Tips Mengukur Tanggapan Frekuensi pada Headphone dengan miniDSP EARS

Teknogav.com – Sebelumnya kami telah memberikan tips cara mengukur tanggapan frekuensi speaker yang ditempatkan di ruangan. Nah, kali ini Teknogav.com akan memberikan tips untuk mengukur tanggapan frekuensi headphone. Hal ini cukup penting bagi yang ingin mengetahui tanggapan frekuensi headphone. Apalagi kerap kali produsen headphone absen mencantumkan rentang tanggapan frekuensi ini pada spesifikasi produknya. Berbeda dengan produsen speaker yang menganggap informasi tanggapan frekuensi penting dicantumkan pada produknya untuk memudahkan pelanggan memilih produk sesuai keinginan.

Prinsip dasarnya mengukur tanggpan frekuensi sama antara speaker dan headphone. Bedanya tentu saja pada ruang dengar. Jika pada speaker, tanggapan frekuensi diukur pada ruangan, maka pada headphone pengukuran diukur pada ruang telinga. Demi memenuhi kebutuhan tersebut, maka alat pengukuran pun harus menggunakan telinga artifisial. Pada tips pengukuran ini, akan digunakan miniDSP EARS, yuk simak apa itu miniDSP EARS dan cara menggunakannya.

miniDSP EARS

miniDSP EARS yang dipasangi headphone

EARS merupakan singkatan dari Earphone Audio Response System, perangkat ini dapat mengukur headphone dan in-ear monitor (IEM) atau earphone secara terjangkau. Teknologi yang digunakan pada miniDSP EARS ini sama dengan mikrofon pengukuran terkalibrasi UMIK-1. EARS juga bisa digunakan sebagai mikrofon binaural dengan streaming audio USB.

Setiap pasang EARS memiliki dua kapsul mikrofon yang terpasang pada replika kepala. Keluaran pengukuran dikirim melalui koneksi USB tanpa driver. Daya listrik EARS diperoleh melalui USB sehingga tidak membutuhkan catu daya eksternal. Pengukuran headphone dilakukan cukup dengan memasang headphone dan jalankan pengukuran menggunakan amplifier headphone dan program pengukuran favorit.

Contoh program yang bisa digunakan adalah Room EQ Wizard. File kalibrasi yang tersedia akan memperbaiki respon kapsul mikrofon dan telinga. Perangkat ini juga cocok untuk membuat filter EQ untuk sistem headphone dengan kemampuan EQ. EARS dirancang sebagai perangkat yang praktis bagi para headphone enthusiast. Berikut ini adalah fungsi dari perangkat ini:

Mengecek headphone dapat bekerja dengan benar, misalnya menyeimbangkan tanggapan freuensi kiri dan kanan
Melakukan pengukuran yang bisa digunakan untuk melakukan equalizing headphone
Pengamatan efek pada tanggapan frekuensi pada earpad dan eartips
Pengukuran efek modifikasi pada headphone
Membandingkan pengukuran headphone dengan pengguna EARS lain.

Perlu diingat juga bahwa EARS bukanlah pengukuran standar industri, bahkan jig uji yang mahal dapat menghasilkan pengukuran yang berbeda tergantung jenis simulator telinga. Kendati demikian EARS merupakan perangkat yang terjangkau dan menyenangkan untuk digunakan. Fitur-fitur perangkat ini mencakup jig uji headphone yang terjangkau, dan plug-and-play USB audio streaming untuk Windows, Mac atau Linux.

Spesifikasi miniDSP EARS

Persiapan Pengukuran dengan miniDSP EARS

Pada pengukuran ada dua file kalibrasi yang dibutuhkan, satu untuk channel kiri dan satu untuk channel kanan. Pengunduhan dapat dilakukan pada halaman EARS di situs mini DSP dengan memasukkan nomor seri EARS. Perlu juga untuk memiluh kompensasi, tabel berikut ini merupakan daftar kurva kompensasi untuk headphone dan earphone sesuai nama file yang diunduh. Kode xxxyyy pada nama file merupakan nomor serial dari unit EARS.

tabel file kalibrasi

Koneksi pada Pengukuran

Berikut ini adalah skema koneksi umum untuk pengukuran headphone. Pada diagram terlihat miniDSP HA-DSP, namun bisa juga menggunakan amplifier headphone lain. Jika amplifier headphone tak memiliki input USB, maka perlu untuk menyesuaikannya, misalnya dengan menggunakan DAC terpisah dan amplifier headphone. Pada amplifier headphone yang memiliki DSP atau EQ, pastikan sudah dimatikan ketika melakukan pengukuran.

skema koneksi pengukuran headphone menggunakan miniDSP EARS

Cukup pasang headphone pada jig EARS atau masukkan earphone pada kanal telinga artifisial. Kemudian jalankan pengukuran sweep menggunakan amplifier headphone dan program pengukuran favorit. Demi mendapatkan pengukuran yang berguna, muat file kompensasi atau kalibrasi yang sesuai ke dalam program pengukuran.

Pengukuran harus dilakukan dengan kondisi baik. Teknik sweep yang digunakan oleh program pengukuran akustik modern cukup kuat, namun noise eksternal masih mengganggu pengukuran. Perlu diperhatikan juga adanya sumber noise eksternal seperti kipas komputer, pendingin ruangan, kebisingan lalu lintas, pesawat dan lain-lain. Jika dibutuhkan, pilih lokasi awau waktu untuk pengukuran yang minim noise.

Frekuensi rendah biasanya rentan noise eksternal, bahkan jika suara noise eksternal tersebut tak terdengar, tetap bisa muncul di pengukuran. Jika tidak mendapatkan pengukuran yang konsisten pada frekuensi rendah, biasanya adalah akibat noise eksternal.

Usahakan ruang di sekitar EARS bersih dari objek lain, dan kedua sisi sama. Contohnya adalah jangan menempatkan EARS dengan channel yang berdampingan dengan tembok dan channel lain menghadap ruangan.

Periksa Pengaturan Penguatan EARS

Pada bagian depan EARS terdapat kumpulan sakelar DIP. Sakelar 1-3 mengendalikan penguatan internal amplifier mikrofon, sedangkan sakelar 4 tidak digunakan. Posisi default penguatan sesuai diagram adalah 18 dB. Nah, pada pengukuran ini kita gunakan saja penguatan default.

sakelar DIP dan tabel pengaturan sakelar penguatan

Periksa Pengaturan di Komputer

Beberapa pengaturan yang perlu diperiksa pada komputer adalah:

Tingkat sample DAC ditentukan pada 48 kHz
Gain input EARS ditentukan pada 0 dB. Pada Mac gunakan Audio MIDI Setup, sedangkan pada Windows gunakan control panel Sound dan buka kotak dialog Properties. Pada tab Level, klik kanan untuk mengkonversi tampilan.

pengaturan pada komputer

Pemakaian Program Room EQ Wizard

Gunakan program pengukuran akustik gratis Room EQ Wizard yang dapat dijalankan di Linux, Mac dan Windows. Hitung target kalibrasi tingkat tekanan suara atau Sound Pressure Level (SPL) yang satuannya desibel (dB). Kerjakan target kalibrasi SPL yang memiliki nilai default -40 untuk headphone dan -30 untuk earphone. Buka salah satu file kalibrasi dengan klik ganda. Pada bagian atas terlihat dua baris sebagai berikut:

"Sens Factor =-1.7dB, EARS Serial 8601001, compensation HEQ V1"
"Use this file on the LEFT channel. Your sensitive side is LEFT."

Catat faktor sensitivitas dan sisi channel yang sensitif. Pada contoh tersebut faktor sensitivitas adalah -1,7 dan sisi sensitif adalah sebelah kiri. Kemudian tambahkan faktor sensitivitas tersebut pada target kalibrasi SPL. Contohnya dengan faktor sensitivitas -1,7, target kalibrasi SPL adalah -41,7 untuk headphone dan -31,7 untuk earphone.

Konfigurasi REW dapat dilakukan dengan membuka aplikasi dan membuka jendela Preferences. Pada tab Soundcard tentukan tingkat sampel pada 48 kHz. Pilih amplifier headphone atau DAC sebagai output dan EARS sebagai sumber input. Gunakan channel yang sensitif (pada contoh ini kiri atau Left) untuk kedua outpun dan input. Kemudian tentukan tingkat Sweep pada -20 dBFS.

pengaturan pada tab Soundcard

Pada tab Mic/Meter, klik Browse, Pilih file kalibrasi yang sudah diunduh untuk channel yang sensitif. Pastikan memilih jenis input "Mic or Z weighted SPL meter".

pengaturan pada tab Mic/Meter

Pada tab View pastikan pilihan "Full scale sine rms is 0 dBDS" tidak dicentang agar REW bisa menggunakan target kalibrasi.

patikan tidak mencentang pilihan "Full scale sine rms is 0 dBFS

Kecilkan volume pada amplifier headphone sampai mentok.

Buka jendela Generator pada REW, lalu pilih output Sine Wave dan tentukan frekuensi ke 300 Hz. Atur tingkat RMS pada -20 dBFS dan tekan tombol Play yang berwarna hijau.

pengaturan pada tab Generator

Buka jendela REW SPL Meter dan nyalakan dengan menekan tombol merah di pojok kanan bawah. Naikkan volume pada amplifier headphone sampai pengukur dBFS pada jendela bawah membaca target kalibrasi SPL.

pengaturan pada tab SPL Meter

Ketika pertama kali melakukan ini, sebaiknya menaikkan volume dengan headphone di kepala bukan di EARS. Hal ini untuk menjamin tidak meledakkan headphone pada pada daya penuh jika ada pengaturan yang salah.

Tekan tombol Calibrate untuk melakukan kalibrasi pada kotak dialog yang muncul. Kemudian masukkan 84 untuk headphone atau 94 untuk earphone, setelah itu tekan Finished.

pengaturan kalibrasi

Klik OK pada kotak dialog yang muncul dan tutup jendela Generator dan SPL Meter.

Pengukuran Channel

Tekan tombol Measure pada pojok kiri atas jendela utama REW untuk melakukan pengukuran pada channel pertama. Atur Start Freq di 20 Hz dan End Freq di 20.000 Hz. Periksa bahwa Level berada di -20 dBFS dan channel yang sesuai telah dipilih untuk output. Kemudian tekan tombol Start Measuring.

pengukuran channel pertama

Ketika proses pengukuran selesai, maka akan ada pengukuran baru pada jendela utama REW. Ganti nama pengkuran sehingga tidak keliru pengukuran yang mana yang dilakukan.

Setelah itu lakukan pengukuran channel lain dengan menekan jendela Preference. Pada tab Soundcard, pilih channel lain untuk output dan input. Jika sebelumnya telah memilih kiri atau Left, maka kini pilih kanan atau Right, demikian juga sebaliknya.

pengukuran channel lain

Pada tab Mic/Meter, klik Browse, lalu pilih file kalibrasi untuk channel yang dipilih. Pastikan memilih "Mic or Z weighted SPL meter" pada jenis input.

pengaturan tab Mic/Meter pada pengukuran channel lain

Tekan tombol Measure dan pastikan channel yang benar sudah dipilih untuk output. Jangan ubah pengaturan Level atau volume pada amplifier headphone. Ketika pengukuran selesai, hasil pengukuran headphone yang baru tampil pada jendela utama REW. Ganti nama pengukuran sehingga tidak keliru dengan hasil pengukuran lain.

Jika lupa untuk memuat file kalibrasi atau telah memuat yang salah, maka bisa dilakukan perubahan file kalibrasi setelah melakukan pengukuran. Contoh kesalahan adalah file kalibrasi tertukar antar kiri dan kanan. Penggantian file dapat dilakukan hanya dengan menekan tombol "Change Cal..." di pojok kiri bawah thumbnail pengukuran. Setelah itu pilih file kalibrasi yang benar.

cara mengubah file kalibrasi

Apabila dilakukan pengukuran headphone pada SPL lebih tinggi, maka kemungknian sinyal pengukuran terpotong. Misalnya pada SPL referensi lebih tinggi dari 84 dB, atau earphone pada SPL referensi lebih tinggi dari 94 dB. Pada kasus tersebut, maka lakukan hal berikut ini:

Kurangi penguatan analog EARS
Kurangi target kalibrasi SPL sejumlah pengurangan penguatan analog. Contohnya jika mengurangi penguatan dari 18 dB ke 12 dB, ubah target kalobrasi SPL dari -40 ke -46.
Kalibrasi ulang REW menggunakan gelombang sinus 300 Hz dan ukuran SPL yang dimiliki.

Grafik Tanggapan Frekuensi

Grafik tanggapan frekuensi berikut ini merupakan grafik yang paling umum dan berguna berkaitan dengan suara headphone. Beberapa pengendali penting ditandai warna merah. Pada REW ini adalah tampilan default dan dipilih dengan tombol "SPL & Phase". Biasanya program pengukuran lain memiliki fungsi yang sama.

Tampilan grafik tanggapan frekuensi yang berwarna merah menunjukkan cara SPL headphone yang diukur bervariasi terhadap frekuensi. Contohnya adalah pada 4 kHz, maka SPL adalah 75 dB sebagaimana ditunjukkan garis biru pada grafik. Di bawah grafik ada serangkaian kotak yang bisa dicentang. Biasanya hanya perlu menampilkan tanggapan amplitudo saja yang pada contoh ini dinamai "Left". Sementara itu biarkan Phase dan Mic/Meter Cal tidak dicentang.

Rentang frekuensi adalah 20 Hz sampai 20 kHz sebagaimana diperlihatkan pada skala di bagian bawah. Sedangkan rentang SPL adalah 50 sampai 100 dB yang ditunjukkan pada skala di bagian kiri. Skala ini bisa diatur dengan menekan tombol Limits pada pojok kanan atas.

Pengukuran pada rentang frekuensi yang lebih besar tentu saja bisa dilakukan, misalnya 10 Hz sampai 24 kHz. Tetapi perlu diingat bahwa pengkuran frekuensi rendah mudah diganggu noise dan file kompensasi/kalibrasi tidak lebih tinggi dari 20 kHz.

grafik tanggapan frekuensi

Pengukuran lebih mudah diinterpretasikan jika dilakukan sejumlah smoothing pada grafik. Hal ini dapat dilakukan dari menu Graph utama. Pada banyak penggunaan, disarankan menggunakan smoothing 1/12 oktaf sebagaimana ditunjukkan pada gambar berikut ini.

efek smoothing pada grafik

Demikianlah tips dan langkah-langkah untuk melakukan pengukuran tanggapan frekuensi pada headphone atau earphone.