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 >>>




никита иваныч 30.09.2014 14:27:02 Купил сей агрегат, потому как реклама навалилось на офф сайте, мол самый мощный за копейки) музыку слушаю разную, последнее время брэйкс и нейрофанк.. Блютуз и вся хрень были огромными плюсами при выборе покупки. Играют мощно) но слишком уж давление высокое. Гудят даже на низкой громкости. Твитеры перекричать гул не могут нифига) детализация на высокой громкости страдает (мягко сказано) бассовитость норм (даже дробь барабанную плотно играет) со средними вообще не понятно ничего... Огорчился, когда звук типа трансформаторного скрежета (не знаю как правильно и доступно его обозвать) да и в моих любимых треках превратился опять же в гул!!! Все устраивает в этой бомж/системе, но вот только кроме вездесущего гула и того что трансформатор- не трансформаторного. Слушаю по бт или нфси с телефона. С компа через бт играет громче в разы. Ц 3 колорфлай подтыкал через узб - разницы почти никакой. Есть аналоговые выходы и все)  Может что нибудь высокочастотное к нему подконнектить?! Что нибудь не дорогое. Внешняя звуковуха изменит звук в лучшую сторону? Можно подключить звуковуху через тюльпаны или через узб? Подскажите как улучшить звучание, а то 11к. + такси потратил)) и до сих пор не доволен покупкой. Кстати слушаю с включенным режимом заниженных НЧ bassbazuca. Без бабушки баса нет
A 15.09.2014 15:15:05 Подскажите господа аудиофилы, встал вопрос о приобретении наушников для прослушивания музыки всех стилей, просмотра фильмов, и игр на PS но специальной аппаратурой Hi-Fi не имею ( на данный момент)))) ).Кратка пред история: подарили Наушники SONY MDR-RF865RK за 5к (что просто убило) Звук неочем только, что дальность действия и их мобильность. Вернуть не получилось, сказали только обмен. Вот стал искать замену сначала взгляд упал на SENNHEISER RS160, но почитав понял что звук конечно получше, но радиус действия небольшой и гемор с длительной зарядкой итд. В общем получилось что хорошие безпроводники стоят  дох… Двинулся дальше, решил подобрать что-то из проводных, узрел Audio Technica ATH-M50 все классно стоят дёшево, звучат круто, в общем то что нужно, но из-за внутренних сложностей в части сетевой логистики магазина их перевезти не могут (. В общем мои поиски продолжились и привели к данной модели SENNHEISER HD 598, есть ли смысл приобретать данные уши или хватить SENNHEISER HD 518 ?! Или вообще  что-то иное) P/s заранее благодарен за ответ.

Система Orphus

Будьте с нами в Twitter вКонтакте и YouTube
Яндекс.Метрика