Ständer brauchen Ohren: über die Unzuverlässigkeit der Messungen des Frequenzgangs von Kopfhörern

Heutzutage kaufen viele Menschen Kopfhörer blind (ohne zu hören), ohne zuzuhören, und verlassen sich dabei auf technische Spezifikationen und Frequenzgangdiagramme, die von Benutzern zahlreicher Audio-Foren sorgfältig erstellt wurden. Insbesondere solche Einkäufe sind typisch für Online-Shops. Es ist bekannt, dass die Frequenzeigenschaften von Schall den Frequenzgang bestimmen. Wenn Sie es gleichzeitig versuchen, finden Sie für dasselbe Modell mehrere völlig unterschiedliche Diagramme mit signifikanten Unterschieden, was alarmierend ist.


Nicht selten ist das Ergebnis eines Kaufs die Enttäuschung und Diskrepanz des gekauften Paares mit den Erwartungen, die beim Betrachten des Diagramms entstanden sind - sie wollten, sagen sie, Bass, aber sie heben die Mitte usw. stärker hervor. Wenn subjektiv verschiedene Kopfhörermodelle mit denselben oder sehr engen Frequenzganggraphen verglichen werden, gibt es außerdem einen signifikanten Unterschied in der subjektiven Beurteilung des Klangs.

Unter dem Cutter finden Sie eine Beschreibung einer der häufigsten Ursachen, Lösungsmöglichkeiten und verschiedene Empfehlungen zur Selbstverbesserung des Ständers.

Ich glaube, dass viele bereits erkannt haben, dass das Hauptproblem in der Messtechnik liegt. Wir reden über sie. Bei der Messung des am häufigsten verwendeten "bloßen" Mikrofons, das sich nicht unter realen Bedingungen befindet, werden die Kopfhörer mit der einen oder anderen Kraft gegen den Kopf gedrückt. Außerdem werden Schallwellen erzeugt, bis der Aufprall auf das Trommelfell von der Ohrmuschel erfasst wird und durch den äußeren Gehörgang verläuft. Es ist logisch, dass die Testergebnisse ohne Berücksichtigung dieser Parameter nicht zeigen, was tatsächlich vorhanden ist.

Der Grund für die Erstellung dieses Beitrags war die Masterarbeit von Marco Hiipakka „Messgeräte und technische Modellierung der Ohrakustik “ , die an der Abteilung für akustische Signalverarbeitung der Fakultät für Kommunikation und Automatisierung der Technischen Universität Helsinki verfasst wurde, sowie die Experimente der Videoblogger stalker29218 und Alexander TheHitty, die auf dieses Problem aufmerksam machten.

Probleme und Lösungen

Laut Marco Hiipakka werden bei der Messung des Frequenzgangs die akustischen Eigenschaften des Ohrs selbst nicht berücksichtigt. Es ist bekannt, dass die Eigenschaften des Hörens äußerst individuell sind und direkt von unseren anatomischen Merkmalen abhängen. In der Regel werden Messungen der akustischen Parameter von Kopfhörern (wie übrigens auch anderer Audiogeräte) ohne Berücksichtigung der Anatomie durchgeführt.

Ein Vergleich des Frequenzgangs der Kopfhörer (insbesondere des geschlossenen Kopfhörers ) bei Verwendung eines „bloßen“ Mikrofons zeigt einen signifikanten Unterschied zu den Ergebnissen bei Verwendung eines Ständers, bei dem die Ohrpolster in die Ebene gedrückt werden. Noch größere Unterschiede zeigt ein Stand mit Nachahmung des äußeren Gehörgangs und der Ohrmuschel.



Rot - offener Ständer;
Gelb - Drücken Sie die Ohrpolster auf den Schaum;
Grün - Silikon-Imitation der Haut;
Blau - Silikon + Ohrmuschel + äußerer Gehörgang.


Außenstand Alexander TheHitty


Geschlossener Stand Alexander TheHitty


Stehen Sie Alexander TheHitty mit nachgeahmter Haut


Alexander TheHitty Stand mit Nachahmung der Haut, des äußeren Gehörgangs und der Ohrmuschel

Wie aus den von Alexander mit einer zuverlässigeren Technik veröffentlichten Grafiken ersichtlich ist, treten signifikante Änderungen auf. Die bedeutendste Auswirkung auf den Schall ist der geschlossene Raum sowie die Länge und Breite des äußeren Gehörgangs. Mit zunehmender Durchgangslänge verschiebt sich die im Bereich zwischen 2 und 4 kHz auftretende Resonanzspitze zu niedrigeren Frequenzen. Im Gegensatz dazu nimmt die Breite in Richtung HF ab, was in den Diagrammen deutlich sichtbar ist.


Ergebnisdiagramm von Alexander TheHitty

Unter anderem sind Änderungen des Frequenzgangs durch Ablagerung von Ohrenschmalz im äußeren Gehörgang möglich. Wie die folgende Tabelle zeigt, beeinflusst das Vorhandensein von Schwefel (ein verwendetes Simulatorwachs) die Kurve in gewissem Maße.



Die Forschungsdaten von Marco Hiipakka und Alexander TheHitty stimmen mit den Ergebnissen von Testmessungen des Frequenzgangs in den Hauptpunkten überein.


Frequenzgang am Gehörgangseingang von Adecs mit drei verschiedenen


Einer der Stände von Marco Hiipacca im Kontext

Alles, was beschrieben wurde, bezieht sich hauptsächlich auf Modelle in voller Größe und ist besonders nützlich für Messungen mit geschlossenen und halb geschlossenen Kopfhörern. Marco Hiipakka schlug in seiner Arbeit auch originelle Ideen für In-Ear-Kopfhörer vor. Hier sind einige Beispiele, mit denen Sie Messungen ohne Verwendung eines großen Ständers durchführen können.

Was tun?

Vor dem Modellieren der Ohrmuschel und des äußeren Gehörgangs ist es sinnvoll, eine ordnungsgemäße Schalldämmung sicherzustellen und die Haut zu imitieren. Als Isolator können Sie jedes schallabsorbierende Material verwenden, zum Beispiel Schaum, wie es Alexander TheHitty getan hat.



Als Hautnachahmer wird üblicherweise Silikon mit einer Dichte von 29-30 Einheiten verwendet. Ufer.
Das gleiche Silikon kann verwendet werden, um einen Simulator der Ohrmuschel und des äußeren Gehörgangs zu erstellen.


Es ist zu beachten, dass es ziemlich schwierig ist, einen Gipsverband aus dem Gehörgang zu entnehmen. Es ist einfacher, einen hohlen Silikonschlauch mit 2 Biegungen, einer Verengung, einer Länge von 28 mm und einer Breite von 5 bis 7 mm herzustellen (durchschnittliche Parameter für das menschliche Ohr).



Marco Hiipakka verwendete Kunststoffschläuche und beschränkte sich in einer Reihe von Studien auf eine Standardspritze (in einigen Fällen musste der Frequenzgang der In- Ear-Kopfhörer gemessen werden).



Als Verbindungselemente für all dieses Geschäft können Sie Sperrholz, Trockenbau, Spanplatten oder etwas anderes verwenden. Die Hauptbedingung ist die Isolierung des Simulators des äußeren Gehörgangs und des hermetisch abgeschlossenen Mikrofons.

Zusammenfassung

Angesichts der geringen Genauigkeit der Messungen ist es naiv zu glauben, dass Sie anhand der Ergebnisse der im Netzwerk gefundenen Frequenzgangtests verstehen können, wie die Kopfhörer klingen. Es ist auch dumm zu glauben, dass Messungen nicht das reale Bild widerspiegeln und der Ton nur subjektiv bewertet werden sollte. Um Testergebnisse zu erhalten, ist es wichtig zu wissen, wie dieser Test durchgeführt wurde und wie stark die menschliche Anatomie berücksichtigt wurde, wie „sauber“ die Studie ist (dies gilt nicht nur für den Frequenzgang, sondern auch für den SOI, das IMD und andere Merkmale). Bevor Sie Kopfhörer kaufen, sollten Sie sie sich noch anhören. In der Tat sind zahlreiche Showrooms geöffnet, in denen Sie bequem arbeiten können.