Как измерить АЧХ наушников в домашних условиях
Сегодня я предлагаю немного отойти от тематики обзоров и сосредоточится на том, как в домашних условиях получить ту самую кривую АЧХ, которой так гордятся отечественные и западные блогеры. К примеру, такой уже солидный персонаж как Crinacle на весь мир прославился только лишь тем, что собирал коллекцию АЧХ для разных моделей наушников. Для рядового пользователя данный процесс до сих пор был покрыт мраком тайны и кажется чем-то невероятно сложным и даже загадочным. Однако сегодня я собираюсь сорвать все покровы и научить всех желающих делать подобные измерения, снабдив весь процесс полезными комментариями из собственного почти 10-летнего опыта. Ближе к концу статьи вы вполне сможете составить конкуренцию тому самому Crinacle или любым другим энтузиастам от мира аудио.
Компьютер
Первое, что вам понадобится для работы — это компьютер или ноутбук. Делать измерения со смартфона тоже можно, но уровень программного обеспечения там оставляет желать лучшего. Так что вам понадобится, например, ноутбук на Windows или Macintosh. В качестве программного обеспечения прекрасно подойдет бесплатно распространяемая программа REW, она есть под обе эти операционные системы. Скачиваем ее с официального сайта и устанавливаем на компьютер.
Микрофон
Далее нам понадобится какой-либо измерительный микрофон. То есть микрофон с максимально прямой АЧХ или же файлом ее калибровки. В самом начале для этих целей я приобрел довольно известную в узких кругах модель Behringer ECM8000. Очень неплохой микрофон от немецкой компании с почти идеальной АЧХ. Однако и у него со временем обнаружился минус: все их экземпляры имеют небольшие расхождения, а график, что прикладывают в коробку везде один и тот же. Я знаю, что говорю, у меня на руках было целых три ECM8000 и измерения на них немного, но отличались. То есть решение неплохое, но далеко не идеальное. О файлах калибровки можно даже не говорить, их просто не существует.
Куда более разумным решением будет приобрести специальный микрофон, удовлетворяющий всем современным стандартам искусственного уха. Стоит он почти как Behringer, соответствует стандарту IEC60318-4 и, что еще важнее, имеет в комплекте тот самый файл калибровки, который продавец высылает по номеру устройства. Приобрести такой можно на Алиэкспресс.
Коммутация
Если вы выбрали микрофон типа искусственное ухо, то, в случае внутриканальных наушников делать больше ничего не нужно — наушник устанавливается в соответствующее отверстие в микрофоне.
Ну, а если взяли какой-то другой микрофон, то следует позаботиться о соединительной трубке, как прослойке между микрофоном и амбушюрой наушника. Я перепробовал много разных вариантов и вот такой прозрачный поливочный шланг оказался максимально подходящим. Но есть ряд оговорок, надо соблюсти 25 мм длины этой трубки и отверстие для компенсации. Последним, впрочем, можно пренебречь. Подробнее смотрите стандарт IEC60318-4.
Для вкладышей рекомендуется использовать матерчатую насадку с отверстием, в быту ее называют «бублик» и плотно прижать наушник ко входу микрофона или соединительной трубке, смотря что у вас. В случае же полноразмерных наушников, в любом случае, нужна насадка с силиконовым ухом, которые продаются отдельно. Можно, конечно, что-то «колхозить» из подручных материалов и иногда даже получается точно, но то читая лотерея. Так что полноразмеры требуют дополнительного вложения средств.
Сборка микрофона не должна вызвать вопросов. К Behringer ECM8000 я купил короткий XLR кабель, а для микрофона IEC60318-4 кабель идет в комплекте и соединяется просто поворотом вокруг оси.
Вопрос остается в другом — как это подключить к компьютеру. И здесь я многих разочарую: в 99% случаев встроенный в вашу материнскую плату разъем для микрофона совершенно не годится. Помимо того, что там далеко не прямая АЧХ, так еще и масса вредных для нас искажений. Намного лучше будет приобрести фирменный бюджетный аудиоинтерфейс, например от MOTU или Focusrite. В случае IEC60318-4 нам тот же магазин предлагает очень доступный вариант, так сказать, для комбо. Сам я эту безымянную карточку не пробовал, но блогеры ей пользуются и какой либо существенной разницы с моими измерениями у них не вижу.
Однако тут есть ряд нюансов. Если у вас будет эта карточка и искусственное ухо, то вы в дамках — все готово к работе. Если же у вас ECM8000, то для коммутации с этой безымянной карточкой вам понадобится внешнее питание микрофона на 48 вольт, а это дополнительные траты. Бюджетные аудиоинтерфейсы обычно имеют такое питание, так что с Behringer логично брать именно их. В моем же случае есть IEC60318-4, которому надо 5 вольт и вход для микрофона на аудионтерфейсе MOTU с фантомным питанием на 48 вольт. Просто так все это не заработает и я приобрел соответствующий переходник и подключаюсь через него. Думаю, все необходимые варианты были рассмотрены.
Подготовительный процесс
Подготовительный процесс измерений происходит следующим образом:
- включаем компьютер;
- подключаем и включаем звуковую карту;
- подсоединяем микрофон к звуковой карте;
- подключаем к ней же наушники;
- если нужно, подаем фантомное питание 48V;
- устанавливаем наушник в микрофон;
- запускаем программу REW
В данном случае, любой шум в комнате будет влиять на измерения и вы увидите его на индикаторах своей аудиокарты. В случае Macintosh в системных устройствах выберите в качестве активной свою звуковую карту, на которую будет происходить процесс измерений, для Windows — это необязательно. Уровень записи в системе я рекомендую выставлять на максимум и убавлять его соответствующим регулятором на микрофонном входе. Если такового нет, без вариантов, правьте в системе. Архиважно, чтобы при измерениях не было перегруза — следите за красными индикаторами на вашей звуковой карте или в программе REW. Там значения отображаются красным цветом, когда перегруз и зеленым, когда все нормально. Но это я немного забегаю наперед. Постучите, например, по столу и убедитесь, что микрофон работает.
Затем я выключаю кондиционер, закрываю окна, двери, то есть максимально изолирую помещения от любых внешних звуков. Сам микрофон располагаю на мягкой прослойке, просто на стол его положить нельзя — будут проблемы в измерениях.
Программа REW
Запускаем программу REW и первым делом идем в меню Preference-Preference.
Там я переключаю драйвер на ASIO, выбираю свою звуковую карту MOTU M в верхней строке, Sample Rate ставлю на 96 кГц (чем выше, тем лучше), в Output и Timing ставлю тот канал в наушниках, который собираюсь измерять (должен совпадать), а в Input — канал куда подключен микрофон на звуковой карте. У меня это первый (левый) канал в наушниках и первый вход на карточке.
Если же у вас нет ASIO, то выбираем Java, а затем выходное и входное устройство. У меня это Out 1-2 с буфером 32к и канал «L», а на входе In 1-2 с таким же буфером и тоже канал «L». Остальное трогать не нужно.
Здесь же имеется калибровка звуковой карты, но если у вас не встроенная или какой-то непонятный мусор с алиэкпресс, то тоже делать ничего не нужно. Ну, а отчаянно-экономные экспериментаторы, уверен, сами разберутся с калибровкой, там все очень наглядно.
После этого переходим на следующую закладку «Cal Files» и на подсвеченном розовым девайсе (активном) выбираем присланный вам калибровочный файл. Единственное, мне прислали его с расширением «.cal», а я переименовал его в «.txt», иначе у меня он просто не выбирался.
Внутри файла находится таблица коррекции. Мне прислали два варианта на 16 и 24 бита — лучше используйте на 16, он всегда идет по умолчанию. Если же у вас калибровочного файла нет, вы можете составить его сами или же вообще не использовать. При этом, что важно, ваши измерения будут иметь смысл только в контексте сравнения друг с другом, поскольку совершенно неясна их точность. Имейте это в виду.
Измеряем
В программе REW нажимаем на кнопку «Measure», находится вверху слева и соглашаемся «продолжить все равно». Будет время и желание — откалибруете чувствительность, на АЧХ это особо не влияет.
Внутри видим, что сигнал идет. Из важного здесь поле Range (с какой по какую частоту измеряем), в Setting ставим 512к, а в Sample rate — 96 кГц. Можно выставить задержку в секундах и здесь же поменять уже описанные нами в настройках значения для Output, Ref output и Input. Они продублированы для вашего удобства, чтобы лишний раз не копаться в настройках. Из них меняю оба Output при выборе измерения левого или правого канала.
Небольшое уточнение: если в поле Timing выбрать No timing reference, по поле Ref output заполнять не придется.
Ну и все, нажимаем кнопку «Check levels», убеждаемся, что значение зеленого цвета и нажимаем Start. После чего увидим искомый нами график. Если значение красное, то чуть убавляем уровень микрофона в системе или регулятором на карточке.
Сохранить результат в виде картинки можно нажав на кнопку «Capture» с иконкой фотоаппарата.
Если же график не особо красивый, то в меню «Graph» можно выбрать «smoothing» — это уровень сглаживания по октавам. Обычно я его не использую, но можно выбрать 1/12 или 1/24 — чем меньше, тем точнее.
Вот собственно и все, кнопочка внизу позволит включить-отключить график фазы, а на закладке Distortion черная кривая покажет искажения в процентах. Ну и пощелкаете остальные вкладки. Возможностей там много, но в контексте нашей задачи они вас только запутают.
Заключение
В заключение подчеркну, что графиков лучше снять несколько и выбрать из них лучший, я, например, поправляю амбушюру, несколько раз усаживаю наушник в стенд, чтобы избежать случайной неточности.
Ну вот и все, теперь вы знаете почти все, что по данному вопросу знаю я и точно не меньше, чем в этой же теме разбираются наши или западные блогеры. Настройка делается один раз, так что дальше будет предельно просто: установил наушник в стенд — нажал кнопку — сохранил картинку — готово. Ничего сложного или волшебного во всем этом нет — банальная рутина, даже ребенок справится. Если же вопросы остались, обязательно пишите их в комментарии — доработаем статью.
По вложениям денег, микрофон мне стоил 5500, а их карточку можно добрать за 1500 рублей. Следовательно, чтобы начать делать измерения, вам, помимо компьютера, понадобится 7000 рублей или чуть более 100 долларов. Не такие уж, согласитесь, и траты для оборудования Pro-уровня. Знаю, есть стенды и намного дороже, но опыт показывает, что точность в них хотя и выше, но незначительно. Всем добра и удачных экспериментов с замерами.
P.S. Спустя время добавлю, что Ref output можно не использовать, если переключить значение меню Timing. И еще одно важное дополнение — в моем новом ноутбуке MSI выход для микрофона оказался даже лучше, чем в аудиоинтерфейсе MOTU M4 (меньше шумов). Так что встроенная звуковая карта все-таки может быть использована, но для этого ее надо проверить каким-то аудиоинтерфейсом и, при необходимости, снять корректирующую кривую.
С моими обзорами, по аудио тематике и не только, можно ознакомиться в моем профиле, пообщаться на тему аудио — в телеграмм-чате — syncerchat, а все мои обзоры в телеграмм — syncertech.