Miért nem következtetek a hangfal hangjára a mérési eredményekből?

Miért nem következtetek a hangfal hangjára a mérési eredményekből?

Néhány hónapja a főszerkesztőnk megkérdezte tőlem, hogy a bemutatóinkban miért elsősorban a szubjektív véleményünket írjuk le, és miért nem próbálunk az objektív mérési eredményekből kiindulva kapcsolatot keresni a hallgatási tesztek eredményeivel? A kérdése jó, különösen azért, mert néhány régi, de még az újabb magazinok is szinte csak ezt csinálják. Elmagyaráztam neki miért olyan nehéz ezt megtenni, és mennyire sikertelen próbálkozás lenne. Íme a válasz a miértre…

A hangfal mérésekkel kapcsolatos tapasztalataim 2000-ig nyúlnak vissza időben, amikor is a kanadai National Research Council (NRC) a világ egyik legismertebb, és leg elismertebb Tanácsának mérnökeivel közösen kidolgoztuk a saját mérési módszerünket. Azóta is az NRC végzi az összes mérésünket, mivel nekik van süket szobájuk, és kiválóan képzett szakember gárdájuk a munka elvégzéséhez.

Dr Floyd Toole 1965-1991-ig volt az NRC fizikai divíziójának vezetője. Toole úttörő munkássága az 1970-es évektől kezdett meghatározó lenni, és a 80-as évek derekán teljesedett ki, mikor megjelentette a mérési eredmények és a hallgatási benyomások közötti összefüggésekről írt kutatását. Toole az 1990-es években elhagyta az NRC-t és a Harman International-nál folytatta munkásságát, de az itt maradt kollégái akik szintén részt vettek a kutatásban segítettek összeállítani a saját mérés programunkat.

A saját programunk megtervezése során folyamatosan konzultáltam az NRC szakértőivel, valamint számos neves hangfal tervezővel, akik jól ismerik és használják a különböző mérési technikákat. Mindannyian ugyanazt a dolgot mondták. Függetlenül attól, hogy hány lépésből áll, és milyen módon van összeállítva egy mérés program, az legfeljebb csak néhány dologról ad tájékoztatást. Bármennyire is összetett a rendszer, maga a mérés képtelen pontosan előre jelezni, miként fog egy hangfal az adott szobában megszólalni. Annak ellenére, hogy Toole programja sokkal több mérést tartalmazott az általunk javasoltnál, még az sem képes pontosan előre jelezni a hangzást. Valójában Toole ajánlásait a cégek a kutatási programjukban és a fejlesztéseik során alkalmazzák.

Azt azért el kell ismernem, hogy a céges hangzás tervező mérnökök megmutattak több olyan mérés módszert, amelyet nagyon jól lehet alkalmazni. Ilyen például a hang teljesítmény, vagy a teljes lesugárzott átvitel, amely mérési adatai jól képesek jellemezni egy hangfal tonális egyensúlyát a szobában. A hang teljesítményt például vízszintesen és függőlegesen, a hangfal előtt, mögött, sőt mellette is illik mérni, legalább 50 mérésponton. Tisztában vagyok azzal, hogy egy ilyen mérés túl komplex és időigényes egy magazin számára. Még akkor is drága, ha van saját süketszoba.

A tervezők egyébként megmutattak néhány általuk szabadalmaztatott mérés módszert is. Mindent összevetve nagyon szemléletes volt látni, hogy egy gyártó milyen módon gyűjt adatokat a tervezés során. Tudnia kell, hogy ha az összes magazin minden mérését egymás mellé tesszük, akkor sem éri el azt a hatalmas mennyiségű grafikont amit a fejlesztés során figyelembe vesznek. A rendkívüli mennyiségű adat mellett bevallották a mérnökök azt is, hogy a tervezése szakasz legnagyobb részét hallgatási tesztekkel és a hangzás finomításával töltik el.

Kétségtelen, hogy minél jobban bele ástam magam ebbe a dologba, annál inkább világossá vált számomra, hogy miért nem szabad messzemenő következtetéseket levonni pusztán a mérési eredményekből. Mint hangzás lektor 1995 óta dolgozok a Soundstage! HiFi-nél, de természetesen rengeteg véleményt olvastam előtte, és utána is, amely erős következtetéseket von le mérésekből. Sőt, az is feltűnt, hogy milyen kevés mérésből vonják le ezeket a következtetéseket. Nem elképzelhető, hogy ezek a cikk írók tévednek? Ahogy azt a tervező mérnökök elmondták nekem, és ahogy azt én is megtapasztaltam a munkám során, igenis szükség van a bemutatókban számadatokra.

A túl kevés rendelkezésre álló adatból levont következtetés egyébként nem korlátozódik csak az audió iparra. Néhány hete egy TV kritikust néztem, aki egy általa nem látott műsorról formált véleményt. Úgy érezte, hogy eleget hallott a műsorról, szükségtelennek tartotta megnézni. Mi lehet ennél bolondabb? Ez olyan dolog, mintha az ember a tőzsde működését szeretné átlátni egy vagy két tény alapján. Sajnos ez a jelenség mindennapos. Csak annyit mondhatok, hogy a világ tele van olyan emberekkel, akik néhány egyszerű – és talán tényleg fontos – adatból komoly következtetéseket tudnak levonni, amit pedig rengetegen el is hisznek. Végül is könnyebb hinni, mint gondolkodni. Soha nem akarok részese lenni annak, hogy pusztán néhány számadatra támaszkodva megpróbáljam egy hangfal hangját előre megjósolni.

2000-ben valami mást is megtanultam, ami azóta nagyon igaznak bizonyult. Ha megvan a megfelelő rendszer összeállítás, az NRC mérési adataival kombinálva alapszinten előre lehet jelezni a hangot. Azt viszont tudnia kell, hogy a mérési eredmények hangra vetített hatásának elemzése hatalmas szakértelmet és gyakorlatot igényel. Egy igazán nagy pontosságú előre jelzéshez, amit például Toole rendszere képes elvégezni csak nagyon kevés embernek áll rendelkezésére elegendő tudás. Olyan ez, mintha egy röntgen felvételt nézne. Valamilyen véleményt bárki képes alkotni róla, de az alapján gyógyítani nem lehet.

Hol lehet megszerezni a szükséges tudást? A high-end audióról nincs tanfolyam, vagy tankönyv, csak a sok hallgatási teszt, és a megfelelő mennyiségű háttér tudás tehet bárkit képessé arra, hogy összefüggéseket találjon a mért eredmények és a hangzás között. Emellett az is elengedhetetlen, hogy nap mint nap ezzel foglalkozva rengeteg tapasztalatot szerezzen. Sajnos erre nincs iskola.

Toole munkássága mellett Andrew Jones és Paul Barton voltak a mentoraim. Jones aki a KEF-nél, a Pioneer-nál, a TAD-nál szerzett nagy gyakorlatot, és most az Elac-nál dolgozik, segített elmélyülni a témában. Bár mélyen hisz a mérési eredményekben, a legfontosabbnak a hallgatási teszteket tartja. Barton az NRC-nél dolgozott már a 70-es évek óta, mikor Toole a kutatásait végezte. Joggal érzem úgy, hogy a két általam legjobbnak tartott embertől tanultam. Barton például sokat tanított nekem az adatok hangra gyakorolt összefüggéseiről. Jonestől pedig a hallgatás utáni elemzést tanultam el. Barton egyszer azt mondta nekem, hogy a mérés mindent megmutat, csak értelmezni kéne tudni az apró változásokat. Ez a két ember segített az első, és egyetlen tisztán a mérési adatokra alapuló bemutatóm megírásában, amely bár egyetlen típusú hangfalról sem szól, hasznára lehet a jövőben. A hangfal típusokat csak a hitelesség érdekében említem meg.

Íme tehát a bemutató, amelyből én csak valódi szakértői segítséggel értettem meg néhány dolgot. Most bárki számára kiderülhet, hogy miért nem szoktak grafikonok megjelenni a Soundstage HiFi oldalain. Ebben az írásomban az általunk alkalmazott mérések gyakorlati értelmezését próbálom meg legjobb képességeim szerint elmagyarázni

A grafikon görbéi mérési eredményeket ábrázolnak, amelyek egyiket közvetlenül a magas sugárzó, majd a közép sugárzó elé helyezett mikrofonnal vettünk fel. Részletesebb, mint bármi más amit valaha megjelentetve láttam, és tényleg adhat némi útmutatást, de nem többet. A mikrofon ebben a beállításban ugyanis az egyes hangszórók – elsősorban azt, amelyik elé be van állítva – átvitelét mutatja. A hangfal átviteli sávszélességét lehet ilyen módon meghatározni. Egy szakember számára a magas és közép hangok nullponttól való eltérés mértéke arra enged következtetni, hogy mennyire tolja előre, vagy szorítja háttérbe a színpadhatást. Ha ez a tartomány nem mutat jelentős emelkedést, a hangfal hangja sík, nyugodt. Ha viszont nagyobbat emelkedik, akkor a hangja fényes, látványos, de esetleg fárasztóbb hallgatni. Ha fent ereszkedő, akkor pedig inkább a háttérzenére alkalmas, fátyolos hang várható. Mivel ez a mérés egyszerű hangerősség mérésen alapul, semmi más nem szűrhető le belőle, minden mást csak kitalálni lehet mellé. Egyszerűen túl kevés az adat, hogy fogalmat lehessen alkotni a valódi bemutató minőségéről, és a térábrázolás milyenségéről. Amiket fent felsoroltam, szemenszedett találgatások.

Még mindig nincs teljes egyetértés abban, hogy mekkora a torzítás elfogadható mértéke, illetve, hogy mely tartományokon milyen mértékű hallható egyáltalán meg a torzításból. A harmonikus torzítás mérése arra ad tájékoztatást, hogy nagyobb hangnyomás érték előállítása közben mennyire tud torzítás nélküli lejátszást biztosítani a hangfal. A mérés során először 2 méter távolságból mérünk egy folyamatosan csökkenő frekvenciájú hangot. A felső grafikon az aktuális frekvencia értéket, az alsó pedig a harmonikus torzítás mértékét mutatja. Ha a hangfal alacsony torzítás értéket mutat, a mérést megismételjük 95 dB hangnyomáson. Ez arról ad tájékoztatást, hogy mely hangtartományon okoz legtöbb elszínezést a torzítás. A képen látható egyébként igen alacsony értéknek minősül. A nagyobb hangnyomáson való tesztelés némi tájékoztatást ad a keresztváltó működéséről, illetve arról, hogy a tonalitás változik-e a hangerő módosításakor.

A fenti grafikon két mérés összegzett eredményét mutatja be. Az első átvitel mérést 70 dB-en végezzük, a másodikat 90 dB-en. A nagyon halk, és a hozzávetőleges hallgatási hangerő közötti átvitelbeli eltérést mutatja be, azaz, hogy milyen mértékben változik a hangfal hangja. Egyébként, ha megnézi az ábrát, az meglehetősen lineáris, azaz kis és normál hangerő közötti változtatáskor alig változik a hangzás tonalitása. Fontos tudnivaló, hogy ennek a mérésnek köze nincs a tényleges frekvencia átvitelhez, az bármilyen hepehupás lehet (nem mintha az lenne), de arról tájékoztatást ad, hogy a hangzás karakter várhatóan nem függ majd a hangerősségtől. (könnyen összetéveszthető egy átviteli sávszélesség méréssel, de az ilyen sík hangú hangfal megépítése csak álom lehet a tervezők számára – fordító megjegyzése)

Az impedancia és fázis görbe azt mutatja meg, mennyire nehéz meghajtani a hangfalat. Például ha egy manapság általános 8 ohmos hangszóró kimenettel rendelkező félvezetős, vagy elektroncsöves erősítőre olyan névleges 8 ohm impedanciájú hangfalat csatlakoztat, amely lemegy 4 ohmra is, akkor az erősítőnek ezt győznie kell árammal. Az elektroncsöves végfokok ezt a változást nehezebben kezelik.

Az érzékenység mérés egy méteres távolságról, 2,83V jelnagysággal történik. Ez egy szabvány, ami mindenki által elfogadott. Ez a jelnagyság ha 4 ohmos hangfalon mérjük, 2 Wattnak felel meg. Hogy könnyebb legyen megértenie az SPL hangnyomás, és a dB közötti összefüggést, jó közelítést ad, ha tudja, hogy 3 dB hangnyomás növeléshez meg kell duplázni a teljesítményt. Az általánosan mérhető érzékenység valahol 87 dB környékén szokott lenni, ekkora hangnyomás létrehozására képes a hangfal 1 W teljesítmény hatására.

A fenti mérések csak azt tudják megmutatni, hogy a hangfalat hozzáértéssel tervezték-e. Mondhatnék több példát, de az egyik komolyan kiemelkedik mind közül. Dinamikus kúpos hangszórót mértünk, amelynél kiderült, hogy az impedanciája többször is 1 ohm alá csökkent az audió tartományon. Ez nem egyszerűen nagy terhelés, de szinte rövidzárlatot jelent az erősítő számára. Mikor erről értesítettük a gyártót, elképedve mondták, hogy ez számukra teljesen új információ, ezzel a problémával még soha nem szembesültek. Ebből is látszik, hogy a mérések módja gyártónként eléggé eltérő. Egyébként a szóban forgó gyártó már azóta kivonult a piacról.

A mi bemutatóink során alkalmazott mérések korlátozott tájékoztatást adnak, és elsősorban a mindennapi gyakorlati használatra irányulnak. Ezek alapján könnyebb megítélni azt, hogy milyen erősítő lesz hozzá megfelelő, illetve az olvasóink adat szükségletét is kielégíti. Nem volt célunk olyan mérés sor összeállítása, amely minden igényt kielégít, hiszen a legfontosabb mérőműszer a zene rajongóinak gyári tartozéka. Minden esetben azt javaslom, hogy hallgassa meg a hangfalat, mielőtt dönt. Higgye el, a két füle elég lesz majd hozzá.

Írta Doug Schneider

Soundstage! HiFi bemutató