We help ideas meet the real world DELTA Acoustics & Vibration Technical Audiological Laboratory -TAL MP3-afspilleres Lydstyrke Kan man få høreskader af bærbare musikafspillere? September 2005 DELTA Dansk Elektronik, Lys & Akustik Teknisk-Audiologisk Laboratorium Bygning 3, 3.sal Sdr. Boulevard 29 5000 Odense C Danmark Tlf. (+45) 66 14 14 50 Fax (+45) 65 91 33 75 www.delta.dk CVR nr. 12275110 Uddrag af denne rapport må kun gengives med DELTA s skriftlige tilladelse.
Titel Kan man få høreskader af bærbare musikafspillere? Journal nr. Projekt nr. Vores ref. Udgivelsesdato: AVO 09/05 A900167-07 CD/SLJ/LTT/cd Klient: Børn og Unge, Ringkøbing amt Klient ref. Birgitte Franck Resume: DELTA Carsten Daugaard M.Sc. E. E. DELTA page 2 of 10.
Indhold Indhold.3 Indledning... 4 Hvornår er det for højt?... 4 Hvad er MP3?... 5 Testen.6 Resultater... 7 Konklusion på testen:... 8 DELTA Side 3 af 10.
Indledning Formålet med denne rapport er at måle på lydtrykket fra typiske MP3 afspillere, for på den baggrund at vurdere, om der er fare for at brugen af MP3 afspillere kan give brugerne høreproblemer på længere sigt. Problemet med høreskader og transportable musik-maskiner er langt fra nyt. Tilbage i 80 erne, hvor walkman'en for alvor holdt sit indtog i danske hjem, var der megen snak om lydniveauerne som disse spillede med. Senere da Discman'en blev den foretrukne mobile musikkilde, var temaet oppe og runde igen, og nu hvor MP3 afspillerne er blevet populære, er det dem der er i fokus som støjsyndere. Hvornår er det for højt? Overvejelser omkring høj musik og høretab er ikke nogen ny problemstilling. Der findes for eksempel flere teorier om hvorvidt musik skulle give større eller mindre skade end andre typer af lyd/støj. Sikkert er det dog, at de traditionelle støjeksponerings betragtninger, som ligger til grund for arbejdstilsynets krav i industrien, ikke afslører nogen problemer i brugen af MP3 afspillere. Arbejdstilsynets retningslinier stiller krav om høreværn ved en støjeksponering på 80-85 db L(A)eq. Det betyder at støjen i rummet (Avægtet efter menneskets gene-opfattelse) midlet over en periode typisk en arbejdsdag - skal være over 80-85 db. Da musik normalt er rimeligt dynamisk, skal der et niveau noget over de 85 db til for at nå denne grænse, også selvom man kun medregner den periode, hvor man benytter MP3 afspilleren. Dertil kommer, at de lydtryk, som måles på hovedtelefoner, er lydtryk ved øregangen eller ved trommehinden, og disse kan ikke sammenlignes med niveauer for selve rummet uden en korrektion af værdierne. Så hvad er højt? Det er som det forhåbentlig fremgår, svært at sige generelt, men retningslinier fra arbejdstilsynet omkring folk der arbejder med headsets til telefoner siger, at op til 110-115 db i kortere perioder er acceptabelt, så først omkring dette niveau er der anledning til bekymring for deciderede høreskader. Når alt dette er sagt, kan det bestemt ikke udelukkes, at også lydtryk lavere end de nævnte kan forårsage gene og måske skader på længere sigt. Problemet opstår der, hvor højttalerne flyttes fra rummet og op til ørene, idet der så skal noget mindre energi til at frembringe kraftige lydtryk der potentielt er skadelige. Udgangseffekten fra selve afspilleren, i kombination med hovedtelefonerne, er primært afgørende for, hvor højt der kan spilles, men selve lydmaterialet og hvordan det er "indspillet", er også en parameter. Den foretrukne type hovedtelefoner i dag er en lille hovedtelefon, der kan hænge i "øreskålen", Concha, dækkende indgangen til øregangen. Der findes dog hovedtelefoner i størrelser fra dem, som dækker hele øret (circumaurale) over dem som sider på øret (superaurale), og helt ned til små propper, som sidder helt inde i øregangen. DELTA Side 4 af 10.
På tværs af størrelsen kan man opdele hovedtelefoner i to typer, nemlig åbne hovedtelefoner som let tillader lyd fra omgivelserne at nå lytterens ører, og de lukkede typer som forsøger at lukke eventuel støj fra omgivelserne ude. Hovedtelefonens evne til at lukke støj ude er ikke en uvæsentlig faktor for oplevelsen af musikken, når man færdes med transportabelt musikudstyr. Bevæger man sig i støjende omgivelser vil åbne hovedtelefoner tillade støjen at blande sig med musikken og er støjen i omgivelserne tilstrækkelig høj, er det oplagt at skrue højere op for musikken for dermed bedre at kunne høre denne. Bruger man derimod de lukkede typer får man mere effektivt lukket baggrundsstøj ude, men selvfølgelig også fx advarselssignaler hvis man færdes i trafikken. Dertil kommer, at nogen finder den varme, som opstår bag de tætsluttende hovedtelefoner, ubehagelig. Man bør desuden være opmærksom på at nogle åbne typer hovedtelefoner afgiver meget musik til omgivelserne, og hørt udefra kan det dermed godt lyde som om der spilles meget højt i et par hovedtelefoner uden at lydtrykket i øregangen er alarmerende højt. Endelig skal det nævnes at især lydtrykket fra de små i-øret- hovedtelefoner kan variere betragteligt alt efter hvor tæt hovedtelefonen kobler til øregangen. Med andre ord, trykkes hovedtelefonen tæt til øret, stiger lydtrykket betydeligt. Hvad er MP3? MP3 er en standard for hvordan musikdata kan gemmes på en computer. I stedet for at gemme den fulde informationsmængde om musikken, tager man hensyn til ørets opfattelse af lyden og fjerner på den måde information som alligevel ikke er (meget) hørbar. Samtidig laver man en mere matematisk komprimering af data, og tilsammen betyder det at man kan have mange timers musik på meget lille plads. Således kan man lave en stor musiksamling på sin PC, og efterfølgende overføre en stor del af den til sin MP3 afspiller. Set i forhold til det maksimale lydniveau der til sidst ender ved trommehinden, er det ikke uvæsentligt hvordan lyden kommer ned i MP3 filen. Det væsentlige i denne sammenhæng er optage niveauet om man vil. Ganske som i gamle dage med spoleog kasette båndoptagere så vil MP3 filen have informationer om lydens relative styrke. Man kan altså sagtens have 2 MP3 filer som afspilles med vidt forskellig styrke. Der vil dog altid være det kraftigste, men uforvrængede, output fra filen som kaldes fuld udstyring. Ved afspilning på en given MP3 afspiller findes som på de fleste andre musikafspillere normalt muligheder for at ændre på niveau og frekvensvægtning af den indspillede lyd. Mest oplagt er naturligvis lydstyrke kontrol og tonekontrol/equalizer, men der findes andre med lignende funktioner som fx bass boost, loudness super bass mv., som kan have indvirkning på det maksimale lydniveau. DELTA Side 5 af 10.
Testen: For at undersøge hvor grelt det står til med lydtrykket fra MP3 afspillere, har vi testet 4 af slagsen. Den parameter vi fokuserer på er naturligvis hvor kraftigt et lydtryk der kan opnås med denne afspiller og et udvalg af hovedtelefoner. Til at simulere øret har vi valgt at benytte en såkaldt IEC 318 kobler, også kaldet et kunstigt øre. Denne kobler består af en række hulrum og i bunden en mikrofon. Der kan argumenteres for mange forskellige koblere, hvoraf IEC 318 blot er en af dem. Ingen af koblerne giver helt nøjagtige resultater for lydtrykket i dit øre, og som nævnt tidligere, findes der heller ikke eksakte tal for hvornår lydtryk i øregangen er direkte skadelige. Testen tjener derfor udelukkende som et finger peg om hvor kraftigt de små musikmaskiner kan spille med forskellige hovedtelefoner for at se om der overhovedet er grund til bekymring, og for at undersøge om større og bedre kvalitet af hovedtelefoner er værd at anbefale. Man bør ved tolkning af resultaterne være opmærksom på at de små i-øret-hovedtelefoner typisk ikke slutter så tæt til øret som det er tilfældet i denne test. De reelle lydtryk i øregangen hos de fleste brugere er derfor sandsynligvis lavere end de her målte. Det er som nævnt ikke ligegyldigt hvilken lyd der måles på. Musikken kan være indspillet med forskellige niveauer, og måles der Leq værdier er dynamikområdet af musikken afgørende for resultatet. Derfor har vi valgt at måle på et tonesweep optaget ved maksimal udstyring. Derved får vi et udtryk for det maksimale lydtryk som MP3- afspilleren kan levere med de givne hovedtelefoner som funktion af frekvensen. Der måles ikke på frekvenser over 13 khz(10khz for de 2 Cd-afspillere), Selvom menneskets hørelse når op omkring de 20 khz. Ørets følsomhed er højest ved 1-3 KHz, og opmærksomheden er derfor rette især på dette område. Som supplement til tone sweep et blev der desuden målt på en ren tone for at se hvordan afspilleren klarer opgaven med at afspille de kraftige lydtryk, - om den bliver så forpustet at den forvrænger signalet. For at undersøge om outputniveauerne er ændret til det kraftigere med fremkomsten af MP3 afspillerne, er der desuden testet på 2 transportable CD afspillere (Discman). Da de testede afspillere kun udgør en forsvindende del af hele markedet ønsker vi ikke at fremhæve eller hænge en enkelt producent ud. Der for vil MP3 afspillerne blive benævnt A-D og de to CD-afspillere DM1 og DM2. Det bør desuden, inden resultaterne præsenteres, fremhæves at det at en afspiller er i stand til at levere et kraftigt lydtryk med lav forvrængning kan ses som en kvalitet ved afspilleren, og kun som et problem såfremt brugeren af denne afspiller konstant lytter til musikken på fuld styrke. De testede MP3 afspillere benævnes henholdsvis A, B, C, D. Den førstnævnte er så absolut en af markedets billigere, og gør sig specielt bemærket ved at anvende et mindre stik til hovedtelefoner end det normale 3,5 mm jackstik. Det betyder at man ikke umiddelbart kan skifte hovedtelefoner til denne afspiller, og vi har derfor valgt at lade den indgå i testen kun med sine egne hovedtelefoner. B afspilleren til omkring 800 kr. er vel prismæssigt placeret i den høje ende af den billige del af markedet. Den har flere funktioner end A, bl.a. en equalizer. Da opgaven i denne test er at forfølge det kraftigst mulige output er denne equalizer sat til maksimalt output i alle bånd under testen. Den tredie afspiller er en af de mest populære MP3 afspillere, som prismæssigt er i en helt DELTA Side 6 af 10.
anden kategori. Afspiller C er på et højere niveau hvad angår pris, kvalitet og ydelse. Også denne er justeret til maksimalt output. D er den mindste af de 4 testede afspillere. Denne afspiller får opladet sit batteri via sin USB port, og det er derfor begrænset hvor megen kraft der er til at trække store hovedtelefoner. I testen blev det opgivet at måle på afspiller D med de circumaurale Denon hovedtelefoner, netop fordi de ikke kunne trækkes af afspilleren. Resultater De to testsignaler, samt et par musikstykker blev lagt ned på de 4 MP3 afspillere. Et subjektivt lytteindtryk fra alle fire afspillere gav en fornemmelse af at de kunne spille højt nok til at man ret hurtigt fandt det ubehageligt at lytte på. Ved maksimalt output var lyden på alle afspillere hørbart forvrænget. Da testen under alle omstændigheder kun må ses som en orienterende måling af niveauerne, blev ikke alle kombinationsmuligheder afprøvet. På figur 1 ses afspiller B med en række hovedtelefoner sammen med A afspilleren med sin standard hovedtelefon. Menneskets hørelse er mest følsom i området fra ca. 1000 Hz til ca 3000 Hz. Hvis vi koncentrer os om det område ser vi en forskel på 12-14 db mellem de forskellige hovedtelefoner. En hovedtelefon spiller kraftigere end de andre. Det er Denon hovedtelefonen som er den superaurale og dermed største og mest støjdæmpende af hovedtelefonerne. De andre hovedtelefoner (og de to MP3 afspillere) ligger alle inden for ca. 7 db og indikerer dermed at forskellige hovedtelefoner ikke giver den store forskel i det maksimale output niveau. Bortset fra Denon hovedtelefonen ligger de maksimale outputniveauer på op til ca. 115 db hvilket er højt men ikke ekstremt højt. På figur 4 ses tilsvarende outputniveauer fra en Discman. Det ses at for de 2 i øret hovedtelefoner er lydtrykket en anelse højere end ved MP3 afspillerne mens den supraaurale hovedtelefon her har et noget lavere lydtryk. Det må altså konstateres at det generelle lydtryk fra MP3 afspillere ikke umiddelbart er højere end for discmen. Det bør bemærkes at sweepet der blev anvendt ved målingen på Discman en kun gik til 10 khz, hvilket forklare den stejle afrulning i diskanten i forhold til de andre sweeps. På figur 2 ses kurverne målt på MP3 afspiller C. Det ses at outputniveauet er højere end ved de andre målinger. De to i øret telefoner er oppe på næsten 135 db, mens den to lidt større hovedtelefoner i det mest følsomme område holder sig ca. 10 db under dog har Denon hovedtelefonen en peak på 130 omkring 4500 Hz. Figur 3 viser den sidste af MP3 afspillerne. Også den har et potentielt output på 130 db i ørets mest følsomme område. Figur 5 viser at også en Discman kan levere kraftige lydtryk omkring de 123-125 db i øret. Alle kombinationer af afspillere og hovedtelefoner viste betydelig forvrængning ved de målte niveauer, så aflytningen alene af den grund ville være ubehagelig.. DELTA Side 7 af 10.
Konklusion på testen: Alle de målte afspillere kan afgive et ganske højt lydtryk. Et par af dem et særdeles højt lydtryk. Det er som allerede nævnt meget svært at sige noget om hvorvidt dette lydtryk er direkte skadeligt for hørelsen. Der er dog god grund til at tro at intensiv og langvarig musiklytning ved disse niveauer vil have en skadelig effekt på hørelsen. Der er nogen forskel på niveauet fra forskellige hovedtelefoner, men set i relation til det totale lydtryk ikke noget der animerer til at være påpasselig med valget af hovedtelefon af den årsag. En årsag til at vælge større, lukkede hovedtelefoner kunne være deres evne til at lukke baggrundsstøj ude, således at man ikke presser lydniveauet opad for at kunne nyde musikken på trods af støjen i f.eks. et S-tog. Ikke alle afspillere kan dog bruge alle former for hovedtelefoner. Problemet med kraftig musik fra hovedtelefoner er ikke opstået med MP3 afspilleren. Også de testede Discmen kan levere ret kraftige lydtryk, men man skal hele tiden holde for øje at brugen af mobile musikafspillere er ikke et problem så længe at niveauet og anvendelsestiden er på et rimeligt niveau. Det skal her fremdrages at i denne test er flere niveaubegrænsende kontroller slået fra for at finde det maksimale lydtryk. Der er således på flere af afspillerne en mulighed for at aktivere en begrænser som sandsynligvis kan forhindre at brugeren udsættes for de kraftigste af disse lydtryk DELTA Side 8 af 10.
DELTA Side 9 af 10.
DELTA Side 10 af 10.