Вся правда про наушники
Разберёмся в подробностях.
Проведем небольшой эксперимент. Наденьте беруши и не снимайте их в течение нескольких часов. Снимайте. Наверняка, сразу же возникает ощущение, что вы стали слышать значительно лучше. Все звуки вокруг стали четче, отдаленная речь разборчивее, а громкий звук соседского перфоратора теперь вызывает незначительный болевой удар — реально «бьет по ушам».
Это чудо или попытка обмануть собственный организм?
Давайте разберемся с тем, как мы слышим и почему в мире аудио забота о собственных ушах, как правило, влетает в копеечку.
Прорвавшись сквозь толпу ожидающих поезд граждан, вы уютно уселись в мягкое кресло вагона метро. Привычный и такой родной жест: достаем наушники, подключаем их к смартфону или плееру, выбираем любимый плейлист и уверенно жмем на Play.
Как работает ухо. С первым аккордами композиции, звук устремляется в слуховой проход. То, что наши уши имеют рупорообразную форму, еще раз подтверждает совершенство природы. На конце такой «трубки рупора» располагается барабанная перепонка. Под действием звуковой волны возникает ее колебание, которое, в свою очередь, приводит к движению трех слуховых косточек. Их название нам хорошо известно из курса анатомии и вызывает самые приятные эмоции: молоточек, наковальня и стремя.
Вибрация слуховых косточек воздействует на жидкость, расположенную во внутреннем ухе или улитке, а та, в свою очередь, вызывает колебание волосковых клеток — ресничек. На этом заканчивается механика и начинается электричество. Реснички преобразуют колебания в нервные импульсы, которые мгновенное передаются в кору головного мозга. Все реснички имеют зональную структуру и воспринимают лишь определенный диапазон частот (о чем мы поговорим в конце данной статьи).
Как работают наушники. С анатомией человеческого органа слуха вроде бы все понятно. Описанная выше схема восприятия звука, характерна для всех людей, любых национальностей, возраста, религиозных взглядов и социального уровня. Она — едина. Теперь разберемся с наушниками.
Примечание. Здесь и далее, всецело не погружаясь в аудиофилию, мы будем говорить исключительно о динамических наушниках.
Здесь все намного сложнее. И главная сложность заключается в механизме их исполнения и форм-факторе, но определенная закономерность формирования звука все же прослеживается. Цифровая комбинация нулей и единиц (полагаю, разумно будет упустить прослушивание музыки с кассетного плеера) с помощью процессора и микрочипа преобразуется в аналоговый звуковой сигнал, представляющий собой электрический импульс, который тут же поступает по проводам к главному элементу наушников — излучателю.
Используемый в конструкции излучателя магнит вызывает постоянное магнитное поле, а поступивший на миниатюрную катушку (многократно скрученный медный провод в виде кольца) ток создает переменное поле. Воздействие этих полей друг на друга приводит к движению мембраны — тонкой пленки на которой и закреплена катушка. В свою очередь, мембрана создает звук, который затем и проецируется в ушной канал слушателя.
Столкнувшись с выбором наушников вы неоднократно задавали себе вопрос: «Чем мотивирована столь высокая цена на этот раскрученный бренд». И действительно, если принцип звукообразования практически во всех моделях один и тот же (смотрите примечание выше), есть ли смысл переплачивать несколько тысяч рублей?
Итак, отбрасываем в сторону бессонные ночи промышленных дизайнеров, работавших над «изящной конструкцией и экстерьером» наушников. Не будем обращать внимание и на все производственные издержки, которые несет завод-изготовитель с выпуском каждой единицы наушников. Остановимся на параметре, который действительно влияет на качество звучания — материалы.
Провод. Индуктивность, сопротивление, емкость — все это те технические характеристики, на которые неискушенный слушатель вряд ли обращает внимание. И, в большинстве случаев, допускает ошибку.
Изменение АЧХ при увеличении сопротивления
Средняя длина кабеля для наушников варьируется в пределах от 1,5 до 4,5 метров. И даже столь незначительный отрезок способен кардинально изменить звук. Добросовестный производитель уделяет внимание сразу нескольким свойствам кабеля: степень очистки метала (позволяет значительно снизить сопротивление), качество экранирования (позволяет избежать искажений, вызванных волнами «из вне»), размеру сечения (большее сечение — меньшее сопротивление, но и меньшая эластичность).
Использование благородных металлов при производстве акустических кабелей вполне оправдано — задача шнура не повлиять на частотные характеристики звука, который передает усилитель.
Потребителю: Реально ощутить «что такое хорошо», а что такое «плохо» можно при прослушивании 200–300 метрового шнура. В противном случае, изменения будут незначительными.
Магнит. В основе принципа работы динамического излучателя лежит магнитное поле и от того, какой магнит будет использоваться зависит упругость и мощность звучания.
В моделях подешевле производитель отдает предпочтение недорогим ферритовым магнитам. В качественных наушниках устанавливается неодимовый.
Мембрана. Десятки лет исследований, экспериментов, поисков идеального материала и все ради одного элемента — мембраны наушников. От тонкой акустической пленки зависит все: и частотные характеристики, и детализация, и гармоники, и обертона наушников.
В дешевых наушниках используются недорогие синтетические полимерные пленки. Синтетический материал и, соответственно, на выходе мы получаем синтетический звук.
При производстве более дорогих моделей фирмы отдают предпочтение майлару или целлюлозе. Абсолютный эталон качества — титановая мембрана. Узнать такие наушники вы сможете по впечатляющему ценнику.
Амбушюры. Еще один элемент наушников, которому ленивый производитель уделяет минимум внимания. Но видеть именно от амбушюр зависит уровень шумоизоляции и комфорт при ношении.
У дорогих моделей упор сделан на натуральные материалы и амбушюры из кожи — это один из лучших вариантов по всем параметрам. В хороших наушниках вставного типа качественный продукт вы сможете узнать по насадкам из пенного полиуретана. Силикон и синтетические ткани — откровенное зло как для ваших ушей, так и для звука.
Чаши. Владельцы дорогостоящих моделей наушников делятся на две категории: те, кому важна эстетическая индивидуальность, и те, кому важен хороший звук. Первые любят глазами, вторые — ушами.
Вы не задумывались, почему в эпоху, когда химическая промышленность в лабораторных условиях способна создавать вкус клубники, абрикоса или вишни; производить ткань, к которой не прилипает грязь и генерировать синтетические материалы, которые сложно отличить от натуральных в сфере акустики по-прежнему отдает предпочтение натуральному дереву?
Деревянная чаша наушников служит звуковой камерой для их динамика. И если именитый музыкант готов отдать баснословные деньги за гитару, изготовленную из палисандра, красной ели или кедра определенной породы, почему в мире наушников, где качество звука — определяющая характеристика, должно быть иначе?
Этот параметр хотелось бы выделить отдельно и, вполне заслуженно. Об амплитудно-частотных характеристиках ходят легенды. Одни выбирают наушники руководствуясь широким диапазоном, другие обращают внимание на область низких и «сочных» звуковых частот. Еще одна категория — покупатели, которые попросту игнорируют показатель АЧХ и выбирают наушники по принципу: «нравятся» или «не нравятся». Кто прав?
Итак, возвращаясь на урок анатомии, посвященный «Органам слуха» и, не позволяя себе прогулять урок-другой по физике, во время изучения раздела «Акустика», вспомним, что человек слышит наушники в диапазоне от 20 до 20 000 Гц. Основная задача наушников — воспроизвести музыкальное произведение уравновешенным звучанием по всему частотному диапазону в этих пределах.
Другими словами, амплитуда-частотная характеристика хороших наушников — это не просто предельный диапазон частот, которые они способны воспроизводить, а эффективный диапазон с минимальным искажением амплитуды.
Представьте себе наушники за $50 и $500. Обращаем внимание на частотные характеристики и, о чудо, на модели, стоимость которой в десять раз меньше, чем у «эксклюзивных» частотный диапазон в разы лучше: «от 10 до 32 000 Гц» против »20 — 28 000 Гц». Зачем же переплачивать, если первые — «лучше»?
Линейность — это то, чего боятся производители недорогих и, зачастую некачественных наушников. Человек, который хоть немного разбирается в принципах чтения графиков с изображением АЧХ очень быстро отличит «хорошие» от «плохих». И при детальном рассмотрении графика легко понять, что предпочтительнее будет не охват частот, а равномерность и линейность этого частотного диапазона. Чем ровнее кривая (как бы абсурдно это не звучало), тем естественнее будет звучание.
Приведенные в статье примеры наушников попали на страницу этой статьи неслучайно. Их стоимость подкреплена не только используемыми материалами, качеством сборки, уникальным дизайном, но и соответствию написанного на коробке суровой реальности. А ведь она, порой, способна искажаться не хуже графика АЧХ…
