Арматурные наушники. Принцип работы и проблема выбора. Арматурные наушники со сбалансированным якорем – отличия и особенности против других типов излучателей в наушниках Что значит арматурные наушники

Недавно натолкнулся на разбор полетов о том, какой бас правильный - арматурный или динамический. Владение разными наушниками и проведенными техническими тестами порядка 250 внутриканальных наушников (динамических, арматурных и гибридных) позволило сформировать свое мнение. Однако кому сегодня нужно чье-то мнение, независимо от авторитетности?

Для пояснения разницы звучания баса, выбрал основные объективные причины различий и сделал соответствующую обработку пары музыкальных треков. Послушав демонстрационные треки, можно будет для себя решить, справедливы ли различные предположения и лучше понять, в чем эта разница зарыта. И есть ли она вообще?

Прежде всего хочу обозначить свою позицию. Сама тема сравнения появилась не в пику и не поддержку кому-то, а просто так сошлись звезды.

На одном из форумов пошло обсуждение, что один авторитет считает так-то, а другой авторитет совсем иначе, и кто же кого «переавторитетил» в своих обзорах и видеобращениях?

В этот момент подумал, вроде есть ряд логичных объяснений, но как их донести так, чтобы это не было как “за моими плечами почти 250 протестированных наушников (сходить по ссылке и убедиться), у самого в коллекции разнообразных наушников будет пара десятков, стоимостью от $1 до $1000, и вообще давно все это дело давно слушаю, знаю много, безоговорочно верьте мне”. Уже поверили и ждете короткого ответа?

Причин различного звучания между арматурными и динамическими наушниками много. Разберем основные. Что не разберем, можно будет обсудить в комментариях и прикинуть, можно ли это перевести в дополнительные демонстрационные треки.

Все демонстрационные треки с возможностью воспроизведения из браузера . На мой взгляд, проще все скачать и воспроизводить из отдельного плеера, т.к. запуск следующего трека не останавливает предыдущий. В разных браузерах интерфейс и возможности тега audio индивидуальные.

Как обычно заявляется основное различие между “арматурой” и “динамикой”?

Практически все формулировки выглядят как “у арматуры быстрый и точный бас, а у динамики он медленный и вялый”.

В качестве исходников для демонстрационных треков взял пару своих черновиков многолетней давности, которые вполне подходят для оценки баса, на количество и разборчивость. Какие-то определенные аудиофильские треки не использовал, чтобы не было заморочек с авторскими правами.

АЧХ наушников

В большинстве случаев арматурные наушники обладают ровной АЧХ от самых низких частот до начала высоких. Динамические наушники наоборот, имеют подъем в области низких частот с провалом в области нижних высоких.

Для того, чтобы это можно было послушать в любых наушниках, демонстрационные треки обработаны в виде контраста - для того, чтобы почувствовать, как меняется звучание в ту или иную сторону.

Какая обработка дала скорости и точности, а какая запоздалости и вялости?

Спойлер

На мой взгляд, именно это закладывает основное различие, которое будет справедливо для 90% случаев (так, никакого давления авторитетом).

Долгое затухание от динамика

Есть мнение, что арматурный излучатель не дает долгих послезвучий, а динамический не может сразу замолчать и дает долгие затухания.

Эта теория на мой взгляд базируется на прямой аналогии с большими АС фазонверторного типа, где басс-порт добавляет баса, но с небольшой задержкой. А так как фазонвертор работает в виде резонатора в низкочастотной области, то долгое затухание не только ощущается задержкой, но и снижает разборчивость баса в целом. В «правильных» системах обычно используют оформление “закрытый ящик” для получения “быстрого баса”.

В этой логической цепочке я не очень вижу, где в наушниках есть фазоинвертор, который давал бы такой резонанс. Наверно, наиболее близкая по сути конструкция есть только в Shure SE 846 и JVC HA-FXZ200, которые скорее дают просто задержку в выделенном длинном звуководе, а не затухание.

Но, может у нас есть еще переотражения корпуса и прочих вероятно не очевидных вещей, которые могут дать такой эффект.

Если сравнивать напрямую арматурный излучатель и динамик, то арматура - это по своей сути, динамик, который уже поместили в корпус с небольшим звуководом на выходе.

Для этого на диапазон до 120 Гц было наложено эхо малого объема. Величина затуханий довольно большая для возможности это услышать как в в наушниках за 1$, так и через простой смартфон.

Прямая задержка баса

При использовании разделительных фильтров происходит сдвиг фаз и низкочастотная секция начинает играть с небольшой задержкой без дополнительного эха. Для компенсации этого в некоторых АС делают наклон фронтальной панели так, чтобы высокочастотник был дальше от слушателя на определенное расстояние. Там, где габариты АС большие, делают сдвиги отдельно среднечастотной и высокочастотной секций вглубь. Такие АС называют фазолинейными.

Считаются крутыми, но не все эту крутость слышат, считая, что наше ухо такие вещи не фиксирует. В большинстве студийных мониторов такой компенсации нет.

Такое можно встретить и во внутриканальных наушниках,

В этих наушниках используются звуководы разной длины.

Здесь просто по времени были разнесены частотные диапазоны с разделением на 120 Гц. Задержка довольно большая, 10 мс.

Технически такая задержка наиболее вероятна в многодрайверных наушниках с использованием фильтров высоких порядков. Но, обычно в наушниках используется только первый порядок из-за невозможности использовать крупногабаритные катушки индуктивности.

Попробуйте почувствовать разницу между сдвигом по времени и затуханиями из прошлого примера.

Перегруз звуковода

В чем проблема многих малогабаритных фазоинверторных АС? Малый корпус не позволяет делать длинный фазоинвертор. А чем короче труба, тем у нее должен быть меньше диаметр для сохранения выбранной частоты на резонанс.

Это приводит к тому, что при повышении громкости воздух не может “прокачаться” через трубу и происходит аналог мягкого клиппирования. Это сопровождается или призвуками, или обогащением дополнительных гармоник. Т.е. если основной диапазон баса был в области 40-80 Гц, то при перегруженном фазоинверторе мы получим дополнительные гармоники в диапазоне 80-320 Гц.

Такое подробное объяснение с аналогией фазоинвертора сделано не спроста. Дело в том, что именно у подавляющего большинства арматурных динамиков вывод звука организован через узкое горлышко! И именно они потенциально готовы дать призвуки, которые не дадут динамические излучатели.

Мне встречались наушники без узкого горлышка только у Sony. Не уверен, что это было продиктовано логикой в сторону повышения качества звука. Вероятнее это от того, что излучатели делает она сама (или полностью под себя) в уже заготовленный корпус наушников, где нет необходимости крепить трубочки звуководы.

Формально, этот тест покажет и как будут звучать наушники, у которых излучатель уходит в перегрузку.

Здесь низкочастотный диапазон был поджат компрессором.

Послушали? Делитесь впечатлениями!

), более отчетливо, без помех воспроизводят разнообразные звуковые частоты. Звучание в них отличается глубиной, насыщенностью и естественностью мелодий.

Данные модели используются не только профессиональными музыкантами, они прочно вошли в жизнь рядового меломана. Аксессуары завоевали признание благодаря компактности, исключительному качеству звука, разнообразию выбора (одно-, двух-, пятидрайверные и более). Но даже в таких современных приспособлениях есть тонкости конструкции, а также плюсы и минусы, которые стоит досконально изучить перед приобретением аудиоустройства.

Арматурные наушники: что это и как работают?

С чем обычно ассоциируются аудиодевайсы? Правильно - с динамиками, через которые звук и доносится до пользователей. Здесь и кроется главный параметр, определяющий, чем арматурные наушники (со сбалансированным якорем) отличаются от динамических приспособлений. Излучатель в первом варианте представляет собой прямоугольную коробочку с округлыми краями, в которой звучание идет из небольшого «горлышка». По габаритам он намного меньше динамического. При этом звук получается в разы чище, без фоновых шумов.

Небольшой экскурс в прошлое. Изначально подобные излучатели использовались в сугубо медицинских целях - для слуховых аппаратов. Но больше 20 лет назад Д. Харви изменил положение дел, сконструировав custom-мониторы на основе сбалансированного якоря для профессиональных музыкантов.

Приспособления имеют отличную звукоизоляцию и подходят для проведения концертов на сценических площадках. Артисты называют их не иначе как аппаратом личного ушного мониторинга. Постепенно немного измененные custom-модели поступили в массовое производство и стали доступны простым обывателям.

Как же устроены такие арматурные наушники:

• Звуковая катушка - размещена вокруг пластины из металла в виде буквы «П» (это и есть так называемый якорь).
• Драйвера - чем больше их установлено (1, 2, 5 и более), тем более громкий звук получится на выходе.
• Корпус - миниатюрный, в отличие от , очень легкий и совершенно не ограничивает пользователя в движениях.

Как же работают всевозможные разновидности арматурных наушников? Размещение так называемого якоря центрируется по отношению к электромагнитному полю. Под действием электросигнала намагниченное поле активирует излучатель, который заставляет двигаться мини-мембрану. Колебания последней детали и слышат пользователи.

Разновидности наушников отличаются, кроме внешнего оформления, количеством излучателей. Дополнительные драйвера - расширение частотных характеристик аксессуаров, но для большого количества драйверов предусмотрено и много фильтров, которые в конечном счете приводят к потере естественности звука. Зато ониа отлично зарекомендовали себя в условиях шумной обстановки (на улицах, концертах, в транспорте).

Чем еще арматурные наушники лучше или хуже , вкладышевых и других разновидностей аудиоаксессуаров? Полное описание плюсов и минусов девайсов представлено в следующем разделе.

Достоинства и недостатки арматурных моделей

Для начала стоит отметить положительные стороны девайсов:

1. Отличная звукоизоляция - в отличие от тех же и других аналогичных, арматурные девайсы полностью закрывают слуховой канал: пользователям не слышен гул в метро, посторонние разговоры не отвлекают от прослушки аудиофайлов.
2. Первоклассный звук. Достигается максимальная достоверность звучания и минимальная степень искажения, уменьшение неточной передачи звука. Отличные показатели для высоких и средних частот.
3. Разнообразие моделей. Можно подобрать нужный вариант под индивидуальную форму ушной раковины, хотя конструкция корпуса не влияет на качество воспроизведения аудио.
4. Высокий уровень громкости. Благодаря арматурному излучателю на степень громкости звучания не оказывает влияние сам источник звука (например, ). В многодрайверных моделях этот показатель очень высокий.
5. Ровная АЧХ (график зависимости силы звука от частоты). Гаджеты воспроизводят мелодии без присущего динамическим излучателям подъема частот.

Арматурные девайсы используются для профессиональных выступлений музыкантов на публике. Их относят к классу мониторных вставных аудиогаджетов. Конструкция с подвижным якорем помогает аппаратам выдавать аккорды с практически нулевой степенью акустического искажения.

Для наглядности стоит сравнить основные параметры арматурных девайсов с другим распространенным типом - динамическим.

Основной минус данных видов аудиодевайсов - дефицит низких частот. Особенно это наблюдается в однодрайверных вариантах. Выход - приобретать устройства с излучателями в количестве от 3-х или пользоваться гибридными агрегатами (арматурный + динамический). Еще один недостаток - относительно высокая стоимость, которая компенсируется получением устройства для воспроизведения чистейшего звука без каких-либо помех.

Два, три, четыре. Нет, уже шесть! С каждым годом во внутриканальных наушниках теснится все больше и больше арматурных драйверов. Наблюдая за появлением новых топ-моделей, утыканных звуковыми излучателями, нет-нет, да и задашься вопросом: а зачем вообще это нужно — так энергично наращивать количество комплектующих? «Чтобы расширить частотный диапазон и улучшить качество звука», - отвечают одни. «Чтобы нагрести больше денег с клиентов, наивно уверенных в том, что количество всегда переходит в качество», - поправляют другие. Мы решили самостоятельно разобраться с вопросом и определить, для чего арматурным наушникам нужно так много арматур.

Одна арматура

Крошечные арматурные излучатели начали карьеру в персональном High End аудио в 1991-ом с появлением знаменитых Etymotic ER4. Для того, чтобы стать объектом культа среди аудиофилов, этим наушникам вполне хватило всего по одной арматуре на канал! Арматурный саунд отличается невероятной точностью, быстротой и детальностью, а однополосная схема гарантирует отсутствие проблем с рассогласованием излучателей - вот почему пуристы до сих пор считают конструкцию Etymotic не только классической, но и образцовой. У этой схемы есть лишь одна проблема: чтобы покрыть весь частотный диапазон в одиночку, арматуре приходиться ограничить ход мембраны. А значит, заметно уменьшить уровень баса! Вот почему тем же Etymotic так его не хватает.

Две арматуры

Что делать, если один арматурный драйвер не справляется с басовым регистром? Нужно прибавить к нему второй арматурный драйвер! Пару звуковых излучателей можно бросить на разные частотные фланги по образцу динамиков в многополосных колонках. Это, кстати, позволяет не только усилить низкочастотную отдачу, но и приподнять высокочастотную планку: вместо 16 кГц, служащих барьером для большинства однополосных моделей, двухполосные наушники легко дотягиваются до 20кГц. Хотя эту разницу способен различить далеко не всякий слушатель. А вот прибавку в басе и энергетике замечают практически все. С двумя арматурами наушники играют куда темпераментней!

Три арматуры

У арматурных драйверов есть целая груда достоинств и лишь пара недостатков. Один из них - низкая перегрузочная способность. Арматуры прекрасно звучат на низкой и средней громкости, но стоит выкрутить рукоятку звука повыше, как с их стороны начинают раздаваться болезненные хрипы, а знаменитая прозрачность быстро сходит на нет. Особенно болезненно излучатели реагируют на повышенную нагрузку в районе низких частот. Чтобы справиться с этой проблемой, конструкторы идут на добавление третьего излучателя! Схема при этом обычно остается двухполосной: одна арматура-твитер работает в верхнем диапазоне, а два парных драйвера-вуфера ударно осваивают СЧ/НЧ-область. Поддерживая друг друга, чтобы избежать проколов на перегрузках.

Четыре арматуры

Что, если добавить еще драйверов и полос? Конструкция с трехполосным кроссовером и четверкой арматур, одна из которых пищит наверху, другая отвечает за середку, третья рулит басом, а четвертая - самыми низкими частотами, позволяет не только покрыть максимальный частотный диапазон, но и как следует приподнять чувствительность. При грамотном исполнении этой схемы наушники легко сочетают арматурную прозрачность и воздушность звучания с хлесткими и физически ощутимыми басами, характерными для крупных динамиков. Впрочем, грамотно исполнить эту схему не так-то легко, ведь распределение частотного диапазона без шероховатостей на стыках - задачка, определенно, не для средних умов. Так что четыре драйвера не гарантируют безупречный саунд.

X+ арматур

После того, как на свет появились наушники с четверкой драйверов, многим казалось: больше уже некуда. Но сегодня можно найти наушники и с шестью, восемью или даже двенадцатью излучателями. Кроме того, развитие получили гибридные конструкции, в которых арматурный излучатель (или целую пачку арматур) объединяют с динамическим излучателем. Меломанам с амбициями они дают уникальный шанс воткнуть в свои уши столько источников звука, сколько еще никогда не водилось в голове одного отдельно взятого человека. Главное, помнить о том, что в реальной жизни, в отличие от выдумок маркетологов, качество далеко не всегда определяется количеством. Если у наушников "A" - X излучателей, а у "B" - X+1, это не гарантирует, что наушники "B" играют лучше. Конечная имплементация драйверов гораздо важнее их количества. Согласование драйверов, их настройка, правильный кроссовер, звуководы и т.д. - вот что определяет финальный расклад сил.

Сохранить и прочитать потом -

Зачастую любой излучатель звука у рядового слушателя ассоциируется с круглой мембранной и установленной катушкой, работающих в магнитом поле. Под действием тока возникает магнитное поле, которое и вызывает частотные колебания мембраны. В результате, мы слышим звук. Такой принцип построения действительно лежит в подавляющем большинстве современных динамических наушников, но существует и еще один особо стоящий класс портативной акустики – арматурные наушники.

ИСТОРИЯ И ПРИНЦИП РАБОТЫ АРМАТУРНЫХ НАУШНИКОВ

Впервые принцип, заложенный в работе современных арматурных наушников, был задействован еще в начале 1920 года. В то время инженеры всячески стремились отойти от традиционной рупорной акустики и вывести эпоху электрического звука на новый уровень. В отличие от традиционного динамика, наушники с уравновешенным якорем (так еще называют арматурные наушники) работают совсем по другому принципу. Звуковая катушка арматурных наушников располагается вокруг металлической «П-образной» пластины, которую и называют якорем. Его размещение строго центруется по отношению к электромагнитному полю и проходит вдоль оси. Под действием электрического сигнала магнитное поле приводит в действие якорь, а тот, в свою очередь, вызывает движение миниатюрной мембраны, колебания которой мы и слышим.

Помимо принципа работы отличаются наушники с уравновешенным якорем и типом корпуса, в который заключен излучатель. Зачастую он напоминает миниатюрный сосуд. Сформированный звук от мембраны выводится через так называемое «горлышко».

Попытки популяризации арматурной акустики в 20-е годы прошлого века провалились из-за несовершенства технологии. Первая коммерческая модель арматурных наушников Baldwin Mica Diaphragm была воспринята потребителями весьма критично. Они выдавали бедный звук с практически полным отсутствием низких и высоких частот, но чрезмерно «вываленной» серединой. Одним словом, для качественного прослушивания музыки первые арматурные наушники были не пригодны. В сфере же, где нужно было четкое и ясное воспроизведение человеческой речи, им не было равных. Так наушники с уравновешенным якорем на долгие годы становятся главным элементом военного вооружения.

Традиционный динамический излучатель нельзя разместить во внутренней части ушной раковины человека из-за геометрических особенностей корпуса. Арматурные же наушники по части миниатюрности превосходили возможности своих «коллег» и стали одним из самых востребованных типов звукового оборудования в медицине и военной промышленности.

Одним из пионеров построения арматурных наушников стала американская компания Westone. В 1959 году, в штате Колорадо (США), Рон Морган основал небольшой семейный бизнес по производству внутриканальных наушников под заказ. Используя специальный материал, Рон Морган получал точный слепок ушной раковины заказчика. А дальше предстояла кропотливая работа с полученной формой.

За последующие 30 лет семейный бизнес Моргана становится не только одним из авторитетнейших игроков на рынке внутриканальных мониторных наушников, но и главным производителем медицинского оборудования для слухопротезирования и ведущим разработчиком средств для защиты органов слуха военных. В 1987 году компания Westone, совместно с Etymotic начинает освоение новой сферы – производства наушников для музыкантов, вскоре получивших обобщенное имя «мониторы». Etymotic занимается разработкой начинки, а Westone берет на себя ответственность за производство мягких ушных насадок.

В 1991 на рынок профессионального звукового оборудования выходит легендарная модель первых однодрайверных наушников внутриканального типа Etymotic ER-4. Предложенная Westone конструкция звукоизлучателя открывает новую страницу в жизни аудиофилов: арматурные наушники обеспечивают звучание с минимальным количеством фазовых искажений. В 1995 году наступает еще один ключевой этап в развитии наушников с уравновешенным якорем. Контракт между Ultimate Ears и Westone позволяет положить начало производству индивидуальных арматурных наушников для музыкантов.

Всего за шесть лет внутриканальные мониторы двух брендов становятся главным атрибутом в среде звезд-исполнителей по всему миру. Арматурные наушники начинают плотно входить в повседневную жизнь меломана.

ТИПЫ И КОЛИЧЕСТВО ДРАЙВЕРОВ

Современный рынок представлен внушительным количеством моделей арматурных наушников разного ценового диапазона. Помимо цены есть и еще одна определяющая характеристика – количество установленных в наушник драйверов-излучателей.

Миниатюрный корпус арматурных наушников зачастую относят к их главным преимуществам. Увы, любой инженер-акустик с уверенностью готов заявить, что для звука нужен объем. Слишком миниатюрный корпус может стать не только причиной полного отсутствия линии баса, но и внутреннего перегруза излучателя. Компенсировать такие потери можно либо установкой дополнительных драйверов, либо увеличением объема корпуса.

Однодрайверные, двухдрайверные, пятидрайверные арматурные наушники – в чем же их принципиальное различие? Ответ весьма прост: в количестве установленных излучателей. При этом следует учитывать тот факт, что больше излучателей – не значит лучшее качество звучания. С одной стороны, каждый дополнительный драйвер действительно расширяет частотные характеристики наушников. С другой, он требует наличия дополнительных фильтров (кроссоверов), а их избыток приводит к росту фазовых искажений. Другими словами, звук становится не столь естественным.

Количество установленных драйверов влияет и на потенциальную чувствительность арматурных наушников. Чем больше излучателей установлено, тем более громкий звук способны воспроизводить наушники.

Но, зачастую, громкость – это главный критерий отбора наушников для музыкантов-исполнителей, вынужденных по несколько часов находится в непосредственной близости мощной многокиловаттной аппаратуры. Для рядового же слушателя каждый дополнительный излучатель прямопропорционально отразится на стоимости наушников, а вот результат может разочаровать.

ЧТО СЛЕДУЕТ ЗНАТЬ ПЕРЕД ПОКУПКОЙ

Да, арматурные наушники стоят несколько дороже динамических. Главная причина такого неравенства – сложный производственный процесс. Как и любой продукт, наушники с уравновешенным якорем имеют свои преимущества и недостатки, поэтому выбирая наушники этого типа следует обращать внимание на некоторые их особенности: