FAQ - Стенды и оборудование для измерений / FAQ - Стенды и оборудование для измерений

FAQ - Стенды и оборудование для измерений

Объективные замеры - общее FAQ

О стандартах

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 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)". Стандарт постоянно обновляется.

Основное назначение стандартов, это получение наиболее адекватной информации. 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. Указание у производителя стандарта или условий к сожалению редкость. Ниже рассмотрим, что рекомендуют стандарты и на каком оборудовании делаются измерения.

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.

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

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.

Безусловно, необходим и измерительный стенд, куда будет вставляться микрофон и на который будет одеваться наушники. Самый простой вариант стенда - "плоский стенд". Его конструкция предельна проста. Это плоская поверхность (чаще доска), в которой делается круглое отверстие под микрофон.

Из-за того, что измерительные микрофоны довольно крупные по длине, их сложно расположить перпендикулярно наушнику, ведь что бы обеспечить естественный прижим наушника к стенду, ширина стенда должна быть такой же, как и голова человека. Здесь каждый сам решает, какой вариант стенда сделать. Если наушники прижимаются вручную, то от разного прижима будет получаться разная АЧХ. Данный стенд конечно же не попадает под текущие стандарты.

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

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 разброс параметров АЧХ между наушниками, искажения и другие параметры.

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

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. В производстве же достаточно делать контроль на отклонения от референсных АЧХ.

В стандартах описываются действия и условия измерений, со сноской, что каждый в праве 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.

Стенд HDM1

фото стенда HDM1

Наш стенд сделан технически близок по современному стандарту IEC 60268-7 с небольшими расхождениями. Стенд сделан на основе головы манекена. Покрытие резиновое, внутренне наполнение - монтажная пена.

Преимущества HDM1 против плоского стенда

Недостаток плоского стенда состоит в том, что на нем можно измерить наушники лишь с тем типом амбушюров, которые плотно прилегают к плоской поверхности. Некоторые наушники имеют амбушюры сложной формы, подогнанной под форму головы человека (например C.E.C. HP 53) и при измерении через плоский стенд возможны зазоры, что ведет к уменьшению уровня низких частот.

фото CEC HP 53 на HDM1

фото CEC HP 53 на плоском стенде

Если же наушник сильно прижать и устранить зазоры, то на графике получится наоборот их избыток. Так же плоские стенды не всегда делают оптимизированными под размер головы, что приводит к совершенно произвольному уровню прижима.

разница АЧХ с зазором, без зазора и сильного прижима

Здесь можно видеть, что от увеличенного прижима выросла как отдача на низких частотах, так и в целом уровень давления поднялся на 6 дБ. В промышленных условиях используют подобные стенды, где уровень прижима регулируется отдельным прибором, однако эти результаты измерений используются лишь в производстве и имеют лишь сравнительный характер только для конкретного стенда. Манекен позволяет повторить форму головы человека, а также обеспечить оптимальный прижим наушников.

схематическое изображение расположения капсюлей плоского стенда и головы с ухом

Второй плюс - это местоположение микрофона относительно капсюля наушника. На плоском стенде обычно стараются расположить капсюль микрофона по центру наушника, в то время как ушной канал на голове реального человека совсем не там. Форма ушной раковины близка к рекомендуемой по стандарту IEC 60268-7. Манекен так же позволяет корректно измерять наушники со сложными профилями защитных решеток. В качестве примера можно привести наушники фирмы Ultrasone.

Профиль защитной решетки Ultrasone PRO 2500.

Как видно, отверстия сделаны так, чтобы оказаться на уровне ушного канала по вертикали и впереди по горизонтали. Если такие наушники одеть наоборот, перепутав правый и левый канал, то изменится как АЧХ, так и передача пространства (объема, стереопанорамы).

пример с Ultrasone PRO 2500

График АЧХ наглядно показывает разницу, в то время как на плоском стенде разница будет отсутствовать.

Несмотря на наличие ушной раковины и формы головы, АЧХ будет зависеть от посадки наушников на стенд. В отличии от плоского стенда, вариантов посадок гораздо меньше, что позволяет получить меньший разброс в виде АЧХ от разных посадок. Наиболее существенное отклонение возникает при максимально неудобной посадке наушников на стенде. Чувствительность в данном случае изменяется для схожих графиков в районе 1 дБ, для максимально отличающегося - 3 дБ для 1 кГц.

На плоском стенде для наушников с большой внутренней площадью разброс для АЧХ примерно такой же, как и у плоского стенда.

Для наушников с небольшой поверхностью амбушуров, вариантнов посадки на манекен гораздо меньше, что так же отражается и на разбросе в графиках АЧХ.

На плоском стенде разброс закономерно получается больше.

Выше приведенные графики наглядно показывают, что АЧХ зависит от посадки наушников и показывает по большому счету приблизительный результат. Основной участок частот, сильно зависимый от посадки, это облась высоких частот, начиная от 5 кГц. При сравнении общего характера полученных АЧХ на плоском стенде и HDM1 можно видеть разницу на участке от 1 кГц. При измерении на плоском стенде часто получается провал в широком диапазоне частот. Субъективо при выставлении равных громкостей на синусах или узкополосном шуме на Fostex T50 RP АЧХ полученная на HDM1 больше укладывается в полученные значения.

Для измерений наушников затычек используются отдельные сменные капсулы. Глубина капсюля для затычек составляет 22 мм до микрофона, что соответствует длине ушного канала и согласуется с рекомендуемой глубиной ушного канала искусственного уха по IEC 60268-7. Глубина посадки вкладыша контролируется по резонансным частотам капсулы. АЧХ наушника корректируется от резонансных частот через отдельную настройку частотной коррекции.

Чувствительность для больших наушников и вкладышей сопоставима за счет использования калиброванных микрофонов. Калибровка микрофонов произведена с помощью измерительного микрофона dbx ARTA. 

Измерения больших наушников с капсулой с утопленным микрофоном не проводятся, т.к. резонанс капсулы не согласуется с субъективным восприятием, а дополнительная коррекция АЧХ вносит дополнительную погрешность в измерения.

 

автор Кузнецов Роман (romanrex)
© Doctorhead.ru Все права защищены. Перепечатка любых материалов возможна только с разрешения администрации.

Ссылки

Обсуждение материала на форуме doctorhead

Амплитудно-частотная характеристика
Чувствительность наушников
Отклонение амплитудно-частотной характеристики между правым и левым каналом
Импеданс наушников
Стенды и оборудование для измерений


База данных измерений наушников

FAQ - Стенды и оборудование для измерений

© 2006 - 2012 Doctorhead

Телефон: (495) 646-61-55; (812) 490-76-67; (831) 411-70-24; (800) 333-0989

Эл. почта: info@doctorhead.ru

| Наушники для дома| | Наушники для плеера ipod | Беспроводные наушники | Профессиональные наушники | гарнитура для телефона iphone | Усилители для наушников | Аксессуары для наушников | Наушники с микрофоном для планшета ipad | Студийные наушники | / | FAQ - Стенды и оборудование для измерений Наушники SONY | Наушники Sennheiser | Наушники AKG | Наушники Beyerdynamic | Наушники GRADO | Наушники Audio-Technica | Наушники BOSE | Наушники SHURE | Наушники STAX | Наушники Philips | / Магазин наушников в Санкт-Петербурге |