«Кристальный звук»: сравнительное тестирование наушников Beats Pro и Oppo PM-3

август 2015 года


  • О проекте «Кристальный звук»
  • Сравнительное тестирование 2.1-акустики (ноябрь 2015)
  • Сравнительное тестирование активных стереоколонок (декабрь 2014)
  • Сравнительное тестирование активных стереоколонок (июль 2014)
  • Сравнительное тестирование стереоколонок Edifier и Microlab (апрель 2014)
  • Методика тестирования
  • Оборудование
  • Словарь терминов
  • Измерения
  • Награды
  • Сегодня в тестированиии участвуют достаточно дорогие наушники, хотя данные модели являются массовыми. Цена наушников примерно одинакова, $400. Модель Beats Pro более раскручена, в продаже с 2013 года. В противовес им Oppo PM-3 являются новой моделью, анонсированы в конце 2014 года. Но по меркам звуковой аппаратуры, где жизненный цикл составляет от 5 лет, это все равно новинки. Важно, что Beats Pro поступили на тест именно в оригинальном варианте. Мы специально проверили это по всем отличительным признакам, указываемым официальными продавцами.

    PM-3 является младшей моделью среди планарно-магнитных наушников Oppo и существенно доступнее по цене, чем PM-1 и PM-2, что добавляет интереса к модели.

    В рамках проекта «Кристальный звук» мы намеренно не уделяем внимание статусности бренда, комплектации, количеству книжечек, качеству картона упаковки и прочему. Главное для нас — звук; все остальное вторично.

    Давайте посмотрим, какие характеристики заявляет производитель.

    Характеристики Oppo PM-3

    • акустическая схема: наушники закрытого типа;
    • тип излучателя: планарно-магнитный (изодинамический);
    • импеданс: 26 Ом;
    • чувствительность 102 дБ/мВт;
    • диапазон частот 10 Гц — 50 кГц;
    • максимальная мощность долговременная 500 мВт (IEC 60268-7);
    • максимальная мощность пиковая 2 Вт;
    • давление чашек 5 ньютонов;
    • вес 320 г;
    • провода в комплекте:
      • прямой кабель 3 м с миниджеком и переходником на большой джек;
      • прямой кабель 1,2 м для мобильных устройств;
      • существуют также кабели с микрофоном и кнопками для iOS и Android.
    • жесткий чехол в комплекте;
    • варианты цветов: черный, белый.

    Характеристики Beats Pro

    • акустическая схема: наушники закрытого типа;
    • тип излучателя: стандартный, динамический;
    • вес 400 г;
    • прямой кабель 1,5-2 м с витым участком и переходником на большой джек;
    • прямой кабель 1,4 м с гарнитурой;
    • варианты цветов: черный, белый, серебристый (дополнительно красный, золотой и еще 20 вариантов, вышедших ограниченной партией).

    На этом все. Прочие характеристики Beats Pro не указаны. Официальный ответ службы техподдержки Beats: «we don’t list the specs because we want people to listen to the music, not read the specs». Перевод: «мы не приводим характеристики, потому что хотим, чтобы люди слушали музыку, а не читали характеристики». На самом деле это полуправда. Частотный диапазон можно назвать абсолютно бесполезной характеристикой, но что не так с диаметром излучателей и с импедансом? Мы согласны, что не обязательно размещать техническую информацию на коробке крупными буквами, но скрывать ее — очень странный подход. Измерения показывают значение импеданса 18 Ом. Чувствительность составляет более 110 дБ/мВт.

    В конструкции наушников Oppo PM-3 наиболее интересна конструкция излучателя. Это так называемые планарные (плоские) магниты, которые формируют сплошное магнитное поле, в котором находится мембрана с вытравленной на ней плоской катушкой. Основное преимущество такой конструкции — ЭДС равномерно приложена ко всей поверхности мембраны, и катушка не выходит из линейного магнитного поля. Это позволяет, в идеале, достичь высокой фазовой линейности, слитности звука. Уязвимое место данной технологии — повышенные затраты на изготовление, увеличение массы подвижной системы и необходимость подведения большей мощности к наушникам. Ранее не удавалось сделать планарно-магнитные наушники, которые бы годились для мобильных устройств. Модель Oppo PM-3 для этого подходит лучше. Здесь и закрытая схема, и сниженный импеданс. Если взять Hi-End-модели изодинамических наушников, их чувствительность такого, конечно, не позволяет. Более того, им требуется специальный мощный балансный наушниковый усилитель мощностью до нескольких ватт. В этом смысле Oppo PM-3 является более легкой нагрузкой как для стационарной, так и для мобильной аппаратуры. От мобильного USB-ЦАП тоже будет толк, так как мобильного телефона на классике едва хватает на максимуме громкости.

    Beats Pro — традиционные электродинамические наушники с очень высокой чувствительностью и явной оптимизацией по отдаче на НЧ. Они подходят к любой самой маломощной мобильной звуковой аппаратуре и существенно экономят электроэнергию акумуляторной батареи.

    Измерения

    Что касается измерений, мы решили расширить наши стандартные тесты АЧХ. Читатели довольно настойчиво просят нас приводить какие-нибудь данные по искажениям. Проблема здесь в том, что проверенных критериев оценки искажений очень мало. Коэффициент гармоник (КГ) и любые его вариации не дают прямой связи с качеством звука. Это было многократно подтверждено во всех исследованиях за последние 50 лет. В чем здесь проблема? В 50-60-е годы прошлого столетия от изучения КГ был определенный толк. Если природа искажений была одной и той же, коэффициент давал совпадение. Как только природа искажений менялась — связь резко обрывалась.

    Интересно проиллюстрировали суть проблемы Geddes и Lee на 115-й Конвенции AES в своей работе «Auditory Perception of Nonlinear Distortion». Была поставлена задача выяснить связь между природой искажений (то есть характерными проблемами ламповых, транзисторных усилителей и разных типов динамических головок) и субъективной оценкой.


    Передаточные характеристики, иллюстрирующие разную природу искажений

    Более того, была предпринята попытка вывести объективный коэффициент, который давал бы лучшую связь с реальностью по сравнению с коэффициентами гармонических и нелинейных искажений КГ и КГ+шум.


    Коэффициент Gm нелинейности передаточной характеристики

    Впервые при вычислении искажений не используется спектр сигнала, а только передаточная характеристика, природа искажений этого сигнала! Что у нас в формуле? Как многие помнят из средней школы или вуза, интеграл — это предел суммы. Мы суммируем кривизну графика передаточной характеристики T(x). Чтобы свести к минимуму влияние искажений в пиках, сигнал взвешен по графику косинуса от −π/2 до +π/2. В пиках вес 0, вблизи нуля — 1. Чтобы получился модуль сигнала, в формуле использован квадратный корень из квадрата значения. Вторая производная передаточной характеристики — это ее кривизна. Первая производная дает скорость нарастания функции, вторая — ее искривление относительно графика y=x (то есть относительно линии под 45 градусов к осям). Если искажений нет — коэффициент равен нулю. Чем больше искажений — тем выше коэффициент Gm.

    Опыты Гедесса-Ли показали четкую зависимость между видом передаточной характеристик и субъективной оценкой. И в то же время, показали полное расхождение связи оценки и традиционных коэффициента гармоник и коэффициента интермодуляционных искажений. Хотя предлагаемый метод оценки Gm довольно грубый, он все же лучше остальных. Большой плюс в том, что понятно, что именно он измеряет — нелинейность тракта там, где статистически расположена основная часть сигнала.


    Связь между коэффициентом и субъективной оценкой

    Еще раз подчеркнем, что в научной работе это была симуляция — разные виды передаточных характеристик синтезировались и накладывались на музыкальный сигнал. Выводы работы: наиболее неприятно на слух отклонение характеристики от прямой линии в районе 0-0,5. А вот что делается с сигналом в пиках, человек практически не слышит. Этим легко и просто объясняется, что устройство с КГ=10% может играть чище, чем устройство с КГ=0,1%. А может быть, наоборот. Не стоит кричать: «Наука ничего не может!» Обычно так кричит тот, кто сложнее таблицы умножения в жизни ничего не видел. Но ведь таблица умножения — это наука примерно древнего мира, а совсем не сегодняшних дней.

    Распределение гармоник в плохом случае таково: нечетные преобладают над четными. Но отсутствие информации о ФЧХ не дает возможности восстановить передаточную характеристику по амплитудам гармоник. Поэтому ориентироваться только на спектр АЧХ и распределение гармоник мы также не можем! Правильнее было бы измерить саму исходную характеристику.

    Этой работой мы и занялись. Есть как минимум три интересных способа построения передаточной характеристики. Мы испробовали два из них, используя синусоидальный сигнал меняющейся амплитуды. Ничего похожего на теоретические рисунки мы — увы и ах! — не получили. Отклонения от исходной формы сигнала очень небольшие, едва различимые. Если убрать шумы и построить интерполяцию, то записанный сигнал в сравнении с исходным выглядит вот так:


    Графики временной области с намеренным смещением по времени:
    черным — исходный сигнал, красным — Oppo PM-3, зеленым — Beats Pro
    (для оценки важно лишь отклонение кривизны формы сигнала)

    Выводы из наших измерений:

    • Передаточная характеристика наушников — разная при разных тестовых частотах. Об этом же говорит разное распределение гармоник в разных участках спектра. То есть в реальности ситуация более сложная, чем при математическом моделировании.
    • Результаты тестируемых наушников наиболее разошлись в области СЧ, тогда как на НЧ и ВЧ характеристики похожи.
    • Запись наушников с микрофона очень сильно зашумлена. Сигнал/шум микрофона — в лучшем случае 60 дБ. Вопрос о правильном шумоподавлении, о выравнивании асимметрии верхней и нижней полуволн сигнала остается открытым. Любое вмешательство в сигнал сильно влияет на результат.
    • Высококачественные наушники не имеют таких сильных искажений, какие показаны на рисунках при симуляции. До 10% или даже до 50% гармоник дело никогда не доходит. Максимум имеется в области НЧ, где возможности слуха ограничены, то есть на слух проблем вообще не слышно. Это сильно затрудняет анализ.

    Отклонение графика характеристики для наушников Oppo PM-3 составило 0,076, для наушников Beats Pro — 0,086. Победа наушников Oppo.

    По коэффициенту гармоник также лучше Oppo PM-3, но разница не впечатляющая: 3,9% против 4,9%. Слишком высокий вклад у четной гармоники не дает увидеть нелинейность от нечетной. График спектра, впрочем, хорошо убирает шумы и проявляет отличия между наушниками. Заметьте, что мы показываем спектр задолго до максимальных значений. Информация в самых пиках сигнала нас не интересует, человек такие искажения не слышит, а в правильно отмастеренных фонограммах максимальные значения встречаются нечасто.


    Спектр; зеленым — Oppo PM-3, красным и синим — Beats Pro

    Итак, наши дополнительные исследования показали, что мы все еще в начале пути изучения природы и слышимости искажений. Никакой полноценной замены субъективной оценке измерениями в ближайшее время не предвидится. Атаку, стереопанораму и хвосты реверберации нельзя измерить вольтметром и взвесить на весах. Но все не так плохо. Случаи существенной разницы все же выявляются измерениями.

    Измерения АЧХ

    При измерениях использовался программно-аппаратный комплекс RightMark Audio Analyzer Pro нашей разработки и измерительный стенд Brüel & Kjær 4153 — Artificial Ear/Ear Simulator (IEC 60318-1), сделанный в Дании, стоимостью около 5000 евро. Измерения АЧХ приводятся в качестве справочных — не стоит по ним угадывать звучание модели наушников! На АЧХ виден лишь диапазон частот и основные тенденции. Подъем АЧХ на НЧ у закрытых наушников сильно зависит от силы прижима чашки. Мы измеряем с одинаковым стандартным усилием прижима.


    График АЧХ наушников Oppo PM-3

    График АЧХ наушников Beats Pro

    Совмещенный график АЧХ наушников

    Звучание

    Качество звучания Oppo PM-3 превосходит Beats Pro по всем параметрами. В первую очередь у Beats Pro не прослушиваются средние частоты. Баса слишком уж много, таких басовитых наушников мы еще не слышали. В очередной раз мы просим не драматизировать плохую АЧХ. И в этот раз мы исправили основные недостатки Beats Pro эквалайзером. Звук стал существенно лучше, но в детальности и в проработке Beats Pro даже с ровной АЧХ все равно уступили Oppo. Разница просто наголову. На наш взгляд, Beats Pro не дотягивает по звуку даже до относительно недорогой модели Audio-technica M50x. Единственный плюс Beats Pro, который мы нашли, состоит в том, что наушники орут в несколько раз громче доброго десятка моделей, что были у нас под рукой. То есть проблем согласования с iPhone у пользователя не будет, и громкость едва ли придется выворачивать на 50%.

    К Oppo PM-3 есть нарекания, но это претензии совсем другого уровня — скорее, из области пожеланий, в смысле того, что еще есть куда развиваться в сторону Hi-End-моделей большей цены. При взгляде на Oppo PM-3 в первую очередь обращаешь внимание на их закрытую конструкцию — в сравнении с PM-1 и PM-2. Это проявляется в небольшом акцентировании на басах. Высоких частот скорее недостаток. Субъективно их хочется добавить, чтобы довести звук этих изодинамических ушей до Hi-End-моделей Audeze, и тут на помощь приходит эквалайзер. А из хорошего — очень натуральный и комфортный звук. Очень сильная сторона наушников Oppo — именно комфортное, неутомляющее звучание. Наушники являются универсальными. Они не требуют специального мощного наушникового усилителя класса Hi-End, поэтому способны работать с большинством аппаратуры.

    Выводы

    Качество звучания Oppo PM-3 намного более полноценное и находится ближе к эталонному, чем у Beats Pro. В очередной раз смело рекомендуем эквалайзер для разумного сглаживания недостатков любых наушников. Жаль лишь, что этим инструментом исправляется только малая часть проблем.

    Наушники Beats можно порекомендовать к покупке нетребовательным обладателям мобильных устройств. Если вам понравится их звучание, вы сможете позлорадствовать над поисками идеального звука теми, кто вашего мнения не разделяет. Наушники Oppo, как и всю аппаратуру этого производителя, можно порекомендовать для высококачественного стационарного и мобильного прослушивания.

    Дополнительно

    ВИКТОРИНА TT

    Материнские платы какого форм-фактора можно устанавливать в корпус Thermaltake Versa C22 RGB Snow Edition?

    Нашли ошибку на сайте? Выделите текст и нажмите Shift+Enter

    Код для блога бета

    Выделите HTML-код в поле, скопируйте его в буфер и вставьте в свой блог.