История и принцип работы арматурных наушников

Впервые принцип, заложенный в работе современных арматурных наушников, был задействован еще в начале 1920 года. В то время инженеры всячески стремились отойти от традиционной рупорной акустики и вывести эпоху электрического звука на новый уровень. В отличие от традиционного динамика, наушники с уравновешенным якорем (так еще называют арматурные наушники) работают совсем по другому принципу.

Звуковая катушка арматурных наушников располагается вокруг металлической «П-образной» пластины, которую и называют якорем. Его размещение строго центруется по отношению к электромагнитному полю и проходит вдоль оси. Под действием электрического сигнала магнитное поле приводит в действие якорь, а тот, в свою очередь, вызывает движение миниатюрной мембраны, колебания которой мы и слышим.

Помимо принципа работы отличаются наушники с уравновешенным якорем и типом корпуса, в который заключен излучатель. Зачастую он напоминает миниатюрный сосуд. Сформированный звук от мембраны выводится через так называемое «горлышко».

Попытки популяризации арматурной акустики в 20-е годы прошлого века провалились из-за несовершенства технологии. Первая коммерческая модель арматурных наушников Baldwin Mica Diaphragm была воспринята потребителями весьма критично. Они выдавали бедный звук с практически полным отсутствием низких и высоких частот, но чрезмерно «вываленной» серединой. Одним словом, для качественного прослушивания музыки первые арматурные наушники были не пригодны. В сфере же, где нужно было четкое и ясное воспроизведение человеческой речи, им не было равных. Так наушники с уравновешенным якорем на долгие годы становятся главным элементом военного вооружения.

Традиционный динамический излучатель нельзя разместить во внутренней части ушной раковины человека из-за геометрических особенностей корпуса. Арматурные же наушники по части миниатюрности превосходили возможности своих «коллег» и стали одним из самых востребованных типов звукового оборудования в медицине и военной промышленности.

Одним из пионеров построения арматурных наушников стала американская компания Westone. В 1959 году, в штате Колорадо (США), Рон Морган основал небольшой семейный бизнес по производству внутриканальных наушников под заказ. Используя специальный материал, Рон Морган получал точный слепок ушной раковины заказчика. А дальше предстояла кропотливая работа с полученной формой.

За последующие 30 лет семейный бизнес Моргана становится не только одним из авторитетнейших игроков на рынке внутриканальных мониторных наушников, но и главным производителем медицинского оборудования для слухопротезирования и ведущим разработчиком средств для защиты органов слуха военных. В 1987 году компания Westone, совместно с Etymotic начинает освоение новой сферы – производства наушников для музыкантов, вскоре получивших обобщенное имя «мониторы». Etymotic занимается разработкой начинки, а Westone берет на себя ответственность за производство мягких ушных насадок.

В 1991 на рынок профессионального звукового оборудования выходит легендарная модель первых однодрайверных наушников внутриканального типа Etymotic ER-4. Предложенная Westone конструкция звукоизлучателя открывает новую страницу в жизни аудиофилов: арматурные наушники обеспечивают звучание с минимальным количеством фазовых искажений. В 1995 году наступает еще один ключевой этап в развитии наушников с уравновешенным якорем. Контракт между Ultimate Ears и Westone позволяет положить начало производству индивидуальных арматурных наушников для музыкантов.

Всего за шесть лет внутриканальные мониторы двух брендов становятся главным атрибутом в среде звезд-исполнителей по всему миру. Арматурные наушники начинают плотно входить в повседневную жизнь меломана.

Типы и количество драйверов

Современный рынок представлен внушительным количеством моделей арматурных наушников разного ценового диапазона. Помимо цены есть и еще одна определяющая характеристика – количество установленных в наушник драйверов-излучателей.

Миниатюрный корпус арматурных наушников зачастую относят к их главным преимуществам. Увы, любой инженер-акустик с уверенностью готов заявить, что для звука нужен объем. Слишком миниатюрный корпус может стать не только причиной полного отсутствия линии баса, но и внутреннего перегруза излучателя. Компенсировать такие потери можно либо установкой дополнительных драйверов, либо увеличением объема корпуса.

Однодрайверные, двухдрайверные, пятидрайверные арматурные наушники – в чем же их принципиальное различие? Ответ весьма прост: в количестве установленных излучателей. При этом следует учитывать тот факт, что больше излучателей – не значит лучшее качество звучания. С одной стороны, каждый дополнительный драйвер действительно расширяет частотные характеристики наушников. С другой, он требует наличия дополнительных фильтров (кроссоверов), а их избыток приводит к росту фазовых искажений. Другими словами, звук становится не столь естественным.

Количество установленных драйверов влияет и на потенциальную чувствительность арматурных наушников. Чем больше излучателей установлено, тем более громкий звук способны воспроизводить наушники.

Но, зачастую, громкость – это главный критерий отбора наушников для музыкантов-исполнителей, вынужденных по несколько часов находится в непосредственной близости мощной многокиловаттной аппаратуры. Для рядового же слушателя каждый дополнительный излучатель прямопропорционально отразится на стоимости наушников, а вот результат может разочаровать.

Что следует знать перед покупкой

Да, арматурные наушники стоят несколько дороже динамических. Главная причина такого неравенства – сложный производственный процесс. Как и любой продукт, наушники с уравновешенным якорем имеют свои преимущества и недостатки, поэтому выбирая наушники этого типа следует обращать внимание на некоторые их особенности:

  • В отличие от динамических, арматурные наушники могут иметь корпус самой причудливой формы.
  • Любители низкого насыщенного баса должны обращать внимание на наличие дополнительного объема в корпусе, либо на присутствие дополнительных излучателей. С целью обеспечения достойного уровня басовой линии были разработаны наушники гибридного типа, в которых за низкие частоты отвечает традиционный динамик, а средние и высокие воспроизводит арматурный излучатель.
  • Однодрайверные модели не могут похвастать гулким мясистым басом.

  • Арматурные наушники отличаются ровной амплитудно-частотной характеристикой и воспроизводят звук без характерного для динамических излучателей частотного подъема в определенной области.
  • Меньшее количество драйверов положительно сказывается на естественности и чистоте звучания.
  • Сопротивление арматурных наушников практически не сказывается на их чувствительности.

Выбирая арматурные наушники помните, что высокая цена должна иметь адекватную аргументацию, а предпочтения каждого слушателя строго индивидуальны. Сопоставляя традиционные динамические и арматурные наушники в одном классе можно дать четкую характеристику последних: арматурные наушники звучат чище и естественнее, им не присущ глубокий бас и заваленные низкие частоты, и они несколько уступают динамическим при прослушивании в шумных местах. А в остальном – просто слушайте.

Подготовлено при информационной поддержке Westone.

Рейтинг поста:

(4.70 из 5, оценили: 10) 🤓 Хочешь больше? Подпишись на наш Telegram. … и не забывай читать наш Facebook и Twitter 🍒 iPhones.ru Этот тип наушников способен передавать детализированный звук с точной нюансировкой. Они отличаются минимальным уровнем акустических искажений и сбалансированным звучанием на всем диапазоне частот. Арматурные наушники. Подготовлено при информационной поддержке Westone. Зачастую любой излучатель звука у рядового слушателя ассоциируется с круглой мембранной и установленной катушкой, работающих в магнитом поле. Под действием тока возникает магнитное поле, которое…

Какая разница в звучании между арматурным и динамическим басом?

Недавно натолкнулся на разбор полетов о том, какой бас правильный — арматурный или динамический. Владение разными наушниками и проведенными техническими тестами порядка 250 внутриканальных наушников (динамических, арматурных и гибридных) позволило сформировать свое мнение. Однако кому сегодня нужно чье-то мнение, независимо от авторитетности?

Для пояснения разницы звучания баса, выбрал основные объективные причины различий и сделал соответствующую обработку пары музыкальных треков. Послушав демонстрационные треки, можно будет для себя решить, справедливы ли различные предположения и лучше понять, в чем эта разница зарыта. И есть ли она вообще?
), у самого в коллекции разнообразных наушников будет пара десятков, стоимостью от $1 до $1000, и вообще давно все это дело давно слушаю, знаю много, безоговорочно верьте мне”. Уже поверили и ждете короткого ответа?

Если да, то дальше можно не читать. Материал для только тех, кто будет делать выводы сам. И даже в большей степени для тех, у кого уже есть определенное мнение, на основе собственного использования разных наушников.

Причин различного звучания между арматурными и динамическими наушниками много. Разберем основные. Что не разберем, можно будет обсудить в комментариях и прикинуть, можно ли это перевести в дополнительные демонстрационные треки.

Все демонстрационные треки с возможностью воспроизведения из браузера . На мой взгляд, проще все скачать и воспроизводить из отдельного плеера, т.к. запуск следующего трека не останавливает предыдущий. В разных браузерах интерфейс и возможности тега audio индивидуальные.

Как обычно заявляется основное различие между “арматурой” и “динамикой”?

Практически все формулировки выглядят как “у арматуры быстрый и точный бас, а у динамики он медленный и вялый”.

Что ж, вперед слушать… и проголосовать, как сложится впечатление после прослушивания.

В качестве исходников для демонстрационных треков взял пару своих черновиков многолетней давности, которые вполне подходят для оценки баса, на количество и разборчивость. Какие-то определенные аудиофильские треки не использовал, чтобы не было заморочек с авторскими правами.

Оригиналы без обработки

АЧХ наушников

В большинстве случаев арматурные наушники обладают ровной АЧХ от самых низких частот до начала высоких. Динамические наушники наоборот, имеют подъем в области низких частот с провалом в области нижних высоких.

Для того, чтобы это можно было послушать в любых наушниках, демонстрационные треки обработаны в виде контраста — для того, чтобы почувствовать, как меняется звучание в ту или иную сторону.

В сторону “арматуры”:

В сторону “динамика”:

Какая обработка дала скорости и точности, а какая запоздалости и вялости?

Спойлер На мой взгляд, именно это закладывает основное различие, которое будет справедливо для 90% случаев (так, никакого давления авторитетом).

Долгое затухание от динамика

Есть мнение, что арматурный излучатель не дает долгих послезвучий, а динамический не может сразу замолчать и дает долгие затухания.

Эта теория на мой взгляд базируется на прямой аналогии с большими АС фазонверторного типа, где басс-порт добавляет баса, но с небольшой задержкой. А так как фазонвертор работает в виде резонатора в низкочастотной области, то долгое затухание не только ощущается задержкой, но и снижает разборчивость баса в целом. В «правильных» системах обычно используют оформление “закрытый ящик” для получения “быстрого баса”.

В этой логической цепочке я не очень вижу, где в наушниках есть фазоинвертор, который давал бы такой резонанс. Наверно, наиболее близкая по сути конструкция есть только в Shure SE 846 и JVC HA-FXZ200, которые скорее дают просто задержку в выделенном длинном звуководе, а не затухание.

Но, может у нас есть еще переотражения корпуса и прочих вероятно не очевидных вещей, которые могут дать такой эффект.

Если сравнивать напрямую арматурный излучатель и динамик, то арматура — это по своей сути, динамик, который уже поместили в корпус с небольшим звуководом на выходе.

Для этого на диапазон до 120 Гц было наложено эхо малого объема. Величина затуханий довольно большая для возможности это услышать как в в наушниках за 1$, так и через простой смартфон.

Прямая задержка баса

При использовании разделительных фильтров происходит сдвиг фаз и низкочастотная секция начинает играть с небольшой задержкой без дополнительного эха. Для компенсации этого в некоторых АС делают наклон фронтальной панели так, чтобы высокочастотник был дальше от слушателя на определенное расстояние. Там, где габариты АС большие, делают сдвиги отдельно среднечастотной и высокочастотной секций вглубь. Такие АС называют фазолинейными.

Считаются крутыми, но не все эту крутость слышат, считая, что наше ухо такие вещи не фиксирует. В большинстве студийных мониторов такой компенсации нет.

Такое можно встретить и во внутриканальных наушниках,

В этих наушниках используются звуководы разной длины.

Здесь просто по времени были разнесены частотные диапазоны с разделением на 120 Гц. Задержка довольно большая, 10 мс.

Технически такая задержка наиболее вероятна в многодрайверных наушниках с использованием фильтров высоких порядков. Но, обычно в наушниках используется только первый порядок из-за невозможности использовать крупногабаритные катушки индуктивности.

Попробуйте почувствовать разницу между сдвигом по времени и затуханиями из прошлого примера.

Перегруз звуковода

В чем проблема многих малогабаритных фазоинверторных АС? Малый корпус не позволяет делать длинный фазоинвертор. А чем короче труба, тем у нее должен быть меньше диаметр для сохранения выбранной частоты на резонанс.

Это приводит к тому, что при повышении громкости воздух не может “прокачаться” через трубу и происходит аналог мягкого клиппирования. Это сопровождается или призвуками, или обогащением дополнительных гармоник. Т.е. если основной диапазон баса был в области 40-80 Гц, то при перегруженном фазоинверторе мы получим дополнительные гармоники в диапазоне 80-320 Гц.

Кстати, некоторые пользователи порой уверенно слышат “самые низкие частоты” во время разнообразных тестов “на качество звука” в малогабаритных АС именно по паразитным дополнительным гармоникам в среднечастотном диапазоне, принимая это за способность АС играть от 15 Гц.

Такое подробное объяснение с аналогией фазоинвертора сделано не спроста. Дело в том, что именно у подавляющего большинства арматурных динамиков вывод звука организован через узкое горлышко! И именно они потенциально готовы дать призвуки, которые не дадут динамические излучатели.

Мне встречались наушники без узкого горлышка только у Sony. Не уверен, что это было продиктовано логикой в сторону повышения качества звука. Вероятнее это от того, что излучатели делает она сама (или полностью под себя) в уже заготовленный корпус наушников, где нет необходимости крепить трубочки звуководы.

Формально, этот тест покажет и как будут звучать наушники, у которых излучатель уходит в перегрузку.

Здесь низкочастотный диапазон был поджат компрессором.

Послушали? Делитесь впечатлениями!

Рубрики: IT

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *