Inleiding Al geruime tijd had ik het vermoeden dat met de introductie van de cd en de daarop volgende technologische verbeteringen van converters en bijbehorende elektronica schakelingen het steeds moeilijker werd om met het eigen gehoor de luidheid van het signaal vast te stellen. Met luidsprekers valt dit nog wel mee omdat een zeer luid signaal op nog wel andere manieren op luidheid is in te schatten. Bij gebruik van een hoofdtelefoon vallen die methoden weg. U voelt bijvoorbeeld geen bassen meer, of u hoort uw glaswerk niet meer rammelen enz. Tel daarbij op dat de hedendaagse hoofdtelefoon, zeker de modellen van gerenommeerde merken die een zekere kwaliteitsstandaard hebben hoog te houden, een zeer luid signaal kunnen geven met nagenoeg geen hoorbare vervorming. Als daarbij dan nog gebruik wordt gemaakt van een zeer hoogwaardige keten van audioapparatuur dan is het risico zeer groot dat u de hoofdtelefoon ongemerkt te luid heeft staan. Het vervolg, zeker bij langdurig luisteren, is gehoorschade. Alleen dat merkt u pas op een moment dat het al veel te laat is, herstellen is vaak dan niet meer mogelijk. Een oplossing? Op het headwize forum heb ik al geruime tijd geleden gevraagd of er schakelingen bestonden die actief de luidheid van een signaal konden meten gedurende het luisteren via de hoofdtelefoon. Dus een schakeling die de "sound pressure level" op de oren meet! Daar is min of meer het verzoek uit gekomen of ik niet zoiets zou kunnen ontwikkelen! Ik ben toen aan de slag gegaan en al snel bleek dit niet een eenvoudig knutsel project te zijn. Hoofdtelefoons hebben allemaal geen standaard of een eigen standaard, maar net hoe u dat uitlegt. De hedendaagse hoofdtelefoon handleiding of bijlage heeft voor technisch onderlegde mensen wel een tabel met waarden die iets vertellen over efficiency of maximale belasting, al dan niet uitgedrukt in decibel. Deze tabellen vertellen niet of dat betekend dat de volume potmeter een kwart open kan of voor de helft en hoe luid het dan klinkt. Deze relatie is rekentechnisch wel te maken, maar het is natuurlijk ook wel aardig om daarna te kunnen meten of dat inderdaad klopt. Een rondje internet bracht mij niet veel verder of het werd erg begrotelijk voor de amateur. Een andere weg moest worden bewandeld. Het vervolg van deze beschrijving is gebaseerd op wat een amateur nog relatief makkelijk kan verkrijgen in Nederland. Meettechnisch is dus ook uitgegaan van amateur standaarden, of met andere woorden een professional zal zijn neus (misschien) ervoor ophalen en het wellicht afdoen als niet serieus genoeg, te grote toleranties enz. Professioneel meetinstrumentarium kan natuurlijk, maar er hangt (helaas) ook een prijskaartje aan. Mijn uitgangspunt was eenvoudig, nabouwbaar en als het niks wordt niet al te veel geld in de sloot gegooid. Een eerste verkenning In mijn bibliotheek over geluid heb ik de nodige standaard werken staan. In alle hoofdstukken over meten staat zonder uitzondering de decibelmeter van Realistic, sound level meter cat.no 33-2050, in het rijtje als betrouwbaar en goedkoop meetinstrument met zeer goede resultaten die maar nauwelijks onderdoen voor veel duurdere meters. Mits met verstand gebruikt zijn de daarbij verkregen meetwaarden goed bruikbaar. Een dergelijke meter heb ik in mijn bezit. Pionierend met de meter en een hoofdtelefoonschelp gaf al snel aan dat afstand en het "vrije veld" meten er erg veel toe doet over de juistheid van de aflezing. Het is niet een meting die representatief is voor de praktijk omdat een hoofdtelefoon een eigen akoestische ruimte maakt tussen de/het schelp/oorkussen en het oor met een eigen wetgeving en rekenmethoden. Je eigen hoofd gebruiken heeft twee grote bezwaren, namelijk de bijna onmogelijkheid tot het meten of het aflezen van meetwaarden en het risico je eigen oren gedurende het testen te beschadigen. Er moest dus wat anders komen. Kunsthoofd van tempex Ik ben toen op zoek gegaan naar een kunsthoofd van tempex. Deze zijn verkrijgbaar in meerdere uitvoeringen. Vroeger heb ik een model gehad met een groot gat onderin voor montage op een pen o.i.d. Alleen dit model had ik weggegooid omdat het niet geschikt bleek voor het doel als permanente hoofdtelefoon drager, de hoofdtelefoon draagband gaat dan namelijk stuk! Mijn nieuw model kunsthoofd is geheel massief en heeft een "torso". Dit model is bij uitstek geschikt en te koop bij zogenaamde "hobby" zaken waar verf, teken- en knutsel materialen worden verkocht. Onder de kin is nog genoeg ruimte over voor het aanbrengen van instrumentarium. Een geschikte geluidsniveaumeter De Realistic (Tandy / Radio Shack) sound level meter (cat.no 33-2050) draaide ik rond en rond, bekeek hem van alle kanten. Ik voelde een zekere tegenzin om het instrument te slopen. De kop met de meetmicrofoon is erg groot en niet makkelijk demonteerbaar. Als ik de Realistic zou "misbruiken" had ik geen losse geluidsniveaumeter meer. Ik ben toen op zoek gegaan naar een vervanger. En deze heb ik gevonden in de analoge geluidsniveaumeter van Velleman met bestelnummer (type) AVM2050 (type aanduiding 2050 is wel erg toevallig!). Dit instrument, te koop bij elektronica onderdelen speciaalzaken, is bijna als twee druppels water met die van Realistic. De meter is ook analoog, heeft een grote draaischakelaar met hetzelfde bereik. Heeft ook schakelaars voor A- en C-weging en voor snelle of gedempte reactie. Het calibratiegaatje zit op dezelfde plaats, de output connector zit op dezelfde plaats. Het enige verschil is de kop met de meetmicrofoon, deze heeft een andere kleur en is eenvoudiger geconstrueerd en gemonteerd aan de rest van de behuizing. Het deksel van het batterijvak is anders geconstrueerd, die van de Realistic meter vind ik handiger, maar dat is een gebruiksdetail. Verder op wat naambordjes en fabricagetechnieken na is de meter identiek. Fabricagetechnieken?, de opschriften op de kast van de Realistic meter zijn in het plastic meegegoten, de letters liggen er dus voelbaar bovenop. Bij de Velleman uitvoering zijn de opschriften er op gedrukt, de kast voelt dus glad aan. De Realistic vind ik daarom beter geschikt voor het veldwerk. De meters zijn ook in meting identiek! Hier en daar een dB meer of minder, maar dat zijn de afregel- en component toleranties. Voor mijn doel was deze meter dan ook zeer geschikt. De constructie Nu heb ik een tempex hoofd en een losse meter, dat maakt nog geen hoofdtelefoon geluidsniveaumeter. De meter, nieuw uit het doosje, heb ik gedemonteerd. Daarbij bleek dat de gele kop en de meetmicrofoon eenvoudig waren te demonteren. De gele kop is een houder voor de microfoon en deze heb ik in het tempex hoofd gemonteerd, de linkerkant is een toevalligheid. Vervolgens heb ik de torso en de hals aangepast en vlak gemaakt voor de meter. Vanuit de hals en vanuit het oor heb ik gaten naar binnen geboord. De twee gaten komen ergens in het hoofd samen. Het gat in het oor is met een zeer scherp mes zo aangepast dat de microfoon er met enige schokdemping klemvast in gezet kan worden. Er is dus niets vastgelijmd. Het gat is daarna verder aangepast om de gele kop er klemvast in te kunnen drukken. In de meter heb ik op de plaats van de microfoon twee steekpennen gesoldeerd. Uit de voorraad oude computeronderdelen heb ik een printsteker "geleend" die goed past op de steekpennen. Vervolgens een afgeschermd draadje getrokken door de gaten en aan de ene zijde de microfoon gemonteerd en aan de andere zijde de printsteker. Na montage van de microfoon kan de gele beschermkap teruggeplaatst en met verpakkingsmateriaal vastgedrukt worden. De printsteker wordt gemonteerd op de meter en de meter wordt met twee stukjes klittenbandsluiting op zijn plaats gehouden. Het geheel is zo stevig dat het hoofd aan de meter kan worden opgepakt. De hoofdtelefoon geluidsniveaumeter in gebruik Het wordt spannend! Zal het geheel werken en precies dat doen wat ik er van had verwacht? Ik heb met veel programma- en meetsignaal materiaal (men spreekt tegenwoordig over software) vergelijkingsmetingen gemaakt met de Realistic meter en de aangepaste Velleman meter. De uitkomsten waren identiek met een maximale afwijking van ongeveer 1 á 2 dB, dynamisch soms wat moeilijk inschatbaar op de meterschaaltjes. Dit is een zeer aanvaardbare afwijking voor amateur-gebruik. Het is altijd beter om op 90dBspl gemeten waarde te luisteren, dat in werkelijkheid 92dBspl is, dan met helemaal niets op 110dBspl langzaam doof te worden. De praktijk is verder dat bij mij de volumeregeling een behoorlijk stuk is teruggedraaid. Ik bleek gemiddeld op 100dBspl te luisteren met pieken tot over de 110dBspl. Nu is het volume zo ingesteld dat de meter gemiddeld op maximaal 90dBspl uitslaat met een incidentele piek tot einde schaal van +6dB. Verrassend daarbij is dat je na een paar weken met het meeste materiaal geen erg meer hebt dat het niveau behoorlijk lager is. Bij enkele cd's draai ik het volume nog wel eens wat verder op tot ongeveer 96dBspl met incidentele pieken tot maximaal net over de 100dBspl. Dit kan zonder schade, mits het een korte periode betreft. Ik gebruik meerdere merken en typen hoofdtelefoons. Daartussen zit ook een bijna 30 jaar! oude Yamaha HP-1 orthodynamische hoofdtelefoon. De hoofdtelefoon is in vergelijking met bijvoorbeeld de Sennheisers HD580 of HD600 helemaal niet zo veel minder of zelfs beter. Ik vond het dus ondanks de leeftijd zonde om deze hoofdtelefoon weg te doen en heb besloten tot restauratie. Echter technische gegevens waren ongeveer 30 jaar terug nog niet zo belangrijk. Veel meer dan de impedantie van 150 Ohm heb ik niet kunnen vinden. Gevoeligheid en maximale belasting zijn mij niet (meer) bekend. Hoe te meten? Ik heb in mijn bibliotheek ook het boek "Checkpoint Audio, Professional Audio Test Reference" van Eelco Grimm. Een prachtig bruikbaar boek met twee cd's. Op cd1 staat op track 2 een referentieruis welke voor het K-System met referentie "K-20" afgeluisterd moet worden op 85dB(spl). Het bijzondere van deze referentieruis is dat deze met opzet zo is gekozen dat de resultaten tussen de Realistic 33-2050 en een professionele meter zoals B&K 2236 overeenkomen. Een nauwkeurige meting is dus met behulp van deze cd mogelijk. De hoofdtelefoon geluidsniveaumeter komt nu in beeld. De meter wordt nu ingesteld op 80dB(spl), de C-weging en "slow response" worden ingesteld. Als referentie gebruik ik de HD580 van Sennheiser. Deze hoofdtelefoon heeft een gevoeligheid van 1mW 97dBspl. Het volume van de versterker wordt nu zo ingesteld dat deze referentieruis een aflezing geeft van 85dB op de hoofdtelefoon geluidsniveaumeter. Dat gaat als volgt. Door de draaischakelaar instelling van 80(dB) komt het 0dB punt van de meter overeen met precies 80dB(spl). De schaalwaarde loopt echter door tot +6dB met voor elke waarde een schaalstreepje. De meternaald moet dus ongeveer blijven staan op het schaalstreepje +5dB voor een waarde van 85dB(spl). De Sennheiser wordt nu ontkoppeld van de versterker zonder de instellingen van de meter of de versterker te wijzigen. De Yamaha HP-1 wordt nu aangesloten en bij gelijke instellingen wordt het niveau gemeten. Deze komt uit op -2dB, dus de waarde is dan 80dB-2dB=78dB. En 85dB-78dB=7dB. De Yamaha HP-1 is dus ongeveer 7dB ongevoeliger. De HD580 heeft een gevoeligheid van 1mW 97dBspl. Dus 97dB-7dB=90dB. Er kan dus gesteld worden dat de Yamaha HP-1 een gevoeligheid heeft van ongeveer 1mW 90dBspl. Het maximum ligt doorgaans 20 á 25 dB hoger zodat het maximum niveau uitkomt op ongeveer 110 á 115dBspl. En dat is knetterhard!