На что влияет размер динамика в наушниках

Гид по выбору наушников (часть 3): читаем характеристики

Как известно, знание — сила, особенно в технических вопросах. Основные характеристики наушников, обычно указанные на упаковке, дают представление об их возможностях до прослушивания. Надо лишь разобраться, что к чему.

Чувствительность

Все сталкивались с ситуацией, когда одни наушники звучат громче других при том, что уровень на плеере (или смартфоне) выставлен одинаково. Часто этот факт связывают с разницей в мощности наушников. Но наушники — не усилитель, такая предпосылка в корне неверна.

На самом деле то, насколько громко зазвучат наушники, зависит от их чувствительности. Традиционно этот параметр лежит в пределах 90–120 дБ, причем для большинства моделей доступных на рынке эти рамки уже 95–105 дБ. Чувствительность показывает, насколько громко будут играть наушники при прочих равных. Чем она выше, тем выше максимальная громкость и меньше нагрузка на встроенный усилитель плеера или смартфона. Мной замечена еще одна прямая зависимость: чем дешевле наушники, тем меньше шансов, что их реальная (а не указанная в техническом паспорте) чувствительность будет высокой.

Наушники AKG K 315. Чувствительность — 126 дБ, импеданс — 32 Ом, максимальная входная мощность — 15 мВт.

Мощность

А вот в вопросе мощности не стоит гнаться за ваттами. Особенно когда основной источник музыки смартфон или портативный плеер. При высокой чувствительности достаточно нескольких милливат, чтобы музыка играла громко, а усилитель гаджета не перегружался и экономно расходовал заряд аккумулятора. Да, если выбрать наушники с высокой мощностью, звук, возможно (только возможно), получится солидным и напористым. Но продлится это не так долго, как вам бы хотелось — батарея гаджета под такой нагрузкой начнет стремительно разряжаться. Более того, нередки случаи, когда встроенный усилитель попросту не справляется с мощными наушниками. В итоге и звука хорошего не услышите (рыхлый неглубокий бас), и получите искажения на громкости выше средней.

Для наушников, используемых дома, высокая мощность уже не проблема, ведь предполагается, что они будут использоваться со стационарным усилителем. Тогда высокая мощность поспособствует высокому качеству звука.

Наушники Beyerdynamic DT 1350. Чувствительность — 129 дБ, импеданс — 80 Ом, максимальная входная мощность — 100 мВт

Сопротивление

Еще один фактор, существенно влияющий на качество звучания, расход энергии и в целом определяющий совместимость наушников с усилительной частью, — импеданс. С точки зрения физики импеданс несколько отличается от более понятного термина «сопротивление», но с потребительской точки зрения это не столь важно, поэтому на упаковке наушников вполне можно встретить и такое написание.

Любой усилитель имеет некоторый диапазон нагрузок, с которым он способен работать в оптимальном режиме. Величина импеданса наушников, измеряемая в омах, соответственно, определяет режим работы усилителя. В портативной технике обычно стоят усилители, рассчитанные на работу с импедансом от 16 до 32 Ом. Поэтому именно такие цифры вы встретите у большинства наушников. Однако вполне допустимо использовать с портативной техникой наушники с импедансом 40–60 Ом. Принципиальная разница состоит в том, что для работы последних потребуется больше мощности, а значит, увеличится расход аккумулятора. Также помните, что если сопротивление наушников значительно отличается от рекомендованного, усилитель будет работать во «внештатном» режиме, результатом чего могут стать искажения и общее понижение качества звука. А в крайних случаях, еще и приведет к выходу из строя усилителя или наушников.

Наушники Denon AH-C250. Чувствительность — 109 дБ, импеданс — 87 Ом, максимальная входная мощность — 100 мВт

Высокоомные наушники, чей импеданс исчисляется сотнями омов, стоит использовать только со стационарными усилителями. Чаще всего высокоомные наушники делают для профессиональных целей, хотя их также можно встретить и среди дорогих High End-моделей для бытового использования.

Внимание, если выбираете модель для дома: импеданс наушников должен попадать в пределы рекомендованного диапазона нагрузки, который указывается в технических данных усилителя. Вообще, большинство наушников и усилителей довольно четко делятся на низко- и высокоомные, так что особенных проблем с поиском подходящей пары возникнуть не должно.

Частотный диапазон

Частотный диапазон наушников, наверное, самая простая и понятная величина. Чем он шире, тем качественней звук. Выход заводских параметров за пределы слышимого диапазона, например, 5 Гц – 25 кГц, свидетельствует о том, что края этого самого слышимого диапазона будут воспроизведены без особых потерь. Может быть, потому что это простая величина, да еще и с большими цифрами, производители склонны ее приукрашивать. Часто встречаются стандартные цифры, типа 20 Гц – 20 кГц. И никаких указаний о том, при каких условиях были произведены измерения, не говоря уж о графике АЧХ. 20Г ц и правда могут быть, но с такой громкостью, что услышат их лишь приборы в глухой акустической комнате, где, возможно (только возможно), проходили замеры.

Наушники Sony MDR-1R. Чувствительность — 105 дБ, импеданс — 48 Ом, максимальная входная мощность — 1500 мВт, частотный диапазон — 4–80 000 Гц

Уши против цифр

В заключение обзора основных характеристик хочу избавить читателей от одной распространенной иллюзии, что «наушники с одинаковыми паспортными данными одинаково звучат». Ничуть.

При равном частотном диапазоне, одинаковых чувствительности, мощности и импедансе разные наушники, вероятней всего, заиграют совсем непохоже друг на друга. Поскольку наше впечатление от звучания формируется точностью реакции излучателя, формой частотной характеристики и ряда иных показателей, которые публикуются разработчиками крайне редко, а другие и вовсе не могут быть измерены. К сожалению или к счастью, но современные измерительные приборы еще не достигли тех высот, когда они научатся воспринимать музыкальный сигнал комплексно, как человек. Поэтому, изучив характеристики на предмет совместимости с остальным комплектом оборудования (источник, усилитель), соизмерив их стоимость со своим кошельком, нужно все-таки пойти и послушать их. Иначе никак.

Источник

Что такое излучатель наушников и как он влияет на звук?

Считаете, что все наушники одинаковые? Не совсем. Дело в том, что излучатели (динамики) сильно влияют на звук, который вы слышите.

Наушники – невероятная технология и, без преувеличений, одно из лучших изобретений человечества!

Одно из главных преимуществ устройства заключается в его универсальности: наушниками пользуются как обычные люди, которые любят слушать музыку в кровати или в дороге, так и настоящие профессионалы, нуждающиеся в чистом и четком звуке для редактирования музыки и видео.

Дело в том, что каждая модель наушников оснащена излучателями (или же динамиками), которые сильно различаются по размеру и сделаны по-разному в зависимости от того, для кого они предназначены. Динамики, конечно же, влияют на звук, который поступает в уши пользователя.

Что такое излучатель?

Динамик (излучатель, драйвер) – это, по сути, небольшое устройство, которое преобразовывает электрические сигналы в звуки, которые мы слышим. Все излучатели различаются по размеру в зависимости от типа наушников и их предназначения.

Например, наушники-вкладыши имеют очень маленькие динамики, размер которых составляет около 8 мм. Диаметр более крупных моделей составляет около 15 мм. Накладные же наушники различаются по размеру немного больше – от 20 до 70 мм.

Динамики наушников состоят из трех компонентов: магнита, звуковых катушек и мембраны.

Типы динамиков

Не все динамики работают одинаково, поэтому некоторые из них выдают звук лучше, чем другие. Здесь все зависит от используемых материалов и технологий.

Динамические

Самый распространенный тип излучателя наушников – динамический. Такие динамики работают по такому принципу: под воздействием тока вокруг катушки создается переменное магнитное поле, из-за которого катушка начинает вибрировать и передает колебания на мембрану, а та, в свою очередь, генерирует звуковые волны.

Динамические излучатели выдают отличные низкие частоты, однако это может привести к искажению звука на высокой громкости, что будет не особо приятным для ваших ушей.

Однако динамики не так уж и плохи. Они довольно-таки дешевые в производстве, в следствие чего наушники, соответственно, также не очень дорогие. Не все динамические излучатели одинаковые, поскольку качество звука может различаться в зависимости от корпуса и используемых материалов.

Арматурные

Арматурные динамики имеют небольшие размеры и используются в основном при производстве наушников-вкладышей. Излучатели такого типа состоят из П-образного магнитопровода, который создает магнитное поле, якоря со звуковой катушкой, который расположен в созданном поле и диффузора, соединённого с якорем.

При подаче тока в катушке возникают магнитные колебания, которые приводят якорь в движение, а тот, в свою очередь, передает вибрации мембране.

Динамики такого типа не имеют дополнительных отверстий, из-за чего лучше изолируют звук. Как и в случае с любым другим излучателем, качество звучания может различаться в зависимости от конструкции. Некоторые бренды и вовсе комбинируют динамический динамик с арматурным, создавая тем самым более насыщенный звук с высокими басами.

Планарные

Планарно—магнитные динамики обычно устанавливаются в наушниках открытого типа и стоят дороже, чем динамические. Принцип работы заключается в следующем: между двумя постоянными магнитами размещается очень тонкая пленка, покрытая токопроводящими алюминиевыми дорожками. Ток подается непосредственно на дорожки и приводит мембрану в движение.

Открытые наушники имеют большую утечку звука по сравнению с закрытыми, из-за чего не очень подходят для прослушивания музыки в публичных местах, однако хороши для домашнего использования.

Электростатические

Электростатические динамики встречаются намного реже из-за высокой цены и используются лишь в определенной технике. Касаемо наушников, лишь модели открытого типа оснащаются электростатическими динамиками.

Как вы уже могли догадаться, такие излучатели используют статическое электричество для воспроизведения звука. Они состоят из тонкой мембраны, помещенной между двумя электродами. Высокое напряжение, проходящее по электродам, приводит в движение мембрану, создавая звуковые колебания.

Учитывая такой принцип работы, динамики требуют наличия высокого напряжения, из-за чего понадобится приобрести усилитель, который стоит очень дорого.

Наушники с таким типом излучателей выдают очень хороший звук, но найти их в обычных магазинах практически невозможно.

Несмотря на это, лучше выбрать другие наушники открытого типа, в которых используются планарные магнитные динамики. Они обеспечивают похожее звучание, что и электростатические драйверы, но стоят меньше и намного проще в использовании.

Так что же выбрать?

Наушники – очень универсальное устройство, созданное для самых разных людей. Если вы – обычный любитель музыки, использующий наушники в домашней обстановке, то стоит купить открытую модель с планарно-магнитным динамиком.

Если вы занимаетесь спортом (например, бегом), то пара больших открытых наушников – не лучший выбор. В этой ситуации понадобятся наушники с небольшими, но отлично звучащими арматурными динамиками.

Источник

Гид по выбору наушников (часть 2): детальный разбор, статья. Журнал «Stereo & Video»

Сохранить и прочитать потом —

Как подобрать наушники жителю мегаполиса, я рассказал в посте «Гид по выбору наушников для большого города». Для тех, кто хочет знать больше и серьезно подходит к выбору, предлагаю копнуть глубже и разобраться с конструкцией наушников. Ведь по своей сути наушники — это та же самая акустика, уменьшенная до размера ушей. Принцип работы тот же. Но есть и отличия.

Легкий пластик или тяжелый металл?

Материал корпуса — один из важнейших факторов, определяющих характер звучания акустики. Точнее, его механические свойства: жесткость, склонность к резонансам. Аналогичная ситуация и с наушниками — материал их корпуса также влияет на звук. Стандартное решение — пластик. Он дешев, ему легко придать любую форму. Поэтому традиционно пластиковые корпуса используются в бюджетных наушниках или в моделях со сложным дизайном.

Наушники AKG K376 в алюминиевом корпусе

Чтобы повысить качество звука, делают металлические корпуса из сплавов алюминия, меди или цинка, обладающие высокой жесткостью. Это повышает качество звука, правда, покупателям зачастую не нравится их высокая теплопроводность. Внутриканальные наушники и наушники-вкладыши из металла, прилегая к телу, выступают в роли радиатора. Они довольно эффективно отводят тепло, чем создают ощущение прохлады. В какие-то моменты это приятно, но иногда может доставить дискомфорт. В накладных наушниках проблемы с прикосновением металла к телу нет, а если металл использован не слишком тяжелый и в умеренных количествах, такие наушники окажутся не только качественнее, но еще и легче пластиковых.

Наушники в керамическом корпусе Klipsch X7i In-Ear

Еще один специфический материал — керамика. Керамические корпуса, по понятным причинам, не могут иметь выраженных граней, что ограничивает возможности дизайнера. Зато акустические свойства керамики ценятся высоко — она довольно тяжелая и используется обычно во внутриканальных наушниках.

Китайская компания Esmooth производит наушники из разных пород дерева по OEM/ODM-контрактам. Под каким брендом вы их можете встретить в России? Да под любым

Однозначно теплый материал, обеспечивающий специфический звук — дерево. Производители предлагают как большие накладные наушники с деревянными чашками, так и внутриканальные модели, часть корпуса которых изготовлена из дерева. Обладатели тонкого слуха отмечают, что каждой породе дерева соответствует свое оригинальное звучание. С точки зрения физики это вполне объяснимо. Каждый вид древесины обладает специфическими резонансными свойствами, по-разному поглощает звуковые колебания. Вот и получается, что «подпевает» каждое дерево по-своему. Большинство производителей сочетают различные материалы корпуса с целью получить и оригинальный дизайн, и желаемый характер звука.

Полимер, майлар или титан?

Следующий ключевой элемент любой акустики, а значит и любых наушников — излучатель (он же драйвер/динамик). Чаще всего акустические системы создают на базе динамических излучателей. Аналогичная ситуация наблюдается и в мире наушников. Классические наушники имеют один широкополосный излучатель, воспроизводящий весь диапазон частот. Его конструкция аналогична большим динамикам. Есть корзина с жестко закрепленным постоянным магнитом, звуковая катушка, находящаяся в магнитном поле и мембрана. Большинство производителей используют для изготовления мембраны полимерные пленки, которые в целом мало отличаются друг от друга по своим акустическим свойствам. При миниатюрных размерах излучателя придумать что-то особенное сложно, но все-таки можно. Так, в более дорогих наушниках могут использоваться высокотехнологичные материалы вроде майларовой пленки или полимеров с титановым или алюминиевым напылением.

Магниты также бывают разного качества. Например, часто вместо обычного ферритового магнита в дорогих моделях используется неодимовый. Это помогает увеличить мощность динамика, сохранив компактные размеры.

Миллиметры, помноженные на бас

Как и в колонках, важен диаметр динамика. Если речь идет о больших накладных наушниках, вполне справедливо утверждение «чем больше — тем лучше». Традиционно в наушниках такого типа устанавливаются динамики диаметром от 30 до 50-52 мм. Большой излучатель развивает большее звуковое давление, дает глубокий и управляемый бас. Кроме того, чем больше излучатель, тем проще разработчику совершенствовать его конструкцию — появляется возможность усложнить магнитную систему и реализовать сложные инженерные решения.

Так выглядит драйвер наушников Pioneer HDJ-1500 с мембраной 50 мм

На практике даже недорогие наушники с большими 50-мм излучателями в подавляющем большинстве случаев дают более качественный бас и лучшее разрешение, чем 30 и 40 мм. При этом совершенно очевидно, что 50-мм динамик можно встретить только в довольно громоздких наушниках, а для моделей с накладными амбушюрами, удачным вариантом будет 40-мм излучатель.

Наушники Sony MDR-EX500LP в разрезе. Мембрана 13,5 мм

Это наблюдение также справедливо для внутриканальных моделей и наушников-вкладышей. Поскольку их динамики находятся гораздо ближе к слуховому проходу, речь идет уже о размерах 6-15 мм. Плюсы больших излучателей те же — глубокий бас и высокое разрешение при прочих равных условиях. Но на практике при выборе наушников такого типа с большими диффузорами вы гарантированно получите выигрыш только по басу. Значительное количество хорошо звучащих моделей имеет сравнительно небольшие динамики с диффузорами диаметром 8-10 мм. Так происходит, потому что динамики большего размера вынуждают создавать и громоздкую конструкцию, которую сложно сделать легкой и эргономичной.

В наушниках KEF стоит два излучателя: низкочастотный (диаметром 10 мм), и ВЧ/СЧ (диаметр 5,5 мм)

Еще один любопытный момент — внутриканальные наушники с микроизлучателями. Их конструктивное отличие состоит в том, что динамик устанавливается не внутри корпуса, а на самом выходе звуковода, то есть динамик фактически перемещен вглубь слухового канала, насколько это только возможно. Поскольку драйвер смещен еще ближе к органу слуха, даже 4-6 мм диффузора достаточно, чтобы добиться глубокого баса. Еще один плюс таких наушников — микроизлучателю требуется меньше энергии, они хорошо сработаются даже с маломощными источниками звука.

При всей своей популярности динамические излучатели имеют несколько конкурирующих технологий. Вторыми по популярности являются так называемые арматурные излучатели, используемые только во внутриканальных моделях. В русскоязычном варианте эта конструкция носит название «излучатель с уравновешенным якорем» (Balanced Armature). Конструкция такого излучателя довольно необычна. В поле постоянного магнита, оснащенного П-образным магнитопроводом, располагается якорь со звуковой катушкой. Диффузор излучателя прикреплен к якорю с помощью рычага или тяги. Когда по звуковой катушке не проходит ток, якорь уравновешен в поле магнита в некоем среднем положении, а когда на катушку поступает звуковой сигнал, якорь начинает отклоняться, приводя тем самым диффузор в движение.

На схеме изображено, как в арматурном драйвере происходит давление на мембрану (Википедия)

Конструкция с уравновешенным якорем имеет целый ряд преимуществ, основные из которых — высокий КПД и компактные размеры. Поэтому такие излучатели уже давно применяются в профессиональной технике, а также для создания слуховых аппаратов. С точки зрения качества звука у «арматурных» излучателей есть свои преимущества. У обычного динамического динамика звуковая катушка легче диффузора, в результате чего инерция диффузора оказывает сопротивление ее усилию. Отсюда ощущение замедленности и нечеткости звука, оно, кстати, тем сильней, чем ниже частота. У «арматурного» излучателя якорь с жестко закрепленной на нем звуковой катушкой является наиболее тяжелым элементом подвижной системы, поэтому диффузор становится управляемым, а влияние его массы и инерции минимально. В результате обеспечивается чистый и точный звук.

Устройство драйвера арматурных наушников Logitech Ultimate Ears 600vi

Данный эффект особенно заметен на низких частотах и при прослушивании на средней или высокой громкости. Минусы у конструкции с уравновешенным якорем тоже имеются. Обычно такие излучатели обладают более узким диапазоном частот, чем динамические.

Один в поле не воин

Именно ограничения в ширине частотного диапазона привели к появлению наушников с двумя и более излучателями. Серийно производятся модели, включающие в себя два, три и даже четыре «арматурных» излучателя. Бывают наушники, где стоит излучатель с уравновешенным якорем в роли СЧ/ВЧ-звена и большой низкочастотный динамический излучатель. Такой вариант, конечно, не идеален с точки зрения качества звука, но зато и стоит значительно дешевле, чем две и более «арматуры» в одном корпусе. А обычные динамические наушники превосходит по меньшей мере технически.

Трехполосные арматурные наушники Fischer Audio TBA-04

Встречаются и наушники с многополосными динамическими излучателями. Это чаще всего коаксиальные конструкции с СЧВЧ- и НЧ-динамиками, реже модели с изобарическим принципом работы, когда два одинаковых драйвера излучают звук в одну камеру, из которой в ушной канал идет звуковод. Первый вариант обеспечивает более чистый звук с лучшим разрешением, а второй позволяет значительно увеличить мощность и получить глубокий бас, без повышения детальности звука.

Проводя аналогии между многополосными наушниками и многополосной акустикой, нельзя не поинтересоваться, как же в данном случае происходит разделение частот. В зависимости от конструкции и сочетаемости излучателей в многополосных наушниках действительно могут использоваться кроссоверы. Речь идет о простейших фильтрах первого порядка, состоящих из одного-единственного элемента.

Изодинамические наушники HiFiMan HE-6, планарный излучатель

Среди больших моделей, предназначенных для прослушивания в домашних условиях, можно встретить наушники с электростатическими и изодинамическими излучателями. Это исключительно дорогие модели класса High End, причем электростатические наушники требуют специальных фирменных усилителей, а изодинамические подключаются к усилителям мощности, предназначенным для работы со стационарной акустикой. Обе технологии сложно назвать доступными по цене и уж тем более массовыми.

Источник