Hörlurar och destruktiva, tidiga reflexioner

Hur funkar tekniken bakom bra hifi?

Moderator: Redaktörer

Användarvisningsbild
Strmbrg
Syftistikerad
 
Inlägg: 16423
Blev medlem: 2009-01-06

Hörlurar och destruktiva, tidiga reflexioner

Inläggav Strmbrg » 2022-02-19 13:27

En hörlur, egentligen oaktat om den är tätslutande eller mer eller mindre läckande mellan sig och skallen, borde såvitt jag föreställer mig det, rendera i väldigt mycket och väldigt tidiga reflexioner. Ny syftar jag på utrymmet mellan skallen och membranet.
Reflexer eller kanske resonanser, eller helt enkelt interferenser.
Utöver den påtagliga samtidigheten, även snarlikt nivå i förhållande till direktljudet.
Även om så enbart en hyfsat ljudvågs-öppen skumsarg ligger an mot skallen, så har vi membranets yta, som reflekterar ljud mellan skallen/ytterörat och sig självt.

Reflexioner, resonanser eller interfererande synpunkter kring detta?
Till slut vet bara de insiktslösa hur precis allt hänger ihop.
De insiktsfulla har sedan länge förstått att de inte förstår allt.

Användarvisningsbild
I-or
Herr Ekvalisator
 
Inlägg: 6171
Blev medlem: 2020-08-30

Re: Hörlurar och destruktiva, tidiga reflexioner

Inläggav I-or » 2022-02-19 19:15

Reflektionerna är huvudsakligen så tidiga att de nästan bara utgör en del av direktljudet och därmed huvudsakligen påverkar frekvensgången. Dock kan jag ibland notera ett visst "kavitetsljud" i mellanregistret, d.v.s. effekter i tidsplanet, med slutna hörlurar som inte uppkommer med öppna hörlurar eller in-ears. Det är dock som vanligt omöjligt att säkert uttala sig om vad som är frekvensplans- och tidsplanseffekter här eftersom dessa är matematiskt kopplade i ett minimumfassystem.

För övrigt måste man vid konstruktionen naturligtvis ta hänsyn till den akustiska miljö som hörlurarna verkar i, d.v.s. allting som sitter framför membranen som huvud, ytteröron och hörselgångar. Hela systemet är akustiskt kopplat och fungerar inte alls om man plockar bort någon del, något som hörs tydligt om man lyssnar på hörlurarna på någon decimeters avstånd.
Teknisk konsult inom akustik och audioteknik

jansch
 
Inlägg: 3675
Blev medlem: 2009-05-01

Re: Hörlurar och destruktiva, tidiga reflexioner

Inläggav jansch » 2022-02-24 16:39

Vid vanlig lyssning via högtalare eller annan ljudkälla fungerar ytteröra och hörselgången som "vågledare". Då hörselgången är drygt 3 cm lång uppstår pipresonans som påverkar hörselns känslighet i övre frekvensområdet. "Phonkurvan" visar denna ökade känslighet tydligt.
Då vi alla har olika lång hörselgång, och inte minst då barn, varierar detta frekvensspektra mellan personer. Vad som är "normalt" finns alltså inte och man kan utgå ifrån att vi alla faktiskt hör olika, vår referens skiljer sig*. Nu är detta inget problem då frekvensområdet är tillräckligt brett för att i alla lägen förstärka tal/röst -specifika frekvensområden, d v s identifiera konsonanter och vokaler korrekt. Vår "grundton" i rösten på 200-300Hz är faktiskt inte så viktig, alltså skillnaden mellan att tala och viska.
(det blev tyvärr lite lång utläggning.)

När vi sätter på oss hörlurar eller inears förändrar vi de akustiska förutsättningarna.
Man brukar dela upp ljud i 3 olika ljudfältstyper: frifält, tryckfält och diffusfält där vi i detta fall kan glömma diffusfält.
Diffusfält är det vi lever med i vardagen utom i extremfall såsom i ekofria rum och uppe på en fjälltopp OCH med hörlurar!
En vanlig definition på diffusljud är: "A sound field in wich the sound pressure level is the same everywhere and the flow of energy is equally probable in all directions".
Nu är den definitionen inte "helig" utan även lyssningsrum, utomhusbuller, osv räknas ofta som diffusfält trots hög andel direktljud.

Vid hörlurslyssning skapar vi ett tryckfält mellan hörlurar och trumhinna. Tryckfältet består i den kavitet som bildas.
Sålänge kavitetens mått är väsentligt mindre än våglängden uppstår ett tryckfält där det dynamiska trycket är lika i hela kaviteten. Nu är ju detta rent teoretiskt omöjligt då vi har ljudhastigheten som då gör att kaviteten måste vara oändligt liten, dock uppfylls "väsentligt mindre", är dynamiska trycket i praktiken lika i hela kaviteten.
Då trycket är lika i kaviteten kan varken fasskillnader eller reflektioner uppstå. Dessutom behöver hörlursmembranet inte längre skapa molekylacceleration i ett fritt fält utan ljudtrycket blir proportionellt i förhållande till kavitetens storlek enkelt uttryckt. Man kan skapa väldigt höga ljudtryck med små membranrörelser.
Detta kan enkelt konstateras genom att trycka hörlurarna mot öronen = minska kaviteten (joviss man minskar också läckaget).
Detta gäller alltså tills våglängden blir för kort för att kaviteten mellan hörlur/trumhinnan skall kunna betraktas som tryckfält.

Vid högre frekvenser övergår hörselgången till att bli vågledare och när halva våglängden motsvarar längden mellan membran och trumhinna kan första resonans uppstå . Då dämpningen sannolikt är relativt hög (lågt Q-värde på "finspråk") får vi ett ganska brett frekvensområde där påverkan sker.
Vad vi gör när vi sätter på oss hörlurar är alltså att vi förändrar den öppna, 3,5cm långa pipa som hörselgången är till en "sluten" pipa på 5-6 cm mellan hörlur och trumhinna. Det kan skapa "resonanser" som vi inte är vana vid

Bara lite funderingar.....

*Vår olika anatomi gör att det är omöjligt att skapa EN "perfekt" hörlur och detta kan variera stort mellan individer. Hörlurstester kan väl jämföras med konstverk, en massa tyckanden och prislappen kan vara vad som helst.

Användarvisningsbild
I-or
Herr Ekvalisator
 
Inlägg: 6171
Blev medlem: 2020-08-30

Re: Hörlurar och destruktiva, tidiga reflexioner

Inläggav I-or » 2022-02-26 14:56

Det är ganska vanligt att lite slarvigare uppgifter hävdar en längd på hörselgången om ca 3 cm, men i realiteten varierar hörselgångens längd för vuxna människor mellan ca 19 och 28 mm, där småväxta östasiatiska kvinnor har de kortaste hörselgångarna.

Detta, tillsammans med en kraftigt varierande tvärsnittsarea för hörselgången, gör det praktiskt sett omöjligt att utan variabel ekvalisering skapa in-ears som låter ens hyggligt lika för alla användare. För utanpåliggande hörlurar av olika slag är det via elementens många gånger lägre akustiska impedans (låg massa och stor area) betydligt enklare att erhålla någorlunda liknande frekvensgång för olika individer även om skillnaderna blir omfattande här också.
Teknisk konsult inom akustik och audioteknik

jansch
 
Inlägg: 3675
Blev medlem: 2009-05-01

Re: Hörlurar och destruktiva, tidiga reflexioner

Inläggav jansch » 2022-02-26 17:10

I-or skrev:Det är ganska vanligt att lite slarvigare uppgifter hävdar en längd på hörselgången om ca 3 cm, men i realiteten varierar hörselgångens längd för vuxna människor mellan ca 19 och 28 mm, där småväxta östasiatiska kvinnor har de kortaste hörselgångarna.

Detta, tillsammans med en kraftigt varierande tvärsnittsarea för hörselgången, gör det praktiskt sett omöjligt att utan variabel ekvalisering skapa in-ears som låter ens hyggligt lika för alla användare. För utanpåliggande hörlurar av olika slag är det via elementens många gånger lägre akustiska impedans (låg massa och stor area) betydligt enklare att erhålla någorlunda liknande frekvensgång för olika individer även om skillnaderna blir omfattande här också.


Jovisst....
Att mäta fysiska längden på hörselgången är inte helt lätt då trumhinnan, som avslutar hörselgången, är rejält vinklad. Dessutom är övergången mellan ytteröra och hörselgång både vinklad och avrundad. Tillråga på allt är hörselgången böjd och smalnar av mot trumhinnan.
När man beskriver hörselgångens längd måste man alltså bestämma sig för om man menar fysisk längd och då gränsen mellan ytteröra/hörselgång.
I akustiska sammanhang kanske man istället skall definiera akustisk medellängd.

I samband med Bruel&Kjaers utveckling av HATS 5128 för ca 5år sedan publicerade B&K en mängd dokumentation vars information finns sammanfattad i 2 videor på Youtube, ("Evolution of Hearing Simulation" del 1 och 2). Lite djupare info når man genom att registrera sig och logga in på deras hemsida. Fascinerande hur olika 40 människors hörselgång är.
Kan vara intressant för de som vill "nörda ner sig" .


Återgå till Teknikforum


Vilka är online

Användare som besöker denna kategori: Google [Bot] och 7 gäster