Можна скільки завгодно розпинатися про звук навушників, їхній глибокий бас, повітряні високі частоти і багату середину, але всі ці епітети так і залишаться суб’єктивною думкою. А можна показати графік АЧХ — і відразу все стане зрозуміло. Але як отримати цей графік у домашніх умовах? І як він допоможе навушникам звучати краще, ніж будь-коли?
Амплітудно-частотна характеристика найкраще демонструє характер звучання навушників. Виявляється, виміряти її не так вже й складно. Сам графік будуватиме безкоштовна програма Room EQ Wizard . Зазвичай її використовують для корекції АЧХ моніторів у студіях звукозапису. Але ніхто не забороняє виміряти з її допомогою і навушники.
А ось набір приладів для вимірювань різних видів навушників відрізняється. Адже вони бувають різними: є внутрішньоканальні «затички», а є такі, що охоплюють вуха, «лопухи». Тому про все по порядку.
Вимірювання внутрішньоканальних навушників
Внутрішньоканальні навушники щільно сидять у слуховому проході і добре ізолюють від навколишнього світу. Відповідно, щоб грамотно виміряти їхню АЧХ, знадобиться зімітувати слуховий прохід. В інтернеті продаються різні імітації, але подібну штуку легко зробити і самостійно — це займе всього 10 хвилин. Також для вимірювань потрібні:
- Вимірювальний мікрофон. Звичайний вокальний не підійде — у нього крива АЧХ, яка вноситиме спотворення. Та й щільно прикріпити кустарну імітацію слухового проходу до нього не вийде, а це критично для коректних вимірювань. Саме те — мікрофон на кшталт Behringer ECM8000.
- Зовнішня звукова карта з XLR-входом і фантомним живленням 48V — без нього мікрофон не заведеться. Також знадобиться шнур XLR. Стане в пригоді і мікрофонна стійка — з нею буде зручніше виконувати вимірювання, але це вже не обов’язково.
- Перехідник TRS 3,5 на два TS 6.3 для калібрування звукової карти (для аматорських вимірювань це робити не обов’язково, аудіокарти здебільшого мають цілком рівну АЧХ).
- ПК або ноутбук.
- Металевий скотч або щільний папір, ізоляційна стрічка.
Отже, всі інгредієнти є, справа за малим:
1. вимірювальний мікрофон потрібно щільно обмотати металевим скотчем або папером у кілька шарів з того кінця, де розташована мембрана. Вийде невелика трубка.
2. виготовити «слуховий прохід». У середньому його довжина — 26 мм, а діаметр — 7 мм. Завдяки щасливому випадку діаметр простого олівця теж приблизно 7 мм. Справа за малим — намотати на нього шматок матеріалу завдовжки 2,5 см, щоб вийшла трубка. Найзручніше використовувати все той самий металевий скотч — він досить щільний, а останній виток можна приклеїти, щоб трубка не розмоталася. Зовнішній діаметр конструкції має відповідати внутрішньому діаметру трубки, якою обмотаний мікрофон.
3. Як нескладно здогадатися, одна трубка входить в іншу і закупорюється навушником-затичкою.
Тут варто підібрати відповідні силіконові амбушюри, щоб ті сиділи в трубці максимально щільно. Герметичність посадки дуже важлива, тому, якщо навушник не дуже щільно сидить у трубці, тоді потрібно додатково закріпити його ізоляційною стрічкою. Якщо під час вимірювань виходить графік з відчутним завалом низьких частот — значить, справа саме в поганій герметичності.
Закінчивши з крафтом, слід зайняти свої очманілі ручки підготовкою до вимірювань:
- Відкалібрувати звукову карту — не обов’язково, але бажано. Для цього треба з’єднати вихід на навушники звукової карти з її лінійними входами. Далі в REW у вкладці Preferences натиснути на Make cal file і слідувати інструкціям. Детальніше в цій статті .
- Завантажити калібрувальний файл мікрофона, щоб його АЧХ не вносила спотворень у виміри — докладніше тут. Калібрувальний файл для Behringer ECM8000 легко знайти в інтернеті, а завантажити його потрібно в REW у розділі Preferences, вкладка Cal Files. Під’єднати мікрофон до звукової карти, увімкнути фантомне живлення, під’єднати навушники.
- Клікнути Measure! Вибрати відповідні входи і виходи, натиснути Check Levels для перевірки рівня (якщо все гаразд, програма скаже Ok) і натиснути Start .
Програма виконає вимірювання автоматично і побудує графік. У меню Graph потрібно вибрати згладжування для графіка — достатньо 6 Дб на октаву.
Для прикладу було виміряно три пари затичок. Ось графік АЧХ навушників Blon BL-03 . Суб’єктивно вони звучать досить рівно, мають м’які згладжені верхи та об’ємний бас. Графік це ілюструє.
В інтернеті можна знайти безліч вимірювань АЧХ цієї моделі, зроблених ентузіастами. Нижче один із таких графіків. Виглядають вельми схоже — видно характерний горб на 5 кГц, провал на 9-10 кГц і пік на 11 кГц, а також плавний підйом в області низьких частот. Це доводить працездатність обраного методу.
Інший приклад — АЧХ навушників Roland CS-10EM . Тут картина відрізняється — помітна яма на 1 кГц і відчутний завал верхніх частот. Такий графік «пташкою» характерний для багатьох моделей навушників споживчого рівня. Вони добре підходять для прослуховування електронної музики, але класика або рок звучатимуть трохи неприродно.
Щоб виміряти бездротові навушники, потрібно:
- У меню Generator вибрати розділ Sweeps , підрозділ Measurements і зберегти свіп-тон у файл.
- Отриманий файл відтворити зі смартфона через бездротові навушники і записати на ПК у будь-якому аудіоредакторі. Зберегти результат у форматі .wav з частотою дискретизації 48 кГц і бітністю 24 біт.
- У меню REW клікнути File — Import — Import Sweep Recordings . У вікні, що спливло, потрібно завантажити файл, згенерований програмою, і записаний мікрофоном результат.
Ось для прикладу АЧХ спортивних навушників JBL Reflect Flow . Суб’єктивно вони звучать вельми рівно, без відчутних завалів у будь-якому діапазоні частот, але любителям електроніки може не вистачати баса. Це прекрасно ілюструє графік.
Таким нехитрим чином можна більш-менш об’єктивно оцінювати тембральний баланс будь-яких внутрішньоканальних навушників. Що щодо повнорозмірних?
Вимірювання повнорозмірних навушників
Охоплюючі або накладні навушники не виміряти типовим вимірювальним мікрофоном. Їхні амбушюри щільно прилягають до голови або вух, створюючи особливий акустичний простір. Особливо це стосується закритих моделей, які вирізняються хорошою звукоізоляцією і щільним пружним басом. Цей самий бас виходить таким саме завдяки звукоізоляції — низькі частоти накопичуються в закритій системі між головою і навушником, яка нагадує щось на зразок сабвуфера. Тому вимірювати повнорозмірні моделі потрібно обов’язково на голові або її точній імітації, інакше отриманий графік буде некоректним, особливо в басовому діапазоні.
Як же це зробити? На виробництві використовують спеціальні манекени голови з вухами, в яких розташовані мікрофони. Щільність такого манекена приблизно дорівнює щільності справжньої голови, що також дуже важливо — звук з різними поверхнями взаємодіє по-різному. Ця ж штука використовується для запису бінаурального аудіо. Проблема в тому, що така точна імітація голови коштує в районі десяти тисяч доларів.
Є й більш бюджетний варіант — імітація вух. Такі прилади часто миготять в ASMR-роликах на ютубі. Між вухами розташований мозок, а саме — аудіоінтерфейс, який можна під’єднати безпосередньо до ПК і одразу почати записувати шурхотливі відео. Але і цей прилад коштує як пара аудіофільських навушників, тож варіант теж не найдоступніший. До того ж, вимірювання сильно варіюються залежно від положення навушників на голові, а з манекенами це положення складно контролювати.
На щастя, є простий, недорогий і ефективний девайс для вимірювань — бінауральні внутрішньоканальні навушники. Звучить зловісно, але насправді це типові затички з мікрофонами. У звичайної гарнітури мікрофон один і зазвичай бовтається на дроті, а тут їх два, і вони розташовані на тильній частині кожного з навушників.
Найбюджетнішим і найефективнішим варіантом будуть Roland CS-10EM . Їх можна підключити безпосередньо до мікрофонного входу ПК. Саме вони і будуть інструментом для вимірювань у цій статті.
Тестовий сигнал в охоплюючі навушники можна подавати як із зовнішньої аудіокарти, так і з вбудованої. Але варто враховувати, що моделі з високим імпедансом коректно звучатимуть тільки через хороший підсилювач, який може їх розгойдати як слід, інакше варто очікувати завалу на низьких частотах.
Попередньо систему входу-виходу бажано відкалібрувати:
- З’єднати вихід зовнішньої або вбудованої карти зі входом і запустити калібрування в REW.
- Отриманий файл завантажити у вкладці Preferences.
На жаль, калібрувального файлу для мікрофонів Roland CS-10EM знайти неможливо. Немає навіть їхнього графіка АЧХ, але виробник стверджує, що він настільки рівний, наскільки можливо. Доведеться повірити йому на слово.
Вимірювання виконувати дуже легко:
- Підключити охоплюючі навушники до виходу аудіокарти, бінауральні затички — до входу
- У панелі управління звуком потрібно прибрати будь-яке посилення звуку та інші покращувачі, а також виставити формат запису — 48 кГц, 24 біт. У налаштуваннях REW у вкладці Soundcard виставити аналогічну частоту дискретизації в 48 кГц. Гучність виходу слід виставити на максимум.
- Клікнути на Measure в REW і вибрати відповідні входи і виходи. Клікнувши на Check Levels можна перевірити, чи все працює.
- Натиснути Start .
Через кілька секунд програма побудує графік. Для прикладу було виміряно три пари охоплюючих навушників. Ось графік вимірювань моделі Sennheiser HD 650 (зелений — лівий навушник, синій — правий). Згладжування тут і далі: 6 Дб на октаву.
HD 650 часто використовують для зведення музики, тому в інтернеті повно графіків АЧХ, отриманих ентузіастами — нижче один з них. Виглядає дуже схоже — майже рівна лінія з плавним підйомом на нижній середині і невеликою ямкою на 5 кГц. Також помітно, що графіки для лівого і правого вуха майже ідентичні. Тому такий метод вимірювань можна вважати повністю робочим. Суб’єктивно навушники звучать саме так, як на графіку — дуже збалансовано і трохи тепло за рахунок підйому в області 80-300 Гц.
Варто зазначити, що HD 650 — навушники відкритого типу. Що буде, якщо виміряти закриті? Наприклад, Sennheiser HD 250 Linear II .
Незважаючи на гучну назву моделі, графік далекий від лінійності. Видно серйозний провал у районі 200 Гц і 5 кГц, а також відчутний підйом у зоні верхніх частот. За рахунок цього звучання сприймається холодним і дуже детальним, з переважанням баса і верхніх частот. Такі навушники гарні для прослуховування електронної музики або для запису в студії.
Нарешті, для порівняння варто взяти типові бюджетні закриті навушники без претензії на лінійність, наприклад, Panasonic RP-HT265. Ось їхній графік АЧХ:
Тут помітний сильний підйом в області баса, горби на середніх і високих частотах, провал на верхній середині. Вокал і живі інструменти звучатимуть неприродно, зате електронна музика розкриється як треба. Загалом навушники звучать досить пристойно для своєї ціни в кілька тисяч рублів. До того ж, провали і горби легко прибираються еквалайзером.
Як поправити звук навушників?
Напевно, багато хто грався з еквалайзером у спробі поправити звучання навушників. Але щоб у результаті вийшла більш-менш лінійна АЧХ, потрібен чималий досвід в еквалізації та зведенні музики. На щастя, REW дає змогу автоматично отримати параметри для еквалайзера на основі графіка АЧХ виміряних навушників.
Для цього потрібно лише зайти у вкладку EQ і в розділі Filter Tasks клікнути на пункт Match response to target . Параметри еквалізації з’являться під час натискання на кнопку EQ Filters — можна вбити їх в еквалайзер самостійно або експортувати у файл.
Цей файл потім можна згодувати, наприклад, безплатній програмі Equalizer APO, яка застосовує відповідні параметри на всю систему — у підсумку всю музику, фільми, ігри та будь-які звуки, що відтворюються на ПК, буде еквалізовано. Або можна використовувати отримані дані як орієнтир для налаштування будь-якого еквалайзера на смартфоні або ПК.
Варто зазначити, що повністю лінійне звучання навушників може не сподобатися непідготовленому слухачеві. Доктор Шон Олів, голова компанії Harman International, провів дослідження уподобань слухачів і з’ясував, що більшості подобається деякий підйом у сфері баса і середніх частот з плавним завалом на високих. Отримана в результаті крива Хармана стала еталоном для багатьох виробників навушників. Тож після автоматичного вирівнювання АЧХ корисно самостійно покопатися в еквалайзері і підлаштувати параметри відповідно до цієї кривої, або повністю на свій смак.
Крім АЧХ важливу роль у звучанні навушників відіграють й інші характеристики — детальність, роздільна здатність, ширина звукової сцени. Але ці параметри практично неможливо виміряти, тим більше в домашніх умовах — залишається лише орієнтуватися на відгуки. Проте графік АЧХ краще за будь-яких оглядачів розповість про характер звуку і тембральний баланс. Самостійні вимірювання нещодавно придбаних навушників допоможуть зрозуміти переваги їхнього звучання, виправити недоліки і швидко подружитися з новим девайсом.