Субъективный тест на качество кабеля для наушников

Субъективный тест на качество кабеля для наушников


Кабель для наушников оказывает существенное влияние на звучание тракт из усилителя и наушников. Помимо влияния на АЧХ в качестве добавочного сопротивления, кабель оказывает влияние и на ширину сцены за счет дополнительного подмешивания каналов из правого в левый и наоборот.

Многие ошибочно полагают, что параметр взаимного проникновения каналов показывает ширину сцены, где плохое значение означает узкую сцену, приближенную к монофоническому звучанию. Это в корне неверное заблуждение.

Измерения источников и наушников по отдельности к сожалению не позволяют дать точный прогноз об уровне смешивания каналов. Виной этому является небольшое сопротивление между контактами штекера и гнезда, которое при кажом подключении немного варьируется. По этой причине точный результат можно получить лишь с помощью субъективного тестирования.

Основные ответы на вопросы
  • Как измеряется этот параметр и почему паспортные характеристики или результаты тестов часто врут неточные.
  • Причины проникновения каналов и как это связано с кабелем наушников.
  • Как просто и самостоятельно протестировать свои наушники со своим источником (практически любым, от звуковой карты до смартфона).
  • Как с помощью foobar2000 не только сделать тест, но и устранить дефект кабеля или наоборот сделать эмуляцию “плохого” кабеля.
  • В каких случаях замена кабеля никак не поможет в улучшении качества звука.
Производители кабелей для наушников, срочно бегите за валерьянкой, часть ваших секретов раскрыта и выдавать желаемое за действительное уже гораздо сложнее, т.к. субъективный тест на оценку качества кабелей успешно пройдут и те, кому медведь уши оттоптал.




Что такое взаимное проникновение каналов

Спектры сигнала левого канала и подмешенного правого

Спектры сигнала левого канала и подмешенного правого



Параметр взаимного проникновения каналов показывает уровень смешивания каналов, когда звук из левого канала дополнительно воспроизводится в правом канале и наоборот.

Чем меньше проникновение каналов, тем лучше, т.к. это ближе к звучанию исходной записи.

Параметр выражается в децибелах. На графике выше показано, как при воспроизведении левого канала (голубой спектр) сигнал проникает в правый канал (черный спектр). Разница амплитуд в примере составляет 50 дБ (-31 и -81 дБ на 693 Гц). Т.к. параметр показывает разницу, то значение может быть как положительным, так и отрицательным и обозначать ровно одно и то же. Чем цифра, независимо от знака, больше, тем лучше.



Конечный вид графика представляет кривую во всем частотном диапазоне. В технических характеристиках обычно приводят значение для частоты 1 кГц.

Основными названиями этого параметра являются:
  • Взаимное проникновение каналов
  • Перекрестная помеха
  • Crosstalk
Некоторые проводят такой тест с помощью RMAA и звуковой карты. Такие результаты чаще всего неверные. При тестировании тестовый сигнал должен производится одним устройством, а записываться другим устройством и эти устройства должны быть с раздельной землей. При тестировании через звуковую карту, саму на себя, земля является общей и результат будет близок к идеальному. Т.е. “врать” здесь будет не RMAA, а технически некорректно организованный тест.




Терминология

Схема из описания  Violectric V280

Схема из описания Violectric V280



Название сопротивления (импеданса) усилителя в зависимости от контекста может различаться. Ниже указаны названия для данного материала. В других материалах такого разделения нет.
  • Сопротивление, относящееся к сигнальному контакту – это выходное сопротивление.
  • Сопротивление, относящееся к общему (земляному) контакту – это внутреннее сопротивление.
  • Сумма выходного и внутреннего сопротивления – полное выходное сопротивление, или полное внутреннее сопротивление, или полный импеданс.
Там, где нет связи с зависимостью между каналами, название может быть сокращено как угодно без потери общего смысла. При этом под внутренним сопротивлением может подразумеваться выходное и наоборот.

Любители точных фраз, таких как “головные стерео-телефоны” в любом случае будут недовольны от любого названия. В англоязычной литературе это выглядит так: Output Impedance, Internal Impedance и Impedance. В связи с исторически хроническим отставанием отечественной аудио промышленности и зачастую лишь копированием новаторских разработок у заграничных аналогов, основная терминология аналогично заимствуется. Если считаете, что терминология должна быть другой, отпишитесь в комментариях.

Основные схемы представлены в виде резистивной нагрузки, хотя сопротивление на всех участках далеко не резистивное, а индуктивное и емкостное. Сейчас при измерениях в лаборатории RAA получаются массивы чисел в виде частоты и сопротивления и надобность в выделении индуктивности и емкости на данный момент отпадает.

Разумеется, электрическая схема из одних резисторов - это слишком большое упрощение, но когда все тестируется в режиме черного ящика без возможности вскрытия устройства, то такое упрощение допустимо и не противоречит результатам и практическому применению.


Схемы и графики

 В схеме показано направление тока и его разделение в каждом узле.

В схеме показано направление тока и его разделение в каждом узле.



В основной схеме есть четыре вида сопротивлений.
  • RAMP Out и RAMP Internal – это сопротивления усилителя, выходное (по сигнальному кабелю) и внутреннее (по общему кабелю).
  • RCable Out и RCable Internal – это сопротивление кабеля, использующего трехпроводую схему.
  • RConnector – сопротивление гнезда со штекером между сигнальными контактами и землей.
  • RLoad – сопротивление наушников.


В калькуляторе можно сделать конечный расчет проникновения каналов. Подставить значения элементов на схеме и получить соответствующий результат.

RConnector – это обычно емкостная нагрузка, которая проявляется в виде роста линии графика в области высоких частот. В реальной схеме это был бы конденсатор с малой емкостью. Такое поведение указывает на:
  • не очень качественные коннекторы
  • ошибки в разводке платы
  • особую схемотехнику усилителя


Наиболее ярко пагубное влияние RConnector наблюдается в дешевых переходниках и удлинителях.

Самостоятельное тестирование переходников и удлинителей проводится аналогично основному проводу для наушников.

Пример типичного графика взаимного проникновения каналов с емкостными разъемами

Пример типичного графика взаимного проникновения каналов с емкостными разъемами



Обратите внимание на направление токов в схеме, сигнал из левого канала в правый попадает в противофазе! А это значит, что сцена как таковая, будет не сужаться, как при микшировании в секвенсоре или микшере, а вместо этого сигнал начнет «размываться» к краям. Такое направление тока будет справедливо для 99% случаев (по статистике измерений на 250 усилителей только один был только один с подмешиванием тока в фазе на высокоомной нагрузке!).

Изначально, мне хотелось не просто протестировать отдельно усилители и наушники, а получить возможность расчета параметра проникновения каналов в связках. Т.е. по аналогии с сервисами, где можно соединить произвольный усилитель с наушниками и получить их общую АЧХ, уровень звукового давления и т.п.

На практике оказалось, что уже крайне малый разброс сопротивления самого общего контакта между гнездом и штекером (от 0.01 до 0.03 Ом) убивает всю точность прогноза. Если посмотреть результаты измерений, где используется короткий и толстый провод, то на нагрузке в 16 Ом обычно получается проникновение каналов на уровне 60 дБ.

Для моделей с несъемным проводом, сопротивление общего провода планировалось высчитывать через измерения сопротивления без земли правого и левого канала. Но в итоге пришлось от этого отказаться сделать упор на развитие субъективного метода самостоятельного тестирования.





Основные взаимосвязи

Самостоятельно поэкспериментировать можно с помощью on-line калькулятора, ниже - основные выводы.

Чем выше сопротивление наушников, тем проникновение каналов лучше. Т.е. высокоомные наушники в очередной раз в выигрышной ситуации, не только с сохранением первозданной АЧХ.

Чем ниже сопротивление усилителя, тем проникновение каналов хуже. Соответственно усилители с нулевым сопротивлением самые “плохие”. Это интересный результат, т.к. последнее время только и слышно, что нулевое сопротивление для усилителя - самое лучшее (меньше изменчивости АЧХ, лучше электрическое демпфирование). А на самом деле - это компромисс.

Сопротивление между штекером и гнездом значительно влияет в связке с усилителем с нулевым сопротивлением!

Кстати, к наушникам Etymotic прилагался кабель с добавочным сопротивлением в 47 Ом, и многим звучание через него нравилось больше. Может не только из-за другой АЧХ?

У наушников с непостоянным сопротивленим от частоты, проникновение на разных частотах будет разным!




Компенсация проникновения каналов

Можно ли исправить ситуацию без замены провода? Да, безусловно. И это может быть актуально для случаев:
  • Наличия сопротивления у источника, где например до гнезда наушников идут тонкие дорожки (в смартфонах, Hi-Fi плеерах).
  • У наушников несъемный кабель, наушники неразборные и нет желания терять гарантию.
Ослабить влияние можно путем добавления последовательно резисторов на провода. В on-line калькуляторе это будет выражаться в увеличении RAmp Out.

Фото с выставки HiFiShow 2019, где демонстрировалось то, о чем этот материал. Переходник с красными резисторами как раз показывал, какое изменение дает увеличение выходного сопротивления усилителя. А второй переходник показывал изменения в звуке при увеличении сопротивления по общему проводу.

Фото с выставки HiFiShow 2019, где демонстрировалось то, о чем этот материал. Переходник с красными резисторами как раз показывал, какое изменение дает увеличение выходного сопротивления усилителя. А второй переходник показывал изменения в звуке при увеличении сопротивления по общему проводу.



Если в связке наушников и источника проникновение каналов в фазе, то надо добавить резистор на общий провод, создав дополнительное смешивание в противофазе.

Если в связке наушников и источника проникновение каналов в противофазе, то надо добавить резистор между сигнальными проводами, добавив смешивание в фазе.

Очень важный момент! Если у источника регулировка громкости аналоговая, то обычно выходное сопротивление усилителя незначительно меняется при разном положении уровня громкости. И этого небольшого изменения достаточно, чтобы компенсация перестала работать.

Таким образом, сделать компенсацию аппаратно через дополнительный переходник можно, но это довольно сложный способ, который потребует поставить не только постоянный резистор, но и еще потребуется подстроечный с постоянной калибровкой. Метод для тех аудиофилов, которые "обязаны страдать" по умолчанию.

А вот программно через foobar2000 со специальными плагинами можно и компенсировать проникновение каналов, и наоборот послушать, как меняется звук с “плохим кабелем”. Об этом ниже.




Методы для самостоятельного тестирования

Пошаговые инструкции вынесены в отдельные страницы. На данный момент есть два метода. Наиболее простой и быстрый возможен через программный плеер foobar2000 со специальными плагинами. Второй метод содержит специальные тестовые треки, которые можно воспроизвести на любом устройстве.

foobar2000

Т.к. это версия foobar2000 под Windows, то пользователям других ОС этот метод пока не доступен (но если вы сносно работаете со секвенсорами, то поняв принцип, сможете это сделать на любой ОС. До того, как были сделаны плагины к foobar2000, эксперименты были с секвенсором Ableton Live).

Перейти к инструкции и плагинам

Тестовые треки

Второй метод не зависит от ОС и его можно использовать с любым источником воспроизведения, включая Hi-Fi плееры, такие, как младшие FiiO, iBasso или нищебродкий бюджетный Hi-End Walnut.

Перейти к инструкции и тестовым трекам

Если foobar2000 не входит в список ваших любимых плееров, свяжитесь с авторами других плееров с просьбой сделать аналогичные плагины. Математика этих плагинов крайне простая и не требует ни патентов, ни лицензий, ни особо глубоких знаний в психоакустике.

Важно! Помимо вычисления уровня проникновения каналов с помощью плагина crosstalk, можно как компенсировать проникновение каналов, так и послушать:
  • А что даст улучшение провода?
  • А как вообще звучит это самое проникновение каналов? Как оно соотносится с численными значениями в дБ?



Балансные кабели

Нельзя не упомянуть и балансные кабели. Эта конструкция исключает земляной провод и там проблем с проникновением каналов попросту нет. И именно в этом основное преимущество для балансного кабеля для наушников (а вовсе не подавления шума, актуального для межблочного подключения).

Кабель с четырьмя проводниками, где две земли припаиваются к штекеру наушников по своим свойствам максимально близки к балансному. С такими кабелями сопротивление по земле будет лишь от контакта штекер-гнездо. С таким кабелем разница с балансным по проникновению каналов может отсутствовать. Но, внутри усилителя сопротивление как раз может быть и тут условно идеальный трех-контактный кабель проблему не решает.

Если через foobar2000 удалось скомпенсировать проникновение каналов, то получено именно то звучание, которое будет достигнуто с помощью балансного кабеля.




P.S. - Аудиофильские кабели

Всем аудиофилам известно, что если система играет плохо, надо менять кабель, желательно на какой-нибудь особенный: многожила, моножила, серебро, медь заоблачной очистки, с залежей помойки, упертое с оборонки и т.п..

Ни в коем случае не подвергается сомнению утверждение, что материал и другие особенности кабеля влияют на звук. Но, на фоне банального сопротивления, влияющего на АЧХ и уровня проникновения каналов, все остальное влияет в меньшей степени.

Что из себя обычно представляет аудиофильский кабель от большинства мастеров?

Не знаю ни одного мастера, который бы отрицал важность симметрии между каналами и не стремился бы избежать лишних узлов с пайкой. А соответственно в таких кабелях нет такого ужаса, когда от штекера идет сперва три кабеля, в потом они разделяются на четыре. Всегда от джека будет идти сразу четыре провода.

Если у наушников односторонний провод, то такие наушники практически всегда переделываются в симметричные.

И что получаем на практике? Берутся наушники со стоковым кабелем с большим подмешиванием каналов и сравниваются с новым аудиофильским. С аудиофильским кабелем звучание другое! Какой вывод? Стало лучше. А почему? Да потому, что: многожила, моножила, серебро, медь заоблачной очистки, с залежей помойки, упертое с оборонки… и любой ценник оправдан за счет материала или эксклюзива проводника.

Второй момент, кабели меняют звучание в нюансах, и в слепом тестировании эту разницу крайне тяжело подтвердить. Примерно как с обувью, во время примерки все хорошо, а за неделю какая-то обувь ноги натирает, а другая нет.

Что происходит в аудиофильском мире? Компоненты слушаются, обобщаются мнения и выводятся закономерности, что медь звучит так-то, серебро так-то, моножила так-то, и т.п.. Ко всему подбираются логичные и не очень объяснения. Но при этом остается открытым вопрос, а что было “притянуто за уши”, и где могла произойти подмена от эффекта простой электрической смены кабеля на материал и свойства проводника? На это нет ответа и не будет.

Вполне разумно, прежде чем пускаться во все тяжкие менять кабель, стоит сперва оценить кабель на проникновение каналов и выяснить, как должно поменяться звучание с кабелем правильной конструкции. Возможно, такой апгрейд будет максимально дешевым и эффективным. А материалы и прочие свойства проводника уже выслушивать и менять после, когда сравнение будет происходить строго среди равнозначных кабелей по электрической схеме. А может у вас источник изначально дает подмешивание, и замена кабеля - это совершенно пустая трата времени и денег?





Отписывайтесь в комментариях о своих результатах тестирования кабеля, а точнее всей связки с этим кабелем!



Скрыть

Все кабели можно разделить на три условные категории. В первую входят низкобюджетные кабели, где из-за тотальной экономии используются несколько тонких жил, со временем окисляющихся и ломающихся. Если такой кабель и бывает хорошим, то только в самом начале эксплуатации. во вторую категорию входят кабели технически правильной конструкции, с достаточным сечением кабеля и надежными разъемами. Такой кабель не деградирует со временм. Их цена на порядок выше. И третья категория, это аудиофильские кабели, где стоимость зависит от более дорогих материалов, особых идеологических подходов и зачастую дорогого штучного производства. Кто-то разницу между последними двумя категориями слышит, кто-то нет.




Кузнецов Роман
Основатель RAA



Известен под никами

romanrex
iXBT.com
player.ru
Head-Fi.org
Оverclockers.ru
habr.com
...
r.a.a.
4pda




   

Комментарии



Alex_new
2021-06-26 19:46:27

Комментарий к обзору: Субъективный тест на качество кабеля для наушников
Спасибо за такой тест! У меня с Luxury & Precision L3 и DT 770 Pro 250 получилось -45 дБ, а с Shure 840 около -30 дБ.
Ответ


tol
2021-06-27 12:27:34

Комментарий к обзору: Субъективный тест на качество кабеля для наушников
Отличная возможность проверить переходники и удлинители. Парочку забраковал. А как до покупки понять, хороший или плохой удлинитель? Сопротивление на них не приводит никто.
Ответ


romanrex
2021-06-28 13:14:21

Комментарий к обзору: Субъективный тест на качество кабеля для наушников

tol 2021-06-27 12:27:34
Комментарий к обзору: Субъективный тест на качество кабеля для наушников
Отличная возможность проверить переходники и удлинители. Парочку забраковал. А как до покупки понять, хороший или плохой удлинитель? Сопротивление на них не приводит никто.


Вероятно только по внешнему виду, где кабель не должен быть слишком тонким и по цене, где есть шанс, что не было сильной экономии на проводниках.
Ответ


Хотите оставить комментарий или задать вопрос? Зарегистрируйтесь или войдите под своим логином