Как измерить наушники с помощью miniDSP EARS

Руководство по настройке и измерению частотной характеристики наушников с помощью EARS miniDSP.

Это руководство предназначено для предоставления конкретных настроек и настроек, которые обозреватели Headphonesty используют для выполнения измерений в наушниках с использованием миниDSP УШИ. Если у вас есть устройство EARS и вы хотите сопоставить результаты своих тестов с нашими, следуйте этому руководству, чтобы убедиться, что результаты сопоставимы.

Есть две неизбежно веские причины для использования испытательного стенда miniDSP EARS для измерения наушников. А именно его низкая цена и простота использования. Это лишь малая часть стоимости профессиональной измерительной установки, а доступность и удобство EARS для начинающих означают, что пользовательская база энтузиастов наушников будет продолжать расти.

MiniDSP EARS включает в себя очень хорошие инструкции и документацию для начинающих. Он хорошо работает с бесплатными и общепризнанными Мастер выравнивания помещения (REW) программное обеспечение. Он работает в Windows, Apple OS и Linux без установки драйверов. Победить. Победить. Победить.

Вам может быть интересно: Введение в miniDSP EARS

Для того чтобы измерения EARS имели ценность, мы должны быть реалистичными в отношении наших ожиданий, а также открыто обсуждать и выявлять любые ограничения. Измерения полезны (и сопоставимы) только в том случае, если мы прямо указываем условия, оборудование, настройки и используемые стандарты. Это будет обсуждаться более подробно в сопутствующей статье о miniDSP EARS.

Цели заключаются в следующем:

• Как можно точнее воспроизведите одни и те же условия измерения между несколькими рецензентами и в нескольких наушниках.
• Быть прозрачным в методологии.
• Для обеспечения максимальной согласованности всех измерений независимо от местоположения или оператора.

Процесс будет разбит на три части:

1. Физическая установка: в этом разделе описывается среда и настройка самого устройства EARS.
2. Настройка программного обеспечения РЭВ: в этом разделе основное внимание уделяется обеспечению согласованных настроек и результатов в программе Room EQ Wizard.
3. Выполнение измерений: где резина встречается с дорогой (или, так сказать, велюр встречается с силиконовым ухом).

Схема типичной установки EARS. (Из руководства пользователя EARS)

Физическая установка

Рабочая среда

Во-первых, давайте обсудим помещение, в котором будут производиться замеры. В идеале в этой комнате должна быть ТИШИНА, и ее нельзя прерывать во время измерений. Это делается для того, чтобы никакие внешние звуки не просачивались в измерения. Это означает отсутствие фонового видео или музыки во время выполнения измерений.

Отключите звуковые уведомления мобильного телефона. Отойдите от таких устройств, как вентиляторы, кондиционеры или холодильники (или, что еще лучше, выключите их). Удалите все, что может создавать шум.

Сам EARS должен быть прочно закреплен на твердом основании. Мои измерения сделаны на моем маленьком письменном столе в углу моего подвала. По общему признанию, звуконепроницаемые бетонные стены толщиной в фут вокруг меня испорчены окнами, но они остаются закрытыми во время тестирования.

Мой скромный письменный и измерительный стол.

«Измерения должны проводиться в хороших условиях. Хотя метод свипирования, используемый в современных программах акустических измерений, достаточно надежен, внешний шум все же может исказить результат измерения. Помните о внешних источниках шума, таких как компьютерные вентиляторы, кондиционеры, транспортный шум, самолеты и т. д. При необходимости выберите место или время суток для измерения, которые сводят к минимуму шум.

Низкие частоты особенно чувствительны к внешнему шуму. Даже если вы не слышите (или не знаете) внешние источники шума, они все равно могут проявиться в ваших измерениях. Если вы не получаете последовательных измерений на низких частотах, наиболее вероятной причиной является внешний шум.

Старайтесь не загромождать пространство вокруг EARS другими предметами и обе стороны должны быть одинаковыми. Например, не располагайте EARS так, чтобы один канал был рядом со стеной, а другой был направлен в комнату». – Руководство пользователя УШИ

Настройки модуля EARS

Я счел ненужным регулировать высоту блока EARS в том виде, в котором он был доставлен — винты остаются в четвертом отверстии сверху и втором отверстии снизу. Полноразмерные наушники легко подстраиваются под этот размер.

Задняя часть устройства EARS.

DIP-переключатели усиления внутреннего микрофона (расположенные на передней панели устройства) также следует оставить в положениях по умолчанию (18 дБ): 1 вверх, 2 вниз, 3 вниз, 4 вниз.

Настройка по умолчанию 1 UP дает усиление внутреннего микрофона 18 дБ. И да, там написано СЛЫШИТ, а не УШИ. Я использую прилагаемый USB-кабель для соединения моего компьютера и устройства EARS.

Требования к ЦАП и усилителю

Чтобы выполнить измерение, вы должны использовать автономный высококачественный ЦАП и усилитель для генерации тонов и калибровки EARS miniDSP. я использую iFi iDSD Нано подключен через USB к более старому MacBook Pro 2012 года. Nano — это простое, но чистое и достаточно компетентное устройство, которое будет правильно питать большинство наушников.

Мой верный, старый, любимый и часто используемый iFi iDSD Nano, который теперь служит ЦАП и усилителем для наушников для измерений EARS.

ЦАП и усилитель не входят в комплект miniDSP EARS (как и компьютер), и пользователь должен предоставить их самостоятельно для выполнения измерений. Пользователи должны использовать одно и то же устройство для всех своих измерений и, в идеале, устройство, аналогичное другим пользователям, для сравнения измерений. Не используйте обычно шумный и маломощный разъем для наушников в самом компьютере.

Я бы посоветовал использовать усилитель с аппаратной регулировкой громкости. Процесс требует калибровки выходного сигнала для каждой измеряемой пары наушников. Это необходимо сделать, отрегулировав громкость до установленного выходного уровня, который требует большего или меньшего усиления в зависимости от чувствительности и импеданса измеряемых наушников. Внешняя ручка упрощает процесс и позволяет выполнять некоторые точные настройки.

Настройка компьютера

Прежде чем приступить к измерениям, на вашем компьютере должны быть установлены две вещи. Во-первых, частота дискретизации ЦАП должна быть установлена ​​на 48 кГц. Это скорость, которую ожидает EARS. Во-вторых, входное усиление EARS должно быть установлено на 0 дБ.

Установите формат: на 48 000 Гц в приложении Midi Audio Setup в Apple OS.

И частота дискретизации, и входное усиление изменяются в приложении MIDI Audio Setup в Apple OS и в свойствах панели управления звуком — вкладка «Уровни» в Windows.

Настройте усиление EARS на 0 дБ в приложении Midi Audio Setup в Apple OS.

Настройка программного обеспечения РЭВ

Программное обеспечение Room EQ Wizard

Фантастическое и бесплатное программное обеспечение Room EQ Wizard (REW) является сердцем процесса измерения. Я выбрал версию 5.15 REW, чтобы она лучше всего соответствовала текущей документации EARS. Версия 5.15 доступна для скачивания с здесь.

В общем, следуйте рекомендуемым настройкам REW в инструкциях miniDSP EARS. Этот документ не предназначен для замены прилагаемых инструкций, а скорее как краткое дополнение.

Определите цель калибровки SPL

В верхней части всех файлов калибровки показаны коэффициент чувствительности и чувствительная сторона для вашего конкретного EARS.

Запишите фактор чувствительности (фактор чувствительности) и чувствительный канал (чувствительная сторона) вашего конкретного устройства EARS. Эта информация находится в верхней части файлов калибровки. Например, мой фактор чувствительности EARS и чувствительный канал:

Все файлы калибровки должны быть загружены и сохранены с EARS miniDSP. Веб-сайт (раздел загрузки уникального калибровочного файла), введя серийный номер EARS.

Используйте коэффициент чувствительности, чтобы определить цели калибровки SPL для наушников и IEM. Для наушников это -40 + коэффициент чувствительности. Для IEM это -30 + коэффициент чувствительности. Например, цели калибровки SPL для моих ушей:

• Наушники: (-40+-1,1=)-41,1
• ИЭМ: -31,1

Эти значения будут использоваться в окне REW SPL Meter.

Настройки РЭВ

Нажмите кнопку Preferences на панели инструментов REW.

Вкладка «Звуковая карта» в настройках REW.

На вкладке «Звуковая карта» в настройках REW установите следующее:

• Частота дискретизации: 48 кГц
• Выходное устройство: ваш ЦАП/усилитель
• Входное устройство: усиление EARS 18 дБ
• Выход: Выход по умолчанию — выберите чувствительный канал (для моих УШЕЙ это ПРАВИЛЬНО)
• Ввод: ввод по умолчанию — выберите чувствительный канал (для моих УШЕЙ это ПРАВИЛЬНО)
• Уровень развертки: -20 дБ полной шкалы

Вкладка «Микрофон/метр»

Вкладка Mic/Meter в настройках REW.

• Микрофонный или Z-взвешенный SPL-метр: выбрано
• Файл калибровки: выберите загруженный файл калибровки для EARS. Выберите L или R (левый или правый) в зависимости от измеряемого канала.

• Наушники: IDF (для моих EARS это: R_IDF_8602316.txt)
• Наушники: HPN (для моих EARS это: R_HPN_8602316.txt)

Чтобы все было организовано, я сохранил файлы калибровки в формате папки:

• Файлы miniDSP EARS/Файлы калибровки — 860-2316/Компенсация измерения наушников HPN/
• Файлы miniDSP EARS/Файлы калибровки — 860-2316/Компенсация диффузного поля IDF IEM/

Файлы калибровки

miniDSP предоставляет 4 различных типа калибровочных файлов для EARS. Один RAW (минимальная компенсация), один для измерения IEM (IDF) и два для наушников (HEC и HPN).

Для простоты мы будем выполнять измерения, используя файлы IDF для IEM и файлы HPN для наушников. Соответствующий файл должен быть загружен в REW перед запуском измерения.

Для каждой компенсации есть левый (L) и правый (R) файлы.

Файлы калибровки HPN и IDF.

Файлы калибровки служат трем целям:

1. Исправьте частотную характеристику между отдельными (левым и правым) микрофонными капсюлями.

2. Скорректируйте разницу в чувствительности SPL между левой и правой капсулами.

3. Применить компенсацию, чтобы полученные измерения можно было легко и с пользой интерпретировать.

Файлы калибровки обеспечивают компенсацию конкретных характеристик измерительной установки, и продолжаются споры и дискуссии о том, какую компенсацию следует использовать. Все измерительные устройства обычно используют тот или иной тип компенсации.

«EARS не является симулятором уха стандарта IEEE (они очень дорогие). Таким образом, его компенсации должны отличаться от тех, которые используются с дорогими измерительными установками (или публикуются в исследовательских работах)». – Руководство пользователя УШИ

Четыре различных типа файлов калибровки:

1. IDF – компенсация диффузного поля ИЭМ – на основе Этимотический ER4SR.

2. HPH — компенсация измерения наушников — предназначена для использования в качестве основы для измерений наушников.

3. HEQ — компенсация эквалайзера наушников — предназначена для использования в качестве основы для последующих изменений эквалайзера наушников.

4. RAW — необработанный измеренный отклик, откалиброванный для микрофонных капсюлей.

Хотя miniDSP предлагает использовать компенсацию HEC, а не HPN, я считаю, что результаты HPN более сопоставимы с другими уважаемыми публикациями, такими как Внутренняя верность. Вкладка «Просмотр»

• Среднеквадратичное значение синуса полной шкалы равно 0 дБ полной шкалы: флажок не установлен (выключен).

Калибровка звукового давления

Каждый раз, когда измеряется новая пара наушников (или IEM), необходимо калибровать уровень звукового давления (SPL).

Окна REW Generator и SPL Meter. Выполняется калибровка пары наушников, чтобы она соответствовала целевому показателю -41,1. Окно генератора REW

1. Нажмите кнопку Генератор на панели инструментов REW.
   • Выход: синусоида
   • Среднеквадратический уровень дБ полной шкалы: -20,0
   • Частота: 300 Гц
2. Нажмите зеленую кнопку PLAY, чтобы начать.

Окно REW SPL Meter

1. Нажмите кнопку SPL на панели инструментов REW.
2. Нажмите нижнюю правую красную кнопку, чтобы включить прибор. Медленно увеличивайте громкость усилителя наушников до тех пор, пока измеритель dBFS в центре не покажет калибровочный целевой уровень звукового давления, который вы определили на первом этапе. Цели калибровки SPL для моих ушей:
   • Наушники: -41,1
   • ИЭМ: -31,1

. Возможно, не удастся заставить измеритель dBFS остановиться точно на цели калибровки SPL, поэтому просто подойдите к ней как можно ближе.

Установите для наушников значение 84, а для IEM — значение 94 в окне калибровки SPL.

1. Нажмите кнопку калибровки. Отрегулируйте значение SPL в поле, чтобы:
2. Нажмите кнопку Готово.

Калибровка SPL завершена. Готов провести замеры!

Выполнение измерений

1. Нажмите кнопку «Измерение» на панели инструментов REW.
   • Начальная частота: 20
   • Конечная частота: 20 000
   • Уровень: -20.0
   • Выход: Выход по умолчанию: Правый
2. Нажмите кнопку «Начать измерение».

Процесс измерения занимает всего несколько секунд. Отобразится первый график частотной характеристики.

Проведение измерения.

Перемещение наушников и выполнение не менее 5 измерений на канал необходимо для выявления и удаления аномальных или нестандартных измерений. Затем можно усреднить 5 достоверных измерений для относительно точного бокового измерения (левый или правый график).

Эти 10 действительных измерений могут быть усреднены для относительно точного графика L+R.

Измерение другого канала

Окно «Настройки» Вкладка «Звуковая карта»

• Выход: По умолчанию Выход: ВЫБЕРИТЕ ДРУГОЙ КАНАЛ
• Ввод: по умолчанию Ввод: ВЫБЕРИТЕ ДРУГОЙ КАНАЛ

Вкладка «Микрофон/метр»

• Файл: ВЫБЕРИТЕ ПОДХОДЯЩИЙ ФАЙЛ КАЛИБРОВКИ ДЛЯ ДРУГОГО КАНАЛА

График частотной характеристики

Здесь отображаются результаты измерений. Это самый распространенный и полезный график для сравнения звучания наушников. Начните с установки нескольких значений по умолчанию для всех измерений:

• Используйте кнопку «Пределы», чтобы настроить график для отображения 20–20 000 Гц по оси X и 50–100 дБ по оси Y.
• Выберите вкладку All SPL над графиком.
• После каждого измерения в раскрывающемся меню График выберите: Применить сглаживание 1/12. Это сглаживает линию, используя сглаживание 1/12 октавы.

После сглаживания сохраните каждое измерение в формате:

• НАЗВАНИЕ НАУШНИКОВ – НОМЕР РАЗМЕРА БОКОВЫХ УСТРОЙСТВ. Например: «HD650 L1.mdat»

График SPL отображается после измерения. Установите соответствующие значения оси и сглаживание 1/12 октавы.

Физически переместите наушники на измерительную установку EARS. Это можно сделать, полностью сняв наушники и снова надев их, или повернув или сдвинув наушники на EARS. Постарайтесь расположить их естественным образом над силиконовыми ушами, сохраняя при этом хорошее прилегание к амбушюрам.

Выполните еще одно измерение, как описано выше. Отбросьте все ошибочные измерения, которые явно неверны. Повторяйте, пока не создадите 5 действительных измерений для каждой стороны.

Влияние плохой герметизации между амбушюрами наушников и EARS видно по розовой линии. Низкие и высокие частоты значительно урезаны и не соответствуют лучшим (зеленым и синим) измерениям положения наушников. Наиболее очевидная проблема с измерениями возникает, когда отсутствует уплотнение между амбушюрами (или ушными вкладышами IEM) и EARS. Отклик баса будет сильно ограничен и значительно упадет.

Нажмите кнопку «Усреднить ответы» в нижней части графика, чтобы создать среднее значение всех измерений, отображаемых в данный момент на вкладке «Все SPL». Вы можете открыть или закрыть измерения, чтобы окончательно сохранить файл как:

• НАЗВАНИЕ НАУШНИКОВ – Среднее – БОКОВОЕ. Например: «HD650 Avg L.mdat»

Кнопка «Захват» вверху используется для создания изображения графика, которое можно использовать для публикации в Интернете.

• Ширина изображения: 2000
• Включить заголовок: отмечено
• Включить легенду: отмечено
• Изображение в формате JPEG: проверено
• Введите здесь любой дополнительный текст: Название диаграммы. Например: «HD650 — Наушники».

Сводка настроек и рекомендации

• Измерения должны быть выполнены в тихой комнате.
• Пользователь должен предоставить достойный ЦАП и усилитель для наушников, способный правильно питать измеряемые наушники. Это устройство должно быть одинаковым для всех измеряемых наушников.
• Используйте единую версию программного обеспечения REW. Я использую v5.15, чтобы она соответствовала версии в инструкции miniDSP.
• Используйте коэффициент чувствительности в файле калибровки, чтобы определить конкретную цель калибровки SPL для EARS и чувствительного канала. Наушники: -40 + коэффициент чувствительности. ИЭМ: -30 + коэффициент чувствительности. Запишите это.
• Используйте цель калибровки SPL для настройки REW с помощью окна генератора и измерителя SPL для каждой пары наушников или измеренных IEM. Откалибруйте до 84 для наушников и 94 для IEM.
• Частота дискретизации: 48 кГц
• Уровень развертки: -20 дБ полной шкалы
• Настройка усиления: 18 дБ
• Начало измерения: 20 Гц Конец: 20000 Гц
• Используйте калиброванные файлы HPN (L или R), предоставленные miniDSP для конкретной установки EARS (на основе серийного номера), для измерения наушников.
• Используйте калиброванные файлы IDF (L или R), предоставленные miniDSP для конкретной установки EARS (на основе серийного номера), для измерения IEM.
• Настройки графика по умолчанию: Частота: 20 Гц – 20 кГц. Диапазон звукового давления: 50–100 дБ. Октавное сглаживание: 1/12
• Перемещение наушников и выполнение не менее 5 измерений на канал необходимо для выявления и удаления аномальных или нестандартных измерений. Затем можно усреднить 5 действительных измерений для относительно точного бокового измерения (левый или правый боковой график).

Заключение

В качестве дополнительного ресурса я выложил на YouTube пару видео вышеописанного процесса.

Видео:

1. Часть 1: подтверждаю все необходимые настройки и измеряю правый канал Сеннхайзер HD518. Пять измерений завершены и усреднены.
2. Часть 2: Измеряю левый канал и усредняю ​​все результаты.

Хотя miniDSP не идеален, он может быть полезным инструментом для сравнения относительной производительности наушников и IEM. Важнейшим шагом является обеспечение того, чтобы эти измерения проводились как можно более последовательно для всех измеряемых наушников и для всех пользователей miniDSP EARS.

Для более точного измерения IEM, пожалуйста, прочитайте: Как измерить график частотной характеристики вашего IEM