Mετρήσεις ακουστικών και η ερμηνεία τους: FR/Impedance/Phase/%THD+noise/Square Waves

Status
Not open for further replies.

Manosss

AVClub Addicted Member
7 June 2012
2,251
Πειραιάς
Σε αυτό το νήμα θα προσπαθήσουμε να δώσουμε με απλά λόγια μερικές χρήσιμες πληροφορίες για την κατανόηση των γραφημάτων που βλέπετε συνηθώς στις μετρήσεις που συνοδεύουν τα reviews των ακουστικών.
Οι περιγραφές του ηχητικού χαρακτήρα ενός ακουστικού είναι χρήσιμες αλλά και για πολλούς λόγους αρκετά υποκειμενικές. Σε αυτό το κομμάτι έρχονται να μας βοηθήσουν οι μετρήσεις που είναι συγκεκριμένες και αντισταθμίζουν τον υποκειμενικό χαρακτήρα.
Από την άλλη βέβαια οι τεχνικές μετρήσεις δεν μπορούν να μετρήσουν τα πάντα όπως π.χ δυναμικά, εύρος μουσικής σκηνής κτλπ ενώ και η έρευνα/οι τεχνικές/οι δυνατότητες του εξοπλισμού που έχουμε αυτή τη στιγμή στα χέρια μας δεν μπορούν να θεωρηθούν απόλυτες ως προς τη σωστότητα του αποτελέσματος που παίρνουμε.

Οπότε η κατανόηση και ο συνδυασμός και των 2 μερών μιας παρουσίασης είναι αυτό που πρέπει να γίνεται για την σωστή ερμηνεία ενός review.

Σε πρώτο βαθμό λοιπόν προτείνω να διαβάσετε τα παρακάτω εξαιρετικά χρήσιμα άρθρα από τον Tyll Hertsens (του οποίου και τις μετρήσεις θα χρησιμοποιήσουμε σαν παραδείγματα παρακάτω), το Golden Ears και το Headphone.com.
Εχει γίνει εξαιρετική δουλειά και νομίζω ότι θα σας φανούν αρκετά χρήσιμα:

Headphone Measurements Explained by Tyll Hertsens:

Frequency Response 1 (Γενικά, Ιδιομορφίες, Ιστορικές Καμπύλες)
Frequency Response 2 (Μετρήσεις ακουστικών και παραδείγματα)
Square Waves (ιδανικά και μη ιδανικά παραδείγματα) και Frequency Response Rule of Thumb
ΤHD+Noise (Total Harmonic Distorion - Παραμόρφωση)
Εlectrical Impedance and Phase (Αντίσταση και Φάση)

ΟΛΕΣ οι μετρήσεις ακουστικών του Tyll προς μελέτη

Golden Ears:

How to read measurements

Headphone.com:
Evaluating Headphones


Ας προσπαθήσουμε λοιπόν να δούμε με απλά λόγια μερικά βασικά σημεία.
 

Manosss

AVClub Addicted Member
7 June 2012
2,251
Πειραιάς
Frequency Response

Frequency Response

Πως είναι μια "ιδανική" καμπύλη?

Για πολλούς λόγους δεν υπάρχει καθολική αναγνώριση μιας καμπύλης ως "ιδανική".
Γενικά υπάρχουν διάφορες θεωρητικές καμπύλες που έχουν δημιουργηθεί κατά καιρούς για τα ηχεία (π.χ diffused field target curve, harman response target curve) αλλά επειδή εδώ μιλάμε για ακουστικά στα οποία δεν έχουμε τον παράγοντα του χώρου που έχουμε στα ηχεία (και το πως αυτός αλλοιώνει το αποτέλεσμα) ας μην μπερδέψουμε τα πράγματα.

Γενικά μια μέτρηση φλατ ίσιας γραμμής δεν δίνει φλατ στο αποτέλεσμα. Οι λόγοι είναι οι εξής:

Aνθρώπινες ιδιομορφίες, Εφαρμογή, Consistency
Η εφαρμογή στο κεφάλι, η ιδιομορφία του κεφαλιού και κυρίως οι ιδιομορφίες των αυτιών έχουν σημαντική επίπτωση στο εκλαμβανώμενο ηχητικό αποτέλεσμα.
Παράδειγμα

Headphone101_InterpretingFrequencyResponse_Photo_EarChartNumbers.jpg


Η μπλε χρωματισμένη περιοχή μας δείχνει το "focusing effect" προς τον ακουστικό πόρο και δίνει μια έμφαση στην περιοχή των μεσαιουψηλών συχνοτήτων με peak περίπου στα 5khz... Aν ένα ακουστικού μετρούσε φλατ σε εκείνη περιοχή τότε θα το εκλαμβάναμε ως υπερβολικό τονισμένο σε εκείνη την περιοχή...Αντίστοιχα η κόκκινη περιοχή δίνει resonant peaks στα 3khz , 9khz και 15khz.

Eπίσης αξιο αναφοράς είναι ότι η μέτρηση του frequency response σε κάθε ακουστικό δεν πρόκεται για μία μεμονομένη μέτρηση αλλά για πολλές μετρήσεις από τις οποίες παίρνουμε ένα μέσο όρο που δίνει το τελικό αποτέλεσμα. Αυτό γίνεται με μικρές μετατοπίσεις του ακουστικού πάνω στο κεφάλι και εκ νέου μέτρηση κάθε φορά. Είναι αρκετά σύνηθες η τοποθέτηση να δίνει ελαφρώς διαφορετικά αποτελέσματα κάθε φορά (συνήθως στις χαμηλές συχνότητες). Εάν ένα ακουστικό δίνει ταυτόσημες μετρήσεις ανεξαρτήτως επανατοποθέτησης τότε έχει υψηλό consistency δίνει δηλαδή συνεπή αποτελέσματα χωρίς να επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από το πως θα τοποθετήσεις το ακουστικό στο κεφάλι σου.

https://www.youtube.com/watch?v=HNEI3qLZEKo


Οπότε αν συνυπολογίσετε όλα τα παραπάνω και κυρίως ότι οι ιδιομορφίες/σχηματισμοί των αυτιών διαφέρουν από άνθρωπο σε άνθρωπο καταλαβαίνετε μάλλον ότι μία απόλυτη γενική καμπύλη μάλλον είναι αδύνατη...
Και η έκφαση "ο καθένας ακούει διαφορετικά¨ έχει πραγματική ουσιαστική έννοια... Να το θυμάστε αυτό την επόμενη φορά που θα έρθετε σε διαφωνία με κάποιον για το τι ακούει...


Rule of thumb

Υπάρχει όμως ένα γενικό "πρότυπο" στις μετρήσεις του Tyll?
Ναι υπάρχει και σύμφωνα με τον Tyll είναι το παρακάτω
Δείτε την τρίτη κολόνα εδώ (για μεγαλύτερα εικονίδια και παραδείγματα από μετρήσεις που χαρακτηρίζονται ιδανικές, φωτεινές, μεσαιοκεντρικές, bass heavy κτλ)

ideal frequency response.PNG

Iδανική μέτρηση με flat γραμμή μέχρι τα 2Khz, ομαλή σταδιακή πτώση με μέγιστο βύθισμα στα 5khz (λόγω της ιδιομορφίας που προαναφέρθηκε), και σταδιακή επαναφορά με μικρό peak στα 10 khz. Oλο το εύρος των υψηλών συχνοτήτων βρίσκεται σε ελαφρώς χαμηλότερη ένταση από την μεσαία περιοχή (λόγω της εγγύτητας των ακουστικών στο αυτί)

Παράδειγμα/Πως το διαβάζουμε και τα 3 πράγματα που κοιτάμε

Sennheiser HD800

hd 800.PNG

*Βάζω για πάραδειγμα τα HD800 σαν ακουστικά που μετράνε εξαιρετικά αλλά έχουν και ορισμένα χαρακτηριστικά σημεία που είναι off

Από ένα τέτοιο γράφημα λοιπόν μπορούμε να δούμε 3 πράγματα.
1)To frequency response (πόσο ισορροπημένο είναι τονικά)
2)Tο driver matching (κατά πόσο αριστερό και δεξί κανάλι δίνουν τις ίδιες μετρήσεις
3)Tο consistency (ποσό επηρεάζεται από τις διαφορετικές τοποθετήσεις στο κεφάλι)

1) Frequency response (oριζόντιος άξονας σε hz - κάθετος άξονας σε db)
Για την κατανόηση του διαγράμματος προσωπικά μου αρέσει να βάζω ορισμένα σημεία ως σημεία αναφοράς. Αυτά είναι τα 80 hz (τελικό σημείο subbass) τα 200 hz(τελικό σημείο mid-bass, τα 1000hz (ανώτερες μεσαίες), τα 5kz (σημείο όπου θέλουμε την μεγαλύτερη βύθιση), 10 Khz (σημείο όπου θέλουμε επαναφορά ενέργειας). Πέρα από τα 10 khz οι μετρήσεις δεν έχουν αντίστοιχη βαρύητητα λόγω αδυναμίας των μετρήσεων και λόγω ακουστικών δυνατοτήτων του κάθε ατόμου (ελάχιστα άτομα ακούν μέχρι τα 20 khz...)

Ξεκινώντας από τις χαμηλότερες συχνότητες και το sub-bass (20 με 80 khz) παρατηρούμε μια σταδιακή αποκοκοπή (μείωση της έντασης όσο φτάνομε χαμηλά) η οποία είναι φυσικό και σύνηθες φαινόμενο σε δυναμικά ακουστικά ανοικτού τύπου. Σε αυτή την περίπτωση θέλουμε αυτή η αποκοπή να είναι όσο πιο ομαλή γίνεται με την μικρότερη δυνατή καμπύλη. Να μην βουλιάζει απότομα σε απλά ελληνικά. Tα sennheiser hd800 τα πηγαίνουν αρκετά καλά αλλά υπάρχουν και δυναμικά που τα πηγαίνουν ακόμα καλύτερα. Αν μιλήσουμε για planar ακουστικά βέβαια τότε αλλάζει το θέμα καθώς εκεί παρατηρούμε κάτι που αγγίζει το άριστο με επέκταση που φτάνει το άπειρο π.χ Audeze LCD-2 (σχεδόν απόλυτη γραμμικότητα)

Η μετάβαση του hd 800 στα 200 hz δίχνει εξαιρετική με σχεδόν απόλυτη γραμμικότητα. Η χαρακτηριστική "καθαρότητα" που θα σας περιγράψει κάποιος όταν το άκουσε.
Τα HD800 είναι χαρακτηριστικό παράδειγμα προσομοίωσης Diffused Field Target. Βέβαια σύμφωνα με το harman target response ίσως να χρειαζόταν ελαχιστά db ακόμα χαμηλά (ιδιαίτερα κάτω από τα 100hz) αλλά ας μην μπερδευόμαστε με επιπλεόν καμπύλες.

Η μετάβαση από τα 200hz στο 1khz δίχνει και αυτή εξαιρετική.

Από το 1 khz αρχίζει ίσως λίγο πρόωρα η ζητούμενη βύθιση προς τα 5khz (σίγουρα θα έχετε διαβάσει κάποιους να παραπονιούνται για λίγο απόμακρες ανώτερες μεσαίες-κάτι που απο την άλλη βέβαια βοηθάει στην αίσθηση βάθους στη σκηνή) ενώ σύμφωνα με τον Tyll οτιδήποτε πάνω από τα 3khz είνα 3db ανεβασμένο. Ισως για κάποιους αυτό να είναι λίγο κουραστικό σε μακροχρόνια ακρόαση.
Θα δείτε ένα μικρό peak στα 4khz αλλά..
Το βασικό θέμα του ακουστικού και αυτό που θεωρείται μειονέκτημα είναι οτι παρουσιάζει ένα σημαντικό peak στα 6 khz σημείο που έπρεπε να υπάρχει σταδιακή ομαλή επαναφορά και σε καμία περίπτωση peak. Το κατά πόσο βέβαια στα αυτιά του καθενός αυτό είναι ενοχλητικό είναι άλλο θέμα.

Επειτα έχουμε την επαναφορά στα 10Khz με peak που ευτυχώς δεν ξεπερνάει σε ένταση την μεσαία περιοχή.
Συνολικά αν εξαιρέσουμε το μικρό roll off στο subb-bass, τα λίγα db επαυξημένων ψιλών συχνοτήτων και κυρίως το μεγάλο peak στα 6khz τo ΗD800 θα μέτραγε τ έ λ ε ι α. Θα μπορούσε να πει κάποιος ότι θα μπορούσε να χρησιμοποιήσει λίγα db ακόμα στο μπάσο αλλά εκεί εισέρχεται και ο υποκειμενικός παράγοντας.

2)Driver Matching
Μπλε και κόκκινο χρώμα αντιπροσωπεύον αριστερό και δεξί κανάλι. Δεν είναι ασύνηθες ακουστικά να παρουσιάζουν αποκλίσεις 2 και πλέον db ανάμεσα στα δύο κανάλια...Ευτυχώς όπως θα περίμενε κανείς το driver matching στα ΗD800 είναι σχεδόν άριστο.

3)Consistency
Εξήγησα τι εννούμε με τον όρο consistency. Στο γράφημα κάτω από τις μπλε κόκκινες καμπύλες θα δείτε αρκετές γκρι καμπύλες που αποτελούν τις μεμονωμένες μετρήσεις. Θα δείτε λοιπόν ότι κυρίως στις χαμηλές συχνότητες οι μετρήσεις έχουν μικρές αποκλίσεις κάτι που σημαίνει ότι οι επανατοποθετήσεις του ακουστικόυ έδωσαν ελαφρώς διαφορετικά αποτελέσματα στην μέτρηση. Το consistency είναι καλό αλλά ίσως θα μπορούσε να είναι και καλύτερο. π.χ δείτε τις γκρι καμπύλες του Focal Elear

Y.Γ Αν διαβάσατε το αρχικό review των HD800 (όταν βγήκαν) o Τyll παρουσίαζει άλλες "άριστες" μετρήσεις στο consistency και λέει άλλα... Στο αρχείο των μετρήσεων του όμως η μέτρηση που εμφανίζεται είναι η παραπάνω...
Inconsistencies υπάρχουν και σε μηχανήματα και reviewers...
To rtings στο 5:05 λεπτό του βίντεο που έβαλα δοκιμάζοντας τα HD800s αποδεικνύει και αυτό inconsistencies στις μετρήσεις του χαμηλού...

Παράδειγμα προς αποφυγή

Για το τέλος αυτού του κεφαλαίου θα βάλω για παράδειγμα τις μετρήσεις του Ultrasone Edition 10...

ultrasone edition 10.PNG
Eχοντας πλεον τις γνώσεις μάλλον θα καταλάβετε τι έχει πάει στραβά (πολύ στραβά για αυτή την τιμή...)

Αλλιώς μάλλον θά εχετε δει το παρακάτω βίντεο :flipout:

https://www.youtube.com/watch?v=L34S4Tt1EuQ


Συνεχίζεται
 
Last edited:
Status
Not open for further replies.