Understanding Headphone Driver Units

headphone driver units są integralną częścią każdej reklamy, prezentacji lub zakupu słuchawek. Sterowniki są wymieniane za każdym razem, gdy ktoś chce wskazać zalety określonego modelu słuchawek / słuchawek. To prowadzi nas do wniosku, że przetworniki muszą być bardzo ważnymi elementami każdej pary słuchawek, niezależnie od ich typu czy przeznaczenia.

jeśli jednak zapytasz przypadkową osobę na ulicy o jednostki sterujące, nie będzie ona w stanie podać dokładnego wyjaśnienia, ponieważ większość ludzi tak naprawdę nie rozumie, jak działają te urządzenia. Dlatego chcemy zadać ci proste pytanie. Czy zastanawiałeś się kiedyś, jak działają twoje słuchawki i jak wytwarzają dźwięk, który tak kochasz? Jeśli masz i szukasz właściwej odpowiedzi, trafiłeś we właściwe miejsce.

w tym artykule postaramy się przedstawić wszystkie istniejące typy jednostek sterujących i wyjaśnić ich zasady działania w kategoriach laika. Jesteśmy przekonani, że będzie to więcej niż przydatne, gdy następnym razem zdecydujesz się kupić parę słuchawek, ponieważ będziesz bardziej świadomy rodzaju urządzenia, którego potrzebujesz.

czym są sterowniki i jakie istnieją sterowniki?

Głośniki to małe głośniki ukryte wewnątrz słuchawek/obudów, które przekształcają sygnał elektryczny w fale dźwiękowe, które nasze uszy odbierają jako dźwięk (muzyka, głos itp.).

mimo że wszystkie typy głośników są różne, większość z nich ma bardzo podobną strukturę, składającą się z magnesu, cewki i membrany. Kiedy prąd elektryczny przechodzi przez cewkę, sprawia, że membrana porusza się/wibruje, co faktycznie prowadzi do produkcji dźwięku. Niezależnie od zastosowanej konstrukcji i technologii, wszystkie przetworniki mają jedną wspólną cechę – wytwarzają dźwięk, przekształcając wibracje w fale dźwiękowe.

jeśli chodzi o funkcje sterowników, są one zwykle klasyfikowane i oceniane według ich średnic. Dane te są często nieadekwatnie wykorzystywane do oceny jakości dźwięku słuchawek, a także jego głośności. Chociaż niektóre liczby mogą sugerować, że głośniki o większych średnicach pomagają uzyskać dźwięk lepszej jakości (w porównaniu z mniejszymi głośnikami), Musimy cię uspokoić, ponieważ proces oceny jakości dźwięku jest bardziej złożony i ma na niego wpływ więcej czynników, nie tylko Średnica głośnika.

jednak zostawimy dyskusję na temat jakości dźwięku słuchawek dla innych artykułów i skupimy naszą uwagę na naszym temacie i pomożemy Ci zrozumieć jednostki sterujące słuchawkami.

krótki przewodnik po zrozumieniu sterowników słuchawkowych

sterowniki dynamiczne

sterowniki dynamiczne są prawdopodobnie najstarszym i najczęstszym typem sterowników na rynku światowym. Jak można przypuszczać, są one niezwykle popularne i nie bez powodu. Sterowniki te są bardzo proste i ekonomiczne. Zapewniają również bardzo dobrą wydajność.

praca tych sterowników opiera się na zasadach magnetyzmu i elektromagnetyzmu. Składają się one z jednego magnesu neodymowego, cewki głosowej (zwanej również cewką drucianą) i dużej membrany. Gdy prąd elektryczny przechodzi przez dynamiczny sterownik, przechodzi przez cewkę głosową, która leży w pobliżu magnesu. Razem tworzą pole magnetyczne, które staje się elektromagnetyczne po podłączeniu urządzenia do źródła zasilania. Prąd sprawia, że cewka porusza się, a ruchy są przekazywane na membranę, która jest przymocowana do cewki. Następnie membrana zaczyna wibrować, wypierając powietrze ze słuchawek i wytwarzając fale dźwiękowe.

dynamiczny sterownik (źródło – Pioneer HDJ-X5-K)

dynamiczne sterowniki są popularne ze względu na prostą konstrukcję, niedrogie materiały użyte do ich budowy i ze względu na ich doskonałą wydajność. Prowadzi to do masowej produkcji niedrogich słuchawek i wkładek dousznych, które wytwarzają dźwięk, który lubi wielu klientów. Jak niektórzy z was mogą wiedzieć, ilość basu, a także głośność dźwięku, są proporcjonalne do ilości przemieszczanego powietrza. W przeciwieństwie do innych głośników, dynamiczne głośniki mają otwory wentylacyjne używane do przemieszczania powietrza. Gdy membrana porusza się, wypiera powietrze przez otwór wentylacyjny. Przetworniki zdolne do przenoszenia większej ilości powietrza zwykle dostarczają głośniejszy i bardziej ciężki dźwięk niż inne. Dynamiczne przetworniki są w stanie pokryć całe spektrum częstotliwości, ale wiąże się to ze znaczną utratą szczegółów. Mają również problemy z zniekształceniami przy dużych głośnościach, a także niespójnością i niedokładnością w różnych częstotliwościach.

ponadto jest negatywna strona dynamicznego sterownika. Tanio sklejone, dynamiczne elementy głośnika rozpadają się z powodu zużycia kleju, co może mieć ogromny negatywny wpływ na dźwięk.

wyważone przetworniki armatury

największą i najważniejszą zaletą przetworników BA jest ich rozmiar. Są one tak małe, że wiele przetworników może być zainstalowanych w jednej słuchawce, co czyni je odpowiednimi dla mniejszych słuchawek (wkładek dousznych), a zwłaszcza dla aparatów słuchowych i monitorów dousznych.

zbalansowane przetworniki armatury składają się z maleńkiego ramienia (zwory), cewki głosowej owiniętej wokół ramienia, dwóch magnesów po obu stronach oraz niewielkiej membrany. Po podłączeniu sterownika BA do źródła zasilania Prąd elektryczny przechodzi przez sterownik (i przez cewkę), dzięki czemu cewka się porusza. Następnie ramię zaczyna poruszać się tam iz powrotem z jednego magnesu na drugi, co zmienia utworzone pole magnetyczne. Ponieważ ruchome ramię jest przymocowane do centralnej części membrany, wibracje są przenoszone na membranę, a jej ruchy tworzą dźwięk.

Zbalansowany sterownik twornika (źródło – Knowles)

przetworniki BA zapewniają nieco inny dźwięk w porównaniu z przetwornikami dynamicznymi. Nie są one w stanie pokryć całego pasma słyszalnego i nie potrafią oddać dobrego basu. Zbalansowane przetworniki armatury używają zwrotnic do dzielenia sygnału, który otrzymują w różnych pasmach częstotliwości i wysyłania ich do pasujących przetworników. Nie mogą wytwarzać mocnego basu, ponieważ nie mają otworów wentylacyjnych, a ich przemieszczenie powietrza nie jest wielkie.

wszystkie te fakty sugerują, że wydajność sterownika BA jest ograniczona, ale mają wiele zalet, które sprawiają, że są doskonałym wyborem w zależności od przeznaczenia urządzenia. Na przykład są one bardziej odpowiednie dla mniejszych słuchawek. Przetworniki BA są tak małe, że w jednej słuchawce można zainstalować wiele jednostek, co zwiększa czystość dźwięku i zachowuje większość szczegółów. Jest nawet rozwiązanie na brak basu. Ponieważ przetworniki BA są bardzo małe, pozwalają producentom dodać jeden dynamiczny przetwornik do grupy kilku przetworników BA i poprawić wydajność basu. Dodatkowo to, że te osobne przetworniki BA odpowiadają za konkretne pasma, zapewnia lepszą produkcję środka i góry. Sterowniki BA mają również niskie zużycie energii, co czyni je doskonałymi dla urządzeń bezprzewodowych, ponieważ baterie będą działać dłużej.

najważniejszą wadą, wraz ze słabą reprodukcją basów, są wysokie ceny spowodowane ich złożoną strukturą.

Planar Magnetic Drivers

Planar magnetic drivers ma swoją nazwę po planarnych słuchawkach magnetycznych, a ich praca opiera się na planarnej technologii magnetycznej, która została po raz pierwszy opracowana dla celów NASA, a następnie została wykorzystana w przemyśle słuchawkowym. Jest to zaawansowana technologia, która nie została jeszcze udoskonalona, ale już pomogła producentom przezwyciężyć pewne ograniczenia dynamicznych przetworników.

te sterowniki faktycznie zbierają wszystkie największe cechy przetworników elektrostatycznych i dynamicznych. Składają się z dwóch dużych i silnych magnesów i cienkiej membrany między nimi. Magnesy wytwarzają pole magnetyczne, które jest otoczone przewodami elektrycznymi (przewodami) i ustawione równolegle do membrany. Siła magnetyczna jest równomiernie rozłożona na całym sterowniku, ale zmiana następuje, gdy prąd elektryczny przechodzi przez sterownik. Gdy tak się stanie, każdy Przewodnik tworzy własne pole magnetyczne, które oddziałuje z polem izodynamicznym. Interakcja powoduje drgania membrany. Resztę już znacie – drgania membrany prowadzą do powstawania fal dźwiękowych. Dzięki polowi izodynamicznemu ruchy te są stałe, nieprzerwane i równomiernie rozłożone na całej membranie, co zapewnia doskonale zrównoważone odtwarzanie dźwięku.

sterownik Magnetyczny planarny (source – Audeze)

sterowniki PM są popularne ze względu na doskonałą jakość dźwięku i zwiększoną trwałość. Przede wszystkim zapewniają mniejsze zniekształcenia, a także większą dokładność. W przeciwieństwie do dynamicznych przetworników, płaski przetwornik magnetyczny ma membranę, która porusza się równomiernie. Dzięki przewodom biegnącym przez całą powierzchnię membrany wszystkie jej części poruszają się równo, co prowadzi do poprawy dynamiki, lepszego przenoszenia częstotliwości, zmniejszenia zniekształceń i zwiększenia dokładności. Dzięki swojej cienkości membrana porusza się znacznie szybciej, co wydłuża odpowiedź wysokich tonów i umożliwia bardziej szczegółowe odwzorowanie.

planarne przetworniki magnetyczne również dostarczają dynamiczny i mocny bas, co wynika z dużej ilości powietrza przepływającego przez głośnik, spowodowanego dużą powierzchnią głośnika i jego silną siłą magnetyczną.

ponadto sterowniki PM mają lepszą responsywność. Oznacza to, że reagują szybciej na zmiany sygnału wejściowego niż inne typy przetworników. Dzieje się tak dlatego, że membrana jest cieńsza i lżejsza od membrany w przetwornikach dynamicznych, co umożliwia jej szybsze poruszanie się i lepszą reakcję na zmiany sygnału.

musimy również wspomnieć, że przetworniki te mają mniej ruchomych części w porównaniu do przetworników dynamicznych, co poprawia ich trwałość. Jednakowa siła i dystrybucja prądu prowadzą do równej dystrybucji ciepła.

z drugiej strony, planarne przetworniki magnetyczne są ciężkie i dość duże, co oznacza, że planarne słuchawki magnetyczne są również nieporęczne i ciężkie. Oznacza to również, że są one dość niewygodne i nieprzyjemne dla długich odsłuchów. Ponadto, ponieważ ich praca opiera się na stosunkowo nowej i rzadkiej technologii, planarne słuchawki magnetyczne są dość drogie. Są one zazwyczaj trudne do prowadzenia i wymagają zewnętrznego wzmacniacza, co czyni je zupełnie bezużyteczne po podłączeniu do prostego smartfona lub tabletu. Jeśli chcesz, aby para planarnych słuchawek magnetycznych osiągnęła swój pełny potencjał, lepiej przygotuj się na dodatkowe koszty i zdobądź odpowiedni wzmacniacz.

Sterowniki elektrostatyczne

jeśli uważasz, że planarne sterowniki magnetyczne mają najbardziej zaawansowaną zasadę działania, mylisz się. Przetworniki elektrostatyczne wykorzystują jeszcze bardziej zaawansowaną technologię, która jest jednocześnie prostsza i bardziej złożona niż planarna Technologia magnetyczna.

przetworniki elektrostatyczne nie mają stożków, cewek ani magnesów. Są małe i mają niezwykle cienkie membrany (cieńsze niż te zainstalowane w płaskich przetwornikach magnetycznych) zawieszone między dwoma metalowymi stojanami (metalowe płytki stojana w kształcie siatki). Praca tych przetworników opiera się na zasadzie siły elektrostatycznej, która jest zupełnie inna niż siła magnetyczna.

jeśli nie jesteś pewien, jaka jest siła elektrostatyczna, pamiętaj tylko o szkolnych eksperymentach, które obejmują czesanie ludzkich włosów grzebieniem, który wcześniej został przetarty o kawałek tkaniny. To pocieranie tworzy elektryczność statyczną, która umożliwia grzebieniu przyciąganie różnych przedmiotów.

membrana sterownika elektrostatycznego jest wykonana z mylaru i Tworzywa Sztucznego. Podobnie jak w płaskich przetwornikach magnetycznych, membrana ta zawiera wiele cienkich drutów pokrywających całą powierzchnię membrany. Kiedy wystawiamy stojany na wysokie napięcia (powyżej 500 V), są one wypełnione elektrycznością statyczną i sprawiają, że membrana unosi się między nimi, poruszając się tam iz powrotem, pchając powietrze i wytwarzając dźwięk.

słuchawki elektrostatyczne STAX SR-009

interesujące jest to, że membrana udaje się utrzymać stały ładunek i że membrana porusza się bez fizycznego kontaktu z którąkolwiek z części Sterownika, co prawie całkowicie eliminuje zniekształcenia harmoniczne, a także zabarwienie dźwięku.

słuchawki elektrostatyczne stały się popularne dzięki temu, że produkują niezwykle naturalny, szczegółowy i przejrzysty dźwięk z doskonałym głębokim basem i minimalnymi zniekształceniami. Trwałość wszystkich części kierowcy jest niesamowita. Ponieważ części nie są sklejone, nie mogą zużywać się tak szybko, jak dynamiczne przetworniki. Brakuje im również magnesów, co czyni je znacznie lżejszymi i wygodniejszymi.

z drugiej strony, Sterowniki elektrostatyczne są dość drogie, co podnosi cenę słuchawek elektrostatycznych o ponad 5000 USD. Poza tym trzeba będzie dołożyć trochę pieniędzy i wyposażyć je w odpowiedni wzmacniacz, który również kosztuje kilka tysięcy dolarów. Należy również pamiętać, że te słuchawki są przeznaczone wyłącznie do użytku w pomieszczeniach i że nie są przenośne ze względu na ich otwartą konstrukcję, ale także ze względu na wzmacniacz.

przetworniki Przewodnictwa kostnego (Magnetostrykcji)

przetworniki przewodnictwa kostnego reprezentują stosunkowo nowy Typ przetwornika, ale ich zasada działania opiera się na 2-wiecznej technologii. Ta wypowiedź opiera się na opowieści o Beethovenie trzymającym kij w zębach podczas gry na fortepianie. Drugi koniec drążka był przymocowany do fortepianu, a wibracje płynęły z niego, przez drążek, do jego zębów i kości szczękowych, dzięki czemu był w stanie usłyszeć dźwięk.

w rzeczywistości jest to zasada działania przetworników przewodnictwa kostnego i słuchawek. Ich nauszniki leżą na kościach skroniowych (przed uszami)i zasadniczo odgrywają rolę ludzkich bębenków. Kiedy prąd elektryczny przepływa przez słuchawki, tworzy fale dźwiękowe, które są następnie przekształcane w wibracje i prowadzone przez Kości bezpośrednio do ucha wewnętrznego i mózgu. W ten sposób ucho zewnętrzne i ucho środkowe są omijane, co jest niesamowite dla wszystkich osób z problemami ze słuchem. Jednak zastosowanie słuchawek przewodnictwa kostnego nie ogranicza się tylko do tej grupy. Każdy, kto chce słuchać muzyki, będąc świadomym swojego otoczenia, może korzystać z tych słuchawek. Jest to szczególnie świetne, jeśli chodzi o treningi na świeżym powietrzu, jogging itp.

AfterShokz TrekzAir Słuchawki Przewodnictwa kostnego

minęło 150 lat, zanim ta technologia została ponownie wykorzystana i została wykonana dla celów wojskowych (rozwój urządzeń komunikacyjnych). Żołnierze musieli umieć się komunikować, będąc świadomi otaczającego ich niebezpieczeństwa, więc przydały się słuchawki oparte na technologii przewodnictwa kostnego. Następnie był stosowany w medycynie do rozwoju aparatów słuchowych. W rezultacie urządzenie BAHA zostało stworzone i wszczepione do ludzkiej głowy, umożliwiając osobom z pewnymi rodzajami problemów ze słuchem ponowne słyszenie.

nawet dzisiaj nie możemy powiedzieć, że technologia jest w pełni rozwinięta, zwłaszcza jeśli chodzi o słuchawki. Słuchawki Przewodnictwa kostnego zostały wprowadzone w 2012 roku i jest jeszcze wiele do opracowania i udoskonalenia. Pomimo tego, że są bardzo użyteczne medycznie, nie możemy nie wspomnieć o ich niskiej jakości dźwięku, złej odpowiedzi basów, bardzo wysokich cenach i znacznej wycieku dźwięku. Gdy producenci znajdą sposób na rozwiązanie tych problemów, Słuchawki Przewodnictwa kostnego staną się jeszcze bardziej popularne.

przetworniki Hybrydowe

te przetworniki są stosunkowo nowe i są zwykle wykonane w celu zrekompensowania pewnych niedociągnięć, które mają wszystkie typy przetworników i zapewniają najlepszy możliwy dźwięk. Najczęstszą kombinacją sterowników jest połączenie wielu zbalansowanych szkieletów i jednego dynamicznego sterownika. W tej hybrydzie dynamiczny przetwornik jest odpowiedzialny za reprodukcję basu, podczas gdy przetwornik BA (lub przetworniki) jest odpowiedzialny za średnie i wysokie.

najczęstszy rodzaj hybrydowych sterowników (Dynamic + BA driver)

inne rodzaje hybrydowych sterowników są rzadkie, ale nadal istnieją. Są na przykład słuchawki hybrydowe z dynamicznymi i elektrostatycznymi przetwornikami (Mitchell i Johnson MJ2 czy Cyberdrive HP112A), są też iem z planarowymi przetwornikami magnetycznymi i dynamicznymi (jak oBravo Cupid).