Акустико-техническая экспертиза некоторых моделей стереонаушников



Стереонаушники стали непременным аксессуаром большинства современных людей, наслаждающихся любимыми музыкальными композициями в автобусе, при прогулке, при беге, в ожидании очереди и т.д. Никто не поспорит с тем, что музыка оказывает очень мощное психологическое воздействие на человека. Она может расслаблять или заводить, поднимать настроение или заставлять грустить. Без музыки жизнь была бы скучной и однообразной... Благодаря стереонаушникам теперь можно в любом месте слушать любимые мелодии, тем самым не мешая окружающим. При огромном изобилии различных моделей стереонаушников возникает проблема выбора качественных устройств, которые отвечали бы требованиям безопасности, эргономичности, акустического исполнения.

Цель работы: определение качественного стереонаушника путем акустико-технической экспертизы.

Задачи:

1. Изучить историю появления, устройство, принцип работы стереонаушников, критерии и методы для проведения акустико-технической экспертизы;
2. Отобрать три различных модели стереонаушников для проведения экспертизы, подготовить оборудование для исследований;
3. Провести оценку эргономичности, соответствия требованиям безопасности, исследование амплитудно-частотных характеристик;
4. Подвести итоги и разработать рекомендации по выбору стереонаушников.

Новизна: использование в качестве цифрового измерительного устройства датчиков звука современного смартфона.

Практическая значимость: результаты исследования могут быть полезны в выборе стереонаушника, обеспечивающего безопасность, удобство и качество воспроизведения.

Материалы и методы исследования: в качестве образцов для исследования были выбраны 3 разных модели стереонаушников: Samsung EHS64 , Sennheizer MX500, XStorm RD-HP-2720MV. Исследование эргономических характеристик производилась визуально. Для измерения номинального сопротивления на входе наушников был использован мультиметр. Генерация синусоидальных сигналов для исследования амплитудно-частотных характеристик производилась генератором сигналов (разработчик С.Константинов© Тим, 2000). Измерение давления звука производилась свободно-распространяемым приложением Sound Meter для смартфонов платформы Android.

В качестве образцов для проведения экспертизы нами были выбраны три наушника следующих производителей: Samsung, Sennheizer, XStorm. Причина выбора заключается в том, что у этих наушников разный тип конструкции: внутриканальный, вставной и полноразмерный (рисунок 1).

Рис. 1. Исследуемые модели стереонаушников

Сначала мы провели оценку удобства использования. По результатам оценки самые лучшие показатели у наушника XStorm, так как наушник покрывает всю ушную раковину, снабжен оголовьем с регулятором, что очень удобно. Второе место занимает наушник Samsung EHS64. Достоинством данного наушника является то, что он имеет набор различных внутриканальных вставок («капелек»), что подходит для различных размеров ушей.

Сопротивление обмоток наушников (электрический импеданс) имеет различное значение и может находиться в диапазоне от 8 до 600 ом. Если вы приобретаете наушники для переносной аппаратуры на батарейках и аккумуляторах, то берите наушники сопротивлением от 8 до 42 ом., не больше. Иначе они будут звучать очень тихо, т.к. встроенные усилители такой аппаратуры имеют ограниченную мощность и не смогут их "прокачать". Если наушники будете слушать через домашнюю музыкальную систему, то их сопротивление может доходить до 150 ом. А если наушники имеют сопротивление 200-600 ом, то для их питания может понадобиться покупка специального усилителя. Сопротивление определяет чувствительность наушников. Все исследуемые наушники являются низкоомными, то есть имеют сопротивление 32 Ома. Поэтому они годятся для использования с портативными устройствами с низковольтным питанием, например со смартфонами. С помощью мультиметра мы проверили, соответствует ли сопротивление наушников паспортным данным устройств. Результаты исследования показывают, что наиболее близкие к паспортным данным значения у наушника Sennheizer.

Амплитудно-частотная характеристика (АХЧ) устройства описывает соотношение между частотой и амплитудой сигнала на его входе и выходе. АХЧ используют в качестве характеристики звукового устройства.

Для сравнения качества звучания мы исследовали амплитудно-частотные характеристики. Для этого мы должны сравнить уровень звукового давления в зависимости от частоты звука. Мы подготовили установку. Она содержит компьютерный генератор сигналов, к которому мы подключили наушники; смартфон с установленным приложением Sound Meter (рисунок 2). В генераторе сигналов меняем частоту и записываем уровень звука.

Рис. 2. Система для исследования амплитудно-частотной характеристики

Результаты исследования приведены на рисунках 3-5

Рис. 3. Исследование АЧХ наушника Samsung EHS64

Рис. 4. Исследование АЧХ наушника Sennheizer MX500

Рис. 5. Исследование АЧХ наушника XStorm RD-HP-2720MV

В итоге мы получили следующие результаты. В диапазоне от 22 до 18000 Гц самые лучшие результаты у наушника Sennheizer, так как график более равномерный. Если говорить точно, то амплитудно-частотная характеристика составила ±14 дБ. У остальных наушников она чуть больше. Это говорит о том, что у наушника Sennheizer наиболее высокое качество звучания.

Рекомендации по выбору качественного стереонаушника:

1. Обращайте внимание на эргономику наушника. Выбирайте полноразмерные наушники с оголовьем и регуляторами высоты и громкости;
2. Обращайте внимание на сопротивление наушников. Для прослушивания музыки на смартфонах годятся наушники с сопротивлением 32 Ома. Для наушников с большим сопротивлением требуется дополнительный усилитель;
3. Высокое качество звука могут обеспечивать даже наушники низкого ценового диапазона. Поэтому цена – еще не показатель качественного наушника;
4. Не ходите в наушниках на улице и не слушайте музыку во время уроков.

Литература:

1. Новый справочник школьника.5-11 класс. Универсальное пособие. Т. 2. – СПб.: ИД «ВЕСЬ», 2003. – 438,439 с.
2. 1000 советов № 20 – 2011 стр. 3 Издатель ООО «Юнилайн»
3. Билич Г. А., Назарбо Л.В // Популярная медицинская энциклопедия Человек и его здоровье – Мвече, 2002.
4. Справочник врача общей практики Н. П. Бочнов, В. А. Насанова и др// Под редакцией Н. Р. Палеева – М Издательство Эксмо 2002 – 2 тома
5. Вуджат Дж. Настольная книга по громкоговорителям и наушникам, Изд-во Hearnet

6. Наушники [электронный ресурс] http://www.tivionica.ru/archiv/ 025/2505.html (дата обращения 20.10.2015).

1