Наушники: основные технические характеристики беспроводных и проводных моделей

Наушники — это мини акустическая система для персонального прослушивания аудиоконтента, такого как музыка, аудиокниги, подкасты и т. д. Существует большое количество проводных и беспроводных моделей наушников. По назначению наушники делятся на профессиональные и потребительские. Независимо от области применения, качество звука определяют основные технические характеристики наушников, о которых и пойдет речь в данной статье.

Характеристики наушников

Параметры наушников можно разделить на несколько категорий. Каждая категория имеет свой набор характеристик, которые влияют на качество звука, удобство использования и функциональные возможности наушников.

Технические характеристики:

• Мощность — это уровень громкости наушников, измеряется в ваттах (Вт);
• Частотный диапазон — определяет насколько широко наушники могут воспроизводить звук от самых низких до самых высоких частот, измеряется в герцах (Гц);
• Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) — указывает на возможность равномерного воспроизведения всех частот без искажений;
• Импеданс (сопротивление) — влияет на уровень громкости и качество звука наушников, измеряется в омах (Ом);
• Чувствительность — громкость звука при входной мощности 1 мВт, измеряется в децибелах (дБ);
• Формат звука — поддержка стерео или многоканального режима.

Особенности конструкции:

• Тип конструкции — вид наушников: накладные, внутриканальные, вставные;
• Тип крепления — способ фиксации наушников на голове или в ушной раковине.

Параметры подключения:

• Проводные интерфейсы — типы разъемов, которые используются для подключения наушников к аудиоисточнику (например, mini-jack 3.5 мм или USB);
• Беспроводные интерфейсы — поддерживаемые беспроводные технологии, которые используются для передачи аудиосигнала (Bluetooth, NFC или радиоканал).

Назначение наушников

Прежде чем приступить к изучению характеристик наушников важно ознакомиться с их классификацией, поскольку различные виды наушников имеют свои особенности и подходят для разных целей использования.

Выделяют две основные группы наушников по назначению:

• Мониторные (студийные) — это профессиональные наушники, которые обладают высокими параметрами АЧХ, которая напрямую влияет на детализацию звука, что позволяет звукорежиссёру работать с аудио, как есть, и устранять все искажения записи.
• Потребительские — наушники бытового назначения, зачастую с искаженной АЧХ — усилены басы, высокие или выделена середина.

Технические характеристики наушников

Разберём подробно основные акустические характеристики беспроводных и проводных наушников.

Мощность

Мощность наушников — это максимальный уровень громкости звука, который могут воспроизвести динамики устройства без искажений. Значение мощности указывается в милливаттах (мВт), зависит от импеданса и чувствительности наушников. Максимальная мощность звука определяет предел, при котором наушники могут стабильно работать. При превышении данного значения, наушники выйдут из строя.

Частотный диапазон

Частотный диапазон в характеристиках наушников указывается, как минимальная и максимальная воспроизводимая частота в герцах (Гц). Чем шире диапазон, тем больше звуков могут воспроизвести наушники.

Минимальная воспроизводимая частота наушников определяет их способность передавать низкие частоты, влияя на глубину баса и общее качество звучания.

Максимальная частота наушников определяет способность устройства воспроизводить высокие частоты звукового спектра, которые влияют на чистоту и детализацию звука.

Человеческое ухо способно воспринимать звуки в диапазоне от 20 Гц до 20 000 Гц. Потребительские наушники обычно имею диапазон от 18 до 16 000 Гц, а головные телефоны профессионального уровня от 5 до 60 000 Гц. Чем шире частотный диапазон, тем лучше амплитудно-частотные характеристики наушников.

Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ)

Амплитудно-частотная характеристика определяет способность наушников воспроизводить звуковые частоты в различных диапазонах с одинаковой громкостью, что влияет на баланс и качество звука. АЧХ обычно представляется в виде графика, по которому можно понять, какие частоты вы услышите, а какие нет.

Звуковой частотный диапазон, в упрощенном представлении, делится на низкие частоты (НЧ), средние (СЧ) и высокие (ВЧ).

Из рисунка видно, что:

• НЧ – занимают диапазон от 20 до 100 Гц,
• СЧ – находятся в пределах от 100 до 4 000 Гц,
• ВЧ – выходят за пределы 4 000 Гц.

Рассмотрим АЧХ произвольно взятых наушников.

Обратите внимание на зеленую линию верхнего графика. Видно, что подъем амплитуды начинается с 20 Гц и заканчивается в районе 200 Гц. Таким образом, НЧ срезаны в районе 20 – 50 Гц, а спад ВЧ начинается в районе 10 000 Гц. Наиболее качественный и плотный звук находится в диапазоне от 100 до 5 000 Гц.

Такими характеристиками обладают обычные наушники с диапазоном от 18 до 16 000 Гц с низкими показателями АЧХ, вследствие чего вы получаете отсутствие глубоких басов и срезанные высокие частоты – сплошная середина. Безусловно такие наушники подойдут для прослушивания большинства музыкальных композиций в жанре «Поп», но, если вы меломан, звук мягко говоря не обрадует.

Наушники, обладающие широким частотным диапазоном, к примеру, от 7 до 30 000 Гц, имеют более линейный график АЧХ в диапазоне 20 — 20 000 Гц, что обеспечивает качественную прорисовку басов и высоких частот.

Импеданс (сопротивление)

Импеданс наушников — это их входное электрическое сопротивление, измеряемое в омах (Ом). Сопротивление наушников влияет на громкость и качество звука. В зависимости от этого значения наушники делят на низкоомные и высокоомные.

Низкоомные наушники, обычно с импедансом до 60 Ом, подходят для использования с потребительскими устройствами, такими как смартфоны, планшеты, компьютеры и портативные аудиоплееры. Они могут эффективно работать без дополнительного усиления и обеспечивают достаточный уровень громкости и качества звука.

Высокоомные наушники, с импедансом свыше 60 Ом, требуют дополнительного усиления для правильного воспроизведения звука. Они обычно используются с высококачественными аудиосистемами, студийным оборудованием и другими профессиональными устройствами, где есть достаточно мощный усилитель для обеспечения нужного уровня громкости и качества звука.

Внимание! Не стоит использовать низкоомные наушники с высокоомной аппаратурой, так как это может привести к выходу из строя наушников или аудиоустройства!

Чувствительность

Чувствительность наушников — это параметр, который указывает на то, насколько громким будет звук при определенном уровне входного сигнала. Параметр измеряется в децибелах по отношению к одному милливатту (дБ). Чем выше значение чувствительности, тем меньше мощности требуется для достижения определенного уровня громкости.

Чувствительность наушников влияет на то, насколько эффективно они могут преобразовывать электрический сигнал в звуковые волны. Наушники с более высокой чувствительностью могут достичь более высокого уровня громкости при том же уровне входного сигнала, чем наушники с более низкой чувствительностью. Этот параметр имеет значение при использовании наушников с мобильными гаджетами или другими устройствами с ограниченной мощностью выходного сигнала.

Формат звука

Формат звука наушников зависит от их типа и назначения. Простые офисные гарнитуры имеют моно формат, которого достаточно для голосовой связи. Стереонаушники наиболее распространены и позволяют воспроизводить звук в двух независимых каналах, что создает ощущение панорамного звучания. Многоканальные наушники, как правило, поддерживают виртуальный многоканальный звук, который получают путем имитации части каналов посредством обработки звукового сигнала. Также существуют наушники, которые поддерживают реальный многоканальный звук, в их чаши устанавливают несколько динамиков, каждый излучатель воспроизводит свой канал.

Форматы звука наушников:

• Моно (1.0) — используется один канал для воспроизведения звука.
• Стерео (2.0) — формат имеет два канала — левый и правый.
• Стерео + 1 НЧ канал (2.1) — используются два канала для стереозвука и один для низких частот (сабвуфер).
• Многоканальный формат 5.1 — включает в себя пять каналов (передний левый, передний правый, центральный, задний левый, задний правый) плюс один канал сабвуфера.
• Многоканальный формат 7.1 — имеет семь каналов (передний левый, передний правый, центральный, боковой левый, боковой правый, задний левый, задний правый) плюс один канал сабвуфера.

Многоканальный формат звука обеспечивает более полное и реалистичное звуковое пространство, что влияет на эффект присутствия в музыке, фильмах и играх.

Особенности конструкции

Наушники могут иметь различные особенности конструкции в зависимости от их типа и назначения.

Тип конструкции

По типу конструкции наушники подразделяются на:

• Внутриканальные (вакуумные) — наушники вставляются непосредственно в слуховой канал, что уменьшает внешние шумы и повышает качество звука за счет лучшей изоляции.
• Вставные (вкладыши) — наушники помещаются в ушную раковину, обеспечивают комфортную посадку и хорошее качество звука.
• Накладные — наушники располагаются поверх уха, обычно крепятся с помощью дужек или ободков, которые облегчают ношение.
• Полноразмерные — наушники охватывают ухо целиком и выпускаются в двух вариантах:
  • Закрытого типа — чаши наушников обладают закрытой конструкцией, внешние звуки практически не проникают внутрь, что способствует улучшению качества звука за счет снижения внешних помех.
  • Открытого типа — чаши имеют отверстия или решетку, через которые проходят внешние звуки, что создает более естественное звучание, но может уменьшить изоляцию от окружающего шума.

Тип крепления

В зависимости от типа конструкции наушники могут иметь различные типы крепления:

• Оголовье — используется полуовальная пружинящая дужка, которая объединяет непосредственно чаши наушников. Обычно предусмотрена возможность регулирования высоты посадки дужки для комфортного использования.
• Затылочная дужка — левый и правый наушники соединены специальной дужкой, которая располагается на затылке. Этот тип крепления обеспечивает удобную посадку и стабильное положение наушников во время движения.
• Клипса — наушники крепятся непосредственно на ушной раковине с помощью клипсы. Этот тип крепления удобен для использования в активном режиме, так как обеспечивает надежное крепление и предотвращает выпадение наушников.
• Без крепления — этот тип крепления относится к наушникам внутриканального и вставного типа, которые не требуют специальных дужек или клипс для фиксации.

Параметры подключения

По типу подключения наушники делятся на проводные и беспроводные.

Проводные интерфейсы

Mini-jack 3.5 мм (TRS) — наиболее распространенный тип разъема для проводного подключения наушников к аудиоустройствам. Разъем имеет диаметр 3.5 мм и поддерживает передачу стереозвука. Обычно используется в большинстве портативных устройств, таких как смартфоны, плееры, ноутбуки, колонки и т. д.

USB (Universal Serial Bus) — некоторые наушники могут подключаться к компьютеру через разъем USB. Это позволяет передавать аудиосигнал и питание по одному кабелю. USB-подключение часто используется в наушниках с функцией шумоподавления или со встроенным ЦАП (цифро-аналоговым преобразователем).

Lightning (для устройств Apple) — наушники с разъемом Lightning могут быть подключены к устройствам Apple, таким как iPhone и iPad. Этот разъем также поддерживает передачу аудиосигнала и питание через один кабель.

Беспроводные интерфейсы

Bluetooth — наиболее популярный беспроводной интерфейс для наушников. Технология Bluetooth позволяет устанавливать беспроводное соединение между наушниками и аудиоисточником (например, смартфоном или компьютером). Благодаря Bluetooth пользователь может наслаждаться музыкой без проводов.

NFC (Near Field Communication) — используется для моментального соединения между наушниками и устройством, которое является источником звука. Эта технология позволяет быстро и легко подключать наушники к устройству приближая их друг к другу.

Радиоканал — некоторые беспроводные наушники могут использовать специальные радиочастоты для передачи аудиосигнала. Это может быть особенно полезно в условиях, где Bluetooth или NFC соединение может быть ненадежным или ограниченным по дальности.

Рекомендуемые характеристики наушников

Читайте далее: Как выбрать наушники.