Audio 101: Kuinka kuulokkeet toimivat?

Kuulokkeet ovat olennainen osa monia äänikokemuksia. Niiden avulla voit kanavoida musiikkia suoraan korviisi samalla kun virität maailmaa - mutta mikä on niiden historia ja miten ne toimivat? Jos olet utelias suosikkipurkkeistasi, tässä on erittely.

Lyhyt kuulokkeiden historia

Kuulokkeet ovat keksintö, joka ulottuu 1880 -luvulle. Siihen aikaan puhelinoperaattorit käyttivät raskaita kaiuttimia harteillaan auttaakseen heitä muodostamaan puhelinlinjat. Valitettavasti nämä kaiuttimet painoivat mahtavia 10 kiloa!

1890 -luvulla brittiläinen televiestintäyhtiö Electrophone Company kehitti kasvojen alapuolella roikkuvan kuulokkeiden, nimeltään elektrofoni. Tämä laite koostui kuulokkeista, jotka oli liitetty y-muotoiseen kahvaan, aivan kuten nykyajan stetoskooppi.

Elektrofoni kytketään suoraan kotipuhelinlinjaan toisesta päästä ja peittää käyttäjän korvat toisesta. Laitteen avulla käyttäjät voivat kuunnella musiikkia näiden linjojen kautta.

Nathaniel Baldwin keksi ensimmäiset modernin näköiset kuulokkeet vuonna 1910. Toisin kuin elektrofoni, Baldwinin kuulokkeet istuivat pään päällä sen sijaan, että pudottaisivat kasvojen alle.

Kuulokkeet siirtyivät sitten suurista ja hankalista pienemmiksi ja kevyemmiksi, kun Sony julkaisi Walkmanin vuonna 1979. Kuitenkin, vaikka pienet, korvassa olevat mallit ovat suosittuja nykyään, jotkut audiofiilit suosivat edelleen suurempia, korvan yli olevia malleja.

Aiheeseen liittyviä: Parhaat vegaaniystävälliset kuulokkeet

Salaisuus on kaiuttimissa

Kuulokkeiden tärkein osa on kaiuttimet, ja jokainen kaiutin koostuu kolmesta pääkomponentista. Ne ovat äänikela, kestomagneetti ja kalvo.

Äänikela on ohut ympyrä kuparilankaa. Tämä lanka on ripustettu kestomagneetin keskelle, joka ylläpitää jatkuvaa magneettikenttää. Tämä kenttä auttaa äänikelaa värähtelemään.

Äänikelaan on liitetty ohut kalvo, jota kutsutaan kalvoksi. Tämä kalvo, joka tunnetaan myös nimellä kaiutinkartio, on osa ilman siirtämisestä.

Kuinka kuulokkeet luovat ääntä?

Suuri osa nykyään kuulemastasi äänestä alkaa digitaalisena informaationa, joka kulkee DAC: n (Digital to Analog Converter) kautta. Tämä DAC muuntaa digitaalisen signaalin analogiseksi sähkövirraksi, jota kaiuttimet voivat käyttää äänen toistamiseen. Ennen digitaalikautta luoduissa laitteissa nämä sähköiset signaalit tulivat kuitenkin suoraan analogisesta lähdemateriaalista ja kulkivat vahvistimen kautta vaadittuun digitaaliseen Speerno -muunnokseen.

Kuulokkeissa, kuten kaikissa kaiuttimissa, värähtelevät sähkövirrat kulkevat johtojen kautta äänikelaan. Kun virta kulkee kelan läpi, se luo sähkökentän, joka on vuorovaikutuksessa kestomagneetin sähkömagneettisen kentän kanssa. Näiden kahden kentän välinen vaihtelu saa äänikelan värähtelemään.

Kun äänikela värisee, kalvo liikkuu sen mukana. Tämä kalvon liike aiheuttaa paineaaltoja (tai ääniaaltoja) ympäröivässä ilmassa. Nämä aallot ovat ääni, jonka kuulet. Korkeammille äänille kalvo liikkuu nopeasti; alemmilla nousuilla kalvo värisee hitaasti. Kokonaisäänenvoimakkuus riippuu sähköisen signaalin suhteellisesta voimakkuudesta.

Miten langalliset kuulokkeet eroavat langattomista kuulokkeista?

Tällä hetkellä on vain kaksi päätyyppistä kuuloketta, langallista, jotka käyttävät perinteistä kaapelia äänilähteeseen yhdistämiseen, ja langattomia, jotka käyttävät langattomia signaaleja äänen toistamiseen. Mutta on muitakin eroja, jotka sinun tulee harkita ennen kuin valitset täydellisen parin.

Helppokäyttöisyys

Langallisia kuulokkeita on usein helpompi käyttää kuin langattomia kuulokkeita. Laitteiden vaihtaminen on yhtä helppoa kuin irrottaa kuulokkeet ja kytkeä ne eri äänilähteeseen. Toisaalta lanka on myös suurin haittapuoli, koska sen on oltava fyysisesti kytketty äänilähteeseen. Tämä johto estää käyttäjän liikkeen.

Langattomat kuulokkeet voittavat täällä pisteitä, jotka tarjoavat enemmän mukavuutta verrattuna. Langattoman yhteyden avulla voit vaeltaa vapaasti ympäri niin kauan kuin olet Bluetooth -yhteyden kantaman sisällä. Ne vaativat kuitenkin lisäponnisteluja, jos haluat vaihtaa laitetta.

Äänenlaatu

Toinen keskeinen ero tässä on se, missä digitaalinen ääni muunnetaan analogiseksi. Langallisilla kuulokkeilla digitaalinen ääni muunnetaan analogiseksi ulostuloksi tietokoneen DAC -laitteen kanssa, ennen kuin se lähetetään johtojen kautta kuulokkeiden kaiuttimiin. Toisaalta Bluetooth-ääni lähetetään yleensä ensin tiedoksi kuulokkeisiin ja muunnetaan sitten analogiseksi signaaliksi kuulokkeiden sisäänrakennetun DAC: n avulla.

Syynä tähän eroon on se, että langattomat kuulokkeet käyttävät koodekiksi kutsuttua algoritmia, joka on portmanteau kooderin/dekooderin vähentämiseksi äänidatan pienentämiseksi. Nämä koodekit on usein merkitty "häviöllisiksi", koska tiedot poistetaan pienemmän tiedostokokon hyväksi. Langattomat kuulokkeet käyttävät näitä koodekkeja, koska mitä vähemmän tietoja siirretään Bluetooth -yhteyden kautta, sitä luotettavampi yhteys on.

Mutta pakkaaminen vaikuttaa laatuun. Toisin kuin langattomat mallit, langalliset kuulokkeet voivat tuottaa ääntä ilman häviöllistä pakkausta. Tämä tarkoittaa, että saat paremman uskollisuuden langallisilla malleilla. Siksi et usein löydä langattomia kuulokkeita, joita käytetään ammattimaisessa studioympäristössä. Langallisilla yksiköillä on myös pienempi viive.

Äänen ohjaus ja virta

Bluetooth -kuulokkeet voivat tarjota kattavamman hallinnan musiikistasi. Joidenkin langallisten kuulokkeiden avulla voit toistaa ja keskeyttää sisällön, mutta monissa Bluetooth -malleissa voit säätää äänenvoimakkuutta, keskeyttää tai toistaa musiikkia ja ohittaa tai kelata kappaleita taaksepäin. Jotkut jopa antavat sinun kutsua digitaalisia avustajia, kuten Siri. Mutta mitä saat mukavuudesta, uhraat äänen uskollisuudessa.

Lopuksi langattomat kuulokkeet tarvitsevat akkuvirtaa toimiakseen. Tämä tarkoittaa, että jos mehu loppuu, kuulokkeet eivät toimi. Langalliset kuulokkeet eivät yleensä käytä paristoja, joten ne toimivat aina, kun ne on liitetty äänilähteeseen.

Aiheeseen liittyviä: Parhaat USB-C-kuulokkeet

Uudet kuulokkeet, vanha tekniikka

Kuulokkeet ovat uskomaton keksintö. Vaikka tuotemerkkejä voi syntyä uusilla kelloilla ja pilleillä, ydintekniikka on pysynyt suurelta osin muuttumattomana yli 100 vuoden ajan. Ja vaikka jotkut mallit voivat muuttua tekniikan kehittyessä, klassiset kuulokkeet ovat luultavasti edelleen synonyymi musiikille monien vuosien ajan.

Mitä laitteita tarvitset, jotta voit nauttia häviöttömästä äänestä?

Et kuule eroa, jos sinulla ei ole oikeaa laitteistoa, se on niin yksinkertaista.

Lue seuraava

Kirjailijasta