Căști

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 19 iulie 2022; verificările necesită 6 modificări .

Căști stereo  ( căști ) - două telefoane cu bandă, concepute pentru a fi conectate la dispozitive radio-electronice de consum [1] . Căștile sunt o pereche de căști mici sau un căști [2] purtate deasupra capului sau introduse direct în canalele urechii . Căștile sunt adesea folosite în viața de zi cu zi și în activități profesionale pentru comunicarea vocală și ascultarea muzicii și a vorbirii atunci când este necesară mobilitatea sau izolarea fonică de spațiul înconjurător. Căștile cu un microfon atașat formează un set de căști . Uneori, în activitățile profesionale, în loc de o pereche, se folosește o cască separată, numită monitor .

În literatura tehnică, în locul cuvântului „headphones”, este folosit în mod tradițional termenul „headphones”, care provine de la cuvântul englezesc headphones ( engleză  head  - head, phone  - phone) [3] . Numele „ telefon ” (din greaca veche τῆλε  - „departe” și φωνή  - „voce”, „sunet”) a fost folosit pentru prima dată de Philip Reis în 1861 .

Istorie

Căștile au apărut din necesitatea de a elibera mâinile unei persoane atunci când lucrează cu un telefon. În acest scop, au fost create diverse dispozitive. La începutul anilor 1890, primul dispozitiv care era în mod clar căștile a fost fabricat de o companie britanică numită Electrophone , care a creat un sistem care le-a permis clienților săi să se conecteze la transmisiuni live ale producțiilor de teatru și operă din Londra. Abonații serviciului puteau asculta spectacolul printr-o pereche de căști masive conectate sub bărbie cu o tijă lungă. În 1891, inginerul francez Ernest Mercadier a brevetat un set de căști intraauriculare și i s-a acordat brevetul american 454.138 pentru „îmbunătățiri ale receptoarelor telefonice... care ar trebui să fie suficient de ușoare pentru a fi purtate pe capul operatorului” [4] .

Primele căști cu adevărat de succes au fost dezvoltate în 1910 de Nathaniel Baldwin, care le-a făcut manual în bucătărie și le-a vândut Marinei SUA [5] [6] .

Clasificarea căștilor

La programare

• monitor (studio)  - acest tip oferă cea mai înaltă și echilibrată calitate a sunetului; Căștile sunt concepute pentru a funcționa în studiourile de înregistrare. Pentru ca inginerul de sunet să audă defecte minore de înregistrare, căștile de monitor au un detaliu al sunetului foarte ridicat, mai ales la frecvențe înalte, ceea ce limitează însă utilizarea lor în condiții casnice, întrucât unii iubitori de muzică consideră un astfel de detaliu (care dezvăluie toate elementele străine și zgomot de fond, trosnituri microfon etc.) n.) redundant și neplăcut, mai ales pentru înregistrările vechi și live;
• consumator  - destinat uzului neprofesional; au un cost redus. Astfel de căști pot avea un răspuns neuniform în frecvență , evidențiind, de exemplu, frecvențele joase sau frecvențele medii. În aceste căști, se acordă mai multă atenție și designului.

Conform metodei de transmitere a semnalului

• cu fir  - conectat la sursă cu un fir; în acest caz, firul poate servi drept antenă atunci când lucrați cu radiouri FM portabile ;
• wireless  - primiți un semnal de la o sursă fără fir prin unde radio (inclusiv Bluetooth etc.) sau, mai rar, prin radiație infraroșie , acestea vă permit să vă deplasați liber în zona de acoperire a semnalului.

Semnalul poate fi digital ( bluetooth , etc.) sau analogic. În comparație cu analogul, canalul digital nu oferă nicio pierdere a calității sunetului atunci când este transmis de la sursă[ clarificați ] (dar acest lucru se aplică doar căștilor fără fir, în dispozitivele cu fir adesea canalul de transmisie analogic îl poate depăși pe cel digital).

După numărul de canale

• monofonic  - un semnal comun către emițătorii de sunet (sau un emițător de sunet) este transmis printr-un canal;
• stereofonic  (cel mai comun tip) - fiecare dintre cei doi emițători de sunet primește propriul său semnal printr-un canal separat;
• multicanal  - aveți mai mult de un emițător de sunet pentru fiecare ureche, cu un canal separat pentru fiecare emițător, ceea ce vă permite să simulați mai bine sunetul surround sau canalele separate după caracteristicile frecvenței.

După tipul de construcție (vizualizare)

• in-ear (denumite în mod obișnuit „dopuri”, „picături”, „vacuum”, „butoaie”, „ dopi de urechi ”) - introduse în canalul urechii , cunoscute și sub numele de monitoare in-ear ( IEM ) - acestea sunt căști mici cu un similar pentru căștile intraauriculare cu un design compact care pot fi introduse complet sau parțial în canalul urechii. Acestea sunt căști de înaltă calitate care sunt folosite de inginerii acuștiști și muzicieni, precum și de audiofili. Carcasa exterioară a căștilor intraauriculare este realizată dintr-o varietate de materiale, cum ar fi plastic, aluminiu, ceramică și aliaje metalice. Deoarece căștile intraauriculare interacționează cu canalul urechii, pot fi predispuse la alunecare și blochează cea mai mare parte a zgomotului ambiental, oferind o bună izolare pasivă a zgomotului. Dar, uneori, poate fi o problemă atunci când sunetul este un indiciu de siguranță necesar, cum ar fi atunci când mergeți pe jos, conduceți, călătoriți sau conduceți în trafic. La comandă se pot realiza căști intra-auriculare, care folosesc muluri ale canalului auditiv extern pentru a oferi confort suplimentar și izolare fonică;
• plug -in (nume comun - „inserții” , „butoane” ) - introdus în auriculă . Acestea sunt căști mici care se potrivesc direct în urechea exterioară, dar nu se potrivesc în canalul urechii. Căștile intraauriculare sunt compacte, dar nu întotdeauna confortabile, deoarece mulți constată că cad ușor din urechea purtătorului. În plus, nu au practic nicio izolare acustică și nu blochează zgomotul ambiental, pe care utilizatorii îl pot ridica la un nivel periculos de ridicat pentru a compensa, riscând pierderea auzului . Pe de altă parte, ele permit utilizatorului să audă mai bine sunetele din jur. Încă din primele zile ale radiourilor cu tranzistori, dispozitivele personale de muzică au venit de obicei cu căști similare. Acestea sunt uneori vândute cu tampoane de cauciuc sau spumă pentru confort;

• Rotativ mixt  - acest tip combină avantajele căștilor intra-auriculare și in-ear fără dezavantajele ambelor tipuri. Căștile mixte pivotante sunt ținute în siguranță în ureche în timp ce sunt purtate, în timp ce poziția lor poate fi schimbată cu ușurință printr-o simplă mișcare a utilizatorului din poziția „calitate” în ureche la poziția „confort”, când difuzorul este situat în ureche. și nu interferează cu monitorizarea sunetelor ambientale și invers. Astfel de căști permit, în funcție de situație și de dorința utilizatorului, să folosească reducerea pasivă a zgomotului în modul „calitate” (vorbând sau ascultând muzică activ) sau să controleze ceea ce se întâmplă în jurul utilizatorului în modul „confort” ( când nu este utilizat sau când ascultați voce/muzică în fundal). [unu]
• deasupra capului , parotide  - suprapus pe ureche;
• full-size  - suprapus pe cap, acoperind complet urechea. Acestea, la rândul lor, sunt împărțite în căști:
  • tip deschis  - căștile trec sunetele externe prin deschideri largi speciale. Mulți ascultători raportează că căștile cu spate deschis sună mai natural, au un sunet mai larg și sunt mai puțin obositoare decât căștile cu spate închis. Cu toate acestea, în comparație cu căștile cu spate închis, căștile cu spatele deschis nu oferă o izolare bună a sunetului și tind să reproducă mai puțin frecvențele joase;
  • tip închis  - căștile nu au deschideri exterioare. Datorită acestui fapt, căștile nu lasă să pătrundă zgomotul extern și asigură o izolare maximă a sunetului, ceea ce le permite să fie folosite în medii zgomotoase, precum și în cazurile în care trebuie să vă concentrați pe deplin pe ascultare sau să ascultați informații confidențiale. Cu o calitate ridicată a sunetului, principalele dezavantaje ale căștilor închise sunt oboseala auditivă ridicată și disconfortul pentru cap din cauza lipsei de circulație a aerului din cauza potrivirii strânse a pernuțelor pentru urechi (dacă pernițele nu se potrivesc, reproducerea basului se înrăutățește) și , de regulă, mai multă presiune pe cap, decât căștile deschise;
  • tip semi-deschis (sau tip semi-închis ) - căști deschise, dar numai cu mici orificii exterioare, concepute pentru a combina avantajele căștilor de tip închis și deschis.

După tipul de prindere

• cu o bandă pentru cap  - căști cu o fundă verticală care leagă cupele;
• cu un arc occipital  - arcul conectează cele două părți ale căștilor, dar este situat pe spatele capului; greutatea principală a căștilor cade în același timp pe urechi;
• cu fixare pe urechi  - de obicei, căștile de acest tip sunt atașate de auriculă folosind cârlige pentru urechi sau cleme;
• fără suporturi  - căștile in-ear sau in-ear adesea nu au suporturi.

Conform metodei de conectare a cablului

• bilateral  — cablul de conectare este adus la fiecare dintre căștile de căști;
• unilateral  - cablul de conectare este conectat doar la una dintre căștile pentru urechi, al doilea este conectat printr-un robinet de sârmă de la primul, adesea firul este ascuns în arc.

Conform designului emițătorului

• dinamic  - folosiți principiul electrodinamic al transformării. Cel mai comun tip de căști. Din punct de vedere structural, cască este un radiator (diafragmă), la care este atașată o bobină cu sârmă, situată în câmpul magnetic al unui magnet permanent . Dacă trece un curent alternativ prin el , atunci acesta va interacționa cu câmpul magnetic al unui magnet permanent, în urma căruia diafragma va oscila în funcție de forma semnalului electric de frecvență audio (vezi articolul Difuzor ). Din punctul de vedere al sunetului de înaltă calitate (vezi căștile de studio ), metoda de conversie a semnalului electrodinamic are o serie de dezavantaje, dar designul îmbunătățit constant al unor astfel de căști și materialele noi fac posibilă obținerea de înaltă calitate a sunetului;
• cu o armătură echilibrată  - partea principală este o armătură în formă de U dintr-un aliaj feromagnetic. În vorbirea colocvială, astfel de căști sunt adesea numite „întărire” din cauza consonanței cuvântului englezesc armature ( aici „ancoră”) cu cuvântul rusesc armature ;
• electrostatic  - utilizați cea mai subțire membrană situată între doi electrozi. Costul unor astfel de căști este de obicei foarte mare, dar demonstrează și o sensibilitate foarte mare și cea mai mare fidelitate a sunetului reprodus. Dezavantajul este că nu pot fi conectate direct la o mufă standard pentru căști, așa că o stație de andocare specială este inclusă împreună cu ele;
• planar sau magnetoplanar [7]  - conțin o membrană de film subțire cu căi conductoare metalice depuse pe ea, închisă într-o rețea de magneți bară și oscilând între ei (vezi și Emițătorul Hale ). Se disting prin cel mai înalt detaliu al sunetului. În funcție de forma membranei, astfel de căști sunt împărțite în:
  • izodinamic  - cu magneți permanenți în formă de tijă;
  • ortodinamic  - cu magneți permanenți plat-cilindrici; ceva mai compact decât izodinamic.

Prin rezistență

• rezistență scăzută  - cu rezistență de până la 100 ohmi . Pentru echipamentele portabile, sunt recomandate căști cu o impedanță de la 8 la 32 ohmi, până la maximum 50 ohmi, deoarece cu o rezistență mai mare, dispozitivele portabile nu vor putea oferi un volum suficient de sunet fără un amplificator suplimentar;
• de înaltă rezistență  - cu o rezistență mai mare de 100 ohmi. Aceste căști necesită de obicei un amplificator de putere separat .

După tipul de conectori

• Jack (6,3 mm);
• Mini-jack (3,5 mm);
• Micro-jack (2,5 mm);
• DIN , ONTS-VN (în prezent învechit);
• RPV-1 , ShP-4 etc. (au o aplicație specifică sau sunt depășite);
• USB (utilizat în căștile unor modele noi, au DAC încorporat );
• Lightning este folosit în iPhone 7 , iPhone 7 Plus , iPhone 8 , iPhone 8 Plus , iPhone X , iPhone Xs , iPhone Xs Max , iPhone Xr , iPhone 11 , iPhone 11 Pro ;

Căști fără fir 

Căștile fără fir primesc un semnal de la o sursă fără fir, prin unde radio (inclusiv Bluetooth (Bluetooth) etc.) sau, mai rar, prin radiație infraroșie . Aceste căști vă permit să vă mișcați liber în zona de acoperire a semnalului.

Semnalul poate fi digital (bluetooth, etc.) sau analogic.
Canal analogic: in momentul de fata nu se mai foloseste tehnologia de transmisie radio DECT (RF), de asemenea, transceiver infrarosu, inlocuita cu tehnologia Bluetooth.

De regulă, căștile fără fir oferă o calitate mai scăzută a sunetului decât căștile cu fir de același cost, din cauza necesității de dispozitive relativ scumpe pentru recepția și transmiterea (și, în cazul transmisiei de date digitale, codificarea și decodarea) semnalului - chiar și cel mai avansat codec nu este capabil să transmită sunet fără pierderi de calitate.

Această tehnologie s-a dezvoltat rapid, în special în industria muzicală. Tipurile de căști Bluetooth au un mic cip de computer care vă permite să vă conectați la dispozitivul de pe care ascultați muzică. Singura diferență față de căștile cu fir este că nu trebuie să vă încurcați în fire și sunt adesea mai convenabile în sală, mers pe jos sau alergare. [opt]

În același timp, căștile Bluetooth pierd din calitatea sunetului la modelele care primesc un semnal audio printr-un canal Wi-Fi , deoarece tehnologia Bluetooth implică comprimarea preliminară a datelor și numai după aceea este transmisă (din această cauză, există o întârziere - sunetul rămas în urma imaginii poate fi observat atunci când vizionați un videoclip). Acum, aceste neajunsuri, odată cu dezvoltarea tehnologiilor de transmisie, sunt nivelate.

• aptX (apt înseamnă tehnologie de procesare audio) este o familie de algoritmi de comprimare a codecurilor audio proprietare de Qualcomm , cu accent pe aplicațiile audio wireless (Bluetooth).
• WiSA este un standard hardware și software pentru transmiterea fără fir a sunetului digital de la o sursă audio la un receptor. Standardul se bazează pe tehnologia WiSA Technologies Corporation. Standardul este promovat de Wireless Speakers and Audio Association (WiSA Association), care include producători de electronice de larg consum, comercianți cu amănuntul și companii de tehnologie. Oferă sunet de înaltă calitate (până la 24 biți/96 kHz).

Căștile fără fir sunt diferite ca design de cele cu fir. Căștile fără fir sunt împărțite după design în:

• Căști intra - auriculare sau căști - conectate între ele printr-un fir sau bandă pentru gât. Un reprezentant strălucitor al unor astfel de căști Sennheiser IE 80 S BT. Designul își pierde din relevanță în fiecare an, datorită căștilor TWS mai practice și mai confortabile.
• Căști TWS ( true wireless stereo , „truly wireless stereo”) - căști intraauriculare fără fir (aspirate) sau căști fără fir (inserție), complet wireless. Un reprezentant strălucitor al unor astfel de căști este modelul Apple Airpods .
• Căști supraear sau supraear - asemănătoare căștilor supraear sau supraear cu fir, dar cu o conexiune fără fir.

Specificații

Principalele caracteristici tehnice ale căștilor: interval de frecvență, sensibilitate, impedanță, putere maximă și nivelul de distorsiune ca procent.

1. Gama de frecvente Această caracteristică afectează calitatea sunetului. Valoarea medie a răspunsului în frecvență este de 18 Hz  - 20 kHz. Unele căști profesionale au o gamă de frecvență de la 5 Hz la 60 kHz. Cel mai larg interval de frecvență declarat pentru unele modele ajunge la 3 Hz - 120 kHz. Pentru munca în studio, se folosesc căști cu cel mai liniar răspuns la frecvență (deci, cu o transmisie a sunetului mai precisă). Caracteristica este legată și de diametrul membranei: căștile cu un diametru mai mare al membranei, toate celelalte lucruri fiind egale, au o calitate sporită a sunetului.
2. Sensibilitate (eficienta) Sensibilitatea afectează volumul sunetului din căști. Căștile oferă de obicei o sensibilitate de cel puțin 100  dB , cu o sensibilitate mai mică, sunetul poate fi prea silentios (mai ales atunci când sunt folosite cu dispozitive portabile). Sensibilitatea este afectată de materialul miezului magnetic folosit la căști (de exemplu, miezurile de neodim au cele mai bune performanțe). Căștile intraauriculare cu un diametru mic al membranei au magneți de putere redusă.
3. impedanta ( rezistenta electrica ) Majoritatea căștilor au o impedanță de 8-30 ohmi . Căștile cu impedanță mai mare necesită o sursă audio cu o tensiune de ieșire mai mare și, prin urmare, este posibil să nu dezvolte putere maximă atunci când lucrați cu dispozitive portabile cu putere de joasă tensiune (playere, telefoane mobile).
4. Putere maxima Puterea maximă de intrare (pașaport) determină volumul sunetului. Măsurată în W.
5. Nivel de distorsiune Distorsiunea căștilor este măsurată ca procent. Cu cât acest procent este mai mic, cu atât calitatea sunetului este mai bună. În banda de frecvență de la 100 Hz la 2 kHz, un nivel acceptabil de distorsiune este mai mic de 1%, în timp ce pentru frecvențe sub 100 Hz, 10% este acceptabil.

Pericole legate de căști

Utilizarea prelungită a căștilor la volum mare poate duce la pierderea auzului . Răspunsul neuniform amplitudine-frecvență (AFC) și prezența frecvențelor de rezonanță au un efect negativ asupra organelor auzului, întrucât ascultătorul reglează volumul, percepând spectrul de frecvență principal și neglijând-o pe cele rezonante. De asemenea, la căști, fiecare ureche percepe sunete provenind exclusiv de la emițătorul destinat acelei urechi, ceea ce duce la un sunet ușor diferit și, eventual, la o oboseală crescută. Oboseala poate fi afectată și de disconfortul fizic cauzat de căști.

Există și riscul pierderii unui semnal sonor important din cauza căștilor, de exemplu, atunci când conduceți pe șosea - atât de către șoferi (de unde și restricțiile privind utilizarea căștilor de către șoferii de mașini în multe țări), cât și de către pietoni, ceea ce poate provoca o accident de circulatie .

Sistemul activ de anulare a zgomotului din căști poate provoca dureri de cap. Merită să cumpărați doar căști dovedite de la producători de încredere, altfel sănătatea poate avea de suferit. Unii oameni au dureri de cap cu modelele dovedite, în timp ce majoritatea oamenilor nu au probleme cu astfel de modele. Acestea sunt caracteristicile tehnologiei ANC.

Vezi și

• Anularea activă a zgomotului
• audiofil
• Difuzor
• Căști pentru urechi
• Căști cu armătură echilibrată
• capsulă telefonică

Note

1. ↑ GOST 27418-87 Echipamente radio-electronice de uz casnic. Termeni și definiții, GOST din 25 septembrie 1987 nr. 27418-87 . docs.cntd.ru. Consultat la 21 noiembrie 2017. Arhivat din original pe 23 noiembrie 2017. (nedefinit)
2. ↑ GOST IEC 61842-2014 Microfoane și căști pentru comunicare conversațională, GOST din 11 noiembrie 2014 Nr. IEC 61842-2014 . docs.cntd.ru. Consultat la 21 noiembrie 2017. Arhivat din original la 15 noiembrie 2017. (nedefinit)
3. ↑ Lev Orlov. De la căști la căști: o istorie a dezvoltării . Inginer de sunet . Data accesului: 29 februarie 2016. Arhivat din original pe 4 martie 2016. (nedefinit)
4. ↑ „A Partial History of Headphones” Arhivat 9 ianuarie 2021 la Wayback Machine . Revista Smithsonian. Accesat 2020-12-27.
5. ↑ Howeth: Capitolul XI (1963) . Preluat la 9 decembrie 2017. Arhivat din original la 26 septembrie 2015. (nedefinit)
6. ↑ Utah History To Go. Ruin Followed Riches for a Utah Genius (Will Bagley pentru Salt Lake Tribune, 8 iulie 2001) (link nu este disponibil) . Preluat la 9 decembrie 2017. Arhivat din original la 11 septembrie 2009. (nedefinit) 
7. ↑ Serghei Grishechkin. Pentru iubitorii de muzică . TechnoFresh.ru (5 martie 2010). Data accesului: 29 februarie 2016. Arhivat din original pe 4 martie 2016. (nedefinit)
8. ↑ Alexandru Ustinenko. Portal despre căști și echipamente audio . Earphones-Review.ru (30 iulie 2020). Preluat la 22 octombrie 2020. Arhivat din original la 26 octombrie 2020. (nedefinit)

Literatură

Sklyarov V. E. Căști stereo și aplicarea acestora. - Moscova: Energie, 1977. - 56 p. - ( Mass Radio Library , numărul 932).

Link -uri

• emițători netradiționali. Partea 1 . PC de acasă . Data accesului: 29 februarie 2016. Arhivat din original pe 19 aprilie 2013. (nedefinit)

Rapoarte de testare a căștilor Măsurătorile tehnice ale căștilor, compatibilitatea amplificatorului și condițiile de funcționare