Hodetelefoner - Headphones
Hodetelefoner er et par små høyttalerdrivere som bæres på eller rundt hodet over brukerens ører. De er elektroakustiske transdusere , som konverterer et elektrisk signal til en tilsvarende lyd . Hodetelefoner lar en enkelt bruker lytte til en lydkilde privat, i motsetning til en høyttaler , som sender lyd ut i det fri for alle i nærheten å høre. Hodetelefoner er også kjent som øretelefoner, øretelefoner eller, i daglig tale , bokser . Circumaural ('rundt øret') og overnaturlige ('over øret') hodetelefoner bruker et bånd over toppen av hodet for å holde høyttalerne på plass. En annen type, kjent som ørepropper eller ørepropper, består av individuelle enheter som kobles til brukerens øregang. En tredje type er benledende hodetelefoner, som vanligvis vikles rundt baksiden av hodet og hviler foran øregangen, slik at øregangen er åpen. I forbindelse med telekommunikasjon er et headset en kombinasjon av hodetelefoner og mikrofoner .
Hodetelefoner kobles til en signalkilde som en lydforsterker , radio , CD -spiller , bærbar mediespiller , mobiltelefon , videospillkonsoll eller elektronisk musikkinstrument , enten direkte ved hjelp av en ledning eller trådløs teknologi som Bluetooth , DECT eller FM radio . De første hodetelefonene ble utviklet på slutten av 1800 -tallet for bruk av telefonoperatører for å holde hendene fri. I utgangspunktet var lydkvaliteten middelmådig, og et skritt fremover var oppfinnelsen av hodetelefoner med høy kvalitet .
Hodetelefoner har en rekke forskjellige kvaliteter for lydgjengivelse. Hodesett designet for telefonbruk kan vanligvis ikke reprodusere lyd med høy troskap for dyre enheter designet for musikklytting av audiofiler . Hodetelefoner som bruker kabler har vanligvis enten en 6,3 mm eller 3,5 mm telefonstikk for å koble hodetelefonene til lydkilden. Noen stereo ørepropper er trådløse, og bruker Bluetooth -tilkobling for å overføre lydsignalet med radiobølger fra kildeenheter som mobiltelefoner og digitale spillere. Som et resultat av Walkman -effekten som begynte på 1980 -tallet, begynte hodetelefoner å bli brukt på offentlige steder som fortauer, dagligvarebutikker og offentlig transport. Hodetelefoner er også brukt av mennesker i ulike faglige sammenhenger, for eksempel lydteknikere blande lyd for live konserter eller lydopptak og DJs , som bruker hodetelefoner til signalet opp neste sang uten publikum høring, piloter og call center ansatte. De to sistnevnte typer ansatte bruker hodetelefoner med integrert mikrofon.
Historie
Hodetelefoner vokste ut av behovet for å frigjøre en persons hender når du bruker en telefon. Det var flere iterative produkter som var forgjengerne til de "håndfrie" hodetelefonene. På 1890 -tallet ble den første enheten som uten tvil er en hodetelefon laget av et britisk selskap som heter Electrophone, som skapte et system som gjorde det mulig for kundene sine å koble til live feeds av forestillinger på teatre og operahus over hele London. Abonnenter på tjenesten kunne lytte til forestillingen gjennom et par massive øretelefoner som var forbundet under haken, holdt av en lang stang.
Den franske ingeniøren Ernest Mercadier patenterte et sett med hodetelefoner i øret i 1891, og Mercadier ble tildelt US patent nr. 454 138 for "forbedringer i telefonmottakere ... som skal være lette nok til å kunne bæres mens de er i bruk på operatørens hode."
Nathaniel Baldwin fra Utah i 1910 oppfant et prototype telefonhodesett på grunn av hans manglende evne til å høre prekener under søndagstjenesten. Han tilbød den for testing til den amerikanske marinen, som umiddelbart bestilte 100 fra Baldwin. Wireless Specialty Apparatus Co., i samarbeid med Baldwin Radio Company, opprettet et produksjonsanlegg i Utah for å oppfylle ordrer. Hans innovasjoner var grunnlaget for "lyddrevne" telefoner eller telefoner som ikke krevde strøm, som ble brukt under andre verdenskrig.
Hodetelefoner stammer fra telefonmottakerens øretelefon, og var den eneste måten å lytte til elektriske lydsignaler før forsterkere ble utviklet.
Disse tidlige hodetelefonene brukte bevegelige jerndrivere , med enten endet eller balansert armatur. Den vanlige en-endetypen brukte talespoler viklet rundt polene til en permanent magnet, som var plassert nær en fleksibel stålmembran. Lydstrømmen gjennom spolene varierte magnetfeltet til magneten og utøvde en varierende kraft på membranen, noe som fikk den til å vibrere og skape lydbølger. Kravet om høy følsomhet betydde at det ikke ble brukt demping, så frekvensresponsen til membranen hadde store topper på grunn av resonans, noe som resulterte i dårlig lydkvalitet . Disse tidlige modellene manglet polstring, og var ofte ubehagelige å ha på seg i lange perioder. Deres impedans varierte; hodetelefoner som brukes i telegraf og telefonarbeid hadde en impedans på 75 ohm . De som ble brukt med tidlig trådløs radio, hadde flere svinger med finere ledninger for å øke følsomheten. Impedans på 1.000 til 2.000 ohm var vanlig, som passet både krystallsett og triodemottakere . Noen veldig følsomme hodetelefoner, for eksempel de som ble produsert av Brandes rundt 1919, ble ofte brukt til tidlig radioarbeid.
I tidlige drevne radioer, hodetelefon var en del av vakuumrøret 's plate krets og som bæres farlige spenninger. Den var normalt koblet direkte til den positive høyspentbatteripolen, og den andre batteripolen var godt jordet. Bruken av bare elektriske tilkoblinger betydde at brukerne kunne bli sjokkert hvis de berørte de bare hodetelefontilkoblingene mens de justerte et ubehagelig headset.
I 1958 produserte John C. Koss , en audiofil- og jazzmusiker fra Milwaukee , de første stereohodetelefonene. Tidligere ble hodetelefoner bare brukt av den amerikanske marinen, telefon- og radiooperatører og enkeltpersoner i lignende næringer.
Mindre øretelefoner av ørepropper, som ble koblet til brukerens øregang, ble først utviklet for høreapparater . De ble mye brukt med transistorradioer , som dukket opp kommersielt i 1954 med introduksjonen av Regency TR-1 . Transistorradioen, den mest populære lydenheten i historien, endret lyttevaner, slik at folk kunne lytte til radio hvor som helst. Øreproppen bruker enten en jerndriver i bevegelse eller en piezoelektrisk krystall for å produsere lyd. 3,5 mm radio- og telefonkontakten , som er den mest brukte i bærbare applikasjoner i dag, har blitt brukt minst siden Sony EFM-117J transistorradioen, som ble utgitt i 1964. Populariteten ble forsterket med bruken på Walkman bærbar. båndspiller i 1979.
applikasjoner
Hodetelefoner kan brukes med stasjonære CD- og DVD -spillere , hjemmekino , personlige datamaskiner eller bærbare enheter (f.eks. Digital lydspiller / MP3 -spiller , mobiltelefon ), så lenge disse enhetene er utstyrt med en hodetelefonkontakt. Trådløse hodetelefoner er ikke koblet til kilden via en kabel. I stedet mottar de et radio- eller infrarødt signal som er kodet ved hjelp av en radio- eller infrarød overføringslenke, for eksempel FM , Bluetooth eller Wi-Fi . Dette er batteridrevne mottakersystemer, hvor hodetelefonen bare er en komponent. Trådløse hodetelefoner brukes til hendelser som Silent disco eller Silent Gig .
I den profesjonelle lydsektoren brukes hodetelefoner i live situasjoner av platejockeys med DJ -mikser og lydingeniører for overvåking av signalkilder. I radiostudioer bruker DJ -er et par hodetelefoner når de snakker med mikrofonen mens høyttalerne er slått av for å eliminere akustisk tilbakemelding mens de overvåker sin egen stemme. I studioopptak bruker musikere og sangere hodetelefoner til å spille eller synge med på et backingspor eller band. I militære applikasjoner overvåkes lydsignaler av mange varianter ved hjelp av hodetelefoner.
Kablet hodetelefoner er koblet til en lydkilde med en kabel. De vanligste kontaktene er 6,35 mm (¼ ″) og 3,5 mm telefonkontakter . Den større 6,35 mm -kontakten er mer vanlig på fast sted hjemme eller profesjonelt utstyr. 3,5 mm -kontakten er fortsatt den mest brukte kontakten for bærbar applikasjon i dag. Adaptere er tilgjengelige for konvertering mellom 6,35 mm og 3,5 mm enheter.
Som aktiv komponent har trådløse hodetelefoner en tendens til å bli dyrere på grunn av nødvendigheten av intern maskinvare som et batteri, en ladekontroller, en høyttalerdriver og en trådløs transceiver , mens kablede hodetelefoner er en passiv komponent, og outsourcer høyttalerkjøring til lydkilden .
Noen hodetelefonkabler er utstyrt med et seriell potensiometer for volumregulering.
Kablet hodetelefoner kan være utstyrt med en ikke-avtakbar kabel eller en avtakbar ekstra mann-til-mann- plugg, samt noen med to porter for å tillate tilkobling av en annen kablet hodetelefon i en parallell krets , som deler lydsignalet for å dele med en annen deltaker , men kan også brukes til å høre lyd fra to innganger samtidig. En ekstern lyddeler kan ettermontere denne evnen.
Søknader om audiometrisk testing
Ulike typer spesialdesignede hodetelefoner eller øretelefoner brukes også til å evaluere statusen til hørselssystemet innen audiologi for å fastsette hørselsterskler, medisinsk diagnostisere hørselstap , identifisere annen hørselsrelatert sykdom og overvåke hørselsstatus i yrkesmessige hørselsvernprogrammer . Spesifikke modeller av hodetelefoner har blitt vedtatt som standard på grunn av enkel kalibrering og evne til å sammenligne resultater mellom testanlegg.
Supra-aural stil hodetelefoner er historisk sett de mest brukte i audiologi, ettersom de er enkleste å kalibrere og ble ansett som standarden i mange år. Vanlige modeller er Telephonics Dynamic Headphone (TDH) 39, TDH-49 og TDH-50. In-the-ear eller insert-øretelefoner brukes mer vanlig i dag ettersom de gir høyere nivåer av interaural demping, introduserer mindre variasjon ved testing av 6000 og 8000 Hz og unngår testproblemer som følge av sammenbrudd i øregangene. En vanlig modell av innsats øretelefon er Etymotic Research ER-3A. Omringede høretelefoner brukes også til å etablere hørselsterskler i det utvidede høyfrekvente området (8 000 Hz til 20 000 kHz). Sammen med Etymotic Research ER-2A øretelefoner er Sennheiser HDA300 og Koss HV/1A hodetelefoner de eneste modellene som har referanseekvivalente terskel lydtrykksnivåverdier for det utvidede høyfrekvensområdet som beskrevet av ANSI- standarder.
Lydmålere og hodetelefoner må kalibreres sammen. Under kalibreringsprosessen måles utgangssignalet fra audiometeret til hodetelefonene med en lydnivåmåler for å sikre at signalet er nøyaktig til avlesningen på audiometeret for lydtrykknivå og frekvens . Kalibrering utføres med øretelefonene i en akustisk kobler som er ment å etterligne overføringsfunksjonen til det ytre øret. Fordi spesifikke hodetelefoner brukes i den første audiometerkalibreringsprosessen, kan de ikke erstattes med andre hodetelefoner, selv fra samme merke og modell.
Elektriske egenskaper
Elektriske egenskaper til dynamiske høyttalere kan lett brukes på hodetelefoner, fordi de fleste hodetelefoner er små dynamiske høyttalere.
Impedans
Hodetelefoner er tilgjengelige med høy eller lav impedans (vanligvis målt til 1 kHz). Hodetelefoner med lav impedans er i området 16 til 32 ohm og hodetelefoner med høy impedans er omtrent 100-600 ohm. Etter hvert som impedansen til et par hodetelefoner øker, kreves mer spenning (ved en gitt strøm) for å drive den, og lydstyrken til hodetelefonene for en gitt spenning reduseres. De siste årene har impedansen til nyere hodetelefoner generelt redusert for å imøtekomme lavere spenninger tilgjengelig på batteridrevet CMOS -basert bærbar elektronikk. Dette har resultert i hodetelefoner som kan drives mer effektivt av batteridrevet elektronikk. Følgelig er nyere forsterkere basert på design med relativt lav utgangsimpedans.
Impedansen til hodetelefoner er bekymringsfull på grunn av utgangsbegrensningene til forsterkere. Et moderne par hodetelefoner drives av en forsterker, med lavere impedanshodetelefoner som gir en større belastning. Forsterkere er ikke ideelle; de har også en viss utgangsimpedans som begrenser mengden strøm de kan levere. For å sikre en jevn frekvensrespons, tilstrekkelig dempningsfaktor og forvrengt lyd, bør en forsterker ha en utgangsimpedans som er mindre enn 1/8 av hodetelefonene den kjører (og helst så lavt som mulig). Hvis utgangsimpedansen er stor sammenlignet med hodetelefonens impedans, er det betydelig større forvrengning. Derfor har hodetelefoner med lavere impedans en tendens til å være høyere og mer effektive, men krever også en mer dyktig forsterker. Hodetelefoner med høyere impedans tåler mer forsterkerbegrensninger, men gir mindre volum for et gitt utgangsnivå.
Historisk har mange hodetelefoner hadde forholdsvis høy impedans, ofte over 500 ohm, slik at de kan fungere godt med høy impedans rørforsterkere . I kontrast kan moderne transistorforsterkere ha svært lav utgangsimpedans, noe som muliggjør hodetelefoner med lavere impedans. Dessverre betyr dette at eldre lydforsterkere eller stereoanlegg ofte gir dårlig utgang på noen moderne hodetelefoner med lav impedans. I dette tilfellet kan en ekstern hodetelefonforsterker være gunstig.
Følsomhet
Følsomhet er et mål på hvor effektivt et øretelefon konverterer et innkommende elektrisk signal til en hørbar lyd. Det indikerer dermed hvor høyt hodetelefonene er for et gitt elektrisk nivå. Den kan måles i desibel av lydtrykk -nivå per milliwatt (dB SPL () / mW) eller desibel av lydtrykknivå per volt (dB SPL () / V). Dessverre er begge definisjonene mye brukt, ofte om hverandre. Ettersom utgangsspenningen (men ikke effekten) til en hodetelefonforsterker i hovedsak er konstant for de fleste vanlige hodetelefoner, er dB/mW ofte mer nyttig hvis den konverteres til dB/V ved bruk av Ohms lov :
Alternativt kan online kalkulatorer brukes. Når sensitiviteten per volt er kjent, kan det maksimale volumet for et par hodetelefoner enkelt beregnes ut fra den maksimale forsterkerens utgangsspenning. For eksempel, for en hodetelefon med en følsomhet på 100 dB (SPL)/V, produserer en forsterker med en utgang på 1 root mean square (RMS) spenning et maksimal volum på 100 dB.
Hvis du kobler sammen høysensitive hodetelefoner med effektforsterkere, kan det produsere farlig høye volumer og skade hodetelefonene. Det maksimale lydtrykknivået er et spørsmål om preferanse, og noen kilder anbefaler ikke høyere enn 110 til 120 dB. Derimot anbefaler American Occupational Safety and Health Administration en gjennomsnittlig SPL på ikke mer enn 85 dB (A) for å unngå langsiktig hørselstap, mens EU- standarden EN 50332-1: 2013 anbefaler volumer over 85 dB (A ) inkluderer en advarsel, med et absolutt maksimalvolum (definert ved bruk av 40–4.000 Hz støy) på ikke mer enn 100 dB for å unngå utilsiktet hørselsskade. Ved å bruke denne standarden, bør hodetelefoner med følsomhet på 90, 100 og 110 dB (SPL)/V drives av en forsterker som ikke kan overstige 3.162, 1.0 og 0.3162 RMS volt ved maksimal voluminnstilling, for å redusere risikoen for hørselsskade .
Følsomheten til hodetelefoner er vanligvis mellom 80 og 125 dB/mW og vanligvis målt til 1 kHz.
Spesifikasjoner
Hodetelefonstørrelse kan påvirke balansen mellom troskap og bærbarhet. Vanligvis kan formfaktorer for hodetelefoner deles inn i fire separate kategorier: circumaural (over-ear) , supra-aural (on-ear) , earbud og in-ear .
Tilkobling
Kablet
Hodetelefoner med loddede hodetelefonkontaktkabler .
Trådløst
- Trådløse hodetelefoner på øret. Har ofte en innebygd hodetelefonkontakt .
- Trådløse hodetelefoner over øret. Har ofte en innebygd hodetelefonkontakt .
- Trådløse øretelefoner koblet til via et nakkebånd.
Ekte trådløst
Ekte trådløse ørepropper har ingen ledning for å holde hver knopp koblet til hverandre. De stoler på trådløs teknologi som Bluetooth for å overføre lyd fra en maskinvareenhet.
Øretilpasning
Omkrets
Circumaural hodetelefoner (noen ganger kalt full størrelse hodetelefoner eller over-ear hodetelefoner ) har sirkulære eller ellipsoide øreputer som omslutter ørene. Fordi disse hodetelefonene helt omgir øret, kan omkretshodetelefoner utformes slik at de tetter helt mot hodet for å dempe ekstern støy. På grunn av størrelsen deres kan omkretshodetelefoner være tunge, og det er noen sett som veier over 500 gram (1 lb). Ergonomisk hodebånd og ørepute -design er nødvendig for å redusere ubehag som følge av vekt. Disse brukes ofte av trommeslagere i innspilling.
Supra-lyd
Supra-aural hodetelefoner eller on-ear hodetelefoner har puter som presser mot ørene, i stedet for rundt dem. De ble ofte satt sammen med personlige stereoanlegg i løpet av 1980 -årene. Denne typen hodetelefoner pleier generelt å være mindre og lettere enn omstendige hodetelefoner, noe som resulterer i mindre demping av støy fra utsiden. Supra-aural hodetelefoner kan også føre til ubehag på grunn av trykket på øret sammenlignet med sirkulære hodetelefoner som sitter rundt øret. Komforten kan variere på grunn av øreklokkematerialet.
Ørepassende hodetelefoner
Hodetelefoner
Hodetelefoner er veldig små hodetelefoner som er montert direkte i det ytre øret , vendt mot, men ikke satt inn i øregangen. Høretelefoner er bærbare og praktiske, men mange anser dem som ubehagelige. De gir nesten ingen akustisk isolasjon og gir rom for at omgivelsesstøy kan sive inn; brukere kan øke volumet farlig høyt for å kompensere, med fare for å forårsake hørselstap . På den annen side lar de brukeren bli bedre oppmerksom på omgivelsene. Siden de første dagene av transistorradioen har øretelefoner ofte blitt satt sammen med personlige musikkenheter. De selges til tider med skum eller gummiputer for komfort. (Bruken av begrepet ørepropper , som har eksistert siden minst 1984, traff ikke toppen før etter 2001, med suksessen til Apples MP3 -spiller.)
In-ear hodetelefoner
In-ear-hodetelefoner, også kjent som in-ear-skjermer (IEM-er) eller kanaler, er små hodetelefoner med lignende bærbarhet som ørepropper som settes inn i selve øregangen . IEM-er er høykvalitets in-ear-hodetelefoner og brukes av lydingeniører og musikere, så vel som audiofiler.
De ytre skallene til øretelefoner består av en rekke materialer, for eksempel plast, aluminium , keramikk og andre metallegeringer. Fordi in-ear-hodetelefoner griper inn i øregangen, kan de være utsatt for å gli ut, og de blokkerer mye miljøstøy. Mangel på lyd fra miljøet kan være et problem når lyd er en nødvendig signal for sikkerheten eller andre årsaker, som når du går, kjører eller sykler i nærheten eller i biltrafikk. Noen in-ear-hodetelefoner bruker innebygde mikrofoner for å la noe utvendig lyd høres når du ønsker det.
Generiske eller tilpassede øregangspropper er laget av silikongummi , elastomer eller skum. Tilpassede in-ear-hodetelefoner bruker støpegods i øregangen for å lage tilpassede støpsler som gir ekstra komfort og støyisolering.
Åpen eller lukket rygg
Både hodetelefoner som er omkretsmessige og over-aurale kan differensieres ytterligere av typen øreklokker:
Åpen rygg
Åpne hodetelefoner har baksiden av øreklokkene åpne. Dette lekker mer lyd ut av hodetelefonen og slipper også inn mer omgivende lyder i hodetelefonen, men gir en mer naturlig eller høyttalerlignende lyd, på grunn av å inkludere lyder fra miljøet.
Halvåpent
Halvåpne hodetelefoner, har et design som kan betraktes som et kompromiss mellom åpne hodetelefoner og lukkede hodetelefoner. Noen mener at begrepet "halvåpent" bare er der for markedsføringsformål. Det er ingen eksakt definisjon for begrepet halvåpne hodetelefoner. Når åpen-bak-tilnærmingen neppe har noen måte å blokkere lyd på utsiden av membranen og den lukkede tilnærmingen virkelig har et lukket kammer på utsiden av membranen, kan en halvåpent hodetelefon ha et kammer til delvis blokker lyd mens du slipper gjennom noen lyd via åpninger eller ventiler.
Lukket tilbake
Lukkede (eller forseglede) stiler har baksiden av øreklokkene lukket. De blokkerer vanligvis noe av omgivelsesstøyen. Lukkede hodetelefoner kan vanligvis produsere sterkere lave frekvenser enn åpne hodetelefoner.
Hodesett
Et headset er en hodetelefon kombinert med en mikrofon . Hodesett gir tilsvarende funksjonalitet til et telefonrør med håndfri bruk. Blant applikasjoner for hodesett, i tillegg til telefonbruk, er luftfarts-, teater- eller fjernsynsstudiointercom -systemer og konsoll- eller PC -spill. Hodesett er laget med enten et enkelt øretelefon (mono) eller et dobbelt-øretelefon (mono til begge ører eller stereo). Mikrofonarmen på hodetelefoner er enten en ekstern mikrofontype der mikrofonen holdes foran brukerens munn, eller en stemmetube -type der mikrofonen er plassert i øretelefonen og talen når den ved hjelp av et hul rør.
Telefonhodesett
Telefonhodesett kobles til et fasttelefonsystem . Et telefonhodesett fungerer ved å bytte ut telefonen til en telefon. Hodesett for vanlige telefoner med ledning er utstyrt med en standard 4P4C som vanligvis kalles en RJ-9-kontakt. Hodesett er også tilgjengelig med 2,5 mm jack -kontakter for mange DECT -telefoner og andre applikasjoner. Trådløse Bluetooth -hodesett er tilgjengelige, og brukes ofte med mobiltelefoner . Hodesett er mye brukt for telefonintensive jobber, spesielt av telefonsenterarbeidere . De brukes også av alle som ønsker å holde telefonsamtaler med begge hender fri.
For eldre modeller av telefoner, headsettet mikrofon impedans er forskjellig fra den opprinnelige telefonen, som krever en telefon forsterker for telefon headset. En telefonforsterker gir grunnleggende pin-justering som ligner en telefonhodesettadapter, men den tilbyr også lydforsterkning for mikrofonen og høyttalerne. De fleste modeller av telefonforsterkere tilbyr volumkontroll for høyttaler, mikrofon, dempefunksjon og bytte mellom headset og håndsett. Telefonforsterkere drives av batterier eller vekselstrømadaptere .
Kommunikasjonshodesett
Kommunikasjonshodesett brukes til toveiskommunikasjon og består vanligvis av en hodetelefon og en tilkoblet mikrofon. Slike hodesett brukes i en rekke yrker som luftfart, militær, sport, musikk og mange serviceorienterte sektorer. De kommer i alle former og størrelser, avhengig av bruk, nødvendig støydemping og nødvendig kommunikasjon.
Støyreduksjon i omgivelsene
Uønsket lyd fra omgivelsene kan reduseres ved å ekskludere lyd fra øret ved passiv støyisolering, eller, ofte i forbindelse med isolasjon, ved aktiv støydemping .
Passiv støyisolering bruker hovedsakelig øretelefonens kropp, enten over eller i øret, som en passiv ørepropp som bare blokkerer lyd. Hodetelefontypene som gir størst demping er hodetelefoner i øret og lukkede hodetelefoner, både omkretsmessige og overordnede. Hodetelefoner med åpen rygg og ørepropper gir passiv lydisolasjon, men mye mindre enn de andre. Typiske lukkede hodetelefoner blokkerer 8 til 12 dB, og i ørene alt fra 10 til 15 dB. Noen modeller er spesielt designet for trommeslagere for å lette trommeslageren for å overvåke den innspilte lyden samtidig som lyden reduseres direkte fra trommene så mye som mulig. Slike hodetelefoner hevder å redusere omgivelsesstøy med rundt 25 dB.
Aktive støyreduserende hodetelefoner bruker en mikrofon, forsterker og høyttaler for å plukke opp, forsterke og spille av støy i fase-reversert form; dette til en viss grad avbryter uønsket støy fra omgivelsene uten å påvirke ønsket lydkilde, som ikke blir tatt opp og reversert av mikrofonen. De krever en strømkilde, vanligvis et batteri, for å drive kretsen. Aktive støyreduserende hodetelefoner kan dempe omgivelsesstøy med 20 dB eller mer, men de aktive kretsene er hovedsakelig effektive på konstante lyder og ved lavere frekvenser, i stedet for skarpe lyder og stemmer. Noen støydempende hodetelefoner er hovedsakelig designet for å redusere lavfrekvente motor- og reisestøy i fly, tog og biler, og er mindre effektive i miljøer med andre typer støy.
Transduser teknologi
Hodetelefoner bruker forskjellige typer transdusere for å konvertere elektriske signaler til lyd.
Moving-coil
Den bevegelige spoledriveren , mer vanlig referert til som en "dynamisk" driver, er den vanligste typen som brukes i hodetelefoner. Den består av et stasjonært magnetelement festet til rammen på hodetelefonen, som setter opp et statisk magnetfelt. Magneten i hodetelefonene er vanligvis sammensatt av ferrit eller neodym . En talespole , en lett trådspole, er suspendert i magnetfeltet til magneten, festet til en membran, vanligvis fremstilt av lett, høy stivhet-til-masse-forhold cellulose, polymer, karbonmateriale, papir eller lignende . Når den varierende strømmen til et lydsignal passeres gjennom spolen, skaper det et varierende magnetfelt som reagerer mot det statiske magnetfeltet og utøver en varierende kraft på spolen som får det og den vedlagte membranen til å vibrere. Den vibrerende membranen skyver på luften for å produsere lydbølger .
Elektrostatisk
Elektrostatiske drivere består av en tynn, elektrisk ladet membran, vanligvis en belagt PET -filmmembran, suspendert mellom to perforerte metallplater (elektroder). Det elektriske lydsignalet tilføres elektroder som skaper et elektrisk felt; avhengig av polariteten til dette feltet, blir membranen trukket mot en av platene. Luft tvinges gjennom perforeringene; kombinert med et kontinuerlig skiftende elektrisk signal som driver membranen, genereres en lydbølge. Elektrostatiske hodetelefoner er vanligvis dyrere enn bevegelige og er relativt uvanlige. I tillegg kreves en spesiell forsterker for å forsterke signalet for å avlede membranen, noe som ofte krever elektriske potensialer i området 100 til 1000 volt.
På grunn av den ekstremt tynne og lette membranmembranen, ofte bare noen få mikrometer tykk, og det totale fraværet av metallarbeid i bevegelse, strekker frekvensresponsen til elektrostatiske hodetelefoner vanligvis godt over den hørbare grensen på omtrent 20 kHz. Høyfrekvent respons betyr at lav-midtbåndsforvrengningsnivået opprettholdes til toppen av det hørbare frekvensbåndet, noe som vanligvis ikke er tilfelle med bevegelige spoledrivere. Frekvensresponsens toppnivå som regelmessig ses i høyfrekvente regionen med bevegelige spoledrivere er også fraværende. Godt designet elektrostatiske hodetelefoner kan produsere betydelig bedre lydkvalitet enn andre typer.
Elektrostatiske hodetelefoner krever en spenningskilde som genererer 100 V til over 1 kV, og er på brukerens hode. Siden oppfinnelsen av isolatorer er det ingen faktisk fare. De trenger ikke å levere betydelig elektrisk strøm , noe som ytterligere begrenser den elektriske faren for brukeren i tilfelle feil.
Electret
En electret driver fungerer på samme elektromekaniske måte som en elektrostatisk driver. Imidlertid har electret -driveren en permanent ladning innebygd i den, mens elektrostatikk har ladningen påført driveren av en ekstern generator. Elektret og elektrostatiske hodetelefoner er relativt uvanlige. Originale elektroder var også vanligvis billigere og lavere i teknisk kapasitet og troskap enn elektrostatikk. Patentsøknader fra 2009 til 2013 er godkjent som viser ved bruk av forskjellige materialer, det vil si en "Fluorinated cyclic olefin electret film", Frekvensresponsdiagramavlesninger kan nå 50 kHz ved 100db. Når disse nye forbedrede elektronene kombineres med en tradisjonell kuppelhodetelefondriver, kan det produseres hodetelefoner som er anerkjent av Japan Audio Society som verdige å bli med i Hi Res Audio -programmet. Amerikanske patenter 8.559.660 B2. 7.732.547 B2.7.879.446 B2.7.498.699 B2.
Planar Magnetic
Planar Magnetic (også kjent som Orthodynamic) hodetelefoner bruker lignende teknologi som elektrostatiske hodetelefoner, med noen grunnleggende forskjeller. De fungerer på samme måte som Planar Magnetic Høyttalere .
En plan magnetisk driver består av en relativt stor membran som inneholder et innebygd trådmønster. Denne membranen er suspendert mellom to sett med permanente, motsatt justerte magneter. En strøm som passerer gjennom ledningene som er innebygd i membranen, produserer et magnetfelt som reagerer med feltet til de permanente magneter for å indusere bevegelse i membranen, som produserer lyd.
Balansert anker
En balansert anker er en lydtransducer som først og fremst er ment å øke elementets elektriske effektivitet ved å eliminere belastningen på membranen som er karakteristisk for mange andre magnetiske transdusersystemer. Som vist skjematisk i det første diagrammet, består den av en magnetisk anker i bevegelse som er svingbar slik at den kan bevege seg i feltet til den permanente magneten. Når det er nøyaktig sentrert i magnetfeltet, er det ingen netto kraft på ankeret, derav begrepet 'balansert'. Som illustrert i det andre diagrammet, magnetiserer den ankeret på en eller annen måte når det er elektrisk strøm gjennom spolen, og får den til å rotere litt den ene eller den andre om svingningen og dermed bevege membranen for å lage lyd .
Designet er ikke mekanisk stabilt; en liten ubalanse får ankeret til å holde seg til en pol på magneten. En ganske stiv gjenopprettingskraft er nødvendig for å holde ankeret i 'balanse' posisjon. Selv om dette reduserer effektiviteten, kan dette designet fremdeles produsere mer lyd fra mindre strøm enn noen annen. Utbredt på 1920 -tallet som Baldwin Mica Membranradiohodetelefoner, ble balanserte armaturomformere foredlet under andre verdenskrig for bruk i militære lyddrevne telefoner . Noen av disse oppnådde forbløffende elektroakustiske konverteringseffektiviteter, i området 20% til 40%, for smale båndbredde-talesignaler.
I dag brukes de vanligvis bare i øretelefoner og høreapparater, hvor deres høye effektivitet og minimale størrelse er en stor fordel. De er generelt begrenset i ytterpunktene av hørselsspekteret (f.eks. Under 20 Hz og over 16 kHz) og krever en bedre tetning enn andre typer drivere for å levere sitt fulle potensial. Modeller med høyere ende kan bruke flere armaturdrivere og dele frekvensområdene mellom dem ved hjelp av et passivt crossover-nettverk. Noen få kombinerer en ankerdriver med en liten bevegelighetsspole-driver for økt bassutgang.
De tidligste høyttalerne for radiomottakere brukte balanserte ankerdrivere til kjeglene.
Termoakustisk teknologi
Den termoakustiske effekten genererer lyd fra lydfrekvensen Joule -oppvarming av lederen, en effekt som ikke er magnetisk og ikke vibrerer høyttaleren. I 2013 ble en tinngarnet øretelefon av karbon-nanorør basert på den termoakustiske mekanismen demonstrert av en forskergruppe ved Tsinghua University. Den produserte CNT tynn garn øretelefonen har et arbeidselement kalt CNT tynn garn termoakustisk chip. En slik brikke er sammensatt av et lag av CNT tynt garnoppsett som støttes av silisiumskiven, og periodiske spor med en viss dybde blir laget på skiven ved hjelp av mikroproduseringsmetoder for å undertrykke varmelekkasjen fra CNT-garnet til underlaget.
Andre transduserteknologier
Transduserteknologier som brukes langt mindre vanlig for hodetelefoner inkluderer Heil Air Motion Transformer (AMT); Piezoelektrisk film; Bånd plan magnetisk; Magnetostriksjon og plasma-ionisering . Den første Heil AMT -hodetelefonen ble markedsført av ESS Laboratories og var i hovedsak en ESS AMT -diskant fra en av selskapets høyttalere som ble kjørt på full rekkevidde. Siden århundreskiftet har bare Precide of Switzerland produsert en AMT -hodetelefon. Piezoelektriske filmhodetelefoner ble først utviklet av Pioneer, de to modellene brukte et flatt filmark som begrenset det maksimale volumet av luftbevegelse. For tiden produserer TakeT en piezoelektrisk filmhodetelefon som er formet på samme måte som en AMT -transduser, men som i likhet med Precide -driveren har en variasjon i størrelsen på svingerene over membranen. Den har i tillegg en toveis design ved å inkludere et dedikert diskanthøyttaler/supertweeter -panel. Den brettede formen på en membran gjør at en transduser med et større overflateareal kan passe innenfor mindre plassbegrensninger. Dette øker det totale volumet av luft som kan flyttes på hver ekskursjon av transduseren gitt det strålende området.
Magnetostriktive hodetelefoner, noen ganger solgt under etiketten Bonephones , fungerer ved å vibrere mot siden av hodet og overføre lyd via beinledning . Dette er spesielt nyttig i situasjoner der ørene må være uhindret, eller for mennesker som er døve av årsaker som ikke påvirker det nervøse hørselsapparatet . Magnetostriktive hodetelefoner er imidlertid begrenset i troskap sammenlignet med konvensjonelle hodetelefoner som er avhengige av normal bruk av øret. I tillegg, på begynnelsen av 1990-tallet, prøvde et fransk selskap ved navn Plasmasonics å markedsføre en plasma-ioniseringshodetelefon. Det er ingen kjente fungerende eksempler igjen.
Fordeler og begrensninger
Hodetelefoner kan forhindre andre i å høre lyden, enten for personvern eller for å forhindre forstyrrelse av andre, som ved å lytte i et offentlig bibliotek . De kan også gi et lydnivå som er større enn høyttalere til samme pris. En del av deres evne til dette kommer fra mangelen på behov for å utføre romkorrigeringsbehandlinger med hodetelefoner. Hodetelefoner av høy kvalitet kan ha en ekstremt flat lavfrekvent respons ned til 20 Hz innen 3 dB. Selv om en høyttaler må bruke en relativt stor (ofte 15 "eller 18") høyttalerdriver for å gjengi lave frekvenser, kan hodetelefoner nøyaktig gjengi bass- og subbasfrekvenser med høyttalerdrivere som bare er 40-50 millimeter brede (eller mye mindre, som er etui med in-ear monitorhodetelefoner ). Hodetelefoners imponerende lavfrekvente ytelse er mulig fordi de er så mye nærmere øret at de bare trenger å flytte relativt små luftmengder.
Markedsførte påstander som 'frekvensrespons 4 Hz til 20 kHz' er vanligvis overdrivelser; produktets respons ved frekvenser lavere enn 20 Hz er vanligvis veldig liten. Hodetelefoner er også nyttige for videospill som bruker 3D posisjonell lydbehandlingsalgoritme, ettersom de lar spillerne bedre bedømme posisjonen til en lydkilde utenfor skjermen (for eksempel fotsporene til en motstander eller skuddvekslingen).
Selv om moderne hodetelefoner har blitt spesielt mye solgt og brukt til å lytte til stereoopptak siden utgivelsen av Walkman , er det subjektiv debatt om arten av gjengivelsen av stereolyd. Stereoopptak representerer posisjonen til horisontale dybdesignaler (stereoseparasjon) via volum- og faseforskjeller for den aktuelle lyden mellom de to kanalene. Når lydene fra to høyttalere blandes, skaper de faseforskjellen hjernen bruker for å finne retning. Gjennom de fleste hodetelefoner, fordi høyre og venstre kanal ikke kombineres på denne måten, kan illusjonen om fantomsenteret oppfattes som tapt. Hardt panorert lyd høres også bare på det ene øret i stedet for fra den ene siden.
Binaurale opptak bruker en annen mikrofonteknikk for å kode retning direkte som fase, med svært liten amplitudeforskjell under 2 kHz, ofte ved bruk av et dummyhode . De kan gi et overraskende naturtro inntrykk gjennom hodetelefoner. Kommersielle opptak bruker nesten alltid stereoopptak, snarere enn binaural, fordi høyttalerlytting er mer vanlig enn å lytte til hodetelefoner.
Det er mulig å endre de romlige effektene av stereolyd på hodetelefoner, for bedre å tilnærme presentasjonen av høyttalerreproduksjon, ved å bruke frekvensavhengig kryssmating mellom kanalene.
Hodesett kan ha ergonomiske fordeler i forhold til tradisjonelle telefoner. De lar call center- agenter opprettholde bedre holdning uten å måtte holde et håndsett i hånden eller vippe hodet sidelengs for å holde det.
Helse og sikkerhet
Farer og farer
Hvis du bruker hodetelefoner på et tilstrekkelig høyt volumnivå , kan det føre til midlertidig eller permanent nedsatt hørsel eller døvhet . Hodetelefonvolumet må ofte konkurrere med bakgrunnsstøyen , spesielt på høye steder som t -banestasjoner, fly og store folkemengder. Forlengede perioder med eksponering for høye lydtrykksnivåer skapt av hodetelefoner ved høye voluminnstillinger kan være skadelig for hørselen; Nesten 50% av tenåringer og unge voksne (12 til 35 år) i mellom- og høyinntektsland lytter til usikre lydnivåer på sine personlige lydenheter og smarttelefoner. Imidlertid fant en hørselsekspert i 2012 (før verdensomspennende bruk av smarttelefoner som de viktigste personlige lytteapparatene) at "færre enn 5% av brukerne velger volumnivåer og lytter ofte nok til å risikere hørselstap." Den internasjonale telekommunikasjonsunionen publiserte nylig "Retningslinjer for sikre lytteapparater/systemer" anbefalte at lydeksponeringen ikke overstiger 80 desibel , A-vektet dB (A) i maksimalt 40 timer per uke. Den europeiske union har også satt en lignende grense for brukere av personlig lytting enheter (80 dB (A) for ikke mer enn 40 timer per uke) og for hver ekstra økning på 3 dB lyd eksponering, bør varigheten være halvert (83 dB (A) i ikke mer enn 20 timer, 86 dB (A) i 10 timer per uke, 89 dB (A) i 5 timer per uke og så videre. De fleste store produsenter av smarttelefoner inkluderer nå noen sikkerhet eller volumbegrensning funksjoner og advarselsmeldinger på enhetene sine. selv om slike fremgangsmåter har fått blandet respons fra noen segmenter av kjøpere som favoriserer det personlige valget av å sette sine egne volumnivåer.
Den vanlige måten å begrense lydvolumet på enheter som driver hodetelefoner er ved å begrense utgangseffekten. Dette har den ekstra uønskede effekten av å være avhengig av effektiviteten til hodetelefonene; en enhet som produserer maksimal tillatt effekt, produserer kanskje ikke tilstrekkelig volum når den er sammenkoblet med utstyr med lav effektivitet og høy impedans, mens samme mengde strøm kan nå farlige nivåer med svært effektive øretelefoner.
Noen studier har funnet ut at det er større sannsynlighet for at folk øker volumene til usikre nivåer mens de trener hardt. En finsk studie anbefalte trenere å stille hodetelefonvolumene til halvparten av normal lydstyrke og bare bruke dem i en halv time.
Annet enn hørselsrisiko, er det en generell fare for at det å lytte til høy musikk i hodetelefoner kan distrahere lytteren og føre til skade og ulykker. Støydempende hodetelefoner gir ekstra risiko. Flere land og stater har gjort det ulovlig å bruke hodetelefoner mens du kjører eller sykler.
Arbeidsmiljø og sikkerhet
Hørselsrisiko ved bruk av hodetelefoner gjelder også for arbeidere som må bruke elektroniske hodetelefoner eller kommunikasjonshodesett som en del av den daglige jobben (dvs. piloter , telefonsentraler og utsendelsesoperatører, lydingeniører , brannmenn osv.) Og hørselsskader avhenger av eksponeringstiden . National Institute for Occupational Safety and Health ( NIOSH ) anbefaler at lydeksponering ikke overstiger 85 dB (A) over 8 timers arbeidsdag som et tidsvekt gjennomsnitt. NIOSH bruker 3-dB valutakursen ofte referert til som "tidsintensitet-avveining", noe som betyr at hvis lydeksponeringsnivået økes med 3 desibel, bør eksponeringstiden kuttes til det halve. NIOSH publiserte flere dokumenter rettet mot å beskytte hørselen til arbeidere som må bruke kommunikasjonshodesett, for eksempel telefonsentraloperatører, brannmenn og musikere og lydingeniører.
Se også
- Beinledning
- Digital lydspiller
- Øreklokker
- Øreputen
- Hodetelefonforsterker
- In-ear monitor
- Liste over produsenter av hodetelefoner
- Støydempende hodetelefoner
Referanser
Eksterne linker
-
Media relatert til hodetelefoner på Wikimedia Commons -
Ordbokdefinisjonen av øretelefoner på Wiktionary
