Metodologia pomiarowa

Recenzje audio od zawsze były, są i będą opiniami subiektywnymi, opartymi na odczuciach, wrażeniach i osobistych punktach odniesienia osoby oceniającej. Ludzki słuch niestety ma to do siebie, że jest bardzo zawodny i mylący, bo reagujący na muzykę (dźwięk) jak na hałas, wobec którego wyzwalane są różnego rodzaju reakcje obronne, takie jak kompensacja, adaptacja czy equalizacja. Bardzo często zdarza się, że dźwięk z tego samego źródła wieczorem jednego dnia będzie się podobał, a drugiego dnia z rana już nie. Z taką recenzją, ale też każdą opinią nt. dźwięku, można później w dowolny sposób polemizować i zarzucać autorowi różne rzeczy (i często słusznie).

Dlatego też coraz częstszym elementem obecnym w recenzjach są pomiary akustyczne audio. Pozwalają one na nie tylko poparcie zawartych w recenzji tez, ale też autoweryfikację własnego słuchu i tego, czy aby faktycznie słuchawki, lub ogólnie sprzęt audio, jest opisywany należycie. Pomiary, zakładając dobrą metodologię i poprawnie skonfigurowany sprzęt o dobrych parametrach, są obecnie bardzo cenione przez (potencjalnych) użytkowników sprzętu testowanego, bowiem dają im jako jedyne pewność względem tego co faktycznie kupują. Natomiast ich wpływ i znaczenie dezawuowane są na ogół jedynie przez osoby związane bezpośrednio ze sprzedażą sprzętu oraz audiofilów.

Wszystko po to, aby uzupełnić subiektywną ocenę o obiektywną podstawę, na bazie której można potem rzeczowo dyskutować. Pomiar akustyczny pozwala sprawdzić, czy to, co udało mi się usłyszeć, faktycznie znalazło swoje odzwierciedlenie na wykresie i nie wynika np. z nieprawidłowego ułożenia słuchawek na uszach czy też aktualnej kondycji słuchu/organizmu. Ma to swoje uzasadnienie chociażby w tym, że fantom pomiarowy nigdy nie jest zmęczony i np. nie poci się, a przez to ostatnie nie wywarza naturalnej warstwy uszczelniającej, ważnej zwłaszcza dla słuchawek zamkniętych z nausznikami skóropodobnymi i skórzanymi.

 

Kiedy pomiary są wykonywane

Co do zasady staram się pomiary wykonywać zawsze, gdy jest taka możliwość. Wyjątkami są określone rodzaje urządzeń oraz mini-recenzje, które są bardzo szybkimi i konkretnymi materiałami na temat danego sprzętu i zostały przygotowane specjalnie pod szybkie wypożyczenia.

 

Jaki sprzęt jest mierzony

Choć pomiary akustyczne są wykonywane na moim blogu amatorsko od połowy 2017 roku, cały czas są przeze mnie dopracowywane, a sprzęt i metodologie ulepszane, niekiedy przy współpracy z osobami o znacznie większej wiedzy i doświadczeniu niż ja. W ten sposób baza pomiarowa jest ciągle rozbudowywana.

Na dzień dzisiejszy opracowane zostały metodologie do wykonywania pomiarów następujących urządzeń trafiających na recenzję na blogu:

  • słuchawki pełnowymiarowe wokółuszne, nauszne i kompaktowe – od lipca 2017 roku.
  • słuchawki dokanałowe – od stycznia 2019 roku.
  • kolumny i głośniki – od września 2020 roku (eksperymentalnie i epizodycznie).
  • sprzęt elektroniczny – od czerwca 2023 roku.

 

Czym i jakie pomiary akustyczne są wykonywane

W zależności od tego jakie urządzenie trafia na blog, jest ono mierzone specjalnie przeznaczonym do tego sprzętem pomiarowym.

 

Pomiary linearne słuchawek pełnowymiarowych

Wykonywane są na aktywnym mikrofonie binauralnym w formie fantomu pomiarowego typu EACS (Ears And Cheek Simulator). Fantom wyposażony jest w tzw. sztuczne uszy, imitujące realne uszy ludzkie i w efekcie fale odbite generowane przez małżowinę uszną. Daje to jedne z najbardziej wiarygodnych rezultatów pomiarowych. Niemniej należy pamiętać, że pomiary odbywają się na cały czas na „symulatorze”, który mimo wszystko uśrednia pewne cechy anatomiczne, takie jak głębokość kanałów słuchowych czy profil ucha słuchacza, toteż nie jest w stanie odzwierciedlić zwłaszcza tych skrajnych i rzadkich scenariuszy anatomicznych, jak również nie symuluje rezonansów zachodzących bezpośrednio w kanale słuchowym. Odczyty pomiarowe należy więc traktować jako tzw. Raw Data. Pomiary wykonywane są w zakresie 20 Hz – 20 kHz (jest to fizyczna granica poza którą nasz słuch nie funkcjonuje). Wykres jest na ogół uśrednionym wynikiem pozyskiwanym z kilku serii odczytów dla obu kanałów w różnych pozycjach w oparciu o standard IEC 60942.

Pomiary mogą obejmować m.in.:

  • odczyt częstotliwościowy,
  • badanie zbieżności parowania przetworników lewego i prawego,
  • badanie impedancji całkowitej,
  • koherencję pomiarową (zbieżność pomiarów akustycznych z kilku prób pomiarowych celem ustalenia powtarzalności pod kątem aplikacji/założenia),
  • odczyt impulsowy (szybkość reakcji membrany),
  • zniekształcenia THD+N.

 

Pomiary kompensacyjne słuchawek dokanałowych

Od połowy 2023 roku pomiary słuchawek dokanałowych wykonywane są na skalibrowanym mikrofonie pomiarowym zgodnie z normami IEC 60318-4 oraz IEC 60942. Odczyty pomiarowe wykonywane są w zakresie 20 Hz – 20 kHz i prezentowane później w formie wykresu będącego wierną symulacją faktycznego odbioru słuchawek w oparciu o rezonanse kanału słuchowego. Pomiary takie posiadają przede wszystkim realnie odwzorowany bas, znacznie lepiej odzwierciedlający zarówno percepcję słuchu ludzkiego, jak i powtarzalność opartą o eliminację nieszczelności wynikającej od tipsów.

Pomiary obejmują najczęściej:

  • wykres częstotliwościowy,
  • badanie impedancji całkowitej,
  • odczyt impulsowy,
  • zniekształcenia THD+N.

 

Pomiary urządzeń elektronicznych

Są wykonywane na profesjonalnym interfejsie studyjnym podłączonym pod dedykowany kontroler USB 3.0 oraz z użyciem opcjonalnego przedwzmacniacza pomiarowego, umożliwiającego znaczne zwiększenie czułości sprzętu w razie potrzeby. Parametry interfejsu, ustalające jednocześnie jego możliwości pomiarowe bez dodatkowych modułów, są następujące:

 

 

Pomiary obejmują najważniejsze parametry pracy sprzętu, m.in.:

  • zakres dynamiki (DR),
  • szum własny urządzenia (N),
  • zniekształcenia THD oraz THD+N,
  • zniekształcenia IMD+N,
  • przesłuch międzykanałowy (Crosstalk) dla sygnału zbalansowanego.

Pomiary sprzętu elektronicznego mają za zadanie uzupełnić kluczowe elementy jego specyfikacji lub zweryfikować informacje już w niej się znajdujące. Często bowiem specyfikacja techniczna jest czysto teoretyczna lub szacunkowa, a nawet szczątkowa i nie zawiera absolutnie żadnych użytecznych informacji.

 

Porównywanie pomiarów między recenzjami na blogu

Warunkiem względnej obiektywności pomiarów akustycznych jest wykonanie ich zgodnie z zachowaniem określonej metodologii i każdorazowo zasad poprawności. Choć metodologia testowa ewoluowała od czasu pierwszego wprowadzenia testów na blog, dane pomiarowe są ze sobą porównywalne i kompatybilne, toteż nie ma żadnych przeciwwskazań do wykonywania samodzielnie porównań słuchawek i urządzeń w ramach bloga.

Problem pojawia się przy znacznych zmianach metodologii albo sprzętu pomiarowego. Wykresy mogą się wówczas różnić bardzo mocno wizualną reprezentacją i np. skalą natężenia oraz badanego pasma. Należy uważać na pomiary Raw Data oraz te już skompensowane. Choć te drugie wynikają często z tych pierwszych, będą bardzo mocno różniły się chociażby na basie. Wykresy skompensowane są bardzo czytelnie oznaczane, toteż nie powinno dochodzić do pomyłek.

 

Porównywanie pomiarów między portalami

Mimo wszystko nie istnieje w 100% jednorodna metodologia pomiarowa mogąca służyć za uniwersalną linię bazową. Do tego ogromnie wiele aspektów zależnych jest też od samego sprzętu, który został użyty do pomiarów, warunków pomiarowych, oprogramowania itd. Z tego względu pomiary akustyczne wykonywane przez portal X niekoniecznie muszą być jakkolwiek porównywalne z pomiarami z portalu Y. I najczęściej nie są to pomiary tożsame oraz porównywalne. Zaleca się z reguły, aby pomiary z konkretnego portalu były analizowane w ramach tegoż portalu, zwłaszcza w przypadku analizowania różnic między konkretnymi parami słuchawek. W przypadku chęci wykonywania porównań w sytuacji, gdy na moim blogu nie były testowane dane słuchawki, należy przeanalizować pomiary kilku modeli testowanych przeze mnie oraz portal docelowy, aby ustalić poziom zgodności pomiarów oraz ew. charakterystykę sprzętu pomiarowego, którą trzeba będzie później uwzględnić. Wyjątkiem są aktualnie pomiary skompensowane słuchawek dokanałowych, ponieważ tutaj operuje się wg standardów m.in. normy IEC.