Audio 101: Jak fungují sluchátka?

Sluchátka jsou základním prvkem mnoha zvukových zážitků. Umožňují vám trychtýř hudby přímo do uší při ladění světa - ale jaká je jejich historie a jak přesně fungují? Pokud vás zajímají vaše oblíbené plechovky, tady je rozpis.

Stručná historie sluchátek

Sluchátka jsou vynálezem, který sahá až do 80. let 19. století. V té době používali telefonní operátoři těžké reproduktory posazené na ramena, aby jim pomohli připojit telefonní linky. Bohužel tyto reproduktory vážily neuvěřitelných 10 liber!

V devadesátých letech 19. století britská telekomunikační společnost Electrophone Company vyvinula klíčovou sadu sluchátek, která visela pod obličejem, zvanou elektro. Toto zařízení se skládalo ze sluchátek spojených s rukojetí ve tvaru y, podobně jako moderní stetoskop.

Elektrofon se na jednom konci připojí přímo do domácí telefonní linky a na druhém zakryje uši uživatele. Pomocí zařízení mohli uživatelé poslouchat hudbu vysílanou přes tyto řádky.

Nathaniel Baldwin vynalezl první moderně vypadající sluchátka v roce 1910. Na rozdíl od elektrofónu, Baldwinova sluchátka seděla na hlavě, místo aby klesala pod obličej.

Když Sony v roce 1979 vydala Walkman, sluchátka přešla z velkých a těžkopádných na menší a lehčí. Přestože jsou dnes oblíbené malé modely do uší, někteří audiofilové stále dávají přednost větším modelům přes ucho.

Příbuzný: Nejlepší veganská sluchátka

Tajemství je v reproduktorech

Nejdůležitější částí vašich sluchátek jsou reproduktory a každý reproduktor je vyroben ze tří hlavních komponent. Jsou to hlasová cívka, permanentní magnet a membrána.

Kmitací cívka je tenký kruh z měděného drátu. Tento drát je zavěšen uprostřed permanentního magnetu, který udržuje konstantní magnetické pole. Toto pole pomáhá vibrovat kmitací cívku.

K hlasové cívce je připojena tenká membrána zvaná bránice. Tato membrána, známá také jako kužel reproduktoru, je částí zodpovědnou za vytlačování vzduchu.

Jak sluchátka vytvářejí zvuk?

Velká část zvuku, který dnes slyšíte, začíná jako digitální informace, která prochází převodníkem digitálního signálu na analogový (DAC). Tento DAC převádí digitální signál na analogový elektrický proud, který mohou reproduktory použít k reprodukci zvuku. U zařízení vytvořených před digitálním věkem však tyto elektrické signály pocházely přímo z analogových zdrojových médií a prošly zesilovačem do reproduktoru, není nutná digitální konverze.

Ve sluchátkách, jako všechny reproduktory, se oscilační elektrické proudy pohybují přes dráty k hlasové cívce. Když proud prochází cívkou, vytváří elektrické pole, které interaguje s elektromagnetickým polem permanentního magnetu. Rozptyl mezi těmito dvěma poli způsobuje, že kmitací cívka vibruje.

Když kmitá cívka, bránice se pohybuje s ní. Tento pohyb membrány způsobuje tlakové vlny (nebo zvukové vlny) v okolním vzduchu. Tyto vlny jsou zvukem, který slyšíte. U vyšších tónů se membrána pohybuje rychle; u nižších výšek bránice pomalu vibruje. Celková hlasitost zvuku závisí na relativní síle elektrického signálu.

Jak se kabelová sluchátka liší od bezdrátových sluchátek?

V současné době existují pouze dva hlavní typy sluchátek, kabelová, která pro připojení ke zdroji zvuku používají tradiční kabel, a bezdrátová, která k reprodukci zvuku využívají bezdrátové signály. Před výběrem dokonalého páru byste však měli zvážit další rozdíly.

Snadnost použití

Kabelová sluchátka se často používají snáze než jejich bezdrátové protějšky. Přepínání zařízení je stejně jednoduché jako odpojení sluchátek a jejich připojení k jinému zdroji zvuku. Na druhou stranu je vodič také hlavní nevýhodou, protože musí být fyzicky připojen ke zdroji zvuku. Tento vodič brání pohybu uživatele.

Bezdrátová sluchátka zde získávají body za srovnatelně větší pohodlí. S bezdrátovým připojením se můžete volně procházet, pokud jste v dosahu svého připojení Bluetooth. Pokud však chcete přepnout zařízení, vyžadují další úsilí.

Kvalita zvuku

Dalším klíčovým rozdílem je to, že digitální zvuk je převeden na analogový. U kabelových sluchátek je digitální zvuk před odesláním pomocí kabelů do reproduktorů sluchátek převeden na analogový výstup pomocí DAC na zvukovém zařízení, jako je váš počítač. Na druhou stranu je zvuk Bluetooth obvykle nejprve odesílán jako data do sluchátek a poté převeden na analogový signál vestavěným DAC ve sluchátkách.

Důvodem tohoto rozdílu je to, že bezdrátová sluchátka používají algoritmus nazývaný kodek, který je nástrojem pro kodér/dekodér ke ztenčení zvukových dat. Tyto kodeky jsou často označovány jako „ztrátové“, protože data jsou odstraněna ve prospěch menší velikosti souboru. Bezdrátová sluchátka používají tyto kodeky, protože čím méně dat se přenáší přes připojení Bluetooth, tím je spojení spolehlivější.

Komprese ale ovlivňuje kvalitu. Na rozdíl od bezdrátových modelů mohou kabelová sluchátka dodávat zvuk bez ztrátové komprese. To znamená, že s kabelovými modely získáte lepší věrnost. Proto často nenajdete bezdrátová sluchátka používaná v profesionálním studiovém prostředí. Kabelové jednotky mají také sníženou latenci.

Ovládání zvuku a napájení

Sluchátka Bluetooth mohou nabídnout komplexnější ovládání vaší hudby. Zatímco některá kabelová sluchátka umožňují přehrávání a pozastavení obsahu, mnoho modelů Bluetooth vám umožňuje upravit hlasitost, pozastavit nebo přehrát hudbu a přeskakovat nebo přetáčet skladby. Někteří vám dokonce umožňují svolat digitální asistenty jako Siri. Co ale získáte v pohodlí, obětujete ve zvukové věrnosti.

A konečně, bezdrátová sluchátka vyžadují ke své činnosti napájení z baterie. To znamená, že pokud vám dojde šťáva, sluchátka nebudou fungovat. Kabelová sluchátka obvykle nepoužívají baterie, a proto budou fungovat, kdykoli budou připojena ke zdroji zvuku.

Příbuzný: Nejlepší USB-C sluchátka

Nová sluchátka, stará technologie

Sluchátka jsou neuvěřitelný vynález. Zatímco se značky mohou objevit s novými zvonky a píšťalkami, základní technologie zůstala téměř 100 let nezměněna. A i když se některé designy mohou s pokrokem v technologii posunout, klasické sluchátka budou pravděpodobně i nadále synonymem hudby po mnoho dalších let.

Jaké vybavení potřebujete, abyste si užili bezeztrátový zvuk?

Neslyšíte rozdíl, pokud nemáte správný hardware, je to tak jednoduché.

Číst dále

O autorovi