Что внутри динамика
Все мы знаем, что два магнита на определенном расстоянии друга от друга начинают взаимодействовать между собой: притягиваться или отталкиваться. Это же явление используется в любом аудио-динамике.
Внутри динамика находится постоянный магнит, выполненный в форме круга. В отверстие посредине и помещают катушку из медной проволоки, которую соединяют с мембраной (легким и жестким конусом). На проводник с переменным током в магнитном поле действует переменная сила, которая и двигает катушку и закрепленный на ней диффузор.
Движение мембраны создает сжатие и разрежение воздуха, что способствует появлению звука.
- ФАКТ: принцип работы динамика срабатывает и в обратную сторону. Если создавать колебания катушки наушника, то поле постоянного магнита будет создавать внутри неё меняющий направление ток. Если подключить наушник у аудио-входу компьютера, получится микрофон.
В компьютерах, смартфонах, гарнитурах и наушниках для экономии места чаще всего используют один широкополосный динамик, который отвечает за воспроизведение всего звукового диапазона.
Никакой принципиальной разницы между динамиком в колонке или наушнике нет. Отличия между ними в размере и звукоизоляции.
Разнообразие беспроводных наушников
Беспроводная гарнитура дала возможность человеку сочетать одновременно несколько дел, ощущая свободу в движениях.
По способу подключения
По способу передачи звукового сигнала все беспроводные наушники делятся на 3 основные группы:
- радиочастотные;
- с инфракрасным датчиком;
- с системой Bluetooth.
Радиосигнал соответствующей гарнитуры составляет 2,4 ГГц, а радиус действия – 100 м. Это наушники, полностью закрывающие ухо. Для связи они имеют небольшую антенну и используются зачастую для телевизоров, приставок и прочего. Но споры о том, насколько вредны такие наушники, не утихают до сих пор.
Объемным, точным и без резких деталей будет звук в ИК-гарнитуре. Система имеет базу с ИК-датчиком, от которой работают наушники. При этом радиус взаимодействия маленький — перемещаясь по комнатам, базу нужно переносить с собой.
Самой низкой по качеству считается система Bluetooth: она не точно передает звук, сильно разряжает батарею и имеет малый радиус действия. Но эта форма развивается и совершенствуется. Она позволяет уменьшить размеры девайса до минимума, сделать его незаметным и удобным в ношении. Подробнее о работе беспроводных моделей — в нашем материале.
По способу ношения
Беспроводные наушники представлены как в полномерной форме в виде накладок на дуге (накладные, мониторные), так и в малой – варианты внутриканальных моделей и вкладышей, которые имеют вид:
- пуговок (вкладышей);
- внутриканальных («затычек») – наиболее распространенная форма, для комфорта ношения дополняемая силиконовыми амбушюрами, которые фиксируют динамик внутри слухового канала;
- капелек, представленных округлой формой с вытянутым «носиком» — они более комфортны, чем предыдущие модели, обеспечивают плотную фиксацию в ушной раковине и закрытый звук.
Для хорошей посадки и удержания каждого модуля во время ношения иногда их снабжают заушинами.
Наушники это: определение
Наушниками называют техническое приспособление, которое представляет собой два соединенных между собой блока разного размера, позволяющих воспроизводить звук изолированно от окружающих людей.
Во второй половине XIX века наушники называли по типу конструкции – «головные телефоны». Два объемных диска крепились на голову с помощью громоздкого приспособления. После того, как Попов изобрел радио, инженеры и техники начали работать над усовершенствованием устройства и пришли к тому, что наушники стали неотъемлемой частью портативной электроники, предназначенной для воспроизведения любых звуков.
Диаметр мембраны драйвера
Этот показатель в наушниках непосредственно влияет на качество звука. Логично, что чем больше динамик, тем громче и четче звук, особенно «нижние басы».
Если выбирать небольшие «капельки» или другие наушники аналогичной конструкции, то размеры мембраны здесь будут колебаться от 9 до 12 мм, что явно не гарантирует воспроизведение качественных низов.
Самые «сильные» наушники в этом плане — полноразмерные. Диаметр их динамиков часто составляет больше 30 мм. Именно при таком размере мембраны можно достичь идеальной глубины, четкости и насыщенности звука. А все почему? Чем больше мембрана — тем легче ее совершенствовать. Производители устанавливают внутри корпуса таких наушников различные «фишки», улучшенные магниты и т.д., что в итоге помогают развивать «глубокий» звук.
Интересно будет узнать: ТОП-10 лучших полноразмерных закрытых наушников
Что делать?
Одну минуточку! Но ведь когда мы слушаем музыку через колонки (или вообще сидим в концертном зале), каждого уха достигает совершенно определённый акустический сигнал. Значит если записать этот сигнал с помощью маленького микрофона, расположенного внутри каждой ушной раковины, и потом воспроизвести через хорошие наушники, то мы получим то же самое ощущение присутствия в зале. Разве что за исключением низкочастотных сигналов, ощущаемых грудной клеткой. Впрочем, это слишком сложная процедура, хотя такие записи (их называют бинауральными) иногда делают, и даже продают.
А что если воспроизвести через колонки какой-то тестовый сигнал, записать его этими самыми крошечными микрофонами в ушах, определить, как сигнал преобразовался, и потом аналогичным образом преобразовывать любимую музыку перед проигрыванием через наушники?
Лучшие проводные наушники-вкладыши
Ассортимент магазинов включает сотни разнообразных наушников по типу вкладышей. Они отличаются по уровню шумоподавления внешних звуков, поддерживаемому диапазону частот и другим параметрам.
Sony MDR-XB550AP
Модель с мягким амбушюрами. Обеспечивает качественное и глубокое звучание любых треков благодаря поддержке частот от 5 Гц до 22 кГц.
За счет мягкого оголовья исключен дискомфорт при длительном использовании.
Наушники не выпадают из ушей за счет надежной фиксации. 1,2-метровый провод не путается и не перекручивается за счет плоского сечения.
Характеристики:
- частоты — 20-22000 Гц;
- чувствительность — 102 дБ;
- импеданс — 24 Ом;
- длина кабеля — 1,2 м;
- вес — 180 г.
Плюсы
- мягкие амбушюры;
- ощутимые низкие частоты;
- достойная звукоизоляция;
- провод не путается.
Минусы
- из-за провода передается шум от удара или касания обо что-то;
- отсутствие верхних частот.
Sony MDR-ZX660AP
Наушники качественно воспроизводят бас за счет накладных динамиков, оснащенных неодимовыми магнитами.
Благодаря жесткому оголовью они плотно прилегают к голове, тем самым защищая от посторонних шумов.
За счет поддержки частот от 5 Гц до 25 кГц в сочетании с чувствительностью 104 дБ и импедансом 40 Ом звук получается естественным и объемным.
Мембрана 40 мм в динамиках обеспечивает естественное звучание музыки без малейших искажений.
Характеристики:
- частоты — 5-25000 Гц;
- чувствительность — 104 дБ;
- импеданс — 40 Ом;
- длина кабеля — 1,2 м;
- вес — 193 г.
Плюсы
- качественный звук;
- басы не заглушаются;
- удобно сидят;
- хорошая звукоизоляция.
Минусы
- не складываются;
- спадают при прыжках.
JBL T450
Классические наушники с поддержкой частотного диапазона от 20 Гц до 20 кГц. Комплектуются съемным проводом, поэтому могут подключаться к смартфону через Bluetooth.
В беспроводном режиме работают 11 часов с одного подзаряда.
Зарядка занимает всего 2 часа.
Благодаря мягким амбушюрам эргономичной форме подходят для длительного использования.
Характеристики:
- частотный диапазон — 20-20000 Гц;
- чувствительность — 104 дБ;
- импеданс — 32 Ом;
- вес — 320 г.
Плюсы
- невысокая цена;
- качественная конструкция;
- не давят на уши;
- подключение к любому смартфону.
Минусы
- тугие кнопки;
- слабое шумоподавление.
Производители могут выделить определенные частоты над другими
Частотная характеристика, которая часто отображается на графике или графике в виде кривой, описывает, как устройство реагирует на звук в диапазоне частот. Частоты измеряются в герцах (Гц) вдоль оси x графика, а уровень звукового давления (SPL) измеряется в децибелах (дБ) вдоль оси y графика. Большинство продуктов перечисляют спецификации, которые охватывают минимальные 20 Гц (низкие) до 20 кГц (высокие), что является общепринятым диапазоном слышимости для людей.
Частоты выше и ниже этих чисел часто называют широкополосной частотной характеристикой и также могут быть важны. Измерение децибел указывает на максимальную вариацию (представьте, что это допуск или предел погрешности) уровня громкости и насколько хорошо устройство остается однородным от самых низких до самых высоких тонов. Диапазон трех децибел является обычным в таких характеристиках частотной характеристики.
Продукты, которые используют частотный отклик
Большинство приобретаемых вами аудиопродуктов имеют частотную характеристику, указанную в качестве одной из стандартных спецификаций. Частотные характеристики доступны для динамиков, наушников, микрофонов, усилителей, ресиверов, CD/DVD/медиаплееров, мобильных плееров и устройств и любого количества других аудиоустройств или компонентов.
Некоторые производители рекламируют широкий диапазон частот, но такие цифры говорят только об истории и не обязательно являются показателем общего качества звука. Комплект наушников может содержать спецификацию частотной характеристики 34 Гц – 20 кГц +/- 3 дБ, но что именно это означает? Это указывает на то, что звук между 34 Гц и 20 кГц является точным в пределах плюс или минус 3 децибел.
Почему частотный отклик важен
Вы можете взять два неидентичных динамика с одинаковыми частотными характеристиками и в конечном итоге слушать музыку, звучащую по-разному на каждом. Это возможно, потому что производители иногда используют аппаратные или программные решения, которые подчеркивают определенные полосы частот по сравнению с другими, что мало чем отличается от того, как вы можете выполнять ручную регулировку с помощью стереоэквалайзера. Количество вариаций описывает, как звук влияет с точки зрения точности.
Пуристы часто ищут продукты и компоненты, которые обеспечивают нейтральную или как можно более близкую частотную характеристику. Это приводит к “плоской” звуковой сигнатуре, которая равномерно сохраняет соотношение громкости между различными инструментами, голосами и соответствующими тонами, не переоценивая или недооценивая какую-либо конкретную полосу (ы) частот. По сути, музыку можно наслаждаться естественно, как она была изначально записана, поскольку принудительное изменение воспроизведения практически отсутствует. Если человек выбирает, дальнейшая настройка с эквалайзером все еще вариант.
Корректировка звуковых подписей
Каждый имеет право на личные предпочтения, поэтому многие колонки, наушники и различные компоненты предлагают свои уникальные возможности. Например, «V-образная» звуковая сигнатура усиливает низкие и высокие частоты, одновременно снижая средние частоты. Это может понравиться людям, которые слушают музыку в жанрах EDM, поп или хип-хоп, которые выражают много басов и высоких частот. «U-образная» звуковая сигнатура похожа по форме, но с частотами, настроенными в гораздо меньшей степени.
Некоторые продукты используют более «аналитический» звук, который повышает максимумы, а иногда и средние частоты, в то же время снижая минимумы. Это может быть идеально для людей, которые слушают жанры классической или народной музыки, в том числе. Набор «басовых» наушников или динамиков повышает низкие частоты, одновременно снижая высокие и средние частоты. Иногда продукт демонстрирует звуковую подпись, которая является гибридом одного или нескольких типов.
Общая частотная характеристика помогает, но не является единственным элементом, который определяет, как звук воспринимается в отношении разделения инструментов и деталей отдельных элементов. Продукты, которые демонстрируют резкие провалы или скачки частот, могут привести к переутомлению или усталости. Скорость, с которой ноты играют и задерживаются – часто характеризуются как атака и затухание – также оказывает существенное влияние на восприятие. Типы продуктов одинаково важны, поскольку наушники и динамики с одинаковыми или похожими частотными характеристиками могут звучать по-разному.
Как подобрать наушники, учитывая их сопротивление
Чтобы разобраться, как выбирать наушники на основе импеданса, обратите внимание на выходное напряжение устройства для прослушивания музыки. У телефона этот показатель находится в пределах 150–300 мВ, чего хватает для раскачки модели с сопротивлением до 100 Ом
Подключать к смартфону или плееру модель с большим импедансом бессмысленно. Исключением выступает наличие внешнего усилителя, способного увеличить напряжение.
Для компьютера распространяется аналогичное правило: нужно знать выходное напряжение на порте наушников или акустического оборудования, подключенного к ПК. Лучше, если на стационарной системе установлена отдельная звуковая карта: она выдаст большее напряжение, нежели интегрированный аналог.
Ссылки
http://recherche.ircam.fr/equipes/salles/listen/ – база данных измеренных HRIR реальных людей. Измерения проведены институтом IRCAM (Франция) в 2003г. На страничке LINKS есть ссылки на другие измерения HRTF.
https://ocw.mit.edu/courses/mechanical-engineering/2-161-signal-processing-continuous-and-discrete-fall-2008/lecture-notes/ – курс лекций MIT по цифровой обработке сигналов,
https://www.musicdsp.org/en/latest/ – база знаний по синтезу и обработке музыкальных сигналов,
https://en.wikipedia.org/wiki/Head-related_transfer_function – статья в Википедии о передаточных функциях человеческой головы.
https://www.headphones.com/pages/measurements-and-frequency-response – об амплитудно-частотных характеристиках наушников.
http://drc-fir.sourceforge.net/ – набор утилит для создания КИХ-фильтров, корректирующих искажения, вносимые акустикой комнаты.
https://hydrogenaud.io/index.php?topic=90662.0 – плагин Stereo Convolver для foobar2000.
Какие бывают диапазоны для наушников?
В технических характеристиках дорогостоящих наушников указывается частота в диапазоне, шире стандартного, в пределах слышимости среднестатистического человека: от 20 Гц до 20 кГц. С возрастом чувствительность слухового аппарата ослабевает, ухо воспринимает не все звуковые частоты. Обычно снижается верхняя планка. Это связано с физиологическими особенностями. У городских жителей, находящихся в замусоренном шумами звуковом пространстве, средний диапазон в пределах 15–17 кГц.
В действительности частотный показатель – формальная характеристика, не имеющая отношение к качеству звучания, воспроизводимого динамиками
Важно, с какой громкостью звучат звуки в пределах заданных частот. Ни один производитель не добился того, чтобы наушники воспроизводили весь спектр звуков с одинаковой громкостью
Но чем шире диапазон, тем меньше колебание амплитудно-частотных характеристик в нижней части. Звуки низкой частоты будут звучать качественнее.
А как в bluetooth-наушниках
В цепи между цифроаналоговым преобразователем звука и динамиком появляется еще одно звено. Хоть наличие bluetooth и не влияет на принцип работы динамика, очень часто при передаче музыки без проводов качество становится хуже.
Чтобы обойти это досадное ограничение, можно использовать компактный усилитель для наушников + ЦАП от Astell&Kern. Он позволяющий сделать проводные наушники беспроводными.
Любой аудиофил подтвердит, что проводные наушники или колонки звучат чище и детальнее, музыка, воспроизводимая через них, более насыщенная. Это происходит из-за того, что звук повторно подвергается сжатию для передачи по bluetooth.
В каждую секунду времени получается уместить лишь ограниченное количество информации о звуке, в результате чего, теряются некоторые детали.
- ФАКТ: потеря пакетов и минимальное время на раскодировку ухудшают звук в большинстве bluetooth-гарнитур.
Ранее для повышения качества звука, передаваемого по Bluetooth, использовали кодек aptx. Его дальнейшим развитием стал формат aptx HD. Он поддерживает передачу звука высокого разрешения и на сегодняшний день является единственным способом получить хорошее звучание при использовании беспроводных наушников. Конечно для этого и плеер и наушники должны поддерживать aptx HD.
Субъективные факторы
Здесь надо отметить очень важный момент. Даже самые лучшие по характеристикам (и по отзывам) наушники могут лично для Вас не подойти. Либо мал охват амбушюра, либо звучание не соответствует личным предпочтениям — вариантов на самом деле очень много. Именно поэтому я настоятельно рекомендую не покупать кота в мешке. Перед покупкой наушников следует не только ознакомиться с техническими характеристиками, обзорами и отзывами, но также крайне желательно лично их прослушать — в идеале на Вашем оборудовании и музыкальном материале, который преимущественно будете воспроизводить. Без сомнений субъективный фактор является решающим, и пусть даже у наушников идеально ровна я АЧХ — что с этого толку, если Вам не нравится их звучание или просто устают от них уши.
Что означает амплитудно-частотная характеристика?
Частотные показатели без коэффициента гармонических искажений воспроизводимого звука не показательны. Необходимо учитывать график зависимости частоты и громкости звука – график АЧХ. Уровень колебания громкости в пределах звуковой мощности наушника, исчисляемой децибелами, говорит о ровности графика АЧХ:
- по горизонтальной оси расположены звуковые характеристики частоты в Герцах;
- вертикально указываются децибелы (какая мощность у звука).
АЧХ наушников определяет тональный баланс звучания. Бывают модели с акцентом на нижний диапазон (будут греметь басы) и высокочастотную часть графика (на фоне тусклых низов хорошо будут прослушиваться высокие звуки).
На границах частот, декларированного производителями, наблюдается спад графика АХЧ почти до нулевых отметок.
Когда указывается диапазон от 5 Гц до 25 кГц, наушники работают в пределах воспроизводимых частот. «Провисание» АЧХ произойдет за переделами среднестатистической слышимости. Все «низы» и «верхи» будут воспроизводиться с заявленной мощностью звука.
Возможная опасность использования
Спрос на наушники возрос в последние десятилетия на 60 процентов, это связано с появлением мобильных портативных гаджетов, которые позволяют воспроизводить аудио- и видеоматериал дома, на улице, в поездке. Аксессуар стал обязательным при посещении спортзала, на занятиях спортом, во время поездок на метро или в поездах.
Недостаток использования наушников – способность изолировать пользователя от происходящего вокруг него. Это особенно касается молодежи. Опасность прослушивания музыки или подкастов при переходе дороги, совершении манипуляций в общественных местах – это проблема современного общества.
На втором месте стоит проблема снижения слуха. Статистика утверждает, что после 30 лет у нового поколения начинает резко снижаться слух, это связывают с появлением наушников. При этом специалисты подчеркивают, что прослушивание книг или разговоры по телефону не несут такого вреда, как прослушивание музыки на предельной громкости.
Нормальным уровнем звука, пригодным для человеческого уха, считается показатель, равный 30 децибелам. Те, кто пользуется подземкой, слушают музыку, выкручивая громкость до 100-120 децибел. Регулярное прослушивание музыки на пределе громкости влечет за собой ухудшение восприимчивости уха и снижение нормального самочувствия.
Сопротивление на разных типах наушников
Импеданс, указанный на коробке, не всегда означает точные цифры, и сопротивление меняется в зависимости от типа драйвера наушников. Например, если сравнивать АЧХ наушников на разных частотах, должно быть так:
- внутриканальные, динамические и изодинамические сохраняют указанное сопротивление по всей кривой при сопротивлении 16, 24, 32 Ом;
- полноразмерные модели и накладные с динамическими излучателями имеют неравномерные подъемы сопротивления от 32 до 64 Ом. Это зависит от положения наушников в пространстве (лежат на столе, надеты на голову), конструктивных особенностей корпуса и излучателя;
- арматурные или гибридные наушники имеют заметные скачки в районе средних и высоких частот, что в корне отличается от указанных характеристик. Это также является конструктивной особенностью арматурных излучателей и объясняет их высокое качество звучания, когда речь заходит о средних и высоких частотах.
Что касается беспроводных моделей, то их импеданс играет аналогичную роль, как и в случае с проводными вариантами. Главным аспектом, чтобы подобрать подходящую модель, станет поддержка кодеков для передачи качественного звука через Bluetooth. К таковым относится aptX/aptX HD и LDAC. Дополнительный буст звуку дает устройство, с которого происходит воспроизведение музыки, установленный медиапроигрыватель и формат аудио.
Значит, если подводить итоги:
- высокоомные наушники хуже в плане максимальной громкости, но потребляют меньше энергии батареи;
- для смартфонов или непрофессиональных MP3-плееров оптимальным выбором станут вкладыши и затычки с сопротивлением 16 или 32 Ом, раскрыть звучание моделей с 50 и более Ом они не смогут из-за недостаточного напряжения на выходе;
- за финальное качество редко отвечает только импеданс, следует учитывать тип излучателя, частотный диапазон, чувствительность и тип наушников.
Ничего личного, просто маркетинг
Вместо вступления
Правда в том, что характеристики, написанные на коробке, в большой степени – маркетинговый ход. Это возможно из-за того, что нет жестких стандартов в измерении параметров наушников. У каждого производителя свои измерительные стенды (именно стенды, одни наушники одного и того же бренда могут быть измерены на одном стенде, другие – на другом), а характеристики могут быть даны в разных единицах измерения.
Отдельно хочется отметить характеристики китайских TWS наушников –дешёвых клонов AirPods (типа i12)
При выборе таких наушников не стоит вовсе обращать внимание на характеристики. Ведь они заведомо подделки или почти подделки, продающиеся только из-за внешнего вида
Качество компонентов (в том числе динамиков) и сборки в данном случае настолько плохо, что не имеет смысла смотреть на какие-либо характеристики.
Конечно, универсальный принцип «чем больше цифЕрки – тем лучше» всё ещё работает, но с некоторыми оговорками. Рассмотрим основные характеристики наушников подробнее. Не будем ударяться в нюансы, их очень, ну очень много. Попробуем вооружиться основными понятиями, которые реально помогут в выборе наушников.
- ТОП-10: Какие наушники лучше купить
- ТОП-15: Лучшие наушники для музыки
Цены на лучшие беспроводные TWS наушники в 2021 году:
Выбор гарнитуры
Широкий выбор проводных гарнитур с микрофоном для работы или игр за компьютером позволяет подобрать необходимый вариант. Основными критериями при выборе обычно являются качество звука, износостойкость оголовья и наушников, удобство посадки. Гарнитура для колл-центра обычно имеет подключение через USB-порт и должна быть износостойкой, с шумоподавлением микрофона.
В модельной линейке любого бренда представлены наушники с различными акустическими и эргономическими характеристиками. В нашем каталоге представлены как обычные гарнитуры для компьютера (проводные наушники с микрофоном), так и беспроводные модели. Они ориентированы на использование в активном режиме – для ведения переговоров в офисе, дома или на ходу.
Выводы
В теории чем выше импеданс, тем лучше: наушники требуют меньше тока, снижаются уровень искажений и зависимость от источника. Нужно только учитывать мощность усилителя и чувствительность самих наушников.
В итоге для смартфона лучшим решением будут динамические и однодрайверные арматурные наушники с импедансом 16-50 Ом и чувствительностью от 100 дБ/мВт. С Hi-Fi плеером выбор уже шире — можно взять капризные многодрайверы или более высокоомные модели (до 100-120 Ом). В студии понадобятся мониторы с импедансом от 250 Ом, а к крутому домашнему усилителю подойдут тугие на раскачку планарно-магнитные наушники.
Сам по себе высокий импеданс ещё не гарантирует хороший звук — есть много других факторов, не затронутых в данной статье. Поэтому лучше выбирать наушники на слух, а не руководствоваться голыми цифрами. Тем не менее знание основы упростит выбор, ведь получится отбросить модели, которые однозначно не подойдут к вашему источнику. Иначе можно по незнанию взять к смартфону наушники хоть и низкоомные, но с низкой чувствительностью, и удивляться, почему звук такой тихий.
