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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Cuffie audio surround. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / relatori Un recente sviluppo dell'ingegnere tedesco F.M. Keninga - le cuffie della serie HFI - hanno interessato così tanto il nostro lettore che ha deciso di testare l'efficacia del nuovo design attraverso la prototipazione. Questo è ciò di cui si parla nell'articolo. L'atteggiamento odierno nei confronti delle cuffie non sembra preoccupare né i produttori né i consumatori. Ogni anno, insieme ai modelli "inaffondabili" come il Sennheiser HD-580, compaiono nuovi sviluppi con un suono più leggero e dettagliato. Intanto a partire dagli anni '60, cioè dall'inizio della diffusione delle cuffie stereofoniche, si è notato l'effetto di localizzazione del suono all'interno della testa. Tuttavia, se la trasmissione del suono è una sorta di convenzione, allora GT la aggrava solo leggermente, a cui in 30 anni si sono semplicemente abituati e quasi hanno smesso di notare, proprio come prima non avevano notato il sibilo dei dischi di gommalacca. Strettamente correlato a questo effetto è un altro fatto poco noto: la risposta in frequenza reale, assolutamente insignificante, della GT. Il metodo esistente per monitorare i parametri HT si basa sulla misurazione della pressione sonora creata da un telefono (o semplicemente da una capsula) caricato sul cosiddetto “orecchio artificiale”, che non ha nulla in comune con quello naturale tranne il nome2. Quando un telefono configurato in questo modo viene caricato nel canale uditivo naturale, rimane poco della risposta in frequenza regolata: si formano picchi e valli con una gamma fino a 20 dB. Questo non è affatto simile al solito quadro: la percezione del suono naturale o l'ascolto della musica attraverso gli altoparlanti: a causa delle proprietà direzionali del padiglione auricolare, l'orecchio esterno è un sistema abbastanza lineare. La correzione finale avviene nel cervello, che è “sintonizzato” esattamente sulle caratteristiche individuali dell'ascoltatore. Non sorprende che l'esclusione di qualsiasi anello dalla catena degli organi uditivi porti a una mancata corrispondenza di un sistema complesso e accurato. - produzione di registrazioni utilizzando una “testa artificiale” che imita bene un panorama spaziale, o la creazione di un modello digitale complesso delle funzioni dell'orecchio esterno, ma con correzione di frequenza obbligatoria in entrambi i casi (e individuale!). È chiaro il motivo per cui questi metodi non hanno trovato un'applicazione seria: sono costosi e scomodi da usare; La registrazione su una “testina artificiale” è incompatibile con la dominante multitraccia ed è compatibile solo in misura limitata con la rara tecnica di registrazione a due microfoni. Le nuove cuffie della serie HR non hanno rivali in termini di semplicità ed efficienza della soluzione [1]. Questo, ovviamente, non è il primo tentativo di "includere" il padiglione auricolare nel tratto: sono note GT con cuscinetti auricolari "spaziosi" e capsule spostate in avanti (Koss Pro4, ecc.). Si è però scoperto che solo un ulteriore spostamento verso il basso della capsula permette di “suonare” uniformemente l’intera superficie del padiglione auricolare, avvicinando le condizioni di ascolto a quelle naturali [2].
Nella fig. La Figura 1 mostra i risultati delle misurazioni della pressione sonora direttamente nel canale uditivo, ottenute durante il test dei telefoni stereo HFI-100 con capsule di alta qualità, tipiche dei buoni modelli GT. In tutti i casi, le capsule si trovano sotto il condotto uditivo e diverse curve corrispondono a diversi angoli di spostamento dell'emettitore in avanti rispetto all'asse verticale [1]. Ne derivano subito diverse conclusioni:
Due modelli di telefoni stereo della serie HFI sono stati presentati dallo sviluppatore in una conferenza di ingegneri del suono (Karlsruhe, 1992) e i risultati di un sondaggio condotto tra centinaia di esperti sono piuttosto notevoli. L'81% degli esperti ha notato un convincente ampliamento dello spazio; panorama frontale chiaro - 39%; sensazione di lontananza da fonti sonore apparenti (CIS) - 62% degli intervistati. In generale, bisogna avvicinarsi a questi risultati con cautela, se non altro perché è difficile condurre test puramente "alla cieca" di GT, ma il risultato è comunque impressionante: il 98% dei professionisti ha notato differenze positive tra i telefoni. La disposizione sfalsata di una coppia di capsule nella GT consente loro di essere facilmente modificate per un sistema Dolby Surround Sound a quattro canali. Il design corrispondente dei telefoni HFI-3D (3 Dimensioni - tre dimensioni) è discusso in [1] in Fig. 1. L'idea di un simile schema sembra trovarsi in superficie, ma creare un panorama sonoro tridimensionale nello spazio limitato dei cuscinetti auricolari è tutt'altro che ovvio, come dimostra l'ascesa e la caduta della popolarità della quadrifonia telefoni negli anni '70. La particolarità di questo design è che vengono installate anche capsule aggiuntive tenendo conto delle caratteristiche acustiche del padiglione auricolare - non solo dietro, ma anche sopra, approssimativamente simmetricamente a quelle principali rispetto al condotto uditivo, il che consente di ottenere molto di più Immagine convincente, e precisamente tridimensionale, di tutto l'emisfero superiore.
Nella fig. La Figura 2 mostra i diagrammi temporali del passaggio di un segnale a impulsi in tutte e quattro le capsule dei telefoni collegati agli amplificatori Dolby Surround Pro Logic. Il segnale senza ritardo va direttamente alle capsule dei canali anteriori, e poi (con un ritardo fino a decine di millisecondi) compaiono "echi" nei canali posteriori, simulando bene i riflessi dalle pareti e dal soffitto di una certa stanza convenzionale. I suoni sembrano arrivare in diverse relazioni ampiezza-tempo, a volte da dietro, a volte dall'alto, ecc., e l'effetto complessivo è molto simile nella percezione a un sistema Home Theatre con altoparlanti. La semplicità fondamentale dei progetti considerati consente ad un'ampia gamma di radioamatori di produrre telefoni simili in modo indipendente e apre la strada a ulteriori esperimenti, ad esempio con telefoni isodinamici, con vari tipi di diaframmi per ottenere una sorgente puntiforme o direzionale, eccetera. Il modello di GT stereofonica con emettitori offset realizzato dall'autore è composto da mini-telefoni "N-23S-1" (inclusi nel registratore set-top box "Vega MP-122S") e grandi cuscinetti auricolari che non deformano l'auricolare padiglione auricolare. Dall'interno sono ricoperti da uno strato di feltro, che funge da smorzatore e fonoassorbente. La quantità ottimale di assorbitore acustico aggiuntivo viene determinata sperimentalmente. Nelle custodie vengono ritagliati due fori conici con un diametro esterno di 30 e un diametro interno di 27 mm, sui quali vengono premuti i cuscinetti in schiuma dei mini-telefoni. I centri dei fori sono spostati in avanti e verso il basso di 40 cm rispetto alla verticale di un angolo di 2°; Si è scoperto che la quantità di spostamento è proporzionale alla profondità dei cuscinetti auricolari. La “sintonizzazione” si riduce alla ricerca della posizione ottimale degli emettitori, cosa facile da fare a orecchio, poiché gli effetti principali sono espressi molto chiaramente. Naturalmente, da convertitori così semplici non ci si può aspettare un miracolo: un vero panorama illusorio è assente o instabile. Tuttavia, il suono "esce davvero fuori dalla testa" oltre la base della GT e in avanti, e il noto effetto acustico dell'innalzamento verso l'alto del KIZ situato al centro viene notevolmente indebolito. Invece del banale "destra-sinistra", appare un chiaro azimut del KIZ (e persino una certa spazialità echeggiante), ma la profondità della posizione del KIZ, sfortunatamente, è difficile da determinare e lo spazio è piuttosto compresso. Apparentemente ciò è spiegato dalla bassa qualità delle capsule che “legano” il suono. Tanto più inaspettata è la metamorfosi della qualità del suono. Innanzitutto si nota una notevole espansione della gamma di frequenze, soprattutto nelle basse frequenze, nonché una mancanza di nitidezza. Il suono è sorprendentemente morbido, leggero e profondo per capsule così economiche. Il più promettente sembra essere il seguente. Come si è scoperto, l'ascolto a lungo termine delle registrazioni tramite tali GT non “assorda” e non si stanca affatto. Esteticamente, ciò significa assenza di monotonia e, inoltre, le possibilità di utilizzo di tali GT si stanno espandendo, ad esempio, nel campo delle comunicazioni o con il monitoraggio costante delle registrazioni su registratori con canale passante, e in generale ovunque sia possibile stare seduto in cuffia per ore. Nell'ingegneria del suono, inoltre, il missaggio è notevolmente facilitato, poiché l'immagine creata da tali GT è molto più vicina a quella del “monitor”. Tuttavia, la produzione di apparecchiature audio professionali va oltre le capacità della maggior parte dei radioamatori. L'autore ha già ricevuto feedback sfavorevoli sull'idea di perfezionare i mini-telefoni secondo la Fig. 2 in [1], e su questo occorre spendere qualche parola. Quando si apportano tali modifiche, si dovrebbe procedere dalle caratteristiche del design. Quindi, nello stesso modello “N-23S-1” il suono viene emesso attraverso una serie di fori disposti attorno a un cerchio, ed è inutile coprirne semplicemente alcuni. Pertanto, affinché il plug funzioni in modo efficace, deve essere posizionato sopra i cuscinetti auricolari in schiuma. Gli spazi vuoti con un diametro di 38 mm vengono ritagliati dal feltro e incollati sulla gommapiuma lungo il bordo semicircolare esterno. In un'altra versione, più semplice e di maggior successo (secondo l'autore), gli stessi pezzi semicircolari, ma senza un ritaglio centrale, sono piegati a cono e infilati sotto i cuscinetti auricolari. Quando si convertono i mini-telefoni con cuscinetti auricolari in schiuma solida, in quest'ultimo viene praticato un foro centrale con un diametro di circa 2 cm. In entrambe le opzioni, i fori di emissione sono aperti e vengono mantenute le condizioni per la propagazione del suono dal basso verso l'alto. che garantisce il funzionamento del progetto. L'autore non ha avuto l'opportunità di ottimizzare la GT, quindi gli effetti di cui sopra sono meno pronunciati, ma anche in questa forma la GT fornisce un suono molto piacevole, sottile e morbido e un funzionamento relativamente sicuro. E la vera sorpresa è arrivata dall’esperimento “combinato”: i telefoni con le spine inserite in grandi cuscinetti auricolari hanno finalmente portato all’effetto desiderato di spazio a grandezza naturale. Allo stesso tempo, il panorama è piuttosto profondo che ampio (senza confini netti), ma molto stabile e vivace, con un'eccellente prospettiva aerea. Indubbiamente, i diaframmi in feltro hanno indebolito il “legame” del KIZ ai telefoni. La qualità del suono è molto buona, considerando che il layout è assemblato con i componenti disponibili. In tutti i casi si tratta, ovviamente, di un relativo miglioramento del suono; risultati elevati possono essere raggiunti solo con capsule di alta qualità. È particolarmente prezioso che l'effetto maggiore si ottenga a livelli di volume molto moderati, corrispondenti a una significativa lontananza del KIZ, mentre l'intelligibilità e l'equilibrio tonale non ne risentono. Di conseguenza, tali GT costringono semplicemente il consumatore a proteggere i propri organi uditivi. Ricordiamo, però, che anche le GT modificate non dovrebbero essere utilizzate nei trasporti, soprattutto in metropolitana, dove il livello di rumore raggiunge i 90 dB (lì è meglio indossare le cuffie senza lettore). Per quanto riguarda i telefoni "plug", nella loro forma esistente, a mio avviso, dovrebbero essere riconosciuti come inaccettabili sia esteticamente che, soprattutto, dal punto di vista medico e vietati dall'importazione e dalla vendita. L'esperto della rivista "Hi-Fi Music" E-Gould, nella sua recensione delle ultime GT, ha osservato: "...Probabilmente avete già visto per esperienza personale che praticamente non esistono buone... cuffie. " L'idea è corretta, ma è valida per tutti i tempi? Ci auguriamo che i radioamatori dimostrino presto il contrario. Note
Letteratura
Autore: R. Kunafin, Mosca
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