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空間音響のヘッドホン。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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ドイツのエンジニア F.M. の最近の開発。 Keninga (HFI シリーズのヘッドフォン) は読者に非常に興味を持ったので、プロトタイプを作成して新しいデザインの有効性をテストすることにしました。これが記事で議論されている内容です。

ヘッドセット (HT) に対する今日の態度は、メーカーにも消費者にも懸念を与えるものではないようです。毎年、「ゼンハイザー HD-580」1 のような「沈まない」モデルとともに、より軽く、より繊細なサウンドを備えた新しいデザインが登場します。

一方、60年代、すなわちステレオヘッドホンが普及し始めたころから、頭内音の定位効果が注目されるようになった。しかし、音の伝達が一種の慣習であるとすれば、GTはそれをいくらか悪化させるだけであり、以前はシェラックレコードのヒスノイズに気付かなかったのと同じように、彼らは30年間それに慣れてきて、ほとんど気にならなくなっただけです。

もう 2 つのあまり知られていない事実は、この効果と密接に関係しています。それは、GT の非常に重要ではない実際の周波数応答です。 GT パラメータを監視するための既存の技術は、いわゆる「人工耳」に搭載された電話 (または単なるカプセル) によって生成される音圧の測定に基づいています。これは、名前 20 を除いて、自然の耳とは何の関係もありません。この方法で調整された電話機が自然の耳道にロードされると、調整された周波数応答はほとんど残りません。最大 XNUMX dB の振幅でピークとディップが形成されます。これは、自然音の知覚やスピーカーを通して音楽を聴くという通常のイメージとはまったく異なります。耳介の指向性特性により、外耳はかなり直線的なシステムです。最終的な修正は脳内で行われ、聞き手の個々の特性に合わせて「調整」されます。一連の聴覚器官から何らかのリンクを排除すると、複雑で正確なシステムの不一致が生じることは驚くべきことではありません。

- 空間パノラマをよく模倣する「人工頭部」を使用した録音の作成、または外耳の機能の複雑なデジタルモデルの作成。ただし、どちらの場合にも（そして個別に！）必須の周波数補正が必要です。これらの方法が真剣に応用されなかった理由は明らかです。高価であり、使用するのが不便です。「人工ヘッド」での録音は、主流のマルチトラックとは互換性がなく、実際にはまれな XNUMX マイク録音技術と限定的にのみ互換性があります。

新しい HR シリーズヘッドフォンは、ソリューションのシンプルさと効率の点で比類のないものです [1]。もちろん、これは耳介を管内に「含める」最初の試みではありません。「広々とした」イヤーパッドと前方に移動したカプセルを備えた GT が知られています (Koss Pro4 など)。しかし、カプセルをさらに下方に変位させるだけで、耳介の表面全体を均一に「鳴らす」ことが可能になり、聴取状態を自然な状態に近づけることが判明しました[2]。

サラウンドヘッドフォン

図上。図 1 は、優れた GT モデルに典型的な高品質カプセルを備えた HFI-100 ステレオ電話機をテストしたときに得られた、聴覚チャネル内で直接音圧を測定した結果を示しています。すべての場合においてカプセルは耳道の下に位置し、異なる曲線は垂直軸に対して前方へのトランスデューサの変位の異なる角度に対応します [1]。すぐにいくつかの結論が得られます。

周波数応答の顕著な不均一性が、特に高周波において、耳道の自然共鳴の領域で見られます。
イヤーパッドを回転させることで周波数特性を深く補正することができ、周波数特性が全周波数範囲で即座に改善される最適な位置が存在します（実線）。
エミッタの低い位置では、帯域 3 ～ 4 kHz にピークはありません ([3] の図 1 を参照)。

HFI シリーズのステレオ電話の 1992 つのモデルが、サウンドエンジニアの会議 (カールスルーエ、81 年) で開発者によって発表されました。数百人の専門家による調査結果は非常に注目に値します。説得力のある空間の拡大は専門家の39%によって指摘されました。明確な正面パノラマ - 62%; 見かけの音源が遠いという感覚 (SIS) - 回答者の XNUMX%。

一般に、GT の純粋な「ブラインド」テストを実施するのが難しいという理由だけで、これらの結果は慎重に扱う必要がありますが、それにもかかわらず、結果は印象的です。専門家の 98% が携帯電話間の肯定的な違いを指摘しました。

GT の 3 対のカプセルのオフセット位置により、3 チャンネルのドルビーサラウンドサウンドシステムに合わせてカプセルを簡単に変更できます。 HFI-1D 電話機 (1 Dimensionen - 三次元) の対応する設計は、図の [70] で検討されています。 XNUMX. このようなスキームのアイデアは表面上にあるように見えますが、クアッドフォンの人気の盛衰が証明しているように、イヤークッションの限られたスペースでサラウンドサウンドパノラマを作成することは決して明白ではありません。 XNUMX年代に。この設計の特徴は、耳介の音響特性を考慮して、耳介の後ろだけでなく上にも、耳道に関して主要なカプセルとほぼ対称的に追加のカプセルが取り付けられていることです。さらに、上半球全体で、より説得力のある画像が XNUMX 次元で表示されます。

サラウンドヘッドフォン

図上。図 2 は、ドルビーサラウンドプロロジックアンプに接続された電話機の XNUMX つのカプセルすべてにおけるインパルス信号の通過のタイミング図を示しています。信号は遅延なくフロントチャンネルのカプセルに直接送られ、その後（最大数十ミリ秒の遅延で）リアチャンネルに「エコー」が現れ、条件付きの部屋の壁や天井からの反射をうまくシミュレートします。音は、振幅と時間の関係に応じて、後ろから、次に上からなどのように聞こえ、全体的な効果は、スピーカーを備えたホームシアターシステムの知覚に非常に似ています。

考慮された設計の基本的な単純さにより、幅広いアマチュア無線家がそのような電話機を自分で製造することができ、たとえば、点または指向性ソースを取得するためのさまざまなタイプのダイヤフラムを備えたアイソダイナミック電話機など、さらなる実験の余地が広がります。。

筆者が製作した、エミッターをずらしたステレオGTのモデルは、ミニフォン「N-23S-1」（テープレコーダープレフィックス「Vega MP-122S」のパッケージに同梱）と、変形しない大型イヤークッションで構成されています。耳介。内側からはダンパーと吸音材として機能するフェルトの層が貼り付けられています。追加の吸音材の最適な量は実験的に決定されます。ケースには外径 30 mm、内径 27 mm の円錐形の穴が 40 つ開けられ、そこにミニフォンの発泡ゴム製イヤーパッドが押し込まれます。穴の中心は、垂直に対して 2°の角度で前方および下方に XNUMX cm シフトされています。変位量はイヤーパッドの深さに比例することがわかっています。「チューニング」はエミッターの最適な位置を見つけるだけで、主な効果が非常に明確に表現されるため、耳で簡単に行うことができます。

もちろん、そのような単純なコンバーターに奇跡を期待すべきではありません。実際の幻想的なパノラマは存在しないか、不安定です。ただし、サウンドは実際に GT のベースを超えて前方に「頭から離れ」、中央に位置する CIZ を持ち上げるという音響上のよく知られた効果が大幅に弱まります。些細な「右 - 左」の代わりに、CIZ の明確な方位角が表示されます (さらに空間性の反響もあり) が、残念ながら CIZ の位置の奥行きを決定するのは難しく、空間はかなり圧縮されています。どうやら、これはカプセルの品質が低く、サウンドを「束縛」していることが原因であるようです。さらに予想外だったのは音質の変貌だ。まず、周波数帯域の拡大が顕著であり、特に低周波数域でのシャープネスの欠如が顕著です。このような安価なカプセルのサウンドは驚くほど柔らかく、軽く、深みがあります。

最も期待できるのは次のとおりです。結局のところ、そのようなGTを介して録音を長時間聞いても、「耳が聞こえなくなる」ことはなく、まったく疲れません。美的観点から見ると、これは単調さがないことを意味し、さらに、このような GT を使用する可能性は、たとえば通信分野や、スルーチャネルを備えたテープレコーダーの録音の常時監視など、一般に必要な場所で拡大しています。何時間もヘッドフォンをしたまま座っています。さらに、サウンドエンジニアリングにおいては、このような GT によって作成される画像が「モニター」画像に非常に近いため、ミキシングが大幅に容易になります。しかし、プロ用オーディオ機器の製造は、ほとんどのアマチュア無線家の能力を超えています。

著者は、図に従ってミニ電話を改良するというアイデアに対してすでに不利な反応を受けています。 [2] の 1 ですが、これについて少し説明する必要があります。このような改良を行うには、設計上の特徴から始める必要があります。つまり、同モデル「N-23S-1」では、円周上にある一連の穴から音が出るので、一部を塞いだだけでは意味がありません。したがって、プラグが効果的に機能するには、プラグをフォーム製イヤーパッドの上に配置する必要があります。直径 38 mm のブランクをフェルトから切り出し、半円の外側の端に沿って発泡ゴムに接着します。別の、よりシンプルでより成功した（著者の意見では）バージョンでは、同じ半円形のブランクが中央の切り欠きがなく、円錐形に曲げられ、イヤーパッドの下に押し込まれています。ソリッドフォームイヤークッションを備えたミニフォンを変換する場合、後者では直径約 2 cm の中央の穴が切り取られますが、どちらのバージョンでも放射穴が開いており、下から上への音の伝播条件が維持されます。これにより構造の動作が保証されます。

筆者には GT を最適化する機会がなかったので、上記の効果はそれほど顕著ではありませんが、この形式でも GT は非常に心地よく、薄く柔らかいサウンドと比較的安全な操作を提供します。

そして、本当の驚きは「組み合わせた」実験によってもたらされました。プラグ付きの電話機を大きなイヤーパッドに差し込むと、最終的には自然なサイズの空間という望ましい効果が得られました。同時に、パノラマは広いというよりむしろ深い（明確な境界がない）ものの、非常に安定していて生き生きとしており、優れた空中遠近感を備えています。間違いなく、フェルト振動板は QIZ と携帯電話の「結合」を弱めています。レイアウトが即席のコンポーネントで組み立てられていることを考慮すると、音質は非常に優れています。

もちろん、すべての場合において、サウンドの相対的な改善について話しています。高い結果は、高品質のカプセルでのみ得られます。 ICD のかなりの遠さに対応する非常に中程度の音量レベルで最大の効果が達成され、一方、明瞭さと音質のバランスが損なわれないことは特に価値があります。したがって、このような GT は消費者に聴覚器官の保護を強制するだけです。

ただし、改造された GT であっても、交通機関、特に騒音レベルが 90 dB に達する地下鉄内では使用しないでください (プレーヤーを使用せずにヘッドフォンを着用することをお勧めします)。「ギャグ」携帯電話については、現在の形では、審美的にも、特に医学的にも容認できないものとして認識され、輸入と販売が禁止されるべきだと私は考えます。

Hi-Fi 音楽の専門家 E-Gould は、最新の GT のレビューの中で次のように述べています。「...あなたはおそらく、ご自身の経験から、良いヘッドフォンが事実上存在しないことをすでにおわかりでしょう。」その考えは真実ですが、それは永遠のものでしょうか？私たちは、アマチュア無線家がすぐにその逆を証明することを期待しています。

注釈

このモデルの高品質は、特に可動システムの最大限の軽量化によって達成されます。コイルは同じアルミニウムからのリード線を備えたアルミニウム線で巻かれていますが、残念ながら信頼性が非常に低くなります。
まれに、耳上の自然な位置にある携帯電話が外耳道の圧力に合わせて最適化されている場合がありますが、外耳の構造の個人差はその仕事の価値を大きく下げます。

文学

クナフィン R.注意：ヘッドフォン！ - ラジオ、1997 年、第 8 号、p. 16、17。
Konig FM Neues Kopfhorerkonzept: Surround-Sound mit Vorneortung。 - Radio、Fernsehen、Elektronik、1994 年、第 4 号、14、15 ページ。

著者: R. クナフィン、モスクワ

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