io-techin kuuloketesteissä käytettävän MiniDSP EARS mittauslaitteisto esittelyssä.

io-techin testauskalustoon on tullut päivitystä audiolaitteita varten. Uutena lisäyksenä tulevissa kuuloketesteissä on mukana myös kuulokkeiden taajuusvastemittaukset MiniDSP:n EARS-mittauskaluston avulla. Kyseessä on siis niin sanottu keinopää, tai tässä tapauksessa tarkemmin sanottuna keinokorvat, joiden sisällä on mikrofonit, jotka mittaavat kuulokkeiden taajuusvasteen.

Tässä artikkelissa käymme läpi itse laitteen perustiedot sekä käyttämämme mittausmetodit ja käytänteet.

Pelkistetty versio artikkelista katsottavissa myös videomuodossa YouTubesta:

 

MiniDSP Ears

MiniDSP on kiinalainen valmistaja, jonka katalogiin kuuluu mittauslaitteiden lisäksi erilaisia DSP-prosessoreita (digital signal prosessor), joita käytetään äänen muokkaamiseen. MiniDSP EARS on kuulokkeiden taajuusvasteen mittaukseen tarkoitettu laitteisto. EARS on akronyymi, eli omaksi sanakseen muodostettu lyhenne, sanoista Earphone Audio Response System.

Itse mittauslaitteisto muodostuu kumisista tekokorvista, joiden sisällä on mikrofonit, sekä keskuslaitteesta, johon nuo korvat on kiinnitetty. EARS sisältää itse AD-muuntimen eli äänen analogisesta digitaaliseen muuttavan äänikortin, minkä myötä liittäminen tietokoneeseen tapahtuu suoraan USB-kaapelilla. USB-liitännän lisäksi tuossa keskusyksikössä on myös kytkimet mikrofonien herkkyyksille, mikäli niitä on tarvetta vaihtaa.

Keskusyksikön ja tekokorvien lisäksi EARS ei juurikaan muuta tarjoa, vaan nuo ovat kiinni vain metallisessa jalassa, jonka päällä on uloke kuulokkeiden sangalle.

Keinokorvien sisään sijoitettujen mikrofonien myötä EARS kykenee äänittämään binauraalisesti, eli molemmille korville omaa ääntä mallintaen. Korvamaisen muotoilun ja niitä ympäröivän tyhjän tilan vuoksi EARS:lla äänittäessä lopputulokseen syntyy ihmisen omia kuulokokemuksia muistuttava kolmiulotteinen äänimaisema. Tuota äänimaisemaa ei kuitenkaan meidän testeissämme käytetä, vaan testilaitteen korvia käytetään kuulokkeiden mittaamiseen.

MiniDSP:n EARS erottuu markkinoiden standarditason mittauslaitteistoista hinnaltaan, sillä useiden tuhansien tai jopa kymmenien tuhansien eurojen sijaan EARS kustantaa vajaat 250 dollaria, minkä lisäksi se on saatavilla suoraan jälleenmyyjiltä huomattavasti laajemmalla tarjonnalla. Aivan ilman kompromisseja hinnanalennukset eivät ole tulleet ja mittaustulokset eivät EARS:n kautta olekaan yhtä tarkkoja kuin niin sanotuilla ammattilaislaitteistoilla.

EARS:n kautta mittaukset ovat kuitenkin io-techin testien kannalta riittävän suuntaa antavia ja tarkkuuserot syntyvät lähinnä siinä, kuinka suuria hyppyjä taajuusvasteessa on tai missä ne aivan tarkalleen ovat. Tarkkuus on riittävä, jotta kuulokkeiden ominaissaundin peruspiirteet ovat tunnistettavissa ja selvät puutteet nähtävissä. Tämän lisäksi arvioissamme tulee jatkossakin pysymään arvioijan itsensä kommentit äänenlaadusta, joten kyseessä on vain yksi osa lisää arvion lopputulosten tulkitsemiseen.

 

Mittausohjelmisto ja -käytänteet

Kuulokkeiden taajuusvasteet tietokoneella mittaamme ilmaisella Room EQ Wizard -ohjelmistolla (REW). Sovellus tarjoaa kattavan mahdollisuuden mitata audiota eri tavoin.

Taajuusvasteen mittausta varten normalisoimme kaikkien kuulokkeiden äänenvoimakkuuden noin 90 desibeliin 300 hertsin kohdalta. Tätä varten REW:sta asetamme generaattorin luomaan tasaista 300 hertsin ääntä ja mittaamme SPL Meter -työkalulla äänenvoimakkuuden.

Tämän jälkeen Measure-välilehdeltä suoritetaan itse mittaukset. Mittaukset tehdään miniDSP:n suosittelemilla asetuksilla, eli ohjelmisto ajaa yhdelle korvalle kerrallaan ääniaallon 20 hertsistä 20 000 hertsiin ja Level on -20 dBFS. EARS:n mikrofonit nappaavat tuon äänen ja REW tekee äänitetyn lopputuloksen perusteella taajuusvastekäyrän.

Koska kuulokkeiden asennolla voi olla merkitystä niiden tarjoamaan taajuusvasteeseen teemme mittaukset aina vähintään kolme kertaa korvaa kohden sen mukaan, miten tulokset vaikuttaisivat vaihtelevan kuulokkeiden asennon mukaan. Tämän jälkeen tuloksista poistetaan selvät ”outlierit”, eli tulokset, jotka osoittavat normaalista poikkeavaa käytöstä ja erottuvat liian merkittävästi muista tuloksista. Nämä selvät ”outlierit” ovat yleensä tulosta selvästi väärin asetetuista kuulokkeista, eivätkä siten vastaa kuulokkeiden oikeita ominaisuuksia.

Jäljelle jääneistä tuloksista mitataan tämän jälkeen keskiarvo, joka jää sitten osoittamaan kuulokkeiden taajuusvastetta. Keskiarvo otetaan erikseen vasemmalle ja oikealle puolelle, jolloin tuloksiin jää näkyviin, mikäli testatuissa kuulokkeissa on selvää vaihtelua vasemman ja oikean puolen toistossa. Tällainen vaihtelu ei ole toivottavaa, mutta se missä määrin se kuuluu kuulijalle, on myös yksilökohtaista.

Lopullinen taajuusvastekäyrä vielä pyöristetään smoothing-työkalulla 1/12-tarkkuudella. Käytännössä tämä tarkoittaa, että käyrästä poistetaan pienet värinät, jotka heikentävät selvästi sen luettavuutta, sillä niiden tarkkuuskaan ei tällaisella laitteistolla ole todellisuudessa riittävä, jotta niitä kannattaisi ottaa tarkemmin huomioon. Lopputulos osoittaa sekä oikean että vasemman kuulokkeen taajuusvasteen. Vasemman kuulokkeen vasteet näkyvät meidän graafeissamme vihreällä ja oikean kuulokkeen puolestaan sinisellä.

 

Mittauskorjaukset

Yllä on kerrattu perusperiaatteet MiniDSP EARS:lla taajuuskorjaimen mittauksesta, mutta näiden lisäksi kuulokemittauksiin kuuluu vielä lisäksi sopivan kompensaation asettaminen. Jokaisella laitteella kuulokkeita mitatessa on sille sopivaa kompensaatiota, jotta tulokset ovat helposti luettavissa. Yksinkertaisimmillaan tämä tarkoittaa mikrofonien omien taajuusvirheiden korjaamista jälkikäteen, jotta tulokset ovat helposti luettavissa, mutta pelkkään tähän ne eivät jää.

MiniDSP tarjoaa neljä kompensaatiovaihtoehtoa. RAW on näistä yksinkertaisin, eli kyseessä on vain mikrofonivirheet korjaava vaihtoehto, jonka tulokset vastaavat siten jotakuinkin muidenkin sivustojen raakamittauksia. Näiden tulokset eivät kuitenkaan anna selvää kuvaa siitä, miltä kuulokkeet todella kuulostavat, sillä tuloksissa korostuvat selvästi tietyt ylätaajuudet ja jonkin verran myös bassot.

Kompensaatiolla tämä raakadatakäyrä muokataan muistuttamaan sitä, miten ihmiskorva ääntä havaitsee. MiniDSP-tarjoaa tätä varten kuppikuulokkeille HEQ-kompensaation (headphone compensation for flat EQ target), joka vaikuttaisi muistuttavan monin osin Harman-käyrän vuoden 2013 versiota, johon myös muun muassa tunnettu testisivusto RTINGS ja monet muutkin omat kompensaationsa pohjaavat. Erojakin noissa voi olla sillä esimerkiksi RTINGS on muovannut oman käyränsä yläpäätä, kun taas meidän käyttämästä MiniDSP:n omasta korjauksesta ei ole saatavilla täysin tarkkaa dataa siitä, erottuuko se joltain osin Harman-käyrästä.

HEQ-kompensaatio kuitenkin luo kuvan, jossa tasainen suora viiva kuulostaa ihmiskorvaan mahdollisimman neutraalilta ja tasaiselta. Raakadataan verrattuna tulosten yläpää 3000–4000 hertsin tienoilta laskee erittäin voimakkaasti, minkä lisäksi myös bassot 200 hertsistä alaspäin laskevat jonkin verran. Lopputulos HEQ-kompensaatiolla muistuttaa huomattavasti myös muita internetistä löytyviä taajuuskäyrämittauksia, minkä myötä kyseisen kompensaation voi uskoa olevan luotettava ja hyvä.

Toinen kuppikuulokkeille varattu kompensaatiokäyrä suoraan miniDSP:ltä olisi HPN (kuvaajassa punaisella), joka valmistajan mukaan on ”original headphone compensation”. Raakakäyrään verrattuna tämä laskee HEQ:n tavoin yläpäätä, mutta huomattavasti enemmän, minkä lisäksi alapäässä on laskun sijaan nousua. Lopputulokset ovatkin siten usein hyvin bassovoittoisen näköisiä ja esimerkiksi tunnetusti yleisilmeeltään hieman kirkkaaksi kuvaillut Sennheiser HD 560S:t kuvautuvat tällä käyrällä itseasiassa selvästi hieman tummiksi ja bassovoittoisiksi. Tämän myötä HPN-korjaus todettiinkin huonommaksi vaihtoehdoksi, sillä sen myötä tulokset eivät muistuttaisi suurinta osaa muista tuloksista, mitä internetistä löytyy.

Nappikuulokkeille kumpikaan näistä edellämainituista ei toimi, sillä napit sijoitetaan suoraan korvakäytävään, joten korvalehden omat heijastusvaikutukset eivät napeissa näy. Tätä varten miniDSP tarjoaa IDF-korjauksen (IEM diffuse field compensation). Raakadataan nähden IDF ei käytännössä muuta bassoja, vaan sen sijaan laskee jälleen hieman 1000–5000 hertsin taajuuksia, mutta sitten vuorostaan nostaa sitä ylempiä taajuuksia.

HEQ-korjauksella nappikuulokkeet puolestaan piirtyvät vielä raakamittauksiakin tummempana, minkä myötä on selvää, että IDF tarjoaa loogisimman ja selkeimmän lopputuloksen nappikuulokkeiden mittausta varten. Diffuse field -mittauksena sen tasainen vaste tarkoittaisi äänensävyä, joka matkii heijastavassa, eli ei täysin akustoidussa huoneessa, kuunneltuja neutraaleja kaiuttimia.

Nappikuulokkeille kompensaationa on siis käytössä MiniDSP:n tarjoama nappikuulokkeille tarkoitettu IDF, sillä kyseessä on valmistajan kompensaatioista myös ainoa ainoa, joka antaa nappikuulokkeille järkeviä tuloksia, jotka muistuttavat pääpiirteiltään sitä kokemusta, jonka kuulokkeista myös saa. Tulokset voivat kuitenkin poiketa jonkin verran muista sivustoista, joilla ei ole käytössä MiniDSP:n laitteisto.

 

Miten mittaustuloksia luetaan?

Miten mittausdataa sitten luetaan? Lopulliset julkaisemamme taajuusvastemittaukset ovat siis muodoltaan kompensoituja, ja kyseessä on useiden mittausten muodostamat keskiarvot per korva.

Taajuusvastekäyrä osoittaa lyhyesti sanottuna sen, kuinka kovalla kuulokkeet toistavat minkäkin korkeuden ääntä. Näin ollen lopputuloksista on nähtävissä korostuvatko jotkin korkeudet ja vastaavasti jäävätkö jotkin korkeudet hieman liian hiljaiselle. 20–60 hertsiä käyrästä kutsutaan alabassoiksi (sub bass), 60–250 taajuusaluetta kutsutaan bassoksi (bass), 250–500 hertsiä alakeskialueeksi (low mid), 500–2000 hertsiä keskialueeksi (mid), 2000-4000 hertsiä yläkeskialueeksi (upper mid) ja yli 4000 hertsin aluetta yläpääksi tai diskantiksi. Yläpääkin jakautuu yleensä vielä kahteen osaan, joille ei ole kovinkaan täsämällisiä suomennoksia. 4000–6000 hertsiä on presence ja 6000–20000 hertsiä puolestaan brilliance. Käytännössä nämä voi ajatella matalampina ja korkeampina ylätaajuuksina.

Yllä on esimerkkinä allekirjoittaneella itsellä käytössä olevat vajaan 200 euron Sennheiser HD 560S -kuulokkeet, joiden mittaustulokset ovat varsin erinomaiset. Käytännössä molemmat kuulokkeet ovat keskenään hyvin tasapainossa, minkä lisäksi taajuusvaste on erittäin suora, eli kuulokkeet toistavat ääntä hyvin neutraalisti. Taajuusvastekäyrä on kuitenkin hieman vasemmalle kallellaan, eli bassot ovat aavistuksen heikommat ja yläpää hieman koholla ja kuulokkeet ovatkin usein tunnettu hieman kirkkaina.

Alapään heikompaa toistoa kuitenkin selittää hyvin kuulokkeiden avoin rakenne, sillä avointen kuulokkeiden bassotoisto on usein pykälän suljettuja heikompaa. HD 560S toistaa bassotaajuuksia itseasiassa jopa yllättävän hyvin ja syvälle dynaamiseksi avoimeksi kuulokkeeksi.

AKG K240 Studio

Otetaan toiseksi esimerkiksi niin ikään hifikuuloke, mutta aivan toisesta hintaluokasta. 70 euron AKG K240 Studio -kuulokkeet ovat hintaluokassaan varsin suositut musiikin tekemiseen, sillä ne toistavat taajuusvasteensa kohtalaisen tasaisesti kuten keskialueista ylöspäin on nähtävissä. Nämä ovat kuitenkin tunnetut myös erittäin heikosta bassotoistostaan, sillä kuten kuvaajasta näkyy alkaa kuulokkeiden bassotoisto laskea kohtalaisen voimakkaasti jo 150 hertsin tienoilla.

AKG:n tapauksessa on myös hyvä esimerkki normaalissa huoneympäristössä EARS:n kautta mitattujen tulosten pienissä epätarkkuuksissa. 20–30 hertsin välissä kuulokkeissa ei ole siis olemassa kuultavaa bassokorostusta, vaan kyseessä on häiriö, jota testeri on ympäristön äänistä mittaukseen ottanut. Bassotoistossa näkyy myös useissa kuulokkeissa pientä rosoisuutta käyrässä, joka johtuu useimmiten pienistä häiriöistä normaalissa ympäristössä mitattuna, eikä niitä kannata useimmiten ottaa sen tarkemmin huomioon.

Hifikuulokkeiden jälkeen vuoroon pelikuulokkeita, jotka on testattu jo sivustollamme aiemmin niin kirjoitetun artikkelin kuin myös YouTube-videon muodossa. HyperX Cloud II Wirelessin tuloksista näkee hyvin, että kuulokkeet toistavat ääntä suhteellisen luonnollisesti, mutta pienoista V-käyrää toistossa on kuitenkin havaittavissa, sillä bassot ovat koholla ja yläpäässä on huomattavan suuri korostus. Keskialueet eivät ole erityisen suurella kuopalla, mutta kuitenkni hieman, minkä lisäksi 4000 hertsin seutuvilla kuulokkeissa on selvä kolo, joka ainakin omille korvilleni saa keskialueet kuulostamaan yleisesti hieman kuopalla olevilta ja korostaa yläpään energiaa.

Logitech G Pro X Wirelessin tuloksista puolestaan on nähtävissä HyperX:ää tasaisempi kokonaisilme, mutta myös selvät heikkoutensa, sillä Logitechin kuulokkeiden välinen tasapaino on huomattavasti hyperX:ää heikompi. Testijaksolla tätä ei suoranaisesti kuullut, mutta joitakin ihmisiä se voi jo häiritä. Oikean kuulokkeen bassokorostus on jopa yllättävän suuri, kun taas vasemman kuulokkeen taajuusvaste on miellyttävän tasainen. Lopputulos allekirjoittaneen korvilla sijoittui johonkin tähän väliin ja kokonaisuus kuulosti kohtalaisen neutraalilta.

Kolmantena vuorossa SteelSeries Arctis 7. Huomion arvoisena seikkana mittauksissa on alkuperäinen Arctis 7, eikä testissä käynyt 2019-malli, joskin kuulokkeiden äänenlaadulta kuulokkeet ovat ilmeisesti pääosin vastaavat. Tuloksista näkee selvästi huomattavan suuren bassokorostuksen, joka korostuu suurimmilleen vasta 100 ja 200 hertsin välissä, minkä jälkeen valuu hieman kuopalle 1 kilohertsin kohdilla. Käytännössä tämä kuuluu selvästi puuroutuneena alapäänä, joka syö erottelevuutta keskialueelta ja lopputulos onkin sekä Logitechia että HyperX:ää heikomman kuuloinen.

Lopuksi vielä yhdet nappikuulokkeet. Vastikään io-techin testissäkin käyneet OnePlus Buds Prot näyttävät mittauksessaan selvästi korostuneen basson, joka, kuten jo kuuntelussa selvisi, onnistuu jäämään hyvin nimenomaan bassotaajuuksille ilman ylimääräistä valumista keskialueelle. Keskialueet puolestaan toistuvat miellyttävän tasaisina ja luonnollisina, minkä jälkeen yläpäässä on korostusta, joka kuuluu käyttäjälle selvästi hieman ilmavana äänenä. Erityisen terävät kuulokkeet eivät siltikään ole, vaikka taajuusvastemittaus yläpään korostuksen selvästi suurena näyttääkin.

 

Galleria

Alla galleriassa suurempi valikoima mittaustuloksia mitattavaksi jo löytyvistä kuulokkeista. Jos mittaustuloksista löytyy itsellesi tuttuja kuulokkeita, voi se helpottaa myös muiden kuulokkeiden äänimaiseman tulkitsemista. Huomion arvoisena seikkana io-techin testitulokset ovat täysin vertailukelpoisia vain muiden io-techin testitulosten kanssa, eivätkä tulokset ole suoraan verrannollisia muiden sivustojen kanssa, sillä sekä mittauslaitteet että mittausympäristöt kuin myös käytetyt kompensaatiot voivat vaihdella ja vaikuttaa lopputuloksiin.

Tästä artikkelista löytyvät taajuusvastemittaukset aiemmin testatuista kuulokkeista on nyt lisätty myös mukaan alkuperäisiin testiartikkeleihin.

Aiemmin io-techissä julkaistut kuuloketestit:

Pelikuulokkeet:

Nappikuulokkeet:

Hifikuulokkeet:

Bluetooth-sankakuulokkeet:

This site uses XenWord.