Eindexamenproject; Menselijk Gehoorspectrum

[milouny]

Wut?
Samen met twee andere mensen (waaronder 5731N van GoT) zit ik in de 6e klas van het vwo en als eindexamenwerkstuk doen we een onderzoek naar het frequentiesprectrum van het menselijke gehoor. Als je een toon van 1000Hz afspeelt op 30dB hoor je die bijvoorbeeld harder dan een toon van 2000Hz op 30dB. We willen voor een aantal frequenties meten vanaf welk geluidsniveau er een toon gehoord kan worden.

Hoe?
Daarvoor heeft Delphi32 van GoT een mooi programmaatje geschreven "I love dB-meters" (bedankt!), waarmee we zelf wavjes kunnen kiezen en afspelen op een te kiezen geluidssterkte. Als de toon gehoord wordt door de proefpersoon koppelt het programmaatje de huidige geluiddsterkte aan die frequentie. Op die manier is het de bedoeling dat we een grafiek kunnen maken van frequenties en de bijbehorende minimumsterkte van het geluid.

Hardware
computer met standaarspul; Athlon 900@1000MHz
Soundblaster Live! Platinum 5.1
Sennheiser HD-580 Precision (open headphone; Een dichte headphone was waarschijnlijk beter geweest voor dit onderzoek, maar we hebben geen dichte headphone die het haalt bij de kwaliteit van deze Sennheiser, die we wél hebben.)

Ik zit nog met een paar punten waarbij jullie misschien nuttige suggesties hebben.

Knelpunten
Stilte
-Loeiende computer moet eigenlijk weg. Dat zou betekenen dat we door verlengkabels computer in een kast zouden moeten zetten en muis, keyboard en monitor bij proefpersoon moeten hebben. Een andere mogelijkheid is de proefpersoon te isoleren en die signalen te laten geven wanneer hij een toon hoort, maar dat is misschien ingewikkeld want dan is de afstand tussen de proefpersoon en de tester wat groot.

-Ander omgevingsgeluid moet eigenlijk ook weg, maar ik denk niet dat we daar heel veel aan kunnen doen, behalve een stille ruimte zoeken...

-Misschien is de open headphone dicht te plakken, maar ik denk dat dat ten koste gaat van de geluidskwaliteit he?

Geluid
-Een mens hoort tonen vanaf (plat gezegd) 0dB, er bestaan dus ook tonen van -10dB maar die zijn zo zacht dat wij ze niet horen. Omdat we dus met verschillende frequenties werken zal het er waarschijlijk op neerkomen dat we meetresultaten krijgen die schommelen rond de 0Hz. De uitput van de computer is gewoon een percentage van de geluidssterkte van onze wav-files, dus we moeten de output in deciBell meten met een dB-meter. Ik denk niet dat we zo'n gevoelige dB-meter kunnen regelen; dan moeten we het gewoon bij het percentage houden, dan hebben we in ieder geval verhoudingen.
Maar is het wel goed mogelijk om een headphone als Sennheiser 580 met SB-Live! 5.1 tonen van -1dB en 1dB te laten produceren, of begint het systeem gewoon pas bij bijvoorbeeld 10dB?

Tips & Adviezen
Hebben jullie antwoorden op bovenstaande vragen en/of andere adviezen voor het doen van deze metingen?
Bij voorbaat dank!

[djazete]

dat over die db's en de dynamiek, hangt nogal af van je convertors denk ik, en die van een live! zijn niet echt geweldig..
er is overigens wel genoeg info over dit onderwerp te vinden denk ik, zowieso de gehoorscurve van de gemiddelde mens is al veel onderzocht uiteraard..

zoek eens op pagina's van universiteiten ofzo..daar staan misschien ook wel testopstellingen bij..
suxes!
nb. koptelefoon luistert weer heel anders dan speakers he..

je kunt je afvragen wat je wilt...

[technopeuter]

Ga eens bij een audicien langs. Kun je dezelfde meting soms gratis laten doen...

Ben trouwens wel geinteresseerd in dat progie.
Me vriendin dus.. die doet lo go pe die

[0siris]

Op donderdag 03 januari 2002 19:45 schreef technopeuter het volgende:
Me vriendin dus.. die doet lo go pe die

Da's een moeilijk woord heh!

ff ontopic:
* waarom geen gesloten hoofdtelefoon?
* hoe weet je de EXACTE hoeveelheid geluid die je proefpersonen aanbiedt?
* hoe gaat de test verder? hoeveel proefpersonen / welke statistische berekeningen / wat is de verwachte uitkomst ?

[milouny]

Beetje lange post met al die losse quotes, maar dat is volgens mij het overzichtelijkst.

dat over die db's en de dynamiek, hangt nogal af van je convertors denk ik, en die van een live! zijn niet echt geweldig..

-Ow, ik weet niks van convertors af (eigenlijk zelfs vrij weinig van audio)... Ik moet maar 's meer info zoeken dan.

zoek eens op pagina's van universiteiten ofzo..
(...)
Ga eens bij een audicien langs. Kun je dezelfde meting soms gratis laten doen...

-Ja, goeie tips, zal ik doen. Oorarts was al in gedachten, audicien zien we nog wel

Ben trouwens wel geinteresseerd in dat progie.
Me vriendin dus.. die doet lo go pe die

-Het is niet mijn programma, het is voor mij gemaakt en ik mag het gebruiken. Eigenlijk is het een privé-programaatje. Als je het echt heel graag wilt moet je maar even mailen, maar uiteindelijk heb ik er niks over te zeggen want het is copyright protected door de programmeur he

1. waarom geen gesloten hoofdtelefoon?

-We hebben al een Sennheiser 580, en die is kwalitatief (met het weergeven van de tonen) erg goed. Een gesloten zou inderdaad beter zijn, maar we hebben geen koptelefoon die zo goed is als de 580. Als we een gesloten vinden is dat natuurlijk mooi.

hoe weet je de EXACTE hoeveelheid geluid die je proefpersonen aanbiedt?

-Het programma geeft de sterke van de output weer op een schaal van 1 tot 100. Die sterktes willen we nog ijken met een dB-meter, als we er één kunnen vinden die waarden rond 0dB kan meten.

hoe gaat de test verder? hoeveel proefpersonen

-Aantal proefpersonen is nog onbekend, maar we gaan zo intensief testen dat ik denk dat het er maximaal 4 zullen zijn. Als we een degelijk gehoorspectrum krijgen zijn 2 of 3 mensen al genoeg.

welke statistische berekeningen

-Waarschijnlijk geen, het is een eindexamenproject voor vwo ik ga niet promoveren, dus 2 personen is uitgebreid genoeg snap je

wat is de verwachte uitkomst

-Naja, de hypothese is dat mensen tonen van verschillende frequenties vanaf verschillende geluidsniveaus waarnemen. En ja, dan willen wij dus mooie grafieken maken van het gehoorspectrum. Leuk hoor

edit: typo

[cryforhelp]

Je hebt jezelf flink genaaid met zo'n irritant eindexamen onderwerp.
Maar wat ik niet begrijp is waarom je daar sowieso onderzoek naar mág doen
Ik bedoel, volgens mij staat dat in het natuurkunde boek van iedere 3e klasser. Of is dat de gehoorgrens? in dat geval heb ik mezelf weer ns flink voor lul gezet en biedt ik mijn excuses aan.

[milouny]

Op vrijdag 04 januari 2002 00:03 schreef cryforhelp het volgende:
Je hebt jezelf flink genaaid met zo'n irritant eindexamen onderwerp.
Maar wat ik niet begrijp is waarom je daar sowieso onderzoek naar mág doen
Ik bedoel, volgens mij staat dat in het natuurkunde boek van iedere 3e klasser. Of is dat de gehoorgrens? in dat geval heb ik mezelf weer ns flink voor lul gezet en biedt ik mijn excuses aan.

Tja, genaaid... misschien had ik wel iets simpelers kunnen verzinnen, maar ik vind het wel leuk en dat komt al niet zo vaak voor op school.

Ik ben tot in mijn botten beledigd, of ik daar wel eindexamen naar mag doen!
Eigenlijk is het best ingewikkeld hoor, om het te meten enzo, en dan ook nog mooi verhaaltje erbij schrijven. Dat is de bedoeling, heb ik begrepen. Die 3e-klasser-grafieken zijn inderdaad van gehoordrempel/grens, die bedoel ik eigenlijk. Foutje... dus je staat niet voor lul.
Maar om dat zelf te maken en er ook nog eens een zinnig verhaal bij te schrijven is lastiger dan het als 3e-klasser bekijken hoor

[Jag]

Ik heb iets redelijk vergelijkbaars gedaan om de middelbare school, ik heb de gevoeligheids grafiek van een luidspreker bepaald. Is een stuk makkelijker, maar eigenlijk al veel te moeilijk om zoiets goed uit te voeren. Je loopt gewoon tegen zoveel dingen aan.
Wat jullie van plan zijn is al helemaal lastig. Want hoe ga je in godsnaam bepalen wat de absolute waarde is van hetgeen de proefpersoon hoort. Je kan wel een dB meter bij de koptelefoon gaan houden, maar met een oor wordt het toch anders. Bovendien moet je wel een hele bijzondere spl meter weten te regelen die zulke lage spl's kan registreren. En ook een kamer die echt helemaal geluidsdicht is. Volgens mij kom je met een normale kamer niet onder de 20 dBspl.

Het probleem van dat dat progsel een schaal heeft van 1 tot 100 is niet zo moeilijk op te lossen. Je laat het signaal gewoon via een volumeregelaar lopen met dB schaal voordat het de koptelefoonversterker ingaat. Een goede optie is bijvoorbeeld een willekeurige mixer. Dan ga je uit van fader stand -20 dB, en dan kan je tot +10 dB tot iets van -50 dB uitwijken. En dat is ook wel redelijk af te lezen.

En als laatste zit je ook met het probleem dat een koptelefoon niet lineair zal zijn. Nou is dat denk ik niet echt erg, zo lang je zoiets maar vermeld in het verslag, maar je moet niet denken dat zo'n koptelefoon nog nuttige response geeft bij 20 Hz ofzo, en 20K zal ook wel niet (toch niet hoorbaar waarschijnlijk).

Als je alle problemen weet te overmeesteren ben ik wel benieuwd naar de uitslag iig .

[Anoniem: 7260]

Op vrijdag 04 januari 2002 04:52 schreef Jag het volgende:
Ik heb iets redelijk vergelijkbaars gedaan om de middelbare school, ik heb de gevoeligheids grafiek van een luidspreker bepaald. Is een stuk makkelijker, maar eigenlijk al veel te moeilijk om zoiets goed uit te voeren. Je loopt gewoon tegen zoveel dingen aan.

Dat hebben we gemerkt ja, en cryforhelp, het is wel iets lastiger dan alleen het grafiekje dat in het 3^e klasserboek staat hoor. Het maken van zo'n grafiek is nog knap lastig. Wij zijn ook tegen veel dingen aangelopen die we op het eerste gezicht niet hadden bedacht, maar die het wel lastig maken.

Op vrijdag 04 januari 2002 04:52 schreef Jag ook nog:
Wat jullie van plan zijn is al helemaal lastig. Want hoe ga je in godsnaam bepalen wat de absolute waarde is van hetgeen de proefpersoon hoort. Je kan wel een dB meter bij de koptelefoon gaan houden, maar met een oor wordt het toch anders. Bovendien moet je wel een hele bijzondere spl meter weten te regelen die zulke lage spl's kan registreren. En ook een kamer die echt helemaal geluidsdicht is. Volgens mij kom je met een normale kamer niet onder de 20 dBspl.

Waar staat spl voor? Bedoel je met een spl meter een dB meter? Probleem is ook nog dat ook al hebben we een geluidsdichte kamer, we er toch een computer in moeten zetten die koeling nodig heeft. En een waterkoelsysteem bouwen voor dit project gaat ook wat ver

Op vrijdag 04 januari 2002 04:52 schreef Jag nog meer:
Het probleem van dat dat progsel een schaal heeft van 1 tot 100 is niet zo moeilijk op te lossen. Je laat het signaal gewoon via een volumeregelaar lopen met dB schaal voordat het de koptelefoonversterker ingaat. Een goede optie is bijvoorbeeld een willekeurige mixer. Dan ga je uit van fader stand -20 dB, en dan kan je tot +10 dB tot iets van -50 dB uitwijken. En dat is ook wel redelijk af te lezen.

Dan heb je nog steeds niet het exacte dB dat uit de koptelefoon komt denk ik. Bovendien is zon schuif veel te onnauwkeurig aflezen voor wat wij willen. Het nauwkeurigste is denk ik toch een dB meter, en als het uiteindelijk moeilijk blijtk te gaan kunnen we altijd het aantal dB dat bij 100 wordt geproduceerd door de koptelefoon opmeten en ervanuitgaan dat 0, 0dB is en zo een schaalverdeling maken..

Op vrijdag 04 januari 2002 04:52 schreef Jag ook nog:
En als laatste zit je ook met het probleem dat een koptelefoon niet lineair zal zijn. Nou is dat denk ik niet echt erg, zo lang je zoiets maar vermeld in het verslag, maar je moet niet denken dat zo'n koptelefoon nog nuttige response geeft bij 20 Hz ofzo, en 20K zal ook wel niet (toch niet hoorbaar waarschijnlijk).

De Senneheiser 580 is dan jammer genoeg een open koptelefoon, maar we gebruiken hem toch vanwege zijn uitzonderlijke specs. Officieel zou hij van 12 tot 38000 Hz weer moeten kunnen geven. De koptelefoon is zoals te zien in ondestaande grafiek redelijk lineair. Maar ook als hij dat niet zou zijn, zou dat geen reden zijn om het niet in het verslag te vermelden. Dat wordt alleen maar gewaardeerd door de leraren denk ik.

[Nikel]

Ga eens bij een paar plaatselijke audiciens langs (of de kno afdeling van het ziekenhuis), en vraag of je een oud testapparaat met bijbehorende koptelefoon mag lenen! Dan heb je natuurlijk een fantastische referentie waarmee je goed kunt vergelijken of je metingen een beetje kloppen.

[milouny]

Oud meetapparaat... Jah, misschien mag dat wel inderdaad! Goeie tip, bedankt.
Gaan we doen.
Verdere tips zijn welkom, we laten wel weten wat het geworden is!

[TheLemon]

Ok, ik geef toe dat ik niet het hele bovenstaande verhaal gelezen heb, maar volgens mij is wat jij wilt allang onderzocht. Dit onderzoek heeft geleid tot de "loudness" knoppen op hifi-versterkers. Heeft te maken van de niet-lineaire waarneming van geluidssterkte over het spectrum van het menselijk oor. Als je wilt weten wie dat onderzocht heeft of meer details ofzo, laat het dan even weten, dan zoek ik het op.

[milouny]

Op maandag 07 januari 2002 21:11 schreef TheLemon het volgende:
Ok, ik geef toe dat ik niet het hele bovenstaande verhaal gelezen heb, maar volgens mij is wat jij wilt allang onderzocht. Dit onderzoek heeft geleid tot de "loudness" knoppen op hifi-versterkers. Heeft te maken van de niet-lineaire waarneming van geluidssterkte over het spectrum van het menselijk oor. Als je wilt weten wie dat onderzocht heeft of meer details ofzo, laat het dan even weten, dan zoek ik het op.

Wat je zegt klopt. Wat we onderzoeken is al onderzocht.
Je zou kunnen zeggen dat dat jammer is; het zou leuk zijn als we een revolutionair onderzoek zouden doen dat in alle wetenschappelijke tijdschriften gepubliceerd zou worden, om zo als helden de geschiedenisboeken in te gaan.
Maar aan de andere kant: We doen 'slechts' eindexamen VWO, en plannen op de korte termijn geen promotie tot doctor ofzo.
Dus we houden het hier maar bij, en hopen dat het nog een beetje leuk wordt

Als je daar een verslag van een onderzoek hebt liggen naar dit spectrum ben ik wel geïnteresseerd!

[Anoniem: 4116]

Je kunt bijvoorbeeld voor 130,- een dichte hoofdtelefoon kopen(bijv. Beyerdynamic DT231) en even een pilot voor je echte onderoek te doen naar welke hoofdtelefoon het beste voor je proefopstelling is. Je kunt dan gefundeerd aangeven waarom je voor een bepaalde hoofdtelefoon bent gegaan.

Verder kun je best je onderzoeks doel(en) wat bijstellen zodat je onderzoek zelf wat eenvoudiger wordt zodat je het met wat meer mensen kunt doen. Dat is waardevoller, makkelijker in de verwerking van je resultaten en zo kom je tot een duidelijke conclusie, wat bij mij meestel meer voldoening geeft. Mag je toch best verwachten van een 6 VWO scholier

Je kunt ook altijd nog je gedachten van dat je je bewust bent van de beperkingen van je onderzoek vooraf in de inleiding laten blijken.

[milouny]

Op donderdag 17 januari 2002 20:03 schreef nevyn het volgende:
Je kunt bijvoorbeeld voor 130,- een dichte hoofdtelefoon kopen(bijv. Beyerdynamic DT231) en even een pilot voor je echte onderoek te doen naar welke hoofdtelefoon het beste voor je proefopstelling is. Je kunt dan gefundeerd aangeven waarom je voor een bepaalde hoofdtelefoon bent gegaan.

Verder kun je best je onderzoeks doel(en) wat bijstellen zodat je onderzoek zelf wat eenvoudiger wordt zodat je het met wat meer mensen kunt doen. Dat is waardevoller, makkelijker in de verwerking van je resultaten en zo kom je tot een duidelijke conclusie, wat bij mij meestel meer voldoening geeft. Mag je toch best verwachten van een 6 VWO scholier

Je kunt ook altijd nog je gedachten van dat je je bewust bent van de beperkingen van je onderzoek vooraf in de inleiding laten blijken.

Eigenlijk zijn we niet van plan zoveel geld uit te geven aan een nieuwe hoofdtelefoon, da's het beginsel eigenlijk.
Daarom denk ik dat we het maar bij de huidige houden, omdat die wat betreft precisie zal voldoen, het is alleen jammer dat hij open is. Maar 130,- is te veel.
Doelen bijstellen, tja... Het zou wel handig zijn als het eenvoudiger werd, maar wat moeten we dan doen? meten van 1000 tot 2000Hz, in plaats van 10 tot 21000? Ik weet 't niet... Ik heb trouwens m'n biologieleraar gesproken, die dit onderzoek begeleid, en hij zei dat hij liever had dat we in dit geval een precieze meting bij 2 personen deden, om dan 2 nauwkeurige spectra te krijgen, dan 20 oppervlakkige metingen waar we geen grafiek me kunnen maken. Hij zei dat het meer om het idee ging, in dit geval, dat we in staat waren om precieze metingen te doen, en een nauwkeurig onderzoeksplan te bouwen en uit te werken. Of we er dan 2 of 20 deden maakte niet uit, zei hij, omdat het in dit geval geen statistisch onderzoek is. Dus daar laat ik het maar bij.
Dat laatste is inderdaad een mooie, dat staat wel netjes inderdaad, om alle overwegingen (en dus ook twijfels) te vermelden. Bedankt

[Jag]

Waar staat spl voor? Bedoel je met een spl meter een dB meter? Probleem is ook nog dat ook al hebben we een geluidsdichte kamer, we er toch een computer in moeten zetten die koeling nodig heeft. En een waterkoelsysteem bouwen voor dit project gaat ook wat ver

Spl staat voor sound pressure level, waarbij de maar dBspl is. 0 dBspl zou de gehoorgrens bij 3K moeten voorstellen. Een "dB mter" heet eigenlijk spl meter of geluidsniveau meter ofzo, iig geen dB meter .

Dan heb je nog steeds niet het exacte dB dat uit de koptelefoon komt denk ik. Bovendien is zon schuif veel te onnauwkeurig aflezen voor wat wij willen. Het nauwkeurigste is denk ik toch een dB meter, en als het uiteindelijk moeilijk blijtk te gaan kunnen we altijd het aantal dB dat bij 100 wordt geproduceerd door de koptelefoon opmeten en ervanuitgaan dat 0, 0dB is en zo een schaalverdeling maken.

Uiteraard ga je het geluidsniveau bij een hoog volume meten, en dan terugrekenen naar lagere geluidsniveau's (die niet te meten zijn met een spl meter). Alleen moet je een manier hebben om het geluidsniveau lager te maken op zo'n manier dat je weet hoeveel je verzwakt. Je moet dus een volumeregelaar hebben met een dB schaal. Dan kan je zien hoeveel dB je aan het verzwakken bent.

[Anoniem: 4116]

Op vrijdag 18 januari 2002 01:40 schreef milouny het volgende:

[..]

Eigenlijk zijn we niet van plan zoveel geld uit te geven aan een nieuwe hoofdtelefoon, da's het beginsel eigenlijk.
Daarom denk ik dat we het maar bij de huidige houden, omdat die wat betreft precisie zal voldoen, het is alleen jammer dat hij open is. Maar 130,- is te veel.
Doelen bijstellen, tja... Het zou wel handig zijn als het eenvoudiger werd, maar wat moeten we dan doen? meten van 1000 tot 2000Hz, in plaats van 10 tot 21000? Ik weet 't niet... Ik heb trouwens m'n biologieleraar gesproken, die dit onderzoek begeleid, en hij zei dat hij liever had dat we in dit geval een precieze meting bij 2 personen deden, om dan 2 nauwkeurige spectra te krijgen, dan 20 oppervlakkige metingen waar we geen grafiek me kunnen maken. Hij zei dat het meer om het idee ging, in dit geval, dat we in staat waren om precieze metingen te doen, en een nauwkeurig onderzoeksplan te bouwen en uit te werken. Of we er dan 2 of 20 deden maakte niet uit, zei hij, omdat het in dit geval geen statistisch onderzoek is. Dus daar laat ik het maar bij.
Dat laatste is inderdaad een mooie, dat staat wel netjes inderdaad, om alle overwegingen (en dus ook twijfels) te vermelden. Bedankt

Ik geef dus ook Bio dus vandaar dat ik reageer. Wanneer je docent je op die weg stuurt moet je dat gewoon volgen. Misschien dat je h'm nog kunt porren om die 130,- uit een schoolpotje te halen of om de hoofdtelefoon eventueel te lenen bij de importeur of zo. Je kan er best een mailtje aan wagen toch?

Je kunt bijvoorbeeld wel nadenken dan nog wat voor testpersonen je dan neemt, een oud en een jong persoon, iemand die veel muziek luisterd of niet...

Misschien is het een idee om met twee personen heel precies te meten zodat je het gehoorspectrum in kaart krijgt en daarna met een wat grovere meting(en) met meerdere te herhalen. Wanneer je je meetmomenten een beetje handig uit kiest kan dat best leuke resultaten opleveren.

Vergeet ook je achtergrond/ruis niet te meten.

iig heel veel succes

[unitzero]

Wat ik iig weet van de gemiddelde middelbare school leraar is dat het beter is dat je een middelmatig onderzoek doet en er een fantastisch verslag over schrijft met alle tegenslagen en alle 'maars' en 'ennen' dan dat je het andersom doet. Dat deed ik altijd...

[Anoniem: 4116]

Op zaterdag 19 januari 2002 09:42 schreef UltiemeLeek het volgende:
Wat ik iig weet van de gemiddelde middelbare school leraar is dat het beter is dat je een middelmatig onderzoek doet en er een fantastisch verslag over schrijft met alle tegenslagen en alle 'maars' en 'ennen' dan dat je het andersom doet. Dat deed ik altijd...

Dat is ook waar ik een beetje(voorzichtig) op aanstuurde. Een simpel, heldere proef leidt meestel tot een duidelijk verslag...