Uanset om det er at lytte til musik, lydbøger eller se videoer, bruger vi alle vores høretelefoner ret regelmæssigt. Men har du nogensinde tænkt over, hvordan hovedtelefoner faktisk fungerer? Det viser sig, at det hele ikke er så komplekst. Høretelefoner er dybest set bittesmå højttalere, og bruger en elektromagnet til at vibrere luft og skabe lyd.
Det er selvfølgelig ikke alt, hvad der er med høretelefoner. Forskellige typer hovedtelefoner bruger forskellig teknologi – for eksempel har støjreducerende hovedtelefoner noget ekstra teknologi, der sigter mod at reducere den omgivende støj.
Fra øretelefoner til støjreducerende hovedtelefoner, her er, hvordan hovedtelefoner fungerer.
Fra musikafspilleren til driverenheden
I princippet fungerer hovedtelefoner på samme måde som højttalere, og det modsatte af mikrofoner – det vil sige, de omdanner i det væsentlige elektrisk energi til lyd ved at bruge magneter til at vibrere luften, hvilket skaber lyd.
Digital lyd lagres i en enhed i form af data – 1’er og 0’er. Når du trykker på play på den enhed, sendes disse 1’er og 0’er – som repræsenterer samplingen af en faktisk lyd, der blev optaget med en mikrofon – gennem en digital til analog konverter eller DAC, som konverterer disse 1’er og 0’er til elektriske signaler. Det signal sendes gennem dine hovedtelefoners ledninger og ind i selve hovedtelefonerne.
Driver-enheden
Når det elektriske signal går gennem ledningerne og ind i dine høretelefoner, når det det, der kaldes en driverenhed. Der er tre typer driverenheder: den dynamiske driver, den plane magnetiske driver og den elektrostatiske driver. Hvis du ikke er sikker på, hvilken slags driver dine hovedtelefoner bruger, så antag, at de bruger den dynamiske driver – det gør næsten alle hovedtelefoner. Her er lidt om hver driverenhed, og hvordan den fungerer.
Dynamisk driverenhed
Den dynamiske driverenhed bruger tre hoveddele til at arbejde: en permanent magnet, elektromagnetiske spoler og en membran.
Essensen af, hvordan hovedtelefoner fungerer, ligger i høj grad i, at de bruger magneter. To i hver ørekop, faktisk. En af disse magneter er permanent – det vil sige, den forbliver solidt på plads og bevæger sig ikke – mens den anden, som er en elektromagnet, bevæger sig.
Når det elektriske signal rammer din ørekop, sendes det til elektromagneten, som hurtigt skifter dens polaritet frem og tilbage afhængigt af det mønster, det sendes, eller de lyde, der gengives. Når elektromagneten skifter polaritet, frastødes den hurtigt og tiltrækkes af den permanente magnet, hvilket får den til at vibrere. Disse vibrerende elektromagneter er knyttet til det, der kaldes en ‘membran’, som er en tynd membran. Når elektromagneten vibrerer, gør membranen det også, hvilket får luften omkring den til at vibrere – hvilket vi kalder lyd.
Forskellige frekvenser vibrerer med forskellige hastigheder – så elektromagneten vibrerer hurtigere for at producere høje toner eller langsommere for at producere langsomme toner. Når du skruer op eller ned for lyden, er vibrationerne mere eller mindre intense, hvilket får luften til at vibrere mere eller mindre.
Plan magnetisk driverenhed
Den plane magnetiske driverenhed fungerer meget på samme måde som den dynamiske driverenhed, men der er et par vigtige forskelle. I stedet for at bruge magneter til at flytte en elektromagnetisk spole, er ekstremt tynde magnetiske ledere, som er som små ledninger, spredt ud over selve membranen.
Ikke kun det, men i stedet for en enkelt permanent magnet, er en række magneter placeret bag membranen for at hjælpe den med at reagere korrekt, når den elektriske strøm føres gennem lederne. Når den elektriske strøm passerer gennem lederne, ændres polariteten, og membranen interagerer med de permanente magneter, vibrerer og skaber lyd.
Nogle mennesker omtaler denne type driverenhed som den ortodynamiske driver – et udtryk, der blev opfundet af Yamahas marketingteam.
Elektrostatisk driverenhed
Den tredje og sidste type driverenhed er den elektrostatiske driverenhed, som er ansvarlig for nogle af de bedste høretelefoner, der nogensinde er lavet.
Der er én væsentlig forskel, når det kommer til elektrostatiske hovedtelefoner sammenlignet med andre typer hovedtelefoner – i stedet for at bruge magneter til at flytte membranen, er membranen i sig selv den del, der bevæger sig. Hvordan? I elektrostatiske høretelefoner er membranen lavet af en meget tynd plade af et elektrisk ladet materiale, og den sidder mellem to ledende plader, hvoraf den ene er positivt ladet og den anden negativt. Når elektriske ladninger føres gennem disse to plader, bevæger den elektrisk ladede film sig frem og tilbage, hvilket påvirker luften omkring den og giver lyd.
Nogle mennesker foreslår, at elektrostatiske høretelefoner lyder bedre på grund af, hvordan de fungerer – den elektrisk ladede film er så tynd og er faktisk lettere end luften omkring den, at den ikke farver lyden på samme måde, som dynamiske eller plane magnetiske hovedtelefoner gør. Selvfølgelig er elektrostatiske hovedtelefoner ikke billige – oftest koster de rigtig mange penge.
Hvordan virker Bluetooth-høretelefoner?
Der er virkelig ikke meget forskel mellem standard høretelefoner med ledning og trådløse eller Bluetooth-hovedtelefoner – processen er næsten nøjagtig den samme. Den eneste reelle forskel er, at i stedet for at blive sendt til en DAC inde i din telefon eller computer, sendes 1’erne og 0’erne via en Bluetooth-radio til en chip i dine hovedtelefoner, hvor de så sendes til en DAC inde i hovedtelefonerne.
Herefter er processen nøjagtig den samme.
Hvordan virker trådløse in-ear/øretelefoner hovedtelefoner?
Ud over almindelige hovedtelefoner og trådløse høretelefoner fungerer alle hovedtelefoner stort set ens – øretelefoner og in-ear hovedtelefoner bruger nøjagtig den samme teknologi, men i meget mindre skala. På grund af dette kan de ikke gengive alle de samme frekvenser, men afvejningen er, at de er langt mere bærbare.
Konklusion
Hovedtelefoner bliver mere og mere tekniske, og det vil sandsynligvis fortsætte – principperne for, hvordan lyd fungerer, vil dog stort set forblive de samme.
Be the first to comment