Mediciones acústicas. Medimos la respuesta de frecuencia con los medios disponibles.

Compré unos auriculares bluetooth Motorola Pulse Escape. El sonido en su conjunto fue agradable, pero un momento permaneció incomprensible. De acuerdo con las instrucciones, tienen un interruptor ecualizador. Presumiblemente, los auriculares tienen varias configuraciones cableadas que cambian en un círculo. Desafortunadamente, no pude determinar de oído qué ajustes había y cuántos había, y decidí averiguarlo usando medidas.

Por lo tanto, queremos medir la característica de frecuencia de amplitud (AFC) de los auriculares: este es un gráfico que muestra qué frecuencias se reproducen más alto y cuáles son más silenciosas. Resulta que tales medidas se pueden hacer "en la rodilla", sin equipo especial.

Necesitamos una computadora con Windows (usé una computadora portátil), un micrófono y también una fuente de sonido, algún tipo de reproductor de bluetooth (tomé un teléfono inteligente). Bueno, los auriculares en sí, por supuesto.

(Debajo del corte, muchas fotos).

Preparación


Aquí hay un micrófono que encontré entre los gadgets antiguos. Un micrófono centavo, para hablar, no destinado a grabar música, mucho menos para mediciones.


Por supuesto, dicho micrófono tiene su propia respuesta de frecuencia (y, mirando hacia adelante, el patrón direccional), por lo que distorsionará en gran medida los resultados de la medición, pero es adecuado para la tarea, porque no estamos tan interesados ​​en las características absolutas de los auriculares, sino en cómo cambian cuando se cambia el ecualizador.

La computadora portátil tenía solo un conector de audio combinado. Conectamos nuestro micrófono allí:


Windows pregunta qué dispositivo conectamos. Respondemos que este es un micrófono:


Windows es alemán, lo siento. Prometí usar materiales improvisados.

Por lo tanto, el único conector de audio está ocupado y, por lo tanto, se necesita una fuente de sonido adicional. Descargue una señal de audio de prueba especial en su teléfono inteligente: el llamado ruido rosa. El ruido rosa es un sonido que contiene todo el espectro de frecuencias, con la misma potencia en todo el rango. (¡No lo confunda con ruido blanco! El ruido blanco tiene una distribución de potencia diferente, por lo que no puede usarse para mediciones, esto puede dañar los altavoces).

Establece el nivel de sensibilidad del micrófono. Presione el botón derecho del mouse sobre el icono del altavoz en Windows y seleccione el ajuste de los dispositivos de grabación:


Encontramos nuestro micrófono (lo llamé Jack Mic):


Lo seleccionamos como dispositivo de grabación (un pájaro en un círculo verde). Establecemos el nivel de sensibilidad más cercano al máximo:


Micrófono Boost (si lo hay) eliminar! Este es un ajuste automático de sensibilidad. Para la voz es bueno, pero solo interferirá con las mediciones.

Instalamos el programa de medición en la computadora portátil. Me encanta TrueRTA por la capacidad de ver muchos gráficos en una pantalla a la vez. (RTA - en inglés respuesta de frecuencia). En la versión de demostración gratuita, el programa mide la respuesta de frecuencia en pasos de una octava (es decir, los puntos de medición vecinos difieren en frecuencia en 2 veces). Esto, por supuesto, es muy grosero, pero servirá para nuestros propósitos.

Con cinta, fijamos el micrófono cerca del borde de la mesa para que pueda cubrirse con un auricular:


Es importante reparar el micrófono para que no se mueva durante el proceso de medición. Conectamos los auriculares con un cable al teléfono inteligente y colocamos un auricular en la parte superior del micrófono, de modo que esté bien cerrado en la parte superior, algo como este auricular cubre el oído humano:


El segundo auricular cuelga libremente debajo de la mesa, de él escucharemos la señal de prueba incluida. Nos aseguramos de que los auriculares sean estables, tampoco se pueden cambiar durante la medición. Puedes empezar.

Medidas


Iniciamos el programa TrueRTA y vemos:


La parte principal de la ventana es un campo gráfico. A la izquierda están los botones del generador de señal, no lo necesitaremos, porque tenemos una fuente de señal externa, un teléfono inteligente. A la derecha están las configuraciones de gráficos y medidas. Arriba: algunas configuraciones y controles más. Establezca el color blanco del campo para ver mejor los gráficos (menú Ver → Color de fondo → Blanco).

Establecemos el límite de medición en 20 Hz y el número de mediciones, digamos 100. El programa tomará automáticamente el número especificado de mediciones en una fila y promediará el resultado, para una señal de ruido esto es necesario. Apague la visualización de los gráficos de barras, déjelos dibujar gráficos en su lugar (el botón en la parte superior con la imagen de las barras está marcado en la siguiente captura de pantalla).

Una vez realizados los ajustes, hacemos la primera medición: esta será la medición del silencio. Cerramos las ventanas y puertas, les pedimos a los niños que se callen y presionamos Ir:


Si todo se hace correctamente, comenzará a aparecer un gráfico en el campo. Esperaremos hasta que se estabilice (deje de "bailar" de un lado a otro) y presione Stop:


Vemos que el "volumen de silencio" (ruido de fondo) no excede -40dBu, y establecemos (control inferior dB en el lado derecho de la ventana) el borde inferior de la pantalla a -40dBu para eliminar el ruido de fondo de la pantalla y ver un gráfico más grande de la señal que nos interesa.

Ahora mediremos la señal de prueba real. Encendemos el reproductor en el teléfono inteligente, comenzando con un volumen bajo.

Comenzamos la medición en TrueRTA con el botón Go y subimos gradualmente el volumen en el teléfono inteligente. Un silbido comienza a venir de un auricular libre y aparece un gráfico en la pantalla. Agregue volumen hasta que el gráfico alcance una altura de aproximadamente -10 ... 0dBu:


Después de esperar la estabilización del gráfico, detenemos la medición con el botón Detener en el programa. También detenemos al jugador. Entonces, ¿qué vemos en el gráfico? Buenos bajos (excepto los más profundos), algunos disminuyen a las frecuencias medias y un fuerte descenso a las frecuencias superiores. Les recuerdo que esta no es una respuesta de frecuencia de auriculares real, el micrófono contribuye.

Tomaremos esta tabla como referencia. Los auriculares recibieron una señal a través del cable, en este modo funcionan como altavoces pasivos sin ecualizadores, sus botones no funcionan. Ingresamos el gráfico en la memoria número 1 (a través del menú Ver → Guardar en la memoria → Guardar en la memoria 1 o presionando Alt + 1). Puede guardar gráficos en las celdas de memoria y usar los botones Mem1..Mem20 en la parte superior de la ventana para habilitar o deshabilitar la visualización de estos gráficos en la pantalla.

Ahora desconecte el cable (tanto de los auriculares como del teléfono inteligente) y conecte los auriculares al teléfono inteligente a través de Bluetooth, tratando de no moverlos sobre la mesa.


Volvemos a encender el reproductor, comenzamos la medición con el botón Ir y, ajustando el volumen en el teléfono inteligente, traemos el nuevo gráfico en términos de nivel a la referencia. El gráfico de referencia se muestra en verde y el nuevo en azul:


Paramos la medición (el reproductor no puede apagarse si el silbido del auricular libre no molesta) y nos complace que los auriculares bluetooth den la misma respuesta de frecuencia que a través del cable. Ingresamos el gráfico en la memoria número 2 (Alt + 2) para que no salga de la pantalla.

Ahora cambie el ecualizador con los botones de los auriculares. Los auriculares informan con una voz femenina alegre "EQ cambiado". Activamos la medición y, después de esperar la estabilización del gráfico, vemos:


Hm. En algunos lugares hay diferencias de 1 decibelio, pero esto de alguna manera no es serio. Más probablemente similar a los errores de medición. También traemos este gráfico a la memoria, volvemos a cambiar el ecualizador y después de la medición vemos otro gráfico (si nos fijamos bien):


Bueno, ya lo entiendes. No importa cuánto haya cambiado el ecualizador en los auriculares, ¡no dio ningún cambio!

Sobre esto, en principio, puede terminar el trabajo y concluir: estos auriculares no tienen ecualizador que funcione . (Ahora está claro por qué no pude escucharlo).

Sin embargo, el hecho de que no vimos ningún cambio en los resultados altera e incluso genera dudas sobre la exactitud de la metodología. Tal vez medimos algo mal?

Dimensiones de bonificación


Para asegurarnos de que medimos la respuesta de frecuencia, y no el clima en la luna, cambiemos el ecualizador a otra parte. ¡Tenemos un jugador en el teléfono inteligente! Usamos su ecualizador:


Y aquí está el resultado de la medición:


Este es otro asunto! El nuevo gráfico es notablemente diferente de los antiguos. También lo guardaremos en la memoria (obtuve la memoria número 6) y buscaremos la diferencia entre el nuevo gráfico y el de referencia, TrueRTA puede hacer esto (menú Utilidades → Diferencia):


Reste el gráfico número 1 del gráfico número 6 y coloque el resultado en la memoria número 12. Elimine los gráficos restantes de la pantalla con los botones Mem1, Mem2, etc., deje solo Mem12:


¿Esta curva no recuerda aproximadamente lo que prometió el ecualizador?

Apague el ecualizador, todo está claro con él. Y también dije al principio que no se pueden mover los auriculares y el micrófono entre las mediciones. ¿Y qué pasará si cambias un centímetro?


Mire, el horario ha cambiado ligeramente desde el cambio: el bajo ha disminuido, las partes superiores se han agregado. Esto sugiere, muy probablemente, que el micrófono tiene una sensibilidad diferente a los sonidos que provienen de diferentes direcciones (esto se llama patrón de radiación).

Realicemos otro experimento: medimos el sonido, abandonando el volumen cerrado. Así:


¿Y qué vemos como resultado?


¿A dónde se fue todo nuestro bajo? ¿Por casualidad los viste?

Source: https://habr.com/ru/post/es407107/


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