Lyd 101: Hvordan fungerer hodetelefoner?

Hodetelefoner er et vesentlig element i mange lydopplevelser. De lar deg lede musikk direkte inn i ørene dine mens du stiller ut verden - men hva er historien deres, og hvordan fungerer de nøyaktig? Hvis du er nysgjerrig på dine favorittbokser, her er en sammenbrudd.

En kort historie med hodetelefoner

Hodetelefoner er en oppfinnelse som strekker seg tilbake til 1880 -årene. I disse dager ville telefonistene bruke tunge høyttalere på skuldrene for å hjelpe dem med å koble telefonlinjer. Dessverre veide disse høyttalerne hele 10 kilo!

På 1890 -tallet utviklet et britisk teleselskap, Electrophone Company, et heftig sett med hodetelefoner som hang under ansiktet, kalt en elektrofon. Denne enheten besto av øretelefoner koblet til et y-formet håndtak, omtrent som et moderne stetoskop.

Elektrofonen kobles direkte til en telefonlinje i den ene enden og dekker brukerens ører i den andre. Med enheten kunne brukerne lytte til musikk som ble sendt over disse linjene.

Nathaniel Baldwin oppfant de første moderne hodetelefonene i 1910. I motsetning til elektrofonen satt Baldwins hodetelefoner på toppen av hodet i stedet for å falle under ansiktet.

Hodetelefonene gikk deretter over fra store og tungvint til mindre og mer lette da Sony ga ut Walkman i 1979. Selv om små in-ear-modeller er populære i dag, foretrekker noen audiofiler fremdeles større, over-øret-modeller.

I slekt: De beste veganvennlige hodetelefonene

Hemmeligheten er i høyttalerne

Den viktigste delen av hodetelefonene er høyttalerne, og hver høyttaler består av tre hovedkomponenter. De er stemmespolen, den permanente magneten og membranen.

Stemmespolen er en tynn sirkel av kobbertråd. Denne ledningen er suspendert midt i en permanent magnet, som opprettholder et konstant magnetfelt. Dette feltet hjelper stemmespolen til å vibrere.

Koblet til talespolen er en tynn membran kalt membranen. Denne membranen, også kjent som høyttalerkegelen, er delen som er ansvarlig for å forskyve luft.

Hvordan lager hodetelefoner lyd?

Mye av lyden du hører i dag starter som digital informasjon som passerer gjennom en Digital-to-Analog Converter (DAC). Denne DAC konverterer et digitalt signal til en analog elektrisk strøm som høyttalere kan bruke til å gjengi lyd. For enheter som ble opprettet før den digitale tidsalderen, kom disse elektriske signalene imidlertid rett fra det analoge kildemediet og passerte gjennom en forsterker til den nødvendige høyttaleren.

I hodetelefoner, som alle høyttalere, beveger oscillerende elektriske strømmer seg via ledningene til talespolen. Når strøm passerer gjennom spolen, skaper det et elektrisk felt som samhandler med den permanente magnetens elektromagnetiske felt. Avviket mellom de to feltene får stemmespolen til å vibrere.

Når stemmespolen vibrerer, beveger membranen seg med den. Denne bevegelsen av membranen forårsaker trykkbølger (eller lydbølger) i luften rundt. Disse bølgene er lyden du hører. For lyder med høyere tone beveger membranen seg raskt; for lavere plasser vibrerer membranen sakte. Samlet lydvolum avhenger av den relative styrken til det elektriske signalet.

Hvordan er kablede hodetelefoner forskjellig fra trådløse hodetelefoner?

For øyeblikket er det bare to hovedtyper hodetelefoner, kablet, som bruker en tradisjonell kabel for å koble til lydkilden, og trådløst, som bruker trådløse signaler for å gjengi lyd. Men det er andre forskjeller du bør vurdere før du velger det perfekte paret.

Brukervennlighet

Kablet hodetelefoner er ofte lettere å bruke enn sine trådløse kolleger. Det er like enkelt å bytte enhet som å koble fra hodetelefonene og koble dem til en annen lydkilde. På den annen side er ledningen også den største ulempen, da den må være fysisk koblet til lydkilden. Denne ledningen hemmer brukerens bevegelse.

Trådløse hodetelefoner vinner poeng her for å tilby mer bekvemmelighet relativt. Med trådløs kan du vandre rundt fritt så lenge du er innenfor rekkevidden til Bluetooth -tilkoblingen. Selv om de krever ekstra innsats hvis du vil bytte enhet.

Lydkvalitet

En annen viktig forskjell her er hvor digital lyd konverteres til analog lyd. Med kablede hodetelefoner konverteres digital lyd til analog utgang med en DAC på lydenheten som datamaskinen din, før du sender den via ledninger til hodetelefonhøyttalerne. På den annen side blir Bluetooth-lyd vanligvis sendt som data til hodetelefonene først og deretter konvertert til et analogt signal av hodetelefonens innebygde DAC.

Årsaken til denne forskjellen er at trådløse hodetelefoner bruker en algoritme som kalles en kodek som er et portmanteau for koder/dekoder for å slanke lyddata. Disse kodekene blir ofte merket med "tap" fordi data blir fjernet til fordel for en mindre filstørrelse. Trådløse hodetelefoner bruker disse kodeker fordi jo mindre data som overføres via en Bluetooth -tilkobling, desto mer pålitelig er tilkoblingen.

Men komprimering påvirker kvaliteten. I motsetning til trådløse modeller kan hodetelefoner med kabel levere lyd uten tapskomprimering. Det betyr at du får bedre troskap med kablede modeller. Derfor finner du ikke ofte trådløse hodetelefoner som brukes i et profesjonelt studiomiljø. Kablede enheter har også redusert ventetid.

Lydkontroll og strøm

Bluetooth -hodetelefoner kan tilby mer omfattende kontroll over musikken din. Mens noen kablede hodetelefoner lar deg spille av og sette innholdet på pause, lar mange Bluetooth -modeller deg justere volumet, sette musikken på pause eller spille av musikken og hoppe over eller spole tilbake. Noen lar deg til og med tilkalle digitale assistenter som Siri. Men det du får med bekvemmelighet, ofrer du i lydtrohet.

Til slutt krever trådløse hodetelefoner batteristrøm for å fungere. Det betyr at hvis du går tom for juice, vil ikke hodetelefonene fungere. Kablet hodetelefoner bruker vanligvis ikke batterier og vil derfor fungere når de er koblet til en lydkilde.

I slekt: De beste USB-C-hodetelefonene

Nye hodetelefoner, gammel teknologi

Hodetelefoner er en utrolig oppfinnelse. Selv om merker kan dukke opp med nye bjeller og fløyter, har kjerneteknologien stort sett vært uendret i over 100 år. Og mens noen design kan skifte etter hvert som teknologien utvikler seg, vil det klassiske paret med hodetelefoner sannsynligvis fortsette å være synonymt med musikk i mange år fremover.

Hvilket utstyr trenger du for å nyte tap uten lyd?

Du vil ikke høre forskjellen hvis du ikke har riktig maskinvare, det er så enkelt som det.

Les neste

Om forfatteren