| .......... ALEXMOD: projects |
|
Нейтральность в наушниках или как интерпретировать АЧХ
| |
| Alex | Дата: Суббота, 11.04.2015 | Сообщение # 1 |
 Автор сайта
Группа: Администраторы
Сообщений: 3030
Репутация: 120
Статус: Offline
| Дисклаймер: прошу не пинать сильно товарищей буквоедов. Статья специально написана по-возможности максимально утрированно, для понимания простыми смертными.
Давно собирался написать небольшую статейку об интерпретации АЧХ наушников, и критериям, которых стараются добится в процессе настройки ЧХ хороших наушников.
Попытаюсь попробовать. Итак,
Для любого обывателя очевидно, что АЧХ акустических систем (звуковоспроизводящей системы) должна быть горизонтальна. Это будет значить, что в тракте воспроизведения нет форсирования или гашения тех или иных частот, а все без исключения звуковые высоты воспроизводятся с одинаковой интенсивностью. АС с такой АЧХ должны звучать максимально правдиво и честно, не внося тембральной окраски и каких-либо модуляций в аудио сигнал.
Однако, сей факт справедлив только для ЧХ замеряемых в безэховой камере (абсолютно заглушенном помещении, в котором микрофона достигает лишь прямое излучение от головок). В реальном помещении (в котором все мы обитаем и используем наши аудио системы) нашего слуха достигает не только и не столько(!!!) прямой сигнал от головки, сколько его многократные реплики, отраженные помещением и хаотично накладывающиеся на непосредственный сигнал первоисточника. В итоге, для реальных АС, действительно качественной будет такая у которой будут максимально гладкими угловые АЧХ (т.е множество звуковых волн излучаемых во все стороны и участвующих в формировании общей звуковой картины.)
Из практического опыта АЧХ хорошего излучателя должна иметь вид прямой наклонной линии, уровень которой снижается от НЧ к ВЧ под небольшим углом в 3..6дБ.окт. Сей факт связан с тем, что в реальной комнате прослушивания на НЧ поглощения звуковых волн практически не происходит, а с ростом частоты все большая часть звуковых волн ослабляется при переотражении.
Такой ход АЧХ носит название diffuse field response т.е АЧХ в диффузионном (переотражающем ) поле (тогда как ровная АЧХ в безэховой камере носит название free field response) При прослушивании АС, настроенных для обеспечения ровной АЧХ в безэховой камере, субьективно воспринимаемое звучание может быть слишком сухим и "мониторным", пускай и ясным но не комфортным.
Love the MUSIC, not equipment!
High-end portable now has a simple solution: aleXmod+RE272
|
| |
| |
| Alex | Дата: Вторник, 19.05.2015 | Сообщение # 2 |
|
Автор сайта
Группа: Администраторы
Сообщений: 3030
Репутация: 120
Статус: Offline
| 
Возвращаясь к нашим "баранам", т.е наушникам, можно отметить следующее: наше тело, голова, плечи и шея, внешнее ухо и внутренний слуховой канал, все вносят вклад в ту или иную фильтрацию (искажение) звуковой волны, которая она претерпевает на пути к непосредственно барабанной перепонке, нашему органу слуха.
Посмотрите на картинку, размещенную в первом сообщении. Цифрами обозваны те или иные искажения АЧХ, обусловленные различными анатомическими факторами, присущими слушателю.
1. - влияние нашей головы, создающей акустическую тень на ВЧ, но свободно огибаемую НЧ звуковыми волнами
2. - влияние шеи и плеч, аналогичной природы, но более сложного вида.
3. и 4. - вклад ушной раковины и наружнего уха
5. - фильтр, обеспечиваемый внутренним слуховым проходом.
Как видите, некоторые аспекты не очень весомы, тогда как ряд изменений, вносимых в тембральную окраску звукового сигнала внешним и внутренним ухом весьма значителен (например, резонанс внутреннего ушного канала достиигает величины 17дБ т.е. усиления звуковых волн в окрестности 2.7 кГц практически в 10 раз!).
Итоговая суммарная АЧХ, снятая микрофоном, расположенным вблизи слуховой мембраны при прослушивании ровных АС в типичной жилой комнате (diffuse field (DF)) являет собой сумму всех этих "искажений" наложенных на ровный по спектру исходно сигнал (точнее, имеющий легкий легкий наклон к ВЧ, см. обьяснение DF выше), и показана на рисунке жирной линией черного цвета. Все без исключения люди, с самого момента своего рождения, воспринимают звуки прошедшую через эту систему фильтрации, встроенную в наши уши и, вообще говоря, различную в нюансах для каждого конкретного индивидуума (как различны у всех нас размер головы, рост, толщина шеи, габариты и форма ушных раковин и причудлива форма внутреннего слухового прохода)
Эта кривая является своего рода личным эталоном нейтральности, и для каждого из нас она сугубо индивидуальна (хотя и не столь значимо отклоняется от некоторых центральных значений, как показывают статистически обработанные измерения аудиологов) Результат этих "усреднений" и отображен на рисунке в шапке темы.
В отличие от АС, играющих "извне" наушники разного типа для сохранения субьективной нейтральности звучания должны иметь различную кривизну АЧХ, призванную скомпенсировать недостающие аспекты в пути между излучателем и барабанной перепонкой. В противном случае спектр сигнала, достигший нашего слуха, не будет иметь привычную нам с детства "эталонную" форму и звучание будет восприниматься окрашенным и искуственным.
В случае наушников IEM (излучатель непосредственно у барабанной перепонки) идеально субьективно-нейтральная АЧХ будет иметь вид суммарной черной кривой, включающей в себя все фильтрующие аспекты на пути от внешнего источника звука к мембране.
Именно такой вид ЧХ мы и наблюдаем у наушников Etymotic ER4s и иных моделей, созданных в подобной идеологии. В силу максимально большого влияния на АЧХ именно резонансными явлениями в слуховом канале, на субьективное восприятие звучания такого плана (IEM) наушников очень сильно влияют малейшие отклонения их ЧХ от индивидуального "оптимума".
В случае supra-aural наушников, прилегающих к ушным раковинам, нам надо иметь АЧХ, которая компенсировала бы нам не испытываемую по-факту фильтрацию на органах внешнего уха и ушных раковинах.
В случае circum-aural наушников, внешнее ухо участвует в фильтрации в некоторой степени, но не полностью, кроме того нет влияния на ЧХ головы и торса, и именно такие поправки должны быть внесены в ЧХ, чтобы она воспринималась субьективно ровной, а звук "реальным". Также, нужно учесть некоторые аспекты "близости" излучателя к ушной раковине (ухо принимает, фактически, прямой звук, а не звук приходящий извне, под углом к ушной раковине). Впрочем, последний факт производители также пытаются компенсировать конструктивно, располагая излучатели спереди чашек, под углом к ушной раковине и т.д и т.п...
Love the MUSIC, not equipment!
High-end portable now has a simple solution: aleXmod+RE272
|
| |
| |
| Alex | Дата: Вторник, 19.05.2015 | Сообщение # 3 |
|
Автор сайта
Группа: Администраторы
Сообщений: 3030
Репутация: 120
Статус: Offline
| Поскольку, невозможно стандартизовать процедуру замера наушников разного типа (а от малейшего сдвига или смещения микрофона на стенде относительно излучателя АЧХ может отличаться ВЕСЬМА и ВЕСЬМА серьезно) была принята за стандарт процедура замера любой модели наушников на микрофон, размещенный внутри модели искусственного уха на искусственной голове и части торса. Наушники, на характер АЧХ которых никак не влияют органы внешнего слуха, нет нужды обмерять на голове, для этого годится симулятор ушного канала (фото справа).
Таким образом, микрофон расположенный в точке, имитирующей месторасположение барабанной перепонки человека записывает АЧХ, формально несущую в себе все типы описываемых выше спектральных искажений. Такого рода кривая обычно называется "нескомпенсированной" АЧХ и мало пригодна для легкого субьективного анализа и сравнения одной модели наушников с другой сходу.
Нескомпенсированная кривая - эталон (зеленый цвет - DF, черный - Olive-Welti), а также замеры наушников NAD VISO (средняя) и Focal Spirit Professional (нижняя кривая)
Для приведения ее к более "легкочитаемому" виду, необходимо просто, математически, вычесть кривую, обратную приведенной на рисунке в шапке темы эталонной кривой, т.е нормализовать АЧХ для полного устранения влияния тестового тракта, имитирующего у нас человеческий слуховой тракт, для получения более-менее линейного вида АЧХ наушников. В этом случае, идеально прямая линия будет соответствовать полному соответствию АЧХ конкретной модели выбранной эталонной кривой, а всплески или провалы - обьективно описывать субьективно воспринимаемую тембральную окрасу (всплески) или упрощение (провалы) звучания.
На рисунке вы можете видеть примеры таких функций- компенсационных вычетов, для случая Free field (FF) и Diffuse Field (DF)
Разные обьективные "замерщики" могут использовать (и используют) разные копенсационные вычеты в своих результатах. Большинство склонно к использованию DF кривой, однако, последнее время очень популярна стала кривая "Harman" или Olive-Welti target, которая фактически близка к DF, однако дополнительно подчеркивает крайние НЧ. Именно такой вид компенсации оказался предпочтителен для статистического большинства респондентов, учавствовавших в экспериментах компании Harman.
Итоги.
1. АЧХ наушников должна быть очень сильно кривой. Максимально кривая АЧХ должна быть у высококачественных вставных наушников (IEM). Разброс отдачи в пределах звукового диапазона таких наушников может составлять до 20дБ (т.е громкость отличаться в 20 раз!).
2. Бессмысленно сравнивать между собой АЧХ разных динамиков, замеренных на разных тестовых стендах, поскольку один стенд может включать все компенсирующие факторы, а второй - нет.
3. Нейтрально воспринимаемая ЧХ наушников - чудо, когда искусственно созданная кривизна АЧХ у той или иной модели становится синергичной кривизне вашего
врожденного слухового аппарата, обсусловленной совершенно конкретными анатомическими факторами.
4. При такой чудесной компенсации наушники могут приносить гигантское наслаждение от использования и обеспечивать исключительную "имитацию реальности".
5. Все субьективные оценки, выносимые рецнзентами наушникам нужно воспринимать с достаточной долей скепсиса. Вероятность того, что слуховой аппарат рецензента исключительно подобен Вашему достаточно невелика. Особенно большая степень разногласий возможна при оценке IEM моделей, кривизна АЧХ которых обязана учитывать весь комплекс влияния слухового тракта пользователя.
Надеюсь, мой материал внес прояснения в сию, довольно-таки "сколькую" тему..
Love the MUSIC, not equipment!
High-end portable now has a simple solution: aleXmod+RE272
|
| |
| |
| Alex | Дата: Четверг, 26.11.2015 | Сообщение # 4 |
|
Автор сайта
Группа: Администраторы
Сообщений: 3030
Репутация: 120
Статус: Offline
| Попалась еще неплохая статья на данную тему. На английском.
Love the MUSIC, not equipment!
High-end portable now has a simple solution: aleXmod+RE272
|
| |
| |
| Alex | Дата: Вторник, 14.06.2016 | Сообщение # 5 |
|
Автор сайта
Группа: Администраторы
Сообщений: 3030
Репутация: 120
Статус: Offline
| Еще статейка по данному вопросу.
Замер пары АС в безэховой камере на голову KEMAR. Задир на НЧ сознательно накручен эквалайзером (имитация Harman кривой)
Love the MUSIC, not equipment!
High-end portable now has a simple solution: aleXmod+RE272
|
| |
| |
| Alex | Дата: Пятница, 15.09.2017 | Сообщение # 6 |
|
Автор сайта
Группа: Администраторы
Сообщений: 3030
Репутация: 120
Статус: Offline
| Еще один материал, по теме.
Love the MUSIC, not equipment!
High-end portable now has a simple solution: aleXmod+RE272
|
| |
| |
|
|
|
