vk.com



Тема №242

Avatar 80x80не в сети

Наушники

автор: Chernush77  .  Срд, 04 Авг 2010, 12:36  .  комментарии: 0

Некоторые аспекты применения наушников


Наушники – в студию


Редкая студия или концертная площадка обходится без такого полезного устройства, как наушники. Хотя точности ради надо бы отметить, что бывают не только наушники, или headphones, но и «вкладыши», или earphones. Как выбрать и как использовать? На что обратить внимание, а что можно и пропустить? Имеет ли значение для пользователя материал, из которого сделан магнит или намотана катушка? Возможно, именно этот вопрос станет самым важным при сдаче вторсырья или утилизации, но для использования по прямому назначению можно обойтись без ответа на него. Так что пропустим все то, с чем едва ли придется столкнуться в реальной работе отечественному специалисту. Ветераны электронной техники вспоминают – поступило однажды советским конструкторам указание–сделать наушники. Дальше – все по плану. Подобрали прототип из сделанного по ту сторону кордона, разобрали. Разобрались, сконструировали на его основе свою модель. Вполне прилично получилось, но картину портила очень уж неровная АЧХ. Поглядели члены Комиссии на графики, появилась Рекомендация – выровнять! Есть команда – выполняем. Так бы и пошла в производство модель с гладкой АЧХ, если бы не обязательные прослушивания, которые тоже входили в программу приемосдатчицах испытаний. Послушали,еще раз послушали.… Постановили: вернуть, Возможно, речь в легенде идет о ТДС-14 – одной из лучших отечественных моделей той поры, возможно, и нет. Но факт остается фактом – наушники с плоской и ровной АЧХ звучат нехорошо: искажен тембр, звук локализуется внутри головы. Почему так получается?


Пространственная фильтрация


При естественном слушании сигнал от любого источника звука попадает в оба уха, именно так и происходит при воспроизведении фонограмм и через акустические системы (рис.1).В оба уха сигнал попадает с изменениями,обусловленными пространственной фильтрацией, то есть дифракцией и интерференцией волн на голове. На низких частотах длина волны существенно больше размеров головы и торса, и до 100 Гц АЧХ остается практически горизонтальной линией. По мере роста частоты изменяется и ситуация. Мы видим подъем АЧХ в левом ухе в диапазоне от
800 до 5000 Гц. 0 дБ на графике соответствует уровню звукового давления в свободном поле в точке размещения головы, то есть уровень звукового давления в слуховом проходе получается выше, чем в свободном поле (рис.2). Максимум (почти 8 дБ) подъем имеет на частоте 2,5 кГц, именно там, где высока чувствительность слуха. Путь сигнала в правое ухо тоже оказывается частотно-зависимым. Есть подъем (4 дБ на частоте 700 Гц), имеется и спад – до -14 дБ на частоте 12 кГц.


http://videoforum.com.ua/file=206_72713ff10edfe132bfb5



http://videoforum.com.ua/file=206_935b55e6c2243dcc88ab




http://videoforum.com.ua/file=206_74f0e893ea11befe59c7



Пространственная фильтрация определяется формой головы и торса, которые у разных людей разные (рис.3). Для трех обмерянных голов различия превышают 10 дБ, то есть являются существенными. При естественном слушании человек вполне адекватно оценивает и спектр, и тембр сигнала, потому что слуховая память вносит поправки. А при прослушивании через головные телефоны пространственная фильтрация отсутствует, и спектр сигнала оказывается неожиданным для слуха человека, а звучание – неестественным. Производители наушников целенаправленно формируют АЧХ с целью компенсации отсутствующей пространственной фильтрации. Результаты получаются разными, и мы видим радугу амплитудно-частотных характеристик, отражающую индивидуальность разработчиков (рис.4).Объединяет эти кривые спад АЧХ на низких частотах – у всех моделей получилось примерно одно и то же. В диапазоне от 100 до 1000 Гц АЧХ почти горизонтальна, что вполне соответствует «АЧХ го-ловы».На частотах выше 1 кГц отчетливо проявляются различия телефонов. От АЧХ зависит естественность воспроизведения пространства и тембров для конкретного слушателя. Что же произойдет, если взять наушники с горизонтальной АЧХ? Слух обнаруживает, что исключена пространственная фильтрация и связанные с ней искажения АЧХ, и этот факт дает ему основание для вывода – источник такого звука находится внутри головы. Едва ли такой звук порадует... Манипуляции амплитудно-частотной характеристикой наушников не всегда дают именно тот результат, на который рассчитывал разработчик. Все дело в индивидуальном характере пространственной фильтрации. В итоге один слушатель при воспроизведении одной и той же фонограммы в одних и тех же наушниках услышит звук сзади, а другой – спереди. И про этот факт следует помнить при выборе модели и ее эксплуатации.




Амплитудно-частотная характеристик и тембр звучания



Зависимость от частоты звукового давления в слуховом проходе не следует отождествлять с привычной АЧХ трактов именно в силу феномена пространственной фильтрации. И стремиться следует не к гладкой АЧХ, а к получению ощущения правильного спектрального баланса. Вполне объективную информацию об этом свойстве наушников можно получить с помощью измерений. В ходе измерений эксперту предъявляют для сравнения два варианта звучания треть октавного шума. Первый – диффузное поле, второй – наушники. Усилитель для наушников имеет регулятор, с помощью которого эксперт добивается равенства громкости звука в наушниках и диффузного поля. Если, например, в треть октавной полосе с центральной частотой 5 кГц потребовалось поднять в наушниках уровень сигнала на 6 дБ, это значит, что у наушников спад 6 дБ (рис.5).Представлены усредненные по группе экспертов результаты: в среднем мы видим, например, спад на частоте 5 кГц, но в частном случае у конкретного человека может возникнуть и другое ощущение. «В среднем» модель 2 имеет самую гладкую характеристику. От модели 1 можно ожидать подъема на низших частотах – в среднем. Достоверных оснований для прогноза по звучанию для конкретного случая средне частотных сигналов эти графики не дают. Причина все та же – индивидуальность пространственной фильтрации. Хотя о тенденциях можно судить и по усредненным данным субъективно-статистических измерений. Возможности повышения естественности звучания посредством изменения АЧХ ограничены. Лучшие результаты можно получить, если пространственную фильтрацию имитировать полностью, включая и перекрестные проникания сигнала. Существуют аппаратные и программные процессоры для головных телефонов, в которых обработкой электрических сигналов имитируются акустические процессы. Принципиальный недостаток метода состоит в том, что пространственная фильтрация – индивидуальна. Кроме того, необходима подстройка параметров алгоритма обработки с учетом свойств конкретных наушников. Этот факт и ряд других обстоятельств обуславливают редкость использования таких процессоров в профессиональной практике



http://videoforum.com.ua/file=206_aa3734f5c53349509abc



http://videoforum.com.ua/file=206_f1aae34495de7ad962df




Прослушивание многоканальных фонограмм


Отдельный вопрос – прослушивание многоканальных фонограмм, наглядно демонстрирующее известное противоречие между количеством каналов передачи сигналов и количеством ушей у человека. В качестве характерного примера попытки уладить это противоречие можно привести «квадрафонические» наушники с двумя излучателями на каждое ухо (рис.6), которые и сегодня можно встретить в продаже. Предоставляя читателю, возможность самостоятельно разобраться в недостатках этой концепции, отметим, что задача адекватного воспроизведения многоканальных фонограмм представляется весьма актуальной и в профессиональной сфере, и в бытовом звуковоспроизведении. Известны успешные попытки решения данной задачи. Специальный процессор из 5+1 исходных формирует два сигнала: для левого и правого уха. Кроме того, в системе имеется датчик положения головы слушателя, его сигналы управляют процессором. При повороте, например, головы, вводятся поправки, и звуковая сцена остается неподвижной. Разработчики позиционируют продукт как инструмент для профессиональной деятельности – мониторинг при работе со звуком в кино и телевидении.


http://videoforum.com.ua/file=206_94817dee0a873657337d




Пояснения и уместные дополнения


Громкость. В реальной жизни есть точки отсчета громкости, нас всегда окружает какой-то звук: скрип стула, щелчки клавиш, шум вентиляторов и проч. Надев изолирующие телефоны, вы отключаете эти реперы. Приобретя достаточный опыт работы в телефонах, начинаешь контролировать уровень громкости, если только к этому времени слух еще не испорчен безнадежно. На старте карьеры многие почему-то повышают уровень до значений, опасных не только для слуха.Чем больше сопротивление звуковой катушки, тем большее напряжение нужно подать на нее для получения равного звукового давления, – про это следует помнить, если вы используете устройство с низковольтным питанием усилителя. Но есть модели, в которых максимальное напряжение на выходе для наушников составляет 50 мВ, то есть всего 4 мкВт на сопротивлении 600 Ом. Звук не будет громким. Ориентация. Кроме вестибулярного аппарата, определить человеку свое место в пространстве помогает еще и пространственный слух. Слух может многое, в частности, позволяет нам локализовать предметы, отражающие звуковые волны. Используя закрытые наушники, мы отключаем эту часть механизма ориентации. В небольших дозах это безвредно. Но не при длительном прослушивании, и особенно в движении.Звукоизоляция. В одном случае требуется защитить ухо от внешних звуков – ди-джей хочет послушать следующий трек. В другом случае необходимо ослабить излучение во внешнюю среду, например при записи. Закрытые наушники способны настолько разорвать контакт с внешней средой, что можно не заметить подъезжающий трамвай. В некоторых случаях, например в студии при записи под фонограмму, удобно использовать закрытый наушник на одно ухо: и слышны команды руководителя, и нет помех для записи, и сохраняется контакт со средой. Гигиена. Амбушюры телефонов соприкасаются с кожей головы – а это слабое с гигиенической точки зрения место. Потенциально возможен перенос кожных инфекций, поэтому следует подумать об индивидуальном комплекте.



Итоги


http://videoforum.com.ua/file=206_31b62513d6c0aac2d39d


Основные термины и параметры


Номинальное звуковое давление (Nominal SPL), чувствительность. Звуковое давление при подведенной мощности 1 мВт или 1 В. Реальные значения: 91 дБ/мВт и 104 дБ/В.Номинальное сопротивление (Nominal impedance).К высокоумным моделям можно отнести наушники с сопротивлением 250 Ом и выше, реально встретить и 600 Ом. Модели с сопротивлением менее 16 Ом редки. Большая часть моделей имеет сопротивление от 32 до 100 Ом.Сопротивление большинства моделей телефонов слабо зависит от частоты, отклонения не превышают 5…10%.
Максимально допустимая мощность (Power handling capacity). Ограничение подводимой мощности защищает от повреждений телефоны, прежде всего – провод звуковой катушки. Мощность 100 мВт является безопасной для большинства моделей. Вес с кабелем (Weight with cable) и усилие прижатия к голове (Nominal headband pressure).Важнейшие эксплуатационные свойства: когда на голове висит килограмм, а прижимное усилие на уши составляет 10 ньютонов, спектральный баланс отходит на второй план. В качестве комфортных величин можно назвать: вес – до
300 г, усилие прижатия – до 3 Н.Звукоизоляция (Ambient noise isolation). Закрытые наушники (вкладыши – в том числе)позволяют ослабить внешний шум на 15…30 дБ.Разные наушники нужны не только для разных голов, но и для решения разных задач. Послушать вечером музыку – вполне уместно. А вот сведенное в наушниках при обычном воспроизведении может звучать неестественно и даже неприятно.

Статистика

Открытых тем ...................................... 1237

Ответов .............................................. 743

Просмотров ......................................... 2060975

Зарегистрированых пользователей ...... 2600

Новые пользователи: alexandrtihii966, andreytroz1992, Lievre, hitrof, lolckik