Słuchawki – Rodzaje, Budowa itd…

Słuchawek używamy do odsłuchu audycji zamiast zestawów głośnikowych. Bardzo ważną rolę odgrywają w technice nagraniowej w studiach fonograficznych i rozgłośniach radiofonicznych do kontroli jakości nagrania. Bardzo dużą popularność zyskały w przenośnym sprzęcie typu „Walkman” itp. Główne zalety odsłuchu słuchawkowego to:
– bardzo dobre przenoszenie szerokiego pasma częstotliwości, łącznie z basem, który w urządzeniach głośnikowych sprawia duże problemy,
– bardzo dokładny i detaliczny dźwięk, pełen szczególnej atmosfery, która nazywana jest przez audiofilii „eterem” lub „powietrzem”,
– możliwość słuchania muzyki bez względu na hałas otoczenia,
– możliwość głośnego słuchania bez przeszkadzania domownikom czy sąsiadom,
– bardzo mała moc potrzebna do zasilania słuchawek, co ułatwia skompletowanie aparatury i uzyskanie wysokiej jakości dźwięku stosunkowo niedużym kosztem.
Największą wadą odsłuchu słuchawkowego jest nieprawidłowa lokalizacja pozornych źródeł dźwięku. Podczas słuchania stereofonicznych nagrań słyszymy, że scena dźwiękowa rozgrywa się wewnątrz naszej głowy. Efekt ten eliminują niektóre, wysokiej klasy konstrukcje słuchawek, słuchawkowe wzmacniacze z odpowiednią korekcją a także słuchawkowe procesory dźwięku dookólnego (surround). Pojawiają się (nieliczne) płyty CD przeznaczone do odsłuchu słuchawkowego, pozbawione nieprawidłowej przestrzeni dźwiękowej.
Długotrwałe używanie słuchawek powoduje ucisk i rozgrzewanie się naszych uszu i może niekorzystnie wpływać na nasz słuch. Jak alarmują laryngolodzy szczególnie niekorzystnie działają słuchawki zamknięte. Wadą jest także ograniczenie naszych ruchów przez kabel zasilający. Komfort słuchania poprawia używanie słuchawek bezprzewodowych.
Słuchawki ze względu na strukturę akustyczną można podzielić na trzy rodzaje:
– słuchawki zamknięte
– słuchawki otwarte
– słuchawki półotwarte.
Słuchawki zamknięte
Wizualnie są to największe słuchawki, bowiem cała małżowina uszna powinna znaleźć się wewnątrz wałka uszczelniającego. Dzięki ścisłemu przyleganiu wałka uszczelniającego do głowy, membrana słuchawki, małżowina uszna i kanały słuchowe w uchu tworzą układ akustyczny, zamknięty. Daje to liniowe przenoszenie tak niskich jak i wysokich częstotliwości i dobrą dynamikę. Do zalet tego typu słuchawek należy także dobre oddzielenie słuchacza od szumów otoczenia i minimalne promieniowanie dźwięków na zewnątrz. Wadami jest zależność parametrów przenoszenia od ścisłego przylegania słuchawek do głowy i brak wentylacji. (z lewej – słuchawki dynamiczne, zamknięte, wokółuszne – Koss R80)
Słuchawki otwarte
Słuchawki otwarte możemy porównać do małych głośników umieszczonych w pobliżu uszu. Mają kilka zalet w porównaniu do słuchawek zamkniętych: – niewielka zależność charakterystyki przenoszenia od szczelności przylegania do małżowiny usznej, – zapewniają prawidłową wentylację ucha, – nie powodują odczucia odizolowania od otoczenia, co jest korzystne przy długim słuchaniu. Typowe słuchawki otwarte mają nakładki z pianki, które stykają się z małżowiną uszną słuchacza. Porowatość nakładki powoduje że dźwięk dostaje się nie tylko do kanału słuchowego ucha lecz wydobywa się na zewnątrz. Także dźwięki z zewnątrz docierają do słuchacza. Słuchawki mają dość dużą średnicę, co ułatwia osadzenie ich na małżowinie usznej. Bywają także miniaturowe słuchawki, które wkładamy do ucha, w pobliże kanału słuchowego. (zdjęcie po prawej- słuchawki dynamiczne, otwarte, wokółuszne – Beyerdynamic DT 331)
Słuchawki półotwarte
Większość słuchawek wysokiej klasy to właśnie słuchawki półotwarte. Działają tak jak słuchawki zamknięte z zakresie basów, a jak słuchawki otwarte w zakresie średnich i wysokich częstotliwości. Takie rozwiązanie ma akustycznie najwięcej zalet, przy dość dobrej wentylacji uszu i korzystnego dla słuchu, akustycznego kontaktu z otoczeniem.
Szczegóły konstrukcji
Większość słuchawek konstruowana jest jako słuchawki dynamiczne. Zbudowane są podobnie jak głośnik dynamiczny – w polu magnetycznym porusza się cewka która przytwierdzona jest do membrany. Ciekawą konstrukcją słuchawek jest głośnik elektrodynamiczny, w którym wykorzystuje się specjalnie pofałdowaną przewodzącą membranę, umieszczoną pomiędzy dwiema biegunami silnego magnesu neodymowego. Siła elektrodynamiczna powoduje naprzemienne rozciąganie i ściskanie tej harmonijki, która wytwarza falę dźwiękową. Pewna wadą tych przetworników jest bardzo niska impedancja (jak na słuchawki) co wymaga stosowania specjalnych niskoomowych wzmacniaczy słuchawkowych.
Do słuchawek wysokiej klasy zalicza się także słuchawki elektrostatyczne. Zasada działania jest taka sama jak w głośnikach elektrostatycznych, których budowę omówiłem na stronie „Głośniki”. Słuchawki elektrostatyczne wymagają odpowiedniego wzmacniacza i wysokiego napięcia polaryzującego membranę. Pojawiają się jeszcze inne rozwiązania techniczne w konstrukcji słuchawek, zainteresowanych odsyłam do literatury fachowej.
Najbardziej popularne, najtańsze, są słuchawki do sprzętu przenośnego typu „Walkman”. Są to najczęściej słuchawki dynamiczne, o niewysokich parametrach. Ich impedancja wynosi zwykle 32 Ohmy. Inne słuchawki mają różną impedancję od 32 do 600 Ohm. Dobrej klasy słuchawki posiadają pasmo przenoszenia 20 Hz-20 kHz (a nawet więcej) zniekształcenia THD mniejsze niż 0,5% a skuteczność powyżej 95 dB. Skuteczność powyżej 100 dB nie jest niczym wyjątkowym wśród słuchawek.
Uwiązani
Standardem są słuchawki przewodowe, które podłączamy do wyjścia słuchawkowego wzmacniacza. Jest to duża niedogodność, bowiem jesteśmy ograniczeni długością przewodu zasilającego który ma zwykle długość 2.5 -3 m. By móc oddalić się wzmacniacza musimy stosować przedłużacze, a swobodę poruszania i tak ogranicza plączący się kabel.
Bez kabla
Tej niedogodności nie mają słuchawki bezprzewodowe. Sygnał do słuchawek może być przesyłany dwoma sposobami:
– za pomocą fal radiowych
– za pomocą podczerwieni
Największy komfort uzyskujemy za pomocą fal radiowych. Zestaw składa się z nadajnika pracującego na falach UKF który przyłączamy do wzmacniacza i słuchawek z wbudowanym odbiornikiem. Zasięg odbioru w budynku wynosi 20 – 30 m a na otwartej przestrzeni jest o wiele większy. Jeżeli na przeszkodzie nie stoją bardzo grube mury, możemy swobodnie poruszać się swobodnie bez pogorszenia jakości odbioru.
Analogowo czy cyfrowo.
Niestety w tańszych systemach słuchawek bezprzewodowych jakość odbioru jest niższa niż ze słuchawek przewodowych. Winę ponosi tutaj transmisja, gdzie sygnał analogowy jest wzmacniany i przesyłany za pomocą fal radiowych. Transmisja radiowa ma ograniczone pasmo przenoszenia i wnosi szumy. O wiele lepszą jakość odbioru zapewnia transmisja cyfrowa. Sygnał ze wzmacniacza jest zamieniany za pomocą konwertera na postać cyfrową i dopiero wysyłany w przestrzeń za pomocą fali radiowej. W słuchawkach odbierany i zamieniany na sygnał analogowy. Jest to o wiele droższe rozwiązanie, lecz przynosi znaczną poprawę jakości odbieranego sygnału.
Słuchamy na podczerwono
W tańszych zestawach słuchawek bezprzewodowych spotyka się nadajnik i odbiornik pracujący na falach podczerwonych (jak np. w pilotach sterujących RTV). Zapewnia stosunkowo dobrą jakość odbioru, lecz wadą jest ograniczenie odbioru tylko do pokoju w którym znajduje się nadajnik. Rozwiązanie takie charakteryzuje się także dużą wrażliwością na nasze poruszenia, gdy odbiornik w słuchawkach „gubi” falę nadawczą. (zdjęcie z lewej – bezprzewodowe, radiowe słuchawki dynamiczne, otwarte, wokółuszne – Sennheiser RS 85)
Jakie kupić?
Do sprzętu przenośnego nie musimy kupować wyrafinowanych, drogich słuchawek. Inaczej jest, gdy posiadamy wysokiej klasy wzmacniacz (także słuchawkowy) i chcielibyśmy uzyskać jak najlepszą jakość dźwięku. Najlepiej jest przesłuchać kilka modeli ponieważ tak jak i głośniki, różnią się one charakterem i barwą dźwięku. Ponadto wybierając słuchawki kierujmy się dobrym dopasowaniem do naszych uszu. Każdy z nas ma inne małżowiny, inny kształt głowy itp., dlatego powinny być wygodne i po nałożeniu zajmować prawidłowe położenie i nie uciskać naszych uszu.