отдельный софт, разработанный специально для анализа и построения наглядных графиков под проект personalaudio. На текущий момент софт не предоставляется для использования за пределами проекта.

Достоинства


RAA импортирует данные в CSV формате и по ним может делать промежуточные вичисления и формировать графически и текстовые отчеты. В частности страницы раздела отчетов генерируются через RAA. Софт способен строить уникальные графики совместимости наушников и усилителей.

Недостатки


Софт не представлен для широкого использования, нет ни бесплатной, ни коммерческой версии.

Дополнительное оборудование

Помимо компьютера со звуковой картой и программы, нужен специальный измерительный микрофон, имеющий ровную АЧХ. Младшие модели таких микрофонов не являются дорогими, их стоимость начинается от $60. Эти микрофоны работают как правило в частотном диапазоне 20-20000 Гц. В отдельных стендах можно использовать микрофонные капсюли с ровной АЧХ, их стоимость может начинаться и от 100-300 руб, но помимо капсюля, необходимо делать блок с фантомным питанием.


Reference Audio Analyzer представляет собой программно-аппаратный комплекс для анализа и генерации отчетов измерений аудиооборудования. Это уникальный софт и специализированные стенды для измерений и обработки данных.

Основными особенностями является формирование данных и графиков под обычных пользователей, отвечая на вопросы из повседневной практики, а не сугубо научных для инженеров и разработчиков. Это клиент-ориентированный подход под читателей журналов или покупателей магазинов с лаконичными данными и наглядными графиками.

В RAA собран 10-ти летний опыт тестирования различной аудиоаппаратуры, а основные зависимости между наушниками и усилителями базируются на измерениях более чем 500 моделей аудио продуктов и более сотни статей (iXBT.com, PersonalAudio, Doctorhead) с постоянной обратной связью с читателями. Развитие проекта RAA всегда основывалось на регулярном общении с читателями.

Reference Audio Analyzer является авторским проектом Кузнецова Романа, известного под псевдонимом romanrex.



Автор: (PAExpert) Эксперт Personalaudio.ru
20.12.2012


Нашли опечатку в тексте? Выделите и нажмите Ctrl+Enter. Это не требует регистрации. Спасибо.

Поделитесь в социальных сетях




Еще интересное для чтения

Следующий материал »

Brainwavz M2 - попадают ли в самую востребованную нишу, где наушники обладают и хорошим качеством звучания и невысокой стоимостью?
Комментарии и отзывы (0)


Возврат к списку >>>




Shock 30.10.2014 23:07:42 Я сам уже столько форумов и обзоров перечитал, что голова уже кругом.  Давно зотел себе плеер, вот пока есть финансы рещил купить. Думаю раз уж покупать, то хороший. Выбрал середину: dx50 и x5. Но так сложно собирать картину по субъективным мнениям.  Послушать нет возможности, ибо живу в провинции. Заказывать буду из-за бугра. Если судить по обзора. И отзывам, то все что Вы сказали абсолютно верно. Но меня из всего, что сказано про x5 пугает, что звук в конечном счете будет не естественным и наушники подобрать к нему правильные, в силу скудности выбора в своем городе, не получится. И получится перекос на низ к примеру. В тоже время привлекает наличие двух портов под карты на x5. Хотя кто мешает купить хоть 10 карт памяти и носить их с собой и перетыкать на dx 90. Съемный аккумулятор на dx 90 кажется плюсом, хотя на x5 больше автономности. В тоже время как заменить аккумулятор на x5, когда он накроется. По звуку на данный момент склоняюсь к dx90. Понятие "нейтральный" пугает в обзорах, но разбираясь глубже стал понимать, что он означает, что плеер не приукрашивает музыку в отличие от x5. Я думаю такое звучание будет более правильным. Я хорошего звука можно сказать не слышал(android, iphone, музыкальные модели телефонов думаю не показатель). Так зачем начинать эру хорошего звучания с плеера, имеющего перекосы куда-либо, хоть и "правильные" перекосы, не усугубляющие картину. Скучное звучание, никак не могу понять этого термина, хотя используют его многие. Про dx90 так же отмечают, что он играет звуки, а не музыку. То есть нет единой картины, в отличие от x5. Не знаю как это объяснить для себя. Но все же пока склоняюсь к ibasso, так как считаю его более универсальным, нежели x5. А так как плеер покупаю не на маленький срок и замена в ближайшие года не планируется, то и сменный аккумулятор сыграет свою роль. Мало ли на x5 он сядет и что тогда с ним делать? Мастеров и запчастей в своем городе я найти не смогу. Если Вам не трудно поправьте меня или поддержите, ибо очень сильно болею сейчас этой темой.

Система Orphus

Будьте с нами в Twitter вКонтакте и YouTube
Яндекс.Метрика