Ювелирное обозрение

Нау́шники или головны́е телефо́ны — устройство для персонального прослушивания речи, музыки или иных звуковых сигналов

Основными техническими характеристиками являются: частотный диапазон, чувствительность, сопротивление, максимальная мощность и уровень искажений в процентном соотношении.

1. Частотная характеристика

Эта характеристика влияет на качество звука наушников. Наушники с больши́м диаметром мембраны имеют повышенное качество звучания. Среднее значение частотной характеристики 18 Гц — 20 000 Гц. Некоторые профессиональные наушники имеют частотный интервал от 5 Гц до 45000 Гц. Наиболее широкий заявленный частотный диапазон у некоторых моделей достигает 5 Гц — 125 кГц.

Чувствительность влияет на громкость звука в наушниках. Обычно наушники обеспечивают чувствительность не менее 100 дБ, при меньшей чувствительности звук может быть слишком тихим (особенно при использовании наушников с плеером или подобными устройствами) . На чувствительность влияет материал магнитного сердечника, применяемого в наушниках (например, неодимовые магнитные сердечники) . Наушники-«вкладыши» с малым диаметром мембраны обладают маломощным магнитом.

3. Сопротивление (импеданс)

Здесь важно соответствие значения модуля полного электрического сопротивления наушников и выходного сопротивления источника звука. Большинство наушников рассчитано на сопротивление в 32 Ома. Наушники с сопротивлением в 16 Ом имеют повышенную излучаемую акустическую мощность. Для студийной работы используют наушники с максимальным значением импеданса.

4. Максимальная мощность

Максимальная (паспортная) входная мощность обуславливает громкость звучания.

Диапазон частот в наушниках и его значение.

Принято считать, что чем выше границы частотного диапазона, тем лучше качество звука. Но как мы знаем из учебника биологии — человек способен различать звук в диапазоне от 20 Гц до 20 кГц. Тогда зачем производители различных аудиоустройств выпускают товары с частотами превышаемые слышимую область слухового аппарата человека в два-три и более раз выше.

Если в характеристиках частот понравившейся модели наушников вы видите значения превосходящие пределы слышимой области, скорее это плюс чем минус. Такие динамики способны работать не только в узком граничном режиме, но и имеют дополнительный потенциал, для более точной, без искажений передачи слышимых частот.

Размер динамиков и мощность наушников.

Диаметр динамика — это только его размер и не более того, но почему-то многие покупатели осознано или подсознательно убеждены во взаимосвязи величины драйвера (он же динамик) и качества звучания акустики.

Характеристика размер динамика лишена смысла, по сути это маркетинговая уловка рассчитанная на стереотип непросвещенного покупателя.

Мощность акустики — имеет значение при выборе. Этот параметр сообщает нам о выходной мощности динамиков и влияет на их громкость. Чем выше значение мощности наушников, тем звук «сочнее, ярче», басы больше, интерпретация точнее.

На что влияет чувствительность наушников?

Отвечу коротко — параметр чувствительность отвечает за громкость звука. При одинаковой мощности наушников, громче будут звучать те, чей показатель чувствительности выше. Ориентируйтесь на показатель чувствительности от 90 дБ и выше, такие устройства можно считать хорошими.

Что значит сопротивление в наушниках?

На что влияет сопротивление или что такое импеданс в наушниках? Данный технический параметр означает следующее: чем больше сопротивление (импеданс)
наушников, тем более мощный должен быть входящий сигнал, чтобы раскачать мембрану.

Таким образом для плееров и других портативных гаджетов приемлемое сопротивление наушников составляет 16-50 Ом. Более мощным наушникам с импедансом от 250 Ом потребуется источник звука мощнее обычного плеера, конечно они будут работать и от стандартного плеера, но мощного звука вы не получите.

Существует следующая закономерность, чем выше сопротивление, тем четче и чище звук. Поэтому низкоомные наушники могут передавать звук с искажением, а высокоомные не достаточно громко при невысокой мощности источника исходящего сигнала.

Хорошим выбором для портативного плеера и компьютера станут наушники с импедансом 32-80 Ом. Для более профессиональной работы в студии и т.п, сопротивление наушников может быть от 200 Ом и выше с использованием усилителей звука.

При выборе наушников, например для плеера учитывайте его мощность, на наушники с каким сопротивлением он рассчитан. Обычно портативные гаджеты предназначены для работы с низкоомными головными мониторами с сопротивлением в 32 Ом.

АЧХ — амплитудно-частотная характеристика наушников.

АЧХ — один из наглядных способов представления звучания головных мониторов в виде графика. Как правило это кривая на которой можно увидеть как передают частоты те или иные наушники. Чем меньше на графике резких изгибов и чем дальше проходит данная линия тем точнее мониторы передают исходный аудиоматериал. Любители басов по графику АЧХ могут понять подходят им эти наушники или нет, на графике в районе низких частот должен быть «горб». Чем выше простирается график, тем звук наушников громче.

Коэффициент нелинейных (гармонических) искажений.

В западной литературе обычно пользуются КГИ — коэффициент гармонических искажений, тогда как в отечественной литературе традиционно предпочитают КНИ — коэффициент нелинейных искажений. Это пожалуй единственный параметр по которому можно судить о качестве звука. Если вы стремитесь получить высокое качество звучание наушников, выбирайте модели с коэффициентом гармонических искажений менее 0,5%. Головные мониторы с показателем более 1% можно считать посредственными.

Очень часто вы не найдете данного показателя не на упаковке не на официальном сайте некоторых производителей, возможно производителю есть что скрывать, это повод задуматься. Так например широко разрекламированные наушники популярной среди молодежи модели Beats by Dr. Dre Studio имеет коэффициент гармонических искажений 1,5% на частоте 1кГц.

Если вы нашли данную характеристику в описании понравившейся вам модели, обратите внимание на то для какой частоты указан данный показатель. Дело в том, что коэффициент гармонических искажений не постоянен по всему спектру частот. Ввиду того, что человеческое ухо менее разборчиво слышит область низких частот, в низко частотном диапазоне допустимы гармонические искажения до 10%, а вот в области частот от 100 Гц до 2кГц — не более 1 %.

Лучшие производители наушников

Теперь вы знаете значение характеристик наушников и вряд ли купите «кота в мешке», но всё же я советую выбирать головные мониторы известных брендов, проверенных временем и зарекомендовавших себя с хорошей стороны.

Вот несколько надежных фирм: AKG, Beyerdynamics, Sennheiser, Audio-Technica, Grado, KOSS, Sony, Fostex, Denon, Bose, Shure. В модельном ряде данных производителей десятки моделей наушников, но как ни крути все они изготовлены по похожим технологиям, поэтому и их акценты очень схожи.

Любителям классического рока стоит присмотреться к моделям фирмы KOSS, они обладают ярко выраженным басом. Головные мониторы под брендом AKG славятся «красотой» — детальностью высоких частот. Наушники немецкой фирмы Sennheizer обычно имеют относительно ровную АЧХ, что свидетельствует о хорошей сбалансированности без заваливания и выпирания частот.

Что означают буквы в названии наушников?

Буквенный префикс в наименовании головных мониторов указывает на конструктивные особенности и некоторые технические детали модели.
Вот пример умной маркировки наушников фирмы Sennheiser:

• CX, а также серия IE — внутриканальные наушники;
• MX — вставные наушники;
• HD — классические с оголовьем;
• RS — беспроводные, в комплекте база и наушники;
• HDR — дополнительная пара беспроводных наушников;
• OMX — вставные с креплением типа «крюк»;
• OCX — внутриканальные с креплением типа «крюк»;
• PMX — накладные или вставные с затылочной дугой;
• PXC — линейка наушников с системой активного шумоподавления;
• PC — компьютерные гарнитуры;
• HME — модели гарнитур, предназначенные для пилотов и экипажей самолетов и вертолетов.

Если в конце названия модели вы встретите индекс «i», то перед вами наушники способные работать с гаджетами Apple.

Итоговые значения главных технических характеристик головных мониторов должны быть следующие.

Хорошего вам дня и удачи в выборе наушников!

Это обзор основных характеристик наушников и их взаимосвязь со звуком. Это краткая выжимка из более подробных материалов по каждой характеристике.

Самый главный упор сделан на общее представление, какие характеристики дают полезную информацию, а какие указываются для красоты. Какие характеристики надо учитывать при подборе к источнику звука и что характеристики не показывают и это можно проверить только на слух.

Текст составлен на основе опыта тестирования 1227 устройств: наушников и источников-усилителей.

Частотный диапазон наушников

Для наушников в технических характеристиках производители обычно указывают частотный диапазон. Предполагается, что в пределах этого диапазона наушники воспроизводят все заявленные частоты и чем шире диапазон – тем лучше.

Существует неверное предположение, что за пределами указанного диапазона наушники ничего не воспроизводят. На самом деле частоты в не указанного диапазона просто воспроизводятся тише. Это можно наглядно посмотреть в нашей базе измерений наушников на графиках АЧХ различных наушников.

Резкий обрыв высоких частот, когда выше определенной границы они не воспроизводятся, бывает только у беспроводных или USB наушников, где динамик может и может что-то воспроизвести, но встроенный ЦАП или цифровой формат данных ограничен определенной частотой: 22/24, 44/48 или 88/96 кГц. Здесь ограничение является для всей конструкции наушников.

Формально – чем шире частотный диапазон, тем лучше

Считается, что человек слышит частоты от 20 Гц до 20 кГц и аналогичного диапазона у наушников вполне достаточно. Более широкий частотный диапазон предполагает, что слышимый диапазон будет воспроизведен от 20 Гц до 20 кГц с меньшим спадом АЧХ по краям и меньшими искажения в области низких частот.

На эту характеристику не стоит ориентироваться, она в большей степени формальная.

На практике каждый производитель ставит свои критерии определение ширины частотного диапазона и эта характеристика не позволяет корректно сравнивать разные наушники между собой. Так как частотный диапазон определяется по АЧХ, то большое влияние оказывает выбранный стенд для измерений и методика, что обычно не указывают.

Корректное сравнение возможно делать только для наушников, которые были измерены с одинаковыми критериями определения частотного диапазона.

Амплитудно-частотная характеристика наушников (АЧХ)

Амплитудно-частотная характеристика наушников (АЧХ/frequency response) – это зависимость уровня звукового давления от частоты воспроизводимого гармонического сигнала на выходе наушников.

АЧХ показывает баланс громкости частот (тональный баланс) как эквалайзер, включенный для наушников или АС с «ровной АЧХ».

АЧХ зависит от методики измерения и выбранного стенда. Единого стандарта для измерений наушников не существует, т.к. у каждого человека своя форма ушной раковины. Не помогают ни специальные поправки в виде HRTF функций, ни стоимость стенда с дорогими микрофонами.

Тем не менее, общая разница АЧХ между моделями позволяет понять отличия в звучании моделей, а форма АЧХ дает общее представление о типе АЧХ и общем характере звучания. При желании, основываясь на данных графиков, АЧХ наушников возможно скорректировать.

Для разных условий прослушивания: громкости, внешнего шума и типа оформления наушников, наилучшими являются разные варианты АЧХ.

В базе данных RAA для прямого сравнения АЧХ доступно 691 моделей наушников

Сравнить и подобрать наилучшие наушники для себя!

Подробнее про АЧХ

Дополнительно.

Чувствительность наушников

Параметр чувствительности отражает зависимость уровня «громкости» наушников от уровня поданного на наушники сигнала. Чем выше значение чувствительности, тем более громко будут играть наушники от фиксированного уровня сигнала.

Чувствительность выражается или к напряжению или к мощности. Если чувствительность к напряжению показывает в первую очередь “громкость”, то к мощности – “потребление энергии”. Оба варианта можно пересчитать из одной единицы выражения в другую. В характеристиках обычно указывают один из вариантов. К сожалению, иногда дизайнеры упаковок не указывают размерность характеристики и это делает значение бесполезным.

Наушники с высокой чувствительностью могут очень громко играть при выставлении небольшого уровня громкости у источника. Вместе с очевидным плюсом, часто появляется и минус – в таких наушниках хорошо слышен фоновый шум в паузах.

Наушники с низкой чувствительностью играют соответственно тихо и их рекомендуется подключать к изначально мощным источникам.

При оптимальном согласовании чувствительности и мощности усилителя можно получить оптимальную громкость и минимум шума.

В отсортированной таблице измеренных наушников можно посмотреть на конкретные цифры значений, от наушников с высокой чувствительностью к наушникам с низкой чувствительностью.

Подробнее про чувствительность наушников

Дополнительно.

Сопротивление наушников (импеданс)

Сопротивление наушников косвенно влияет на чувствительность наушников и согласование с усилителем.

Так как величина сопротивления у наушников меняется в зависимости от частоты и представляет собой кривую линию, то более правильным названием является "импеданс". Если в английском языке допустимо только слово impedance, то в русском чаще встречается "сопротивление наушников".

По кривой импеданса наушников можно определить тип излучателя или излучателей, использующиеся в наушниках.

Влияние сопротивления на чувствительность

Чувствительность наушников к мощности не зависит от сопротивления драйвера, ограничиваясь только конструкцией излучателя. При изменении сопротивления излучателя меняется соотношение подаваемого напряжения и тока, при которых будет образовываться исходная подаваемая мощность.

Так как относительная громкость наушников напрямую зависит именно от напряжения, то именно на чувствительность к напряжению оказывает влияние исходное сопротивление наушников для определенной конструкции. Чем выше сопротивление наушников, тем ниже чувствительность к напряжению и наоборот.

По этой причине низкоомные наушники в большинстве своем громкие, а высокоомные – тихие и для них нужен отдельный усилитель.

Для наушников арматурного типа это правило может не работать из-за другого типа конструкции и кривой импеданса.

В сервисе сравнения характеристик можно отсортировать наушники по двум типам чувствительности и величине сопротивления. Учавствует 989 моделей.

Согласование мощности усилителя и сопротивления наушников

При выставлении определенного уровня громкости на выходе усилителя устанавливается определенное напряжение при подключенных наушниках. Необходимый уровень напряжения зависит от чувствительности наушников к напряжению.

Наушники будут потреблять ток в зависимости от величины сопротивления. Чем сопротивление у наушников ниже, тем больше тока им потребуется при том же уровне напряжения.

По этой причине для низкоомных наушников необходим такой усилитель, который может обеспечить в первую очередь высокий ток, а для высокоомных наушников – напряжение.

Если неверно подобрать усилитель к наушникам, то звук будет или тихий, или некачественный (резкий или хрипящий).

Таким образом, за согласование наушников и усилителя отвечает четыре характеристики: ток и напряжение усилителя и чувствительность с сопротивлением наушников.

У колонок, в отличии от наушников, диапазон сопротивлений ограничен двумя номиналами – 4 Ом и 8 Ом. По этой причине делается упрощение в виде указания конечной выходной мощности для усилителя в Вт вместо отдельных значений тока и напряжения. Аналогично и для колонок указывается чувствительность к мощности. Это упрощение удобно для колонок, где достаточно указать два варианта мощности для сопротивлений 4 и 8 Ом, но такое упрощение не подходит для наушников.

Сервис сопоставления мощности источников и чувствительности наушников

Доступно 271 источников (усилителей) и 989 наушников.

Влияние сопротивления на АЧХ

Когда наушники подключаются к усилителю, то их АЧХ меняется из-за индивидуального согласования импеданса наушников, сопротивления проводов и полного выходного сопротивления усилителя.

Из-за сопротивления усилителя происходит снижение громкости сигнала. Если импеданс наушников или усилителя не является ровной прямой, то снижение происходит неравномерно. Обычно пользователь не знает, какой уровень напряжения устанавливается регулятором громкости на выходе усилителя, и комфортный уровень громкости регулируется субъективно на слух. Таким образом субъективно замечается лишь изменение тонального баланса.

Чем ниже сопротивление наушников и выше у усилителя, тем сильнее будет меняться общая АЧХ связки из наушников и усилителя.

В общих отчетах приводятся графики взаимодействия с распространенными вариантами условных усилителей и наушников.

В отдельных сервисах можно выбрать отдельно измеренный усилитель и отдельно измеренную модель наушников и посмотреть их совместный результат.

В сервисе доступно 672 моделей наушников и 352 усилителей.

Дополнительно.

Максимальная мощность

Иногда производители указывают значение максимальной мощности. Это значение трактуется очень широко и может обозначать лишь отдельные варианты условий для максимальной мощности. Это может быть заверение, что при такой мощности производитель гарантирует звук без искажений. Это может быть значение мощности, выше которой у наушников будет повреждение мембраны или сгорит катушка индуктивности. Мощность может подразумеваться как аналог музыкального сигнала, а может как для энергетически плотного синуса.

К сожалению, эта характеристика такая же расплывчатая, как и частотный диапазон.

Характеристика не отражает громкость наушников, тут нет аналогии с максимальной мощностью для активной акустики.

Типы наушников по акустическому оформлению

Наушники делятся на три типа по своей конструкции. Герметичные наушники, где драйвер излучает звук исключительно в ухо – называются закрытыми. Эти наушники обладают пассивной шумоизоляцией. Слушатель не слышит внешние звуки, а окружающие звук из его наушников.

Альтернативные модели, где драйвер одинаково излучает как в ухо, так и в окружающее пространство называются открытыми. Такие наушники используют там, где не требуется шумоизоляция от внешнего шума и при этом музыка из наушников не мешает окружающим. Наушники открытого типа обычно обеспечивают более качественный звук в прямом сравнении с наушниками закрытого типа схожей конструкции и компонентов сопоставимого качества. У закрытых наушников звук хуже обычно из-за лишних переотражений внутри герметичного корпуса.

Существуют наушники промежуточного типа, с частичной шумоизоляцией. Из называют как полу-открытые или полу-закрытые в зависимости от контекста.

Выбор типа наушников зависит исключительно от поставленных задач и внешних условий. В шумном транспорте, студии во время записи вокала или инструмента на микрофон, местах, где окружающие люди не должны слышать звук из наушников – используются наушники закрытого типа. На улице, где внешние звуки могут предупредить об опасности или дома, где звук из наушников никому не мешает – лучше подходят наушники открытого типа.

Слева наушники закрытого типа, справа – открытого типа.

Типы наушников по посадке

Полноразмерные (охватывающие, мониторные, дуговые)

Сегодня наушники можно разделить на три типа. Полноразмерные, которые являются самыми крупными и охватывают ухо полностью. Эти наушники еще называют охватывающими и, с подачи одной дистрибьюторской компании – "дуговые". Под дугой подразумевается наличие оголовья у наушников. Частично к этой группе относятся наушники без амбушюр, вроде легендарных AKG K1000. Такие наушники самые удобные, но зачастую их сложно использовать в портативном исполнении. Наушники занимают много места, а в холодный сезон головной убор не позволяет их использовать. Дополнительно у наушников закрытого типа не самая высокая шумоизоляция и недостаточная чувствительность для портативных источников. Такие наушники чаще используются в помещениях.

Еще такие наушники называют мониторными, но это название корректно только для моделей закрытого типа. Ранее мониторными наушниками в студии называли те модели, которые обладали шумоизоляцией. Музыкант слушал музыку в наушниках и играл на инструменте вовремя записи в микрофон. За счет шумоизоляции наушников, в микрофон записывал только инструмент или вокал.

Накладные

Это более компактные наушники, которые прижимаются к ушной раковине. Такие наушники за счет более близкого расположения динамика позволяют получить более высокую чувствительность. Это делает такие наушники более подходящими для портативного использования. Но, комфорт от использования таких наушников из-за постоянного прижима к уху ниже. Такие наушники хороши для тех задач, где наушники не нужно использовать продолжительное время.

Внутриканальные (вакуумные затычки) и вкладыши (таблетки)

Это самые маленькие наушники, которые имеют преимущество в виде малых габаритов и наиболее высокой чувствительности. Высокая чувствительность обеспечивается близким расположением и малыми габаритами (веса мембраны и прочей конструкции) излучателя.

В большинстве случаев внутриканальные наушники относятся к закрытому типу обеспечивают наилучшую шумоизоляцию. Это отличный вариант для шумного транспорта. За счет хорошей шумоизоляции в таких наушниках есть возможность слушать музыку негромко. Однако они считаются самыми опасными для слуха из-за высокой шумоизоляции и желания пользователя выкрутить звук погромче. Это как со спорт-каром, где водитель нарушает скоростной режим лишь из-за возможности его нарушить, т.к. автомобиль может развить большую скорость. И такой автомобиль автоматически является "опасным".

Внутриканальные наушники предполагается герметично располагать напрямую в слуховом канале. Именно из-за герметичности приклеилось название "вакуумный", по принципу плотной упаковки пленкой, хотя никакого вакуума ни в наушниках, ни в слуховом канале нет.

Вкладыши наоборот располагаются около входа в слуховой канал непосредственно в ушной раковине. Такие наушники, независимо от типа конструкции, относятся к открытому или полу-закрытому типу из-за невозможности герметичной посадки. Такие наушники хороши для улицы, но неприменимы для шумного транспорта. Из-за внешнего шума в таких наушниках приходится выкручивать громкость на максимум и заодно мешать окружающим пассажирам.

Еще вкладыши могут быть более комфортны тем, кому физически неприятны внутриканальные наушники. Сегодня вкладыши можно встретить в основном лишь в самом дешевом сегменте. Наушников среднего и высокого качества выпускается мало.