Het is nog niet eens zo heel lang geleden dat Dr Dré met zijn BEATS de wereld shockeerde. €400 Euro voor een hoofdtelefoon!? Is hij gek geworden?! Inmiddels zijn we op een punt beland dat er gewoon een ‘0’ achter mag staan. En zelfs dan is niemand verbaasd.
Mede door de bovenstaande ontwikkeling, is de afgelopen tien jaar de wereld van head-fi bijzonder hard gegroeid. (Er valt geld te verdienen, dus springt iedere fabrikant er vol in).
Waar u vroeger gewoon voor een degelijke Sennheiser of wellicht een Beyerdynamic koos, zijn nu alle grote merken er wel ingestapt. Denk aan Focal, Bowers & Wilkins, JBL (en natuurlijk AKG)… Maar daar stopt het niet. Er zijn ook veel nieuwe merken bijgekomen. En weer afgevallen trouwens. Maar onder aan de streep mogen we wel stellen dat head-fi een behoorlijk groot onderdeel is geworden van onze hobby. En dus besteedt Alpha Audio er ook de nodige aandacht aan.
Nu zult u denken dat het meten van een hoofdtelefoon een gelijke aanpakt heeft als het meten van een luidspreker. Immers: het is ook een weergever. Vergis u echter niet: het meten van een hoofdtelefoon vereist een totaal andere aanpak.
Harry, Harriette… EARS en…?
We gaan maar direct heel erg eerlijk zijn: hoofdtelefoons meten is gewoonweg lastig. We zijn al ongeveer tien jaar bezig om degelijke, reproduceerbare resultaten te boeken. En hoewel over-ears vaak wel gaan, zijn on-ears en in-ears minder ‘stabiel’. Dat heeft alles te maken met hoe de hoofdtelefoon afsluit.
Ons eerste prototype – Harry – werkte eerst met een Behringer microfoon in mono. Later is dat een MB meetmicrofoon geworden. Dat werkte wat beter, maar was nog steeds niet ideaal.
Na een paar jaar hebben we Harriette gemaakt. Een model met kunstoren en twee DPA 4061 microfoons in stereo. Dat gaf zonder meer betere resultaten dan Harry. Maar het bleek onmogelijk om on-ear of in-ears te testen: het sluit gewoon niet goed af. En dat vertekent de meetresultaten in het lage spectrum.
Toen Minidsp met de EARS set-up op de markt kwam, waren we zeer onder indruk van de specificaties. Voor minder dan 300 euro een complete meetopstelling? Dat kan toch niet goed zijn. Niets bleek minder waar: dit apparaat werkt zéér goed. En metingen zijn reproduceerbaar!
Er is echter één nadeel aan de EARS: het heeft alleen een usb-verbinding met de computer; geen analoge uitgang om bijvoorbeeld te verbinden met een CLIO of Prism dScope. Om die reden zijn we nu een derde versie van een Dummy-head te maken. We moeten nog een naam verzinnen.
HRTF en Harman curves
Wie begint met het meten van hoofdtelefoons, zal wellicht even flink fronsen als de eerste metingen op het scherm staan. Ze zijn namelijk totaal niet recht. Het lijkt een beetje op een ‘smiley face’ met afgerond hoog. Maf… totdat u bedenkt dat we een paar speakers recht op het oor zetten (of zelfs erin). Tegen de gehoorgang en het trommelvlies aan. Deze plaatsing heeft een enorme impact op de frequentierespons. En dus ook hoe we deze moeten meten.
Wie gaat zoeken op hoe dit allemaal werkt, komt zeker de term HRTF tegen. HRTF staat voor Head Related Transfer Function. De HRTF is eenvoudig gezegd een wiskundige representatie van de akoestische eigenschappen van onze oren en ons hoofd en de invloed op het positioneren van geluid. Als geluid ons bereikt, gaat het niet direct te gehoorgang in. Het raakt ook het hoofd en bijvoorbeeld de oorschelp. Dat heeft allemaal invloed op hoe we horen én hoe we iets kunnen lokaliseren. Dit wordt allemaal weergegeven door de HRTF. U zult begrijpen dat een HRTF per persoon uniek is. Immers: we hebben allemaal een andere vorm hoofd, oren, neus, et cetera. Die zorgen weer voor andere reflecties en dus andere respons!
En u zult ook begrijpen dat de HRTF bij hoofdtelefoons weer anders is dan bij losstaande luidsprekers of bijvoorbeeld plafondluidsprekers.
Harman heeft ontzettend veel onderzoek gedaan naar akoestiek, psychoakoestiek en HRTF’s. Het is ook niet heel gek dat een merk als Revel goed scoort als het gaat om neutraliteit en afstraalgedrag in een gewone ruimte. Ook hoofdtelefoons als AKG worden veel gebruikt in de pro-wereld.
De metingen
Dit zijn metingen van de Meze Empyrean. Een serieuze hoofdtelefoon.
De bovenstaande metingen zijn gedaan in REW. Nu hebben we lang de software van Illusonic gebruikt (ook voor luidsprekers), maar sinds we de EARS gebruiken, zetten we REW in, omdat deze gemakkelijk de correctiefiles kan inladen van Minidsp. In deze correctiefiles, wordt zowel de microfoon gecorrigeerd als dat de HRTF-curve wordt toegepast voor in-ears, on-ears of over-ears. Heel handig.
U ziet de invloed van deze correcties in de eerste drie grafieken. De eerste is een ruwe meting zonder correctie. De tweede en derde zijn gecorrigeerd voor over-ear en on-ear. U ziet dat de respons verandert. Dat heeft niets te maken met de daadwerkelijke respons van de hoofdtelefoon; die verandert niet. Het is puur een correctie voor hoe wij het uiteindelijk horen.
De derde vierde is een vervormingsmeting. Dat spreekt voor zich: lager is beter. Vervorming in het laag meten is erg lastig zonder een dode, stille ruimte. Ook bij hoofdtelefoons.
De vijfde en zesde meting geven de energieverdeling aan (gebaseerd op de frequentierespons) en resonanties via een waterfall-grafiek.
Plaatsing van de hoofdtelefoon
Overigens is het ongelooflijk belangrijk de hoofdtelefoon goed op de meetopstelling te plaatsen. U ziet hierboven al de streepjes die we hebben getekend op Harriette. Dit om het midden te bepalen als we een hoofdtelefoon plaatsen. En dit keer op keer gelijk te kunnen doen.
De afsluiting van rondom het oor is zeer bepalend, net als de hoek van de driver op het oor. Dit maakt het meten van hoofdtelefoons zo lastig: alles telt en heeft direct invloed op de meting.
Afrondend
Het meten van hoofdtelefoons is complex. En wel om meerdere redenen. Allereerst is het cruciaal te leren hoe de frequentierespons wordt beïnvloed door de HRTF. Omdat een hoofdtelefoon zo dicht op het oor zit – of zelfs ín het oor! – is de respons totaal anders. Dat is cruciaal om te beseffen als u de ruwe, niet gecorrigeerde grafieken interpreteert.
Ten tweede is de plaatsing van de hoofdtelefoon op de dummy van grote invloed. Als het geheel niet goed afsluit, heeft dat direct invloed op de respons (en de rest van de metingen). We meten daarom altijd een paar keer om te bepalen welke meting representatief is.
Al met al kunnen we wel stellen dat het meten van hoofdtelefoons een heel ander spelletje is dan het meten van luidsprekers!