Introducción a miniDSP EARS: ¡Todos los ojos en los EARS!

Una discusión sobre las fortalezas y debilidades del uso de miniDSP EARS para medir auriculares.

Imagen de cabecera. ¿Todos los ojos puestos en las OREJAS? ¡Gracioso!

Headphonesty compró recientemente un dispositivo EARS miniDSP para recopilar datos medidos de los auriculares (e IEM) que revisamos. Este artículo pretende ser una discusión sobre EARS y brindar una descripción general de lo que es y lo que hace. También sirve para explicar la decisión de usar el dispositivo EARS y resaltar sus fortalezas y debilidades inherentes.

Un artículo complementario presenta los detalles técnicos, la configuración física y la configuración dentro del software que usaremos en Headphonesty al medir los auriculares. Si desea comparar sus resultados con los nuestros, le sugiero que copie nuestra configuración en ese artículo para su propio dispositivo EARS.

Relacionado: Cómo medir tus auriculares con el miniDSP EARS Un producto como EARS debe abordarse con la actitud correcta para que sea útil. Los datos recopilados realmente solo son válidos (o útiles) cuando se comparan con las mediciones realizadas con los mismos criterios. Por eso es crucial ser sincero sobre las técnicas, los estándares y el equipo utilizado.

Índice
  1. ¿Qué es el miniDSP EARS?
  2. Anatomía de una plataforma de medición de auriculares
  3. Comparación de hardware de prueba y medición de auriculares
  4. Dificultades generales con los auriculares de medición
  5. Limitaciones de EARS con la medición de IEM
  6. Limitaciones de EARS con audífonos de medición
  7. Conclusión

¿Qué es el miniDSP EARS?

Según el propio dispositivo, probablemente deberíamos llamarlo los OÍDOS , en lugar de los OÍDOS. Orgullosamente escrito en el frente está "Sistema de respuesta de audio para auriculares y audífonos (HEARS)".

Supongo que debido a algún cambio de opinión dentro del departamento de marketing de miniDSP, ahora se considera que la 'H' está en silencio. Sin embargo, el sitio web de miniDSP lo llama EARS, y para los fines de este artículo, yo también lo haré.

El dispositivo de prueba de auriculares MiniDSP EARS. (De audioxpress.com)

En esencia, EARS es una herramienta para medir auriculares. Es una plataforma de prueba que utiliza micrófonos instalados en oídos simulados para registrar datos a través de una conexión a una computadora. Los tonos de prueba se reproducen a través de un par de auriculares instalados en el dispositivo.

El EARS se basa en la mini DSP UMIK-1 tecnología de micrófono electret.

Los EARS vienen preensamblados como una unidad que consta de un par de orejas de silicona moldeada con micrófonos integrados, una caja de interfaz USB rectangular que sostiene las placas de las orejas y un soporte de acero estampado. El soporte está redondeado en la parte superior para aproximarse a la parte superior de una cabeza humana y para sujetar la banda de los auriculares.

La distancia vertical entre las orejas simuladas y la parte superior es ajustable, sin embargo, la distancia horizontal no lo es.

La caja de interfaz USB se conecta a una computadora con un cable de impresora USB AB estándar y no se necesita controlador para usar en Windows, Linux o Apple OS. La interfaz USB alimenta los EARS y captura la entrada de los micrófonos.

El EARS es uno de varios equipos comerciales de medición de auriculares en el mercado. Tiene la distinción de ser el más asequible (por un GRAN margen).

El equipo de prueba Audio Precision AECM206 es otra opción de medición que se parece un poco a EARS, aunque mucho más cara a ±$11,000. (De ac.com)

Anatomía de una plataforma de medición de auriculares

La mayoría de los equipos de prueba de auriculares constan de 3 partes:

  1. Pararse
  2. Superficie de interfaz (oídos simulados)
  3. Micrófonos

El soporte puede funcionar simplemente para sostener las superficies de interfaz y los auriculares. Los soportes en unidades más caras pueden construirse mucho más sustancialmente y, a menudo, están diseñados para amortiguar o eliminar cualquier ruido o vibración acústica no deseada.

Los equipos de prueba más (espeluznantemente) realistas disponibles en el mercado son los simuladores de cabeza y torso (HATS). Como su nombre lo indica, son maniquíes especialmente diseñados que imitan una cabeza humana real y la parte superior del cuerpo. HATS puede ser conocido como un cabeza artificial o Kunstkopf y también puede ser utilizado como un método de registro utilizado para generar grabaciones binaurales .

El simulador de cabeza y torso GRAS KEMAR. (De audioxpress.com.jpg)

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El equipo de prueba puede presentar una o dos superficies de interfaz y micrófonos asociados. Los equipos de prueba con una superficie tienen un solo lado y solo pueden medir un canal de auriculares (los auriculares deben invertirse para completar las mediciones).

La superficie de la interfaz es probablemente la parte más polémica de los equipos de prueba. Si bien algunas soluciones de bricolaje pueden presentar "placas planas" simples, la mayoría de los equipos de medición comerciales intentan imitar las propiedades acústicas de una cabeza y orejas "promedio" (pabellones auriculares y canal auditivo) con orejas de silicona simuladas.

La calidad de las orejas simuladas varía tanto en forma como en material. Un oído humano real no tiene una dureza uniforme en todas las partes porque está hecho de cartílago rígido cubierto por tejido blando. Sin embargo, la mayoría de las orejas simuladas están basadas en silicona y consisten en una sola densidad en todas partes.

Las orejas de las OREJAS son de silicona bastante gruesa en comparación con una oreja real.El simulador de orejas y mejillas GRAS 43AG y el miniDSP EARS. (De soundtagesolo.com)

Además, debe tener en cuenta que no hay dos oídos iguales, y la forma y el tamaño del canal auditivo también variarán drásticamente entre los humanos reales. Por lo tanto, es difícil llegar a un acuerdo sobre la forma real de una oreja 'promedio'.

Modelos estadísticos de forma 3D del canal auditivo humano. (De www.researchgate.net)

Comparación de hardware de prueba y medición de auriculares

OÍDOS miniDSP Accesorio de prueba de auriculares USB GRAS 45CC Accesorio de prueba de auriculares GRASA 43AG Simulador de orejas y mejillas Precisión de audio AECM206 GRAS 45BB-9 KEMAR con pinnas antropométricas para prueba de oído y auriculares
OÍDOS miniDSP Accesorio de prueba de auriculares USB GRAS 45CC Accesorio de prueba de auriculares GRASA 43AG Simulador de orejas y mejillas Precisión de audio AECM206 GRAS 45BB-9 KEMAR con pinnas antropométricas para prueba de oído y auriculares
Precio$200~ $6100~ $7500~ $11000~ $26000
EstándaresNo se siguió ningún estándar reconocidoSimuladores de oído IEC 60318-1

IEC 60318-1, IEC60268-7 y ITU-T Rec. P.57 es posible

IEC 60268-7, conocido como el estándar internacional para mediciones de auriculares.Los simuladores de oído ocluido integrados cumplen con IEC 60318-4:2010ANSI S3.36/ASA58-2012 e IEC 60318-7:2011

Cumple con IEC 60318-4 y se mide y calibra según ITU-T P.57.

Pabellones y estructura de la orejaPabellones auditivos moldeados de silicona con conductos auditivos cortos y cilíndricos.GRAS RA0039Cámaras de resonancia que cumplen con la normativa CE que imitan las propiedades acústicas del oído humano promedio.

Pinnas simuladas modeladas en un par de formas diferentes de lóbulo humano promedio.

Las orejas se proporcionan en dos durómetros (dureza) diferentes, 35 Shore 00 y 25 Shore A, y se ajustan a presión en el accesorio de prueba cuando se usan.KB5000/KB50001 Pinnas antropométricas y60318-4 Simulador de oído.

La impedancia de entrada acústica se parece mucho a la del oído humano y, como resultado, carga una fuente de sonido de forma muy parecida.

Está fabricado en silicona blanda, dureza 35 Shore OO.
La concha y el canal auditivo imitan de cerca las propiedades de un oído humano real. El canal auditivo se ha ampliado y ahora es una parte integral del pabellón auricular.

Al igual que el oído humano, el canal auditivo tiene la primera y la segunda curva, y la interfaz con la concha es ovalada, lo que mejora el ajuste y la inserción.

Se ha mejorado la flexibilidad del oído externo, y cuando se montan auriculares supraaurales y circumaurales, el pabellón auditivo ahora colapsa contra la cabeza de forma muy similar a un oído humano.

HardwareSoporte de chapa de acero con ajuste vertical.Ajuste continuo de la posición horizontal y vertical. Soporte de dos puntos para todos los tamaños de auricularesEl diafragma del micrófono, el cuerpo y la rejilla de protección mejorada están hechos de acero inoxidable de alta calidad.El AECM206 contiene dos micrófonos (alimentados por corriente constante) y dos acopladores acústicos dentro de su masa de 21 libras.Incluye GRAS 45BB KEMAR Cabeza y Torso

GRAS Sonido y Vibración no enumere los precios de sus productos, por mucho que se pueda aprender de esto documento . Tenga en cuenta que la lista anterior no es exhaustiva, pero sirve para proporcionar una variedad de estándares y precios. Solo en la categoría de accesorios de prueba, GRAS ofrece el 45CA (~ $ 13,150), 45CB (precio desconocido) y el 45CC (~ $ 6,100).

Dificultades generales con los auriculares de medición

La gran variedad de densidades, formas y tamaños crea variaciones casi infinitas entre los oídos y, como resultado, entre los equipos de prueba. Es increíblemente difícil determinar (o incluso ponerse de acuerdo) cómo se ve el par de orejas ideal (o promedio) o cómo se mide realmente.

La plataforma de medición de bricolaje utilizada por In-Ear Fidelity. (De crinacle.com)

¿Cómo decide una empresa qué forma y densidad deben tener sus orejas simuladas? La mayoría de las empresas parecen tomar la ruta de evaluar a muchas personas y establecerse en un promedio.

“Las interacciones entre el transductor, los pabellones auditivos y el canal auditivo, y los detalles del espacio acústico definido por el oído y el auricular, la noción de “respuesta de frecuencia” se vuelve un poco más compleja... Ciertamente hay varias escuelas de pensamiento sobre cuál es el objetivo. deben ser las funciones y cómo deben medirse”. – AudioXpress

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Como resultado, no existe un consenso único sobre lo que mide el ideal. frecuencia

respuesta de un par de auriculares debe ser.

“La respuesta de frecuencia en mi cabeza con mis oídos no será la misma que la respuesta de frecuencia en tu cabeza con tus oídos ya que el tamaño, la forma y la consistencia de los oídos no son constantes y los oídos son una parte importante de la cavidad acústica que se está medido… Y lo peor de todo, esa diferencia es intrínseca, no se puede descartar”. – AudioXpress Dispositivo de prueba de auriculares GRAS 45CB. (De gras.dk)

En un mundo perfecto, todos los equipos de prueba se ajustarían a un único estándar universalmente aceptado. De esa manera, las mediciones serían (más) comparables entre diferentes aparatos de prueba. En la práctica, sólo podemos caracterizar realmente respuesta frecuente junto con un accesorio de prueba en particular. De hecho, la estandarización de la medición de frecuencia está lejos de ser acordada.

“De todas las mediciones electroacústicas de audio, la más difícil y menos segura es la medición de los auriculares. Existe una gran controversia sobre los objetivos de respuesta de frecuencia y cómo deben medirse.

Un intento de estandarización es el común de la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) 60318, que solo cubre el rango de hasta 8 kHz. IEC 60711 cubre hasta 10 kHz, pero está orientado a auriculares internos (de inserción) y, además, los dispositivos que cumplen con ese estándar tienen la desventaja de un pico de respuesta de frecuencia incorporado a 13,5 kHz”. – AudioXpress

El dispositivo de prueba de auriculares GRAS 45CC con accesorio de prueba de micrófono. (De gras.dk)

Los temas discutidos anteriormente se magnifican cuando se considera medir IEM

en lugar de auriculares de tamaño completo. La forma, el tamaño y el material del canal auditivo simulado se vuelven aún más cruciales, ya que impacta aún más en las mediciones registradas.

Limitaciones de EARS con la medición de IEM

El miniDSP EARS no es una opción ideal para IEM mediciones. La forma y el tamaño del canal auditivo simulado no son naturales. El canal auditivo artificial EARS es bastante corto y de forma cilíndrica, y esto significa que el rango posible de profundidades de inserción es bastante limitado.

Desafortunadamente, no se intenta simular los efectos acústicos de la entrada o los canales del oído. Debemos aceptar esto o abandonar los EARS para este propósito.

Me resulta difícil obtener resultados repetibles midiendo IEM usando EARS.La oreja poco natural en las OREJAS.

Otra opción popular es crear dispositivos de medición de bricolaje (a veces costosos, a veces cuestionables) que son difíciles (o quizás imposibles) de estandarizar contra múltiples revisores. Estos dispositivos de bricolaje también pueden simplemente proporcionar resultados 'diferentes' en lugar de 'mejores'.

Una solución de bricolaje para medir IEM. (De audioreviews.org)

Los EARS carecen de un pabellón auricular estandarizado y no oreja ocluida El simulador produce resultados que son bastante diferentes de las mediciones realizadas con plataformas estándar de la industria y crea un pico a 4,5 kHz debido a la respuesta del canal.

“La falta de interacción entre el pabellón auditivo y la cavidad del auricular elimina gran parte de la ondulación de la respuesta de frecuencia. El pico del canal auditivo simulado todavía está presente, pero su frecuencia se redujo a aproximadamente 2,5 kHz debido a que el IEM obstruyó el extremo del canal.

También hay la misma caída de agudos relativamente empinada que se ve en las curvas HEQ. Por supuesto, diferentes profundidades de inserción o geometrías de punta cambiarán estas características en gran medida, lo que agrega otra capa de incertidumbre en la medición”. – AudioXpress

Equipo de medición IEM de Earphone DIY Labs. (De reddit.com)

Nuevamente, el factor importante se reduce a la capacidad de realizar mediciones repetibles y consistentes utilizando EARS. La consistencia interna significa que podemos, al menos, comparar nuestras propias mediciones de diferentes IEM entre sí, en lugar de las mediciones realizadas por otros revisores que utilizan diferentes plataformas de medición.

Limitaciones de EARS con audífonos de medición

Las medidas de los auriculares de tamaño completo son quizás menos problemáticas que IEM medida, pero eso no significa que sean del todo perfectos. Gran parte del problema se reduce al sello que se puede lograr entre las almohadillas de los auriculares y la superficie de la interfaz del equipo de prueba. Un sello débil hace que las mediciones de graves parezcan anormalmente bajas.

Los auriculares circumaurales más grandes (sobre la oreja) (que rodean las orejas de silicona) parecen funcionar mejor. Sin embargo:

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“Los tornillos que usa miniDSP para ensamblar sus pinnas en el soporte son de cabeza redonda y no están al ras con la superficie. Por lo tanto, existe una ruta de fuga inevitable para los auriculares (como estos) que tienen almohadillas de diámetro relativamente grande. Es un defecto de diseño fácil…” – AudioXpress

Para intentar garantizar plataformas de prueba idénticas entre varios revisores, sugiero que no reemplacemos estos tornillos sino que hagamos todo lo posible para minimizar los espacios con la colocación y el ajuste de los auriculares en la plataforma.

Los tornillos de montaje pueden interferir con un sello sólido.

El ancho pequeño y no ajustable de las OREJAS (significativamente más pequeño que la distancia promedio de la cabeza de oreja a oreja) también es un problema. Esto reduce la fuerza de sujeción y la compresión de la almohadilla de los auriculares y permite que el sello sea potencialmente menos apretado de lo deseado. El sello se puede ajustar aplicando presión a los auriculares con la mano o usando bandas elásticas para mejorar el sello.

La distancia superior entre las placas EARS es de unos 108 mm. La cabeza de mi hijo de 5 años mide casi 120 mm de oreja a oreja. Es extraño que miniDSP no abordara esta fruta al alcance de la mano para mejorar el realismo.

La distancia vertical desde la parte superior de los EARS hasta los micrófonos es ajustable, aunque no creo que sea necesario cambiar esta distancia, ya que parece estar dentro del rango de diadema ajustable de los auriculares promedio. Tampoco parece tener ningún impacto en el sello de la almohadilla.

Los auriculares supraaurales están a merced de las rígidas orejas de silicona que no se ajustan como la piel humana real. Nuevamente, esto afectará la calidad del sello, ya que depende completamente de la interacción entre la almohadilla y la oreja de silicona.

Los 4 tornillos sujetan la oreja a las OREJAS.

La construcción de chapa metálica estampada y liviana de EARS no es lo suficientemente pesada como para proporcionar el mismo aislamiento acústico que los equipos de medición más costosos. En general, es muy probable que esto tenga un impacto mínimo en los resultados de la medición, pero vale la pena mencionarlo.

Todos estos factores enfatizan la necesidad de realizar múltiples mediciones, descartar mediciones erróneas y promediar los resultados para determinar la mejor posible. respuesta frecuente resultados del gráfico.

Conclusión

¿Es el miniDSP EARS la herramienta de prueba y medición perfecta? No, pero seguro que es asequible.

Las declaraciones anteriores pueden ser todas las conclusiones que necesitamos. Vamos a adentrarnos en las aguas turbias de la medición de auriculares con los ojos bien abiertos. En una situación ideal, ¿eligiríamos los EARS? Probablemente no. Pero (como dicen) “es lo que es” ¡y vamos a aprovecharlo al máximo!

Vista lateral de las OREJAS.

El miniDSP EARS funciona según lo previsto. Tiene su propio conjunto único de peculiaridades y realidades. Ciertamente, es probable que aquellos con plataformas de medición de mega-dólares levanten la nariz y descarten cualquier resultado generado por el humilde dispositivo EARS. Sin embargo, el precio asequible significa que seguirá habiendo más y más equipos EARS en manos de entusiastas, y son los entusiastas quienes prestan atención a las medidas de los auriculares.

Si estás leyendo esto, lamento decírtelo, pero eres un entusiasta.

El siguiente paso es determinar un conjunto estricto de estándares para realizar las mediciones. Estos estándares son necesarios para minimizar las limitaciones de los EARS. Al compartir ampliamente nuestros estándares, los propietarios de dispositivos EARS podrán comparar nuestros resultados con los suyos. Los resultados solo son comparables entre el mismo dispositivo utilizando el mismo conjunto de estándares.

Entonces, abre los ojos, aguanta la respiración y da un salto de fe con nosotros mientras decimos 'sí' a los OÍDOS.

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