Гид по выбору наушников (часть 2): детальный разбор, статья. Журнал "Stereo & Video"

Для тех, кто хочет знать больше и серьезно подходит к выбору наушников, предлагаю копнуть глубже и разобраться с конструкцией. Ведь по своей сути наушники — это та же самая акустика, уменьшенная до размера ушей. Принцип работы тот же. Но есть и отличия.

---

---

Как подобрать наушники жителю мегаполиса, я рассказал в посте «Гид по выбору наушников для большого города». Для тех, кто хочет знать больше и серьезно подходит к выбору, предлагаю копнуть глубже и разобраться с конструкцией наушников. Ведь по своей сути наушники — это та же самая акустика, уменьшенная до размера ушей. Принцип работы тот же. Но есть и отличия.

Легкий пластик или тяжелый металл?

Материал корпуса — один из важнейших факторов, определяющих характер звучания акустики. Точнее, его механические свойства: жесткость, склонность к резонансам. Аналогичная ситуация и с наушниками — материал их корпуса также влияет на звук. Стандартное решение — пластик. Он дешев, ему легко придать любую форму. Поэтому традиционно пластиковые корпуса используются в бюджетных наушниках или в моделях со сложным дизайном.

Наушники AKG K376 в алюминиевом корпусе

Чтобы повысить качество звука, делают металлические корпуса из сплавов алюминия, меди или цинка, обладающие высокой жесткостью. Это повышает качество звука, правда, покупателям зачастую не нравится их высокая теплопроводность. Внутриканальные наушники и наушники-вкладыши из металла, прилегая к телу, выступают в роли радиатора. Они довольно эффективно отводят тепло, чем создают ощущение прохлады. В какие-то моменты это приятно, но иногда может доставить дискомфорт. В накладных наушниках проблемы с прикосновением металла к телу нет, а если металл использован не слишком тяжелый и в умеренных количествах, такие наушники окажутся не только качественнее, но еще и легче пластиковых.

Наушники в керамическом корпусе Klipsch X7i In-Ear

Еще один специфический материал — керамика. Керамические корпуса, по понятным причинам, не могут иметь выраженных граней, что ограничивает возможности дизайнера. Зато акустические свойства керамики ценятся высоко — она довольно тяжелая и используется обычно во внутриканальных наушниках.

Китайская компания Esmooth производит наушники из разных пород дерева по OEM/ODM-контрактам. Под каким брендом вы их можете встретить в России? Да под любым

Однозначно теплый материал, обеспечивающий специфический звук — дерево. Производители предлагают как большие накладные наушники с деревянными чашками, так и внутриканальные модели, часть корпуса которых изготовлена из дерева. Обладатели тонкого слуха отмечают, что каждой породе дерева соответствует свое оригинальное звучание. С точки зрения физики это вполне объяснимо. Каждый вид древесины обладает специфическими резонансными свойствами, по-разному поглощает звуковые колебания. Вот и получается, что «подпевает» каждое дерево по-своему. Большинство производителей сочетают различные материалы корпуса с целью получить и оригинальный дизайн, и желаемый характер звука.

Полимер, майлар или титан?

Следующий ключевой элемент любой акустики, а значит и любых наушников — излучатель (он же драйвер/динамик). Чаще всего акустические системы создают на базе динамических излучателей. Аналогичная ситуация наблюдается и в мире наушников. Классические наушники имеют один широкополосный излучатель, воспроизводящий весь диапазон частот. Его конструкция аналогична большим динамикам. Есть корзина с жестко закрепленным постоянным магнитом, звуковая катушка, находящаяся в магнитном поле и мембрана. Большинство производителей используют для изготовления мембраны полимерные пленки, которые в целом мало отличаются друг от друга по своим акустическим свойствам. При миниатюрных размерах излучателя придумать что-то особенное сложно, но все-таки можно. Так, в более дорогих наушниках могут использоваться высокотехнологичные материалы вроде майларовой пленки или полимеров с титановым или алюминиевым напылением.

Магниты также бывают разного качества. Например, часто вместо обычного ферритового магнита в дорогих моделях используется неодимовый. Это помогает увеличить мощность динамика, сохранив компактные размеры.

Миллиметры, помноженные на бас

Как и в колонках, важен диаметр динамика. Если речь идет о больших накладных наушниках, вполне справедливо утверждение «чем больше — тем лучше». Традиционно в наушниках такого типа устанавливаются динамики диаметром от 30 до 50-52 мм. Большой излучатель развивает большее звуковое давление, дает глубокий и управляемый бас. Кроме того, чем больше излучатель, тем проще разработчику совершенствовать его конструкцию — появляется возможность усложнить магнитную систему и реализовать сложные инженерные решения.

Так выглядит драйвер наушников Pioneer HDJ-1500 с мембраной 50 мм

На практике даже недорогие наушники с большими 50-мм излучателями в подавляющем большинстве случаев дают более качественный бас и лучшее разрешение, чем 30 и 40 мм. При этом совершенно очевидно, что 50-мм динамик можно встретить только в довольно громоздких наушниках, а для моделей с накладными амбушюрами, удачным вариантом будет 40-мм излучатель.

Наушники Sony MDR-EX500LP в разрезе. Мембрана 13,5 мм

Это наблюдение также справедливо для внутриканальных моделей и наушников-вкладышей. Поскольку их динамики находятся гораздо ближе к слуховому проходу, речь идет уже о размерах 6-15 мм. Плюсы больших излучателей те же — глубокий бас и высокое разрешение при прочих равных условиях. Но на практике при выборе наушников такого типа с большими диффузорами вы гарантированно получите выигрыш только по басу. Значительное количество хорошо звучащих моделей имеет сравнительно небольшие динамики с диффузорами диаметром 8-10 мм. Так происходит, потому что динамики большего размера вынуждают создавать и громоздкую конструкцию, которую сложно сделать легкой и эргономичной.

В наушниках KEF стоит два излучателя: низкочастотный (диаметром 10 мм), и ВЧ/СЧ (диаметр 5,5 мм)

Еще один любопытный момент — внутриканальные наушники с микроизлучателями. Их конструктивное отличие состоит в том, что динамик устанавливается не внутри корпуса, а на самом выходе звуковода, то есть динамик фактически перемещен вглубь слухового канала, насколько это только возможно. Поскольку драйвер смещен еще ближе к органу слуха, даже 4-6 мм диффузора достаточно, чтобы добиться глубокого баса. Еще один плюс таких наушников — микроизлучателю требуется меньше энергии, они хорошо сработаются даже с маломощными источниками звука.

Уравновешенный якорь

При всей своей популярности динамические излучатели имеют несколько конкурирующих технологий. Вторыми по популярности являются так называемые арматурные излучатели, используемые только во внутриканальных моделях. В русскоязычном варианте эта конструкция носит название «излучатель с уравновешенным якорем» (Balanced Armature). Конструкция такого излучателя довольно необычна. В поле постоянного магнита, оснащенного П-образным магнитопроводом, располагается якорь со звуковой катушкой. Диффузор излучателя прикреплен к якорю с помощью рычага или тяги. Когда по звуковой катушке не проходит ток, якорь уравновешен в поле магнита в некоем среднем положении, а когда на катушку поступает звуковой сигнал, якорь начинает отклоняться, приводя тем самым диффузор в движение.

На схеме изображено, как в арматурном драйвере происходит давление на мембрану (Википедия)

Конструкция с уравновешенным якорем имеет целый ряд преимуществ, основные из которых — высокий КПД и компактные размеры. Поэтому такие излучатели уже давно применяются в профессиональной технике, а также для создания слуховых аппаратов. С точки зрения качества звука у «арматурных» излучателей есть свои преимущества. У обычного динамического динамика звуковая катушка легче диффузора, в результате чего инерция диффузора оказывает сопротивление ее усилию. Отсюда ощущение замедленности и нечеткости звука, оно, кстати, тем сильней, чем ниже частота. У «арматурного» излучателя якорь с жестко закрепленной на нем звуковой катушкой является наиболее тяжелым элементом подвижной системы, поэтому диффузор становится управляемым, а влияние его массы и инерции минимально. В результате обеспечивается чистый и точный звук.

Устройство драйвера арматурных наушников Logitech Ultimate Ears 600vi

Данный эффект особенно заметен на низких частотах и при прослушивании на средней или высокой громкости. Минусы у конструкции с уравновешенным якорем тоже имеются. Обычно такие излучатели обладают более узким диапазоном частот, чем динамические.

Один в поле не воин

Именно ограничения в ширине частотного диапазона привели к появлению наушников с двумя и более излучателями. Серийно производятся модели, включающие в себя два, три и даже четыре «арматурных» излучателя. Бывают наушники, где стоит излучатель с уравновешенным якорем в роли СЧ/ВЧ-звена и большой низкочастотный динамический излучатель. Такой вариант, конечно, не идеален с точки зрения качества звука, но зато и стоит значительно дешевле, чем две и более «арматуры» в одном корпусе. А обычные динамические наушники превосходит по меньшей мере технически.

Трехполосные арматурные наушники Fischer Audio TBA-04

Встречаются и наушники с многополосными динамическими излучателями. Это чаще всего коаксиальные конструкции с СЧВЧ- и НЧ-динамиками, реже модели с изобарическим принципом работы, когда два одинаковых драйвера излучают звук в одну камеру, из которой в ушной канал идет звуковод. Первый вариант обеспечивает более чистый звук с лучшим разрешением, а второй позволяет значительно увеличить мощность и получить глубокий бас, без повышения детальности звука.

Проводя аналогии между многополосными наушниками и многополосной акустикой, нельзя не поинтересоваться, как же в данном случае происходит разделение частот. В зависимости от конструкции и сочетаемости излучателей в многополосных наушниках действительно могут использоваться кроссоверы. Речь идет о простейших фильтрах первого порядка, состоящих из одного-единственного элемента.

Изодинамические наушники HiFiMan HE-6, планарный излучатель

Среди больших моделей, предназначенных для прослушивания в домашних условиях, можно встретить наушники с электростатическими и изодинамическими излучателями. Это исключительно дорогие модели класса High End, причем электростатические наушники требуют специальных фирменных усилителей, а изодинамические подключаются к усилителям мощности, предназначенным для работы со стационарной акустикой. Обе технологии сложно назвать доступными по цене и уж тем более массовыми.

Продолжение: Гид по выбору наушников (часть 3): читаем характеристики

Первая часть: Гид по выбору наушников для большого города

---

Подготовлено по материалам журнала "Stereo & Video", февраль 2014 г. www.stereo.ru