Có một tiêu chuẩn mới, về cơ bản giống con người hơn để đo tai nghe. Và như tôi sẽ chỉ cho bạn ngay sau đây, tiêu chuẩn mới này là một bước rất quan trọng để hướng tới các phép đo tai nghe thực tế hơn, có ý nghĩa hơn. Khi nói đến phép đo tai nghe, một trong những thách thức lớn nhất mà chúng tôi thấy trong cộng đồng của mình là mối tương quan giữa phân tích chủ quan và khách quan. Sau đó, tôi sẽ chỉ cho bạn các ví dụ về cách trình mô phỏng thính giác chính xác hơn này sẽ giúp thu hẹp khoảng cách giữa tai nghe khi chúng ta nghe và các phép đo tai nghe mà chúng ta xem xét.
Tại ALMA *hội nghị thường niên vào năm 2018, tôi đã xem một trong những bài thuyết trình công khai sớm nhất của Brüel & Kjær về nghiên cứu và phát triển đằng sau Bộ mô phỏng đầu cao tần và Bộ mô phỏng Torso (HATS) Loại 5128. Tôi đang ngồi giữa nhiều kỹ sư âm thanh trong khán giả đã bị ném đá bởi những gì Vince Rey (từ Brüel & Kjær) vừa cho chúng ta thấy, đó là câu trả lời cho câu hỏi sau: Bạn sẽ đề xuất cải tiến như thế nào dựa trên tiêu chuẩn 40 tuổi của mô phỏng thính giác của con người để đáp ứng nhu cầu đo lường đã phát triển hơn thế tiêu chuẩn trong vài thập kỷ qua (và điều đó sẽ tiếp tục phát triển)?
Câu trả lời, nói một cách đơn giản, là bắt đầu lại từ đầu . Và để làm điều đó có nghĩa là cuối cùng đã thiết lập một tiêu chuẩn hoàn toàn mới mô phỏng chính xác hơn thính giác của con ngườitrên toàn dải âm thanh . Như chúng ta sẽ thấy ở phần sau, việc hoàn thành điều này vô cùng phức tạp, mất hơn mười năm và liên quan đến các công nghệ và kỹ thuật không có sẵn cách đây 40 năm.
LƯU Ý: Bạn có thể nhấp vào bất kỳ hình ảnh nào bên dưới để xem chúng ở kích thước đầy đủ.
Khi đo tai nghe - cho dù quanh tai / trên tai (AE / OE) hay trong tai (IE) - chúng tôi sử dụng thiết bị mô phỏng thính giác của con người, thường được gọi đơn giản là "mô phỏng tai". Các bộ mô phỏng tai điển hình được sử dụng trong ngành của chúng tôi dựa trên tiêu chuẩn quốc tế có tên là IEC 60318-4. Vì tiêu chuẩn IEC 60318-4 từng được gọi là IEC 711 (và sau đó là IEC 60711), các bộ mô phỏng tai dựa trên tiêu chuẩn này thường được đặt biệt danh đơn giản là "bộ mô phỏng 711", "bộ ghép 711" hoặc thậm chí chỉ là "711."
Điều mà nhiều người không biết là tiêu chuẩn 711, một lần nữa, đã 40 năm tuổi . Điều mà nhiều người cũng không biết là 711 bộ mô phỏng tai này chỉ mô phỏng thính giác của con người từ 100 Hz đến 10 kHz [1]. (Như chúng ta sẽ thấy sau này, thậm chí đóphạm vi mô phỏng cụ thể cần được cải thiện.). Dưới 100 Hz và trên 10 kHz, bạn có thể sử dụng bộ mô phỏng tai 711 làm bộ ghép âm thanh, nhưng bạn sẽ không mô phỏng phản ứng trung bình của con người trong các phạm vi đó ngoài tiêu chuẩn. (Xem Hình 2 bên dưới.)
Cách đây 40 năm, phạm vi đó hoàn toàn có thể chấp nhận được, vì trọng tâm của loại phép đo này khi đó là thử nghiệm máy trợ thính và thiết bị viễn thông. Tuy nhiên, trong nhiều thập kỷ kể từ khi 711 thành lập, nhu cầu thu được các phép đo thực tế trên toàn dải âm thanh (20 Hz đến 20 kHz) đã tăng lên. Nhu cầu này đặc biệt rõ ràng trong phân khúc ngành công nghiệp âm thanh của chúng tôi, trong đó người tiêu dùng đặt nhiều kỳ vọng vào chất lượng âm thanh từ tai nghe cao cấp - kỳ vọng rất cao.
Trong bốn thập kỷ qua, những gì cũng đã phát triển là các công nghệ và kỹ thuật có sẵn để mô tả khả năng nghe của con người trên toàn dải âm thanh. Trong khi tôi sẽ thảo luận chi tiết về cách Brüel & Kjær có thể mô tả đặc điểm thính giác của con người trên toàn bộ dải âm thanh để cuối cùng phát triển 5128, các phương pháp của họ đã được họ tóm tắt ngắn gọn trong một video có tiêu đề "Sự phát triển của mô phỏng thính giác - Phần 2" Nếu bạn chưa xem video đó, hãy làm như vậy ngay bây giờ, vì thông tin trong đó sẽ có ích khi chúng ta tiến xa hơn trong cuộc thảo luận này.
Brüel & Kjær 5128 đã đến trụ sở Head-Fi vào mùa đông vừa qua và chúng tôi bắt đầu đo với nó ngay lập tức, để tìm hiểu thiết bị đo mới này và kết quả từ nó, đồng thời cố gắng xác định đâu là một thiết bị hoàn toàn mới, giống người hơn- như tiêu chuẩn mô phỏng thính giác đại diện. Ngay từ rất sớm, những phát hiện và quan sát chính đã bắt đầu hình thành:
- 5128 thể hiện một bước tiến rất quan trọng trong việc thu hẹp khoảng cách giữa các phép đo mà chúng ta nhìn vào và tai nghe khi chúng ta nghe chúng.
- Mặc dù tôi mong đợi hầu hết sự khác biệt là trên 8 kHz, nhưng với nhiều tai nghe, tôi cũng nhận thấy sự khác biệt về phép đo (giữa tiêu chuẩn cũ và 5128) thường xuyên xảy ra trong suốt dải âm thanh, bao gồm tất cả các cách xuống dưới cùng của phạm vi thính giác của chúng tôi. (Chúng ta sẽ tìm hiểu lý do tại sao sau.)
- 5128 buộc tôi phải xem xét lại hàng trăm phép đo mà chúng tôi đã thực hiện ở đây tại Head-Fi HQ kể từ năm 2015. (Tôi sẽ đưa ra các ví dụ trong cuộc thảo luận của chúng tôi.)
- Đo lường với 5128 đã đưa tôi đến một giả thuyết có thể có vai trò trong việc giải thích ít nhất một số khác biệt giữa Mục tiêu Harman AE / OE (Xung quanh tai / Trên tai) và Mục tiêu Harman IE (Trong tai). (Nhiều hơn về điều này sau, quá.)
Khi nói đến mối tương quan giữa phân tích chủ quan và khách quan, một ví dụ về tai nghe mà tôi thấy có âm thanh khá khác so với các phép đo 711 của nó (tìm thấy trực tuyến) là màn hình in-ear vừa vặn đa năng Westone W60. (Trong mỗi tai nghe, W60 sử dụng sáu trình điều khiển phần ứng cân bằng với bộ phân tần thụ động 3 chiều.) Dưới đây là 711 phép đo của Westone W60 mà tôi tìm thấy trực tuyến:
Dưới đây là các phép đo đáp ứng tần số Westone W60 "711" từ Hình. 4 đến 7 hiển thị cùng nhau:
Nếu bạn chưa từng nghe Westone W60 trước khi xem các phép đo này, thì những gì bạn thấy (trong mỗi phép đo trong Hình 4 đến Hình 7 ở trên) sẽ cho thấy rằng trên 5 kHz, cân bằng âm sắc của W60 phần lớn được đặc trưng bởi 10 đến 18 decibel đỉnh tập trung ở 8 kHz đến 10 kHz, cũng như các hiệu ứng của đỉnh thông qua các ngoại vi thấp hơn và cao hơn của nó. Điều này là do sự cộng hưởng thực sự là một phần của tiêu chuẩn 711.
Tuy nhiên, sự cộng hưởng đó có phải là một phần của phạm vi mô phỏng thính giác con người của 711 không? Không có nó không phải là. Bởi vì các đỉnh cộng hưởng này thường sẽ dịch chuyển xuống và xuất hiện trong phạm vi thính giác con người mô phỏng được chỉ định của 711 khi đo tai nghe [2], tôi có thể hiểu điều này có thể hơi khó hiểu. Sau đó, chúng ta hãy kiểm tra điều này bằng cách xem xét một số phần chính của tiêu chuẩn 711 (tôi nhấn mạnh):
Một lần nữa, có vẻ như sự cộng hưởng trong Hình 4 đến Hình 8 - bởi vì nó xuất hiện ở hoặc dưới 10 kHz trong bốn phép đo này - nằm trong phạm vi mô phỏng. Tuy nhiên, hãy xem xét một phần khác của tiêu chuẩn:
Được đo tại mặt phẳng tham chiếu của trình mô phỏng 711, sự cộng hưởng này nằm ngoài phạm vi mô phỏng con người của tiêu chuẩn 711, mục đích của nó là giúp xác định hình dạng vật lý của khoang chính (thể tích sơ cấp). Tuy nhiên, điều rất quan trọng là cần lưu ý một số điều về phần này của thông số kỹ thuật:
- Tùy thuộc vào tai nghe được đo (và cách nó kết hợp với bộ mô phỏng tai 711), sự cộng hưởng này có thể chuyển xuống các tần số tốt trong phạm vi mô phỏng con người được chỉ định của 711.
- Tiêu chuẩn IEC 60318-4 (711) không quy định độ lớn của đỉnh này, đó có thể là lý do tại sao bạn thấy nó ở bốn mức khác nhau trong bốn phép đo khác nhau trên Hình. 4 đến 8, có thể làm tăng thêm độ không đảm bảo đo.
Vì vậy, mặc dù sự cộng hưởng đó không phải là một phần của mô phỏng con người của bộ ghép nối 711, nhưng nó vẫn xác định phần lớn vùng âm ba của các phép đo Westone W60 trong Hình. 4 đến 8. Tôi cảm thấy rất tự tin rằng trong số những người đã nghe Westone W60, hầu hết sẽ đồng ý rằng các phép đo trước đó không tương quan tốt với ấn tượng chủ quan. Và W60 chỉ là một trong số rất nhiều ví dụ về tai nghe mà trước đây tôi không thể kết hợp những gì tôi đang nghe với các phép đo tôi đang thấy.
Bây giờ chúng ta hãy xem xét các phép đo của Westone W60 bằng Brüel & Kjær 5128. Mặc dù chúng tôi đã đo bằng hai đầu mút tai khác nhau (đầu mút silicon và đầu mút có sẵn), nhưng các đầu mút silicone là thứ được lắp trên W60.
Đây (bên dưới) là phép đo Westone W60 từ Brüel & Kjær 5128 so với phép đo "711" W60 được hiển thị trước đó:
Sau đây là so sánh của W60 được đo trên 5128 so với dải đo được tô bóng của 711 phép đo được hiển thị cùng nhau (bên dưới):
Cũng lưu ý rằng sự khác biệt giữa phép đo 711 và 5128 của W60 không chỉ giới hạn ở dải treble mà xuất hiện trên hầu hết các dải âm thanh. So với 5128, tất cả 711 phép đo trong Hình. 4 đến 8 hiển thị nhiều âm trầm hơn, với hai trong số bốn thể hiện mức độ hợp lý có thể được gọi là mức âm trầm cao hơn đáng kể so với 5128. Một lần nữa, nếu bạn đã nghe W60, tôi nghĩ có khả năng rất cao các phép đo của nó từ 5128 sẽ tương quan chặt chẽ hơn với những gì bạn đã nghe so với bất kỳ phép đo nào trong số 711 được hiển thị.
Chúng ta sẽ thảo luận trong Phần 2 nguyên nhân gây ra những khác biệt đáng chú ý về phép đo này và chúng ta cũng sẽ xem xét nghiên cứu hoàn toàn tách biệt với công việc đằng sau 5128 giúp chứng thực những phát hiện của nó.
Các Bruel & Kjær 5128 được phát triển để cuối cùng mô phỏng trung bình thính giác của con người trưởng thành trên phạm vi âm thanh đầy đủ (20 Hz đến 20 kHz) cho lần đầu tiên , dựa trên nghiên cứu và phát triển sử dụng công nghệ và kỹ thuật phát triển trong bốn thập kỷ qua hiện đại hơn, và mất 12 năm để hoàn thành. Một số cái tên bạn sẽ thấy đằng sau nghiên cứu 5128 cũng là những cái tên bạn sẽ thấy trong tài liệu tham khảo của tiêu chuẩn IEC 60318-4. Brüel & Kjær cũng là công cụ thiết lập tiêu chuẩn 711, đã đóng góp vào sự phát triển của nó, và là người đầu tiên có bộ mô phỏng IEC 711 có sẵn trên thị trường với Brüel & Kjær Loại 4157 (vẫn được sử dụng phổ biến hiện nay).
Trong khi, một lần nữa, chúng ta sẽ thảo luận chi tiết hơn về nghiên cứu và phát triển trong một bài đăng khác, Bộ mô phỏng đầu và Torso tần số cao Brüel & Kjær (HATS) Kiểu 5128 (và bộ mô phỏng tai Kiểu 4620 bên trong nó) liên quan đến những phát triển rất quan trọng so với tất cả các tiêu chuẩn trước đó. Để tóm tắt những thay đổi đó đơn giản cho bây giờ:
- Giải phẫu ống tai được sử dụng trong 5128 dựa trên hình dạng trung bình của con người, từ lối vào ống cho đến màng nhĩ. Điều này cho phép tạo ra các đặc tính định hình phản ứng, cộng hưởng và giảm chấn giống con người hơn [3] [6]. Kênh này thậm chí còn bao gồm một quá trình chuyển đổi từ mềm sang cứng mượt mà thực tế hơn (mô phỏng quá trình chuyển đổi sang tình trạng cao hơn gần màng nhĩ) để giúp tái tạo độ giảm chấn chính xác; và một phần đính kèm bộ ghép góc để mô phỏng màng nhĩ nghiêng của con người [3] [4].
- Ngược lại, hình dạng ống của bộ mô phỏng tai 711 thường được nhận ra là một ống kim loại 7,5mm × 22mm, với một micrô nửa inch kết thúc một đầu của ống đó, vuông góc với trục của ống.
- Ngược lại, hình dạng ống của bộ mô phỏng tai 711 thường được nhận ra là một ống kim loại 7,5mm × 22mm, với một micrô nửa inch kết thúc một đầu của ống đó, vuông góc với trục của ống.
- Bộ mô phỏng tai giữa của 5128 sử dụng mô hình trở kháng băng rộng chính xác hơn, kỹ lưỡng hơn để mô tả chi tiết hơn, chính xác hơn đặc tính tải âm phức tạp của tai người [5] [6].
- So với coupler hai chi nhánh 711 mô phỏng, sự 5128 sử dụng một xa phức tạp thêm bốn ngành màng nhĩ cho chính xác hơn, chi tiết hơn, con người giống như tần số, cộng hưởng, và giảm xóc mô phỏng [7].
- 5128 sử dụng một micrô phân cực trước mới được phát triển với màng ngăn mô phỏng tốt hơn các kích thước của màng nhĩ người [7].
- Màng chắn của micrô cũng nằm ở phía trước của cụm micrô / bộ ghép nối. Điều này cho phép cơ hoành kết thúc ống theo một hướng nghiêng, mô phỏng độ nghiêng của màng nhĩ so với ống, như trong tai người thật [3] [4].
- So với coupler hai chi nhánh 711 mô phỏng, sự 5128 sử dụng một xa phức tạp thêm bốn ngành màng nhĩ cho chính xác hơn, chi tiết hơn, con người giống như tần số, cộng hưởng, và giảm xóc mô phỏng [7].
Một kỷ nguyên mới của phép đo tai nghe đã đến với sự ra đời của Brüel & Kjær 5128. Trong khi tiêu chuẩn 711 chắc chắn sẽ tiếp tục với sức ì của một tiêu chuẩn công nghiệp 40 năm tuổi trong tương lai gần, các kỹ sư và những người đam mê sẽ ngày càng tìm kiếm tiêu chuẩn mới cho các phép đo tuyệt đối tiêu biểu hơn, có ý nghĩa hơn của tai nghe.
Chúng tôi sẽ tiếp tục thảo luận về Brüel & Kjær 5128 trong Phần 2 của loạt bài này sớm, bao gồm cả việc xem xét kỹ hơn nghiên cứu và phát triển liên quan, cũng như tất nhiên, nhiều phép đo hơn. Chúng tôi cũng sẽ xem xét các nghiên cứu riêng biệt, có chứng thực, thảo luận về các quan sát đo lường với 5128 và một giả thuyết tương ứng có thể giúp giải thích một số khác biệt chính giữa Mục tiêu Harman AE / OE và Mục tiêu Harman IE.