Ljud 101: Hur fungerar hörlurar?

Hörlurar är en viktig del av många ljudupplevelser. De låter dig föra musiken direkt i dina öron medan du ställer in världen - men vad är deras historia och hur fungerar de exakt? Om du är nyfiken på dina favoritburkar, här är en sammanfattning.

En kort historik av hörlurar

Hörlurar är en uppfinning som sträcker sig tillbaka till 1880 -talet. På den tiden skulle telefonoperatörer använda tunga högtalare som låg på axlarna för att hjälpa dem att ansluta telefonlinjer. Tyvärr vägde dessa högtalare hela 10 kilo!

På 1890 -talet utvecklade ett brittiskt telekommunikationsföretag, Electrophone Company, en häftig uppsättning hörlurar som hängde under ansiktet, kallad en elektrofon. Denna enhet bestod av hörlurar anslutna till ett y-format handtag, ungefär som ett nutidigt stetoskop.

Elektrofonen skulle anslutas direkt till en telefonlinje i ena änden och täcka användarens öron i den andra. Med enheten kunde användare lyssna på musik som sänds över dessa rader.

Nathaniel Baldwin uppfann de första moderna utseende hörlurarna 1910. Till skillnad från elektrofonen satt Baldwins hörlurar ovanpå huvudet istället för att falla under ansiktet.

Hörlurarna övergick sedan från stora och besvärliga till mindre och lättare när Sony släppte Walkman 1979. Även om små, in-ear-modeller är populära idag, föredrar vissa audiofiler fortfarande större modeller över örat.

Relaterad: De bästa veganvänliga hörlurarna

Hemligheten finns i högtalarna

Den viktigaste delen av dina hörlurar är högtalarna, och varje högtalare består av tre huvudkomponenter. De är röstspolen, den permanenta magneten och membranet.

Röstspolen är en tunn cirkel av koppartråd. Denna tråd är upphängd i mitten av en permanent magnet, som upprätthåller ett konstant magnetfält. Detta fält hjälper röstspolen att vibrera.

Anslutet till röstspolen är ett tunt membran som kallas membranet. Detta membran, även känt som högtalarkonen, är den del som ansvarar för luftförskjutning.

Hur skapar hörlurar ljud?

Mycket av det ljud du hör idag börjar som digital information som passerar genom en Digital-to-Analog Converter (DAC). Denna DAC omvandlar en digital signal till en analog elektrisk ström som högtalare kan använda för att återge ljud. För enheter som skapades före den digitala tidsåldern kom dock dessa elektriska signaler direkt från det analoga källmediet och passerade genom en förstärkare till högtalaren. Ingen digital omvandling krävs.

I hörlurar, som alla högtalare, rör sig oscillerande elektriska strömmar via trådarna till röstspolen. När ström passerar genom spolen skapar det ett elektriskt fält som interagerar med den permanenta magnetens elektromagnetiska fält. Skillnaden mellan de två fälten får röstspolen att vibrera.

När röstspolen vibrerar rör sig membranet med den. Denna rörelse av membranet orsakar tryckvågor (eller ljudvågor) i den omgivande luften. Dessa vågor är ljudet du hör. För högre tonljud rör sig membranet snabbt; för lägre stigningar vibrerar membranet långsamt. Den totala ljudvolymen beror på den elektriska signalens relativa styrka.

Hur skiljer sig trådbundna hörlurar från trådlösa hörlurar?

För närvarande finns det bara två huvudtyper av hörlurar, trådbundna, som använder en traditionell kabel för att ansluta till ljudkällan och trådlösa, som använder trådlösa signaler för att återge ljud. Men det finns andra skillnader du bör tänka på innan du väljer ditt perfekta par.

Enkel användning

Trådlösa hörlurar är ofta lättare att använda än sina trådlösa motsvarigheter. Att byta enhet är lika enkelt som att koppla ur hörlurarna och ansluta dem till en annan ljudkälla. Å andra sidan är tråden också den största nackdelen, eftersom den måste vara fysiskt ansluten till ljudkällan. Denna tråd hämmar användarens rörelse.

Trådlösa hörlurar vinner poäng här för att erbjuda mer bekvämlighet jämförelsevis. Med trådlöst kan du vandra runt fritt så länge du befinner dig inom räckvidden för din Bluetooth -anslutning. Men de kräver extra ansträngning om du vill byta enhet.

Ljudkvalité

En annan viktig skillnad här är där digitalt ljud konverteras till analogt ljud. Med trådbundna hörlurar konverteras digitalt ljud till analog utgång med en DAC på ljudet som liknar din dator innan du skickar det via ledningar till hörlurens högtalare. Å andra sidan skickas Bluetooth-ljud vanligtvis först som data till hörlurarna och omvandlas sedan till en analog signal med hörlurens inbyggda DAC.

Anledningen till denna skillnad är att trådlösa hörlurar använder en algoritm som kallas en codec som är en portmantå för kodare/avkodare för att slanka ner ljuddata. Dessa codecs är ofta märkta "lossy" eftersom data tas bort till förmån för en mindre filstorlek. Trådlösa hörlurar använder dessa codecs eftersom ju mindre data som överförs via en Bluetooth -anslutning, desto mer pålitlig är anslutningen.

Men komprimering påverkar kvaliteten. Till skillnad från trådlösa modeller kan trådbundna hörlurar leverera ljud utan komprimering utan förlust. Det betyder att du får bättre trohet med trådbundna modeller. Det är därför du inte ofta hittar trådlösa hörlurar som används i en professionell studiomiljö. Trådbundna enheter har också minskad latens.

Ljudkontroll och ström

Bluetooth -hörlurar kan erbjuda mer omfattande kontroll över din musik. Medan vissa trådbundna hörlurar låter dig spela upp och pausa ditt innehåll, låter många Bluetooth -modeller dig justera volymen, pausa eller spela din musik och hoppa över eller spola tillbaka spår. Vissa låter dig till och med kalla digitala assistenter som Siri. Men det du tjänar på bekvämt sätt offrar du i ljudtrohet.

Slutligen kräver trådlösa hörlurar batteri för att fungera. Det betyder att om du tar slut på saften fungerar inte dina hörlurar. Trådlösa hörlurar använder vanligtvis inte batterier och kommer därför att fungera när de är anslutna till en ljudkälla.

Relaterad: De bästa USB-C-hörlurarna

Nya hörlurar, gammal teknik

Hörlurar är en otrolig uppfinning. Även om varumärken kan dyka upp med nya klockor och visselpipor har kärntekniken varit i stort sett oförändrad i över 100 år. Och även om vissa mönster kan förändras när tekniken utvecklas, kommer det klassiska paret hörlurar förmodligen att vara synonymt med musik i många år framöver.

Vilken utrustning behöver du för att njuta av förlustfritt ljud?

Du kommer inte att höra skillnaden om du inte har rätt hårdvara, det är så enkelt som det.

Läs Nästa

Om författaren