Проверка АЧХ наушников с помощью измерительного микрофона на примере мониторных наушников Radiotehnika TD01C

Иногда сталкиваюсь с необходимостью проверить качество аудиоустройств от поставщика, а также с вопросом сравнения ряда наушников/колонок по параметрам звучания. Для этого есть общие методики оценки на основе использования генератора тона, специального микрофона, а также программного обеспечения, которое позволяет построить амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) аудиогаджетов. В статье будет пример такого измерения,
а в качестве «подопытного» – полноразмерные мониторные наушники от бренда Radiotehnika, модель TD01C.

Итак, цель — собрать АЧХ наушников с помощью измерительного микрофона. Будет использоваться USB-C аудиоинтерфейс MOTU M2 и конденсаторный измерительный микрофон Behringer ECM8000. Сами наушники подключаются к аудиоинтерфейсу штатным проводом из комплекта, а аудиоинтерфейс к компьютеру через экранированный USB-C кабель. Почему именно такой вариант стенда? Да все просто. Встроенная звуковая карта компьютера или ноутбука не позволяет получить качественную оценку звука, зачастую, дает АЧХ с большими погрешностями. В выбранном мною аудиоинтерфейсе установлен конвертер с чипом ESS Sabre 32 Ultra Technology (96 кГц, буфер 32 сэмпла), а также специальный предусилитель для микрофона с функцией фантомного питания (+48 В). Соответственно, используются аудиокабели с экраном и разъемами XLR/6.3 мм.

Теперь пара слов про выбор «подопытного» аудиогаджета – это полноразмерные мониторы Radiotehnika TD01C. Достаточно интересная модель — недорогие наушники с чистым звуком (без усиления басов и без встроенной обработки/DSP для улучшения звучания). Комплектуются двумя типами кабелей (я буду использовать именно кабель с разъемом 6.3 мм для MOTU M2), сменными амбушюрами.

Весь комплект помещается в кейсе. У меня этом кейс лежит в офисе, рядом с рабочим местом, где занимаюсь видеомонтажом (для ютуба и т.п.). Удобно, что все в одном месте. Если есть необходимость – можно прямо в кейсе кинуть в рюкзак. Есть отдельный кармашек для кабелей – оба кабеля всегда с собой.

Наушники полноразмерные, с охватывающем оголовьем. Внутри металлический каркас, снаружи мягкие вставки и эко-кожа. Присутствует логотип Радиотехника, по которому наушники хорошо узнаются со стороны. Предусмотрен поворот чашек и регулировка длины оголовья (металлические направляющие с мерной шкалой).

Как я сказал выше, предусмотрены две пары амбушюр: из кожзама и мягкие велюровые. Измерения производил с амбушюрами из кожзама. Снимаются и устанавливаются обратно оба варианта легко. Без использования инструмента.

Да и в целом, модель у Radiotehnika получилась приятная. Качественные материалы, не люфтит, не скрипит, есть тиснение бренда на оголовье.

Собираю стенд для проверки АЧХ. Разворачиваю чашки наушников и располагаю микрофон рядом, соосно. Если есть звукоизоляция – можно сделать короб или иную защиту, чтобы отгородить наушники и микрофон от окружающих звуков. Можно использовать манекены или другие имитаторы, позволяющие воссоздать условия прохождения звука через ушной канал, но в данном случае это не окажет большого влияния на результат. Человеческое ухо располагается примерно на 1-2 см от излучателя, примерно так я располагаю и микрофон.

Для этого подключаю MOTU M2 к компьютеру по USB=C интерфейсу. Использую штатный кабель для выхода 6.3 мм. Далее, микрофон к входу предусилителя. Подбираю опытным путем такой уровень усиления, чтобы не выходил из рамок на шкале MOTU (слишком тихо – плохо, слишком громко – будет насыщение сигналом и потери).

В доступе есть несколько программ, способных сгенерировать сигнал нужной тональности и подать на выход ЦАПа (и далее на наушники), а также собрать нужные аудиосемплы с микрофона и построить график. Если данные собираются в таблицу, можно воспользоваться математическими пакетами (например, MathLab) или табличными редакторами типа Excel с целью построения графиков. Я же поступаю проще – использую приложения Arta и REW (есть еще RMAA) для комплексного анализа. В качестве тестового сигнала выбираю розовый шум (Pink Noise).

Начну с приложения Arta. Переходим в режим спектроанализатора (SPA), слева выбираем Pink Noise, в настройках – аудиоинтерфейс MOTU M2 в качестве входного сигнала и в качестве выходного сигнала.

Скриншот первого результата – это АЧХ наушников, практически линейный вариант (можно выбрать линейный или экспоненциальный вариант отображения ), без явных вбросов амплитуды. За исключением небольшой помехи, которую видно на частоте 50 Гц.

Обычно вызывает такие наводки бытовая техника, например, холодильник, или что-то еще из электрооборудования, дающее наводки или помехи в сеть — от такого нужно экранироваться, развязываться и всячески избавляться. В данном случае достаточно было поменять место измерения, добавить звуко-вибро изоляцию, а также работать не от сетевого источника питания, а от аккумулятора ноутбука. Питания для ЦАПа вполне достаточно от штатного USB-выхода ноутбука.

В качестве альтернативного варианта для комплексного измерения можно выбрать приложение REW. Распространяется свободно, есть функции генерации (в том числе и Pink Noise), можно собрать график АЧХ, экспортировать данные.

Чуть отличается форма вывода, но в целом результаты коррелируются с предыдущими – это практически линейная АЧХ без заметных подъемов в области НЧ (не «окрашенный» звук). Единственное замечание – собирал с компьютера, одновременно с первичным измерением Arta, и помеха на 50 Гц в данном случае присутствует.

Собственно говоря, делаю вывод, что мониторные наушники Radiotehnika TD01C воспроизводят звук без искажения и без «тёмного» окраса. Звучание передается «честно» и при прослушивании и монтаже вы получаете максимально чистую дорожку. Одна из самых толковых моделей для ютуберов и тиктокеров, и именно то, что я искал для работы, для монтажа видеороликов и аудиодорожек. Да и сам способ измерения дает повторяемый результат, на основе которого вполне можно проводить сравнения различных моделей.