Wie wir vielleicht wissen, wandeln Kopfhörer Audiosignale in Schallwellen um, die wir hören können. Ohne einen richtigen Treiber könnten Kopfhörer nicht funktionieren.
Was ist ein Kopfhörertreiber? Ein Treiber ist das Wandlerelement des Kopfhörers, das für die Umwandlung von Audio (elektrische Energie) in Schall (mechanische Wellenenergie) verantwortlich ist. Jeder Kopfhörer hat ein Paar Treiber. Treiber verwenden typischerweise eine bewegliche Membran, um Schallwellen zu erzeugen, und die meisten verlassen sich auf Elektromagnetismus, um zu funktionieren.
Diese schnelle Antwort ist natürlich zu vereinfacht. In diesem Artikel erfahren Sie, wie jeder der 5 Kopfhörertreibertypen funktioniert, um unser Wissen über diese hervorragenden Audiogeräte zu vertiefen.
- Die 5 Kopfhörertreibertypen
- Dynamische Moving-Coil-Kopfhörertreiber
- Vor- und Nachteile von Moving-Coil-Treibern
- Moving-Coil Dynamische Kopfhörer Beispiele
- Sennheiser HD 280 Pro
- Beyerdynamic DT 990 Pro
- Apple AirPods
- Planare magnetische Kopfhörertreiber
- Vor- und Nachteile planarer Magnettreiber
- Beispiele für planare magnetische Kopfhörer
- HIFIMAN HE1000 V2
- Monoprice Monolith M1060
- Audeze iSINE10
- Ausgewogene Anker Kopfhörer Treiber
- Vor- und Nachteile von Balanced Armature-Treibern
- Beispiele für ausgewogene Ankerkopfhörer
- 1 Mehr Quad Fahrer
- FiiO FA7
- Westone UM Pro 30
- Elektrostatische Kopfhörertreiber
- Vor- und Nachteile elektrostatischer Treiber
- Beispiele für elektrostatische Kopfhörer
- STAX SR007-A MK2
- HIFIMAN Jade II
- Shure KSE1500
- Magnetostriktions- (Knochenleitungs-) Treiber
- Vor- und Nachteile von Magnetostriktionstreibern
- Magnetostriktion (Knochenleitung) Kopfhörer Beispiele
- Aftershokz Xtrainerz
- Verwandte Fragen
Die 5 Kopfhörertreibertypen
Es gibt 5 bemerkenswerte Arten von Kopfhörertreibern. Sie sind:
- Dynamische Moving-Coil
- Planare Magnetische
- Ausgewogene Anker
- Elektro
- Magnetostriktion (Knochen Leitenden)
Lassen Sie uns jeden dieser Treibertypen und die Arbeitsprinzipien diskutieren, die es ihnen ermöglichen, als Wandler zu fungieren.
Bevor wir anfangen, wenn Sie eine Einführung in die Unterschiede zwischen Audio und Sound möchten, um die Rolle der Kopfhörertreiber als Wandler besser zu verstehen, lesen Sie meinen Artikel Was ist der Unterschied zwischen Sound und Audio?
Dynamische Moving-Coil-Kopfhörertreiber
Der gebräuchlichste Kopfhörertreibertyp ist der dynamische „Moving-Coil“ -Treiber. Wir finden diese Treiber in den meisten Kopfhörern; alle Arten von Kopfhörern und In-Ear-Monitoren (obwohl IEMs häufig auch symmetrische Ankertreiber verwenden).
Dynamische Kopfhörer arbeiten nach dem Prinzip der elektromagnetischen Induktion.
Elektromagnetische Induktion besagt, dass ein sich änderndes Magnetfeld eine Spannung über einem elektrisch leitfähigen Material induziert und dass in ähnlicher Weise eine sich ändernde Spannung über einem Leiter ein sich änderndes Magnetfeld um den Leiter herum verursacht.
Lassen Sie uns über Design sprechen.
Wie die meisten Kopfhörertreiber verfügen ihre Designs über eine bewegliche Membran, die Luft drückt und zieht und Schallwellen erzeugt, die unsere Ohren hören können. Die Membran ist typischerweise kreisförmig und an ihrem Umfang am Gehäuse des Treibers befestigt.
Die Membran eines Moving-Coil-Treibers ist an einer Moving-Coil befestigt, daher der Name. Diese Spule ist elektrisch leitfähig und dient als Teil des Stromkreises mit dem Audioausgabegerät.
Die Spule ist in einem zylindrischen Ausschnitt in einer seltsam geformten magnetischen Struktur aufgehängt. Diese Struktur hat ihren magnetischen Nordpol zum Inneren der Spule und ihren magnetischen Südpol nach außen. Das Design ermöglicht eine maximale magnetische Flussdichte durch die Spule, was bei der Schaffung eines effizienten und effektiven dynamischen Kopfhörertreibers von größter Bedeutung ist.
Hier ist eine vereinfachte Querschnittsdarstellung des dynamischen Kopfhörerwandlers mit beweglicher Spule, um diesen Treibertyp besser zu visualisieren.
Der dynamische Moving-Coil-Treiber in Aktion.
Zwei elektrische Leitungen, die das Audiosignal führen, sind mit der leitenden Spule verbunden. An jedes Ende der Spule ist ein Draht angeschlossen.
Wenn der Kopfhörer (drahtlos oder über Kabel) an eine Audioquelle angeschlossen ist, leiten diese Kabel Audiosignale zur Spule. Genauer gesagt wird die Spule Teil der Audioschaltung.
Audiosignale ahmen die Energie von Schallwellen nach und sind daher Wechselströme.
Elektromagnetische Induktion besagt, dass, wenn ein elektrischer Strom durch einen Leiter fließt, ein übereinstimmendes elektromagnetisches Feld in und um diesen Leiter erzeugt wird. Da das Audiosignal Wechselstrom ist, ändert sich das Magnetfeld, das über die Spule induziert wird, wenn Audio durch sie hindurchgeht, in Richtung.
Das von der magnetischen Struktur des dynamischen Treibers erzeugte Magnetfeld ist jedoch permanent. Somit würde jede Änderung des Magnetfelds der Spule eine Anziehung und Abstoßung mit dem Permanentmagneten verursachen. Dies bedeutet, dass sich die Spule entsprechend dem Vorzeichen und der Amplitude des Audiosignals hin und her bewegt.
Da die Spule an einer Membran befestigt ist, bewegt sich die Membran auch entsprechend dem Audiosignal. Die Membran ist in der Lage, die Luft zu drücken und zu ziehen, die erforderlich ist, um Tonsignale zu erzeugen, die das Audiosignal emulieren.
Und so funktionieren dynamische Moving-Coil-Kopfhörer!
Beachten Sie, dass der Begriff dynamisch bei Audiowandlern bedeutet, dass der Wandler nach dem Prinzip der elektromagnetischen Induktion arbeitet.
Planare magnetische und symmetrische Anker-Kopfhörertreiber sind ebenfalls dynamisch, obwohl sich „dynamisch“ typischerweise auf die Moving-Coil-Variante bezieht.
Dynamische Moving-Coil-Mikrofone haben das gleiche Grunddesign wie die dynamischen Moving-Coil-Kopfhörer. Der Hauptunterschied besteht darin, dass die Mikrofone so ausgelegt sind, dass sie umgekehrt arbeiten und Schallwellen in Audio umwandeln und nicht umgekehrt.
Alles, was Sie über dynamische Moving-Coil-Mikrofone wissen müssen, finden Sie in meinem Artikel The Complete Guide To Moving-Coil Dynamic Microphones.
Lautsprecher, Monitore und Subwoofer verwenden fast immer auch dynamische Moving-Coil-Treiber. Der Unterschied besteht darin, dass Lautsprechertreiber im Allgemeinen größer sind als Kopfhörertreiber (aber nicht immer).
Um mehr über dynamische Kopfhörer und ihre Beziehung zu Magneten zu erfahren, lesen Sie die folgenden My New Microphone-Artikel:
• Was sind dynamische Kopfhörer und wie funktionieren sie?
* Warum & Wie verwenden Kopfhörer Magnete?
* Sind die Magnete in Kopfhörern / Ohrhörern schlecht für Sie?
Vor- und Nachteile von Moving-Coil-Treibern
Die Vor- und Nachteile von dynamischen Moving-Coil-Kopfhörern sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst:
| Vorteile | Nachteile |
|---|---|
| Relativ billig herzustellen | Erfordert aufgrund von Resonanzfrequenzen eine erhebliche Dämpfung und Abstimmung |
| Robustes Design | Schlechteres High-End-Ansprechverhalten |
| Passives Arbeitsprinzip | Geringere Genauigkeit im Einschwingverhalten durch Membranmasse und Trägheit |
| Etwas feuchtigkeitsbeständig | Sphärische Wellenfront & Verzerrung durch nichtlineare Bewegung |
| Vielzahl von Formfaktoren und Größen (kopfhörer und ohrhörer) | |
| Benötigen oft keine Kopfhörerverstärker |
Moving-Coil Dynamische Kopfhörer Beispiele
Es ist eine überwältigende menge von verschiedenen moving-coil dynamische kopfhörer modelle auf dem markt heute. Sie reichen von billigen Consumer-Produkten bis hin zu professionellen Studio-Produkten der Spitzenklasse und umfassen alle Formfaktoren, von In-Ear-Monitoren über Ohrhörer bis hin zu geschlossenen drahtlosen Over-Ear-Kopfhörern mit aktiver Geräuschunterdrückung.
Werfen wir einen Blick auf einige Beispiele für beliebte dynamische Moving-Coil-Kopfhörer-Designs:
- Sennheiser HD 280 Pro
- Beyerdynamic DT 990 Pro
- Apple AirPods
Sennheiser HD 280 Pro
Der Sennheiser HD 280 Pro (Link zum Überprüfen des Preises bei Amazon) ist ein beliebter Kopfhörer. Sie sind ein geschlossenes ohrumschließendes Design (Over-Ear) und verfügen über dynamische Moving-Coil-Treiber.
Der Sennheiser HD 280 Pro wird auch in den folgenden Artikeln über mein neues Mikrofon vorgestellt:
• Top Best Moving-Coil / Dynamic Kopfhörer unter 100 US-Dollar
• Top Best Closed-Back Kopfhörer unter 100 US-Dollar
• Top Best Circumaural (Over-Ear) Kopfhörer unter 100 US-Dollar
Sennheiser wird in den folgenden Artikeln über mein neues Mikrofon vorgestellt:
* Top Beste Kopfhörer Marken In Die Welt
• Top Beste Kopfhörer/Ohrhörer Marken In Die Welt
• Top Beste Mikrofon Marken Sie Wissen Sollten Und Verwenden
Beyerdynamic DT 990 Pro
Die Beyerdynamic DT 990 Pro (link zu überprüfen die preis bei Sweetwater) ist eine andere gut bekannt und respektiert paar moving-coil dynamische kopfhörer. Diese Kopfhörer haben ein offenes ohrumschließendes Design.
Ein besonderer punkt von interesse mit Beyerdynamic der DT 990 kopfhörer ist, dass es sind 3 variationen der produkt mit verschiedenen impedanzen:
- 80- ohms: für professionelles Mixing/Mastering und Kompatibilität beim Hören von Consumer-Audiogeräten (Smartphones, etc.).
- 250 Ohm: für professionelles Mixing/Mastering unter Verwendung eines High-End-Kopfhörerverstärkers.
Der Beyerdynamic DT 990 Pro ist auch in den besten Open-Back-Kopfhörern meines neuen Mikrofons unter 200 US-Dollar enthalten.
Beyerdynamic ist in den Top-Kopfhörermarken meines neuen Mikrofons der Welt vertreten.
Apple AirPods
Die Apple AirPods (Link, um den Preis bei Amazon zu überprüfen) sind sehr beliebte drahtlose Bluetooth-Ohrhörer. Ich habe diese gängigen Ohrhörer beigefügt, um ein Beispiel für ein dynamisches Modell eines drahtlosen Kopfhörers mit beweglicher Spule zu bieten.
Es gibt zahlreiche andere Beispiele für dynamische Moving-Coil-Kopfhörer. Die Chancen stehen gut, wenn Sie ein zufälliges Kopfhörermodell auswählen würden, hätte es dynamische Moving-Coil-Treiber. Dies gilt für In-Ear-Monitore; aktive Kopfhörer mit Geräuschunterdrückung; supra-aurale (Over-Ear-) Kopfhörer und viele andere Designtypen, die in den oben genannten Beispielen nicht enthalten sind.
Für einen ausführlicheren Artikel, der erklärt, wie dynamische Moving-Coil-Kopfhörer funktionieren, lesen Sie den Beitrag meines neuen Mikrofons mit dem Titel Wie funktionieren Kopfhörer? (Illustrierte Anleitung für alle HP-Typen).
Apple ist in den Top-Marken für Kopfhörer / Ohrhörer meines neuen Mikrofons der Welt vertreten.
Planare magnetische Kopfhörertreiber
Wie oben vorgeschlagen, sind planare magnetische Kopfhörertreiber ebenfalls dynamisch und arbeiten nach dem Prinzip der elektromagnetischen Induktion.
Planare magnetische Kopfhörer können als Mittelweg zwischen dynamischen Moving-Coil-Kopfhörern und elektrostatischen High-End-Kopfhörern angesehen werden. Im Allgemeinen werden wir feststellen, dass planare magnetische Kopfhörer die verzerrungsarmen Vorteile der Elektrostatik bieten, ohne dass zusätzliche Hardware erforderlich ist (obwohl Kopfhörerverstärker in bestimmten Situationen zur Verbesserung der Leistung planarer magnetischer Kopfhörer beitragen können).
Wie unterscheiden sie sich also von ihren dynamischen Pendants mit beweglichen Spulen?
Zu Beginn haben planare magnetische Kopfhörertreiber ihre leitenden Elemente in ihre Membranen eingebettet. Die dünnen leitfähigen Materialbahnen sind Teil der Membran und nicht einfach an der Membran befestigt.
Starke Flachmagnete befinden sich direkt auf beiden Seiten der Membran.
Zwischen den magnetischen Ebenen muss Platz sein, damit Luft aus dem Fahrer entweichen und Schallwellen aus dem Fahrer austreten können. Beachten Sie auch, dass die Magnete so nah wie möglich an der Membran für maximale Magnetfeldstärke um die Membran herum ausgelegt sind, aber weit genug entfernt positioniert werden müssen, dass das leitende Element mit der Membran nicht an einer der beiden magnetischen Ebenen haftet.
Hier ist eine vereinfachte Querschnittsdarstellung eines planaren magnetischen Kopfhörertreibers:
Der Name „planar magnetisch“ kommt von der Ebene der Membran und der flachen magnetischen Struktur zu ihrer Vorder- und Rückseite und von der Tatsache, dass der Wandler nach den Prinzipien des Elektromagnetismus arbeitet.
Lassen Sie uns aufschlüsseln, wie der planare magnetische Kopfhörertreiber funktioniert.
Wie bei allen Kopfhörertreibern führen zwei elektrische Zuleitungen das Audiosignal zum leitenden Element. Wie bereits erwähnt, ist bei dem planaren magnetischen Kopfhörertreiber dieses leitende Element in die Membran eingebettet.
Die Membran selbst wird also im Wesentlichen Teil der Audioschaltung. Wenn der Wechselstrom durch die Membran fließt, wird ein übereinstimmendes Magnetfeld in und um die Membran erzeugt.
Dieses Magnetfeld ändert sich ständig. In einem Fall wird es von den vorderen Seitenmagneten angezogen, während es von den hinteren Magneten abgestoßen wird. Zum anderen wird es von den Rückseitenmagneten angezogen, während es von den Vorderseitenmagneten abgestoßen wird.
Diese Anziehung und Abstoßung der Membran ahmt das Audiosignal nach. Wenn sich die Membran hin und her bewegt, drückt und zieht sie Luft und erzeugt Schallwellen, die durch die Räume zwischen der magnetischen Struktur, die sie umgibt, hindurchtreten.
Vor- und Nachteile planarer Magnettreiber
Die Vor- und Nachteile planarer magnetischer Kopfhörer sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst:
| Vorteile | Nachteile |
|---|---|
| Sehr genau und transparent | Teuer |
| Breiten frequenzgang | Oft erfordern eine kopfhörer verstärker |
| Passives Funktionsprinzip | |
| Etwas feuchtigkeitsbeständig |
Beispiele für planare magnetische Kopfhörer
Planare magnetische Kopfhörer sind viel seltener als ihre dynamischen Pendants mit beweglichen Spulen. Davon abgesehen gibt es bei planaren magnetischen Kopfhörern immer noch viele Optionen zur Auswahl:
- HIFIMAN HE1000 V2
- Monoprice Monolith M1060
- Audeze iSINE10
HIFIMAN HE1000 V2
Die HIFIMAN HE1000 V2 (link zu überprüfen die preis bei B&H Foto/Video) ist eine paar Over-Ear-Kopfhörer mit offenem Rücken und planarem Magnet für Heim-, Studio- und tragbare Geräte.
Monoprice Monolith M1060
Der Monoprice Monolith M1060 (Link zur Überprüfung des Preises bei Amazon) ist ein günstigerer planarer magnetischer Kopfhörer. Wie die oben genannten HE1000s haben die M1060s ein offenes ohrumschließendes Design (Over-Ear).
Das Monoprice Monolith M1060 wird auch in den folgenden My New Microphone Artikeln vorgestellt:
* Top Best Open-Back-Kopfhörer unter $ 500
• Top Best Circumaural (Over-Ear) Kopfhörer unter $ 500
Audeze iSINE10
Die Audeze iSINE10 (Link, um den Preis auf Amazon zu überprüfen) sind ein seltenes Beispiel für planare magnetische Kopfhörer. Typischerweise sind planare magnetische Treiber nur in Kopfhörern zu finden, aber die iSINE-Linie von Audeze bietet hervorragende planare magnetische Kopfhörer wie den iSINE10s.
Audeze ist in den Top-Kopfhörermarken meines neuen Mikrofons der Welt vertreten.
Für einen ausführlicheren Artikel, in dem erklärt wird, wie planare magnetische Kopfhörer funktionieren, lesen Sie den Beitrag meines neuen Mikrofons Die vollständige Anleitung zu planaren magnetischen Kopfhörern (mit Beispielen).
Ausgewogene Anker Kopfhörer Treiber
Ausgewogene anker kopfhörer treiber sind auch dynamische und arbeit auf dem prinzip der elektromagnetische induktion.
Diese Treibertypen sind präzise, aber im Allgemeinen durch ihren engen Frequenzgang und ihre physischen Größenbeschränkungen begrenzt. Sie sind typischerweise in In-Ear-Monitoren zu finden, die häufig bis zu 4 verschiedene symmetrische Ankertreiber mit unterschiedlichen Frequenzgängen sowie einen dynamischen Moving-Coil-Treiber für eine verbesserte Basswiedergabe enthalten.
Das Design der symmetrischen Ankertreiber ist im Vergleich zu den anderen Kopfhörertreiberdesigns etwas aufwendig. Beginnen wir unsere Beschreibung mit einem vereinfachten Querschnittsdiagramm eines symmetrischen Ankertreibers.
Wie wir sehen, arbeitet der BA-Treiber auch mit einer leitenden Spule. Im Gegensatz zu dem zuvor diskutierten beliebten Moving-Coil-Design ist die leitfähige Spule mit symmetrischem Anker jedoch stationär.
Diese Spule ist um einen leitenden Anker gewickelt, der zwischen zwei Magneten ausgeglichen ist (daher der Name). Die Pole der Magnete liegen der Ober- und Unterseite des Ankers gegenüber. Beachten Sie, dass der Anker die Magnete nicht berührt.
Der Anker, der ähnlich wie ein Sprungbrett nach oben und unten beweglich ausgebildet ist, ist über einen Antriebsstift mechanisch mit einer Membran gekoppelt. Wenn sich der Anker nach oben bewegt, bewegt sich auch die Membran und drückt die Luft nach oben. Wenn sich der Anker nach unten bewegt, folgt die Membran und zieht sie zurück.
Dieses Drücken und Ziehen von Luft erzeugt Schallwellen.
Wie wir im obigen Diagramm sehen, haben die BA-Treiber ein äußeres Gehäuse und ein Schallloch. Diese Merkmale schützen nicht nur die relativ empfindlichen Treibermechanismen, sondern konzentrieren auch den Klang des Treibers auf einen einzigen Punkt, was die Richtwirkung unterstützt.
Lassen Sie uns kurz durchgehen, wie der Balanced Armature-Treiber funktioniert.
Die Spule des BA-Treibers ist effektiv mit der Audioquelle verbunden. Dadurch kann das AC-Audiosignal die Spule passieren, was ein übereinstimmendes magnetisches Wechselfeld innerhalb und um die Spule herum verursacht.
Dieses magnetische Wechselfeld wird an den symmetrischen Anker weitergeleitet, um den die Spule gewickelt ist.
Wenn das Magnetfeld entsprechend dem Vorzeichen des Audiosignals hin und her wechselt, wird es von einem der Magnete angezogen und vom anderen abgestoßen. Diese konsequente Änderung des Magnetfeldes im Anker bewirkt, dass er sich um seine ausgeglichene Ruhelage hin und her bewegt.
Aufgrund der mechanischen Kopplung von Anker und Membran bewirkt jede Bewegung im Anker eine proportionale Bewegung in der Membran.
Bei dieser Konstruktion bewirkt das Audiosignal, dass sympathische Schallwellen vom BA-Treiber erzeugt werden.
Die durch die Membranbewegung erzeugten Schallwellen passieren das Gehäuse des Treibers und entweichen über den Schallanschluss.
Vor- und Nachteile von Balanced Armature-Treibern
Die Vor- und Nachteile von Balanced Armature-Kopfhörern sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst:
| Vorteile | Nachteile |
|---|---|
| Miniaturgröße | Schmaler Frequenzgang |
| Ausgezeichnetes Einschwingverhalten | Fragilität |
| Passive arbeits prinzip | BA kopfhörer in der regel erfordern mehrere BA treiber |
| Keine dedizierten Verstärker erforderlich |
Beispiele für ausgewogene Ankerkopfhörer
Um mehr über ausgewogene Ankerkopfhörer zu erfahren, schauen wir uns einige Beispiele an:
- 1 Mehr Quad Fahrer
- FiiO FA7
- Westone UM Pro 30
1 Mehr Quad Fahrer
Die 1 Mehr Quad Fahrer (link zu überprüfen die preis zu 1 Mehr) ist ein paar ausgewogene anker kopfhörer. Jede seite hat drei ausgewogene anker treiber und eine moving-coil dynamische treiber zu komplette seine 20Hz bis 40 kHz frequenzgang.
FiiO FA7
Der FiiO FA7 (Link zum Überprüfen des Preises bei Amazon) ist ein Paar In-Ear-Monitore mit vier Knowles Balanced Armature-Treibern pro Hörer.
FiiO ist in den folgenden My New Microphone-Artikeln enthalten:
• Top Best Earphone /Earbud Brands In The World
• Top Best Headphone Amplifier Brands In The World
Westone UM Pro 30
Die Westone UM Pro 30 (Link zum Überprüfen des Preises bei Amazon) sind In-Ear-Monitore mit dreifach symmetrischen Ankertreibern, die für persönliches Hören und professionelle Bühnenüberwachungsanwendungen entwickelt wurden.
Für einen ausführlicheren Artikel, in dem erklärt wird, wie Balanced Armature-Kopfhörer funktionieren, lesen Sie den Beitrag meines neuen Mikrofons The Complete Guide To Balanced Armature IEMs / Earphones.
Elektrostatische Kopfhörertreiber
Der elektrostatische Kopfhörertreiber ist das erste nicht dynamische Design auf dieser Liste. Anstatt mit Prinzipien der elektromagnetischen Induktion zu arbeiten, arbeiten diese Treiber nach elektrostatischen Prinzipien.
Wie sind elektrostatische Kopfhörertreiber aufgebaut?
Elektrostatische Kopfhörertreiber sind mit einer beweglichen Membran ausgestattet, die sehr eng zwischen zwei perforierten Statorplatten angeordnet ist. Die Membran- und Statorplatten sind voneinander isoliert.
Geeignete elektrostatische Treiberdesigns bieten gerade genug Platz, damit sich die Membran bewegen kann, ohne an einer der Statorplatten hängen zu bleiben. Es ist wichtig, dass die Membran und die Platten eng beieinander liegen, um eine genaue und effiziente Wiedergabe der Audiosignale als Schallwellen zu gewährleisten.
Die elektrostatische Natur des elektrostatischen Kopfhörertreibers ähnelt einem robusten Kondensator mit einer Membran zwischen den Platten.
Schauen wir uns ein vereinfachtes Querschnittsdiagramm eines elektrostatischen Kopfhörertreibers an:
Um elektrostatische Kopfhörertreiber zu verstehen, müssen wir auch die speziellen Verstärker verstehen, die erforderlich sind, um sie richtig anzusteuern.
Der elektrostatische Kopfhörerverstärker spielt zwei Hauptrollen für das ordnungsgemäße Funktionieren des elektrostatischen Treibers:
- Zur elektrischen Vorspannung /Ladung der leitenden Membran des Treibers.
- , um die Spannung des Audiosignals stark zu erhöhen, während der Strom abfällt, bevor das Signal an die Statorplatten gesendet wird.
Die Vorspannspannung wird benötigt, um die Membran positiv aufzuladen, so dass sie durch Anlegen entgegengesetzter Ladungen an die Statorplatten auf beiden Seiten der Membran bewegt werden kann.
Beachten Sie, dass die Elektret-Technologie es ermöglicht hat, die Membran quasi permanent aufzuladen, so dass die Vorspannungsspannungsversorgung überflüssig wird. Es gibt sowohl „echte“ elektrostatische als auch Elektret-elektrostatische Kopfhörer auf dem Markt.
Die andere Hauptaufgabe des Verstärkers besteht darin, die Spannung des Audiosignals über die Statorplatten zu erhöhen, während der Strom abfällt.
Die Ladung über den Statorblechen, die letztlich für die Membranbewegung verantwortlich ist, ist eine Funktion der Kapazität der Statorbleche und der Spannung über ihnen. Durch Ankurbeln der Spannung des Audiosignals wird der elektrostatische Treiber effizienter.
Dies geschieht typischerweise teilweise durch einen Aufwärtstransformator, der die Spannung „erhöht“ und gleichzeitig den Strom reduziert.
Weitere Informationen zum Strombedarf von Kopfhörern finden Sie in meinem Artikel Wie erhalten Kopfhörer Strom? & Warum brauchen sie Strom?
Die Audioquelle wird also an den Kopfhörerverstärker gesendet. Der Audioausgang des Verstärkers verbindet ein Leitungskabel mit jedem der Statoren. Wenn das Audiosignal positiv ist, hat ein Stator eine positive Ladung und der andere eine gleiche, aber entgegengesetzte Ladung. Das Gegenteil ist der Fall, wenn das Audiosignal negativ ist.
Die großen Spannungen an den Statorplatten ermöglichen starke elektrische Ladungen auf den Platten. Denken Sie daran, dass die Statoren zu jedem Zeitpunkt (wenn sich ein Audiosignal in der Schaltung befindet) gleiche, aber entgegengesetzte elektrische Ladungen haben.
Da die Membran positiv geladen ist, wird sie jederzeit von einem Stator angezogen und vom anderen abgestoßen. Die Richtung, in die die Membran gezogen wird, ändert sich mehrmals pro Sekunde (innerhalb des hörbaren Frequenzbereichs von 20 Hz – 20.000 Hz und darüber hinaus).
Die Bewegung der Membran bewirkt, dass sich Luft bewegt und Schallwellen, die das Audiosignal darstellen, über den Treiber übertragen werden. Die perforierten Statorplatten lassen diese Luft durch und die Schallwellen wandern vom Treiber nach außen.
Vor- und Nachteile elektrostatischer Treiber
Die Vor- und Nachteile elektrostatischer Kopfhörer sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst:
| Vorteile | Nachteile |
|---|---|
| Ausgezeichnete transiente reaktion und klarheit | Erfordert gewidmet kopfhörer verstärker |
| Breiter Frequenzgang | Schlechte Portabilität |
| Teuer |
Beispiele für elektrostatische Kopfhörer
Es gibt nicht viele Hersteller von elektrostatischen Kopfhörern. Um mehr über diese seltenen Kopfhörertypen zu erfahren, lassen Sie uns einige Beispiele durchgehen:
- STAX SR-007A MK2
- HIFIMAN Jade II
- Shure KSE1500
STAX SR007-A MK2
STAX ist ein branchenführer in elektro kopfhörer. Ihr STAX SR-007A MK2 (Link, um den Preis auf Amazon zu überprüfen) Open-Back-Circumaural-Modell ist ein hervorragendes Beispiel für ein Paar elektrostatische Kopfhörer.
Der Stax SR-007A MK2 ist auch in den besten elektrostatischen Kopfhörern meines neuen Mikrofons enthalten.
Stax ist in den Top-Kopfhörermarken meines neuen Mikrofons der Welt vertreten.
HIFIMAN Jade II
Der HIFIMAN Jade II (Link, um den Preis bei Amazon zu überprüfen) ist ein weiteres hervorragendes Beispiel für einen offenen ohrumschließenden elektrostatischen Kopfhörer.
Der HIFIMAN Jade II ist auch in den besten elektrostatischen Kopfhörern meines neuen Mikrofons enthalten.
Shure KSE1500
Die Shure KSE1500s (Link, um den Preis bei Amazon zu überprüfen) sind eine Seltenheit im Kopfhörerdesign, da es sich um elektrostatische Kopfhörer handelt. Auf dem Bild unten sehen Sie, dass die Ohrhörer ein eigenes Netzteil / Verstärker benötigen.
Shure wird in den folgenden My New Microphone Artikeln vorgestellt:
* Top Best Headphone Brands In The World
• Top Best Earphone / Earbud Brands In The World
• Top Best Microphone Brands, die Sie kennen und verwenden sollten
Für einen ausführlicheren Artikel, in dem erläutert wird, wie Balanced Armature-Kopfhörer funktionieren, lesen Sie den Beitrag meines neuen Mikrofons Die vollständige Anleitung zu elektrostatischen Kopfhörern (mit Beispielen).
Magnetostriktions- (Knochenleitungs-) Treiber
Magnetostriktions-Kopfhörer sind die ungeraden Bälle der Kopfhörertreibertypen. Dies liegt daran, dass sie im Gegensatz zu den anderen Treibertypen keine Membran haben, die Schallwellen erzeugt, die unsere Ohren hören können. Vielmehr verursachen sie Vibrationen, die auf die Knochen in unseren Köpfen übertragen werden und eher unsere Innenohren als unsere Außenohren stimulieren.
Magnetostriktionskopfhörer arbeiten nicht nach elektromagnetischen oder elektrostatischen Prinzipien, sondern nach piezoelektrischen Prinzipien.
Im Wesentlichen wird das Audiosignal nicht an eine leitfähige Spule oder Membran gesendet, sondern der Knochenleitungstreiber hat sein Audio an einen piezoelektrischen Kristall gesendet.
Der piezoelektrische Kristall befindet sich zwischen zwei Metallplatten, die mit der Audioquelle verbunden sind. Diese Platten werden Teil der Audioschaltung.
Wenn der Wechselstrom des Audiosignals durch die Platten fließt, wird er an den Kristall angelegt. Der Kristall schrumpft und dehnt sich entsprechend aus.
Wenn sich die Struktur des Kristalls ausdehnt und zusammenzieht, wandelt er die elektrische Energie (Audiosignale) in mechanische Energie in Form von Vibrationen und Schallwellen um.
Wenn der Kristall mit einem Festkörper berührt wird, z. B. über dem Kiefer oder den Wangenknochen des Zuhörers, erstrecken sich die Schwingungen in den Festkörper hinein. Bei Knochenleitungskopfhörern bedeutet dies, dass die Schädelknochen entsprechend dem Audiosignal mitschwingen.
Diese Schwingungen erreichen das Innenohr, umgehen den Gehörgang vollständig und bewirken, dass das Innenohr elektrische Impulse an das Gehirn sendet, die das Audiosignal darstellen.
Vor- und Nachteile von Magnetostriktionstreibern
Die Vor- und Nachteile von Magnetostriktionskopfhörern (Knochenleitung) sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst:
| Vorteile | Nachteile |
|---|---|
| Erzeugen Sie nicht viel Luftgeräusche | Relativ schlechte Audioqualität |
| Kann angehört werden, ohne den Hörer daran zu hindern, seine Umgebung zu hören | Nicht isolierend |
| Passives Funktionsprinzip | |
| Tragbarer | |
| Leichtgewicht |
Magnetostriktion (Knochenleitung) Kopfhörer Beispiele
Knochenleitung kopfhörer sind sie werden heute auf dem Consumer-Markt immer beliebter, obwohl sie bei weitem nicht so verbreitet sind wie dynamische Moving-Coil-Kopfhörer. Um mehr über die Magnetostriktionskopfhörer zu erfahren, werfen wir einen Blick auf ein Beispiel:
Aftershokz Xtrainerz
Aftershokz ist die herausragende Marke / Hersteller von Knochenleitungskopfhörern. Ihr Xtrainerz (Link, um den Preis bei B& H Foto / Video zu überprüfen) Modell ist ein großartiges Beispiel für diesen Kopfhörertyp.
Der Aftershokz Xtrainerz ist auch in den folgenden My New Microphone-Artikeln enthalten:
• Top Best Earphones For Swimming Under $200
• Top Best Bone Conduction Headphones
Verwandte Fragen
Was ist eine gute Treibergröße für Kopfhörer? Die beste Treibergröße für einen Kopfhörer ist im Allgemeinen die Größe der Treiber, für die die Kopfhörer ausgelegt sind. Kopfhörer haben im Allgemeinen Treiberdurchmesser zwischen 8 und 15 mm, während Kopfhörer zwischen 25 und 50 mm liegen. Hochwertige Kopfhörer sind so konzipiert, abgestimmt und gedämpft, dass sie der Treibergröße in ihren Designs entsprechen.
Weitere Informationen zu Kopfhörertreibergrößen finden Sie in meinem Artikel Was ist eine gute Treibergröße für Kopfhörer?
Wie liest du die Kopfhörerspezifikationen? Kopfhörerspezifikationen geben uns eine gute Vorstellung davon, wie die Kopfhörer funktionieren werden. Zu den wichtigsten Spezifikationen, nach denen Sie in den Datenblättern der Kopfhörer suchen müssen, gehören:
- Frequenzgang: Die Frequenzen, die der Kopfhörer wiedergeben kann.
- Empfindlichkeit: die relative Lautstärke, die die Kopfhörer im Verhältnis zur Leistung ihrer Treiber erzeugen können.
- Impedanz: Die elektrische Impedanz im Kopfhörertreiber, die die zum Ansteuern der Treiber erforderliche Signalspannung beeinflusst.
Weitere Informationen zu den oben genannten Kopfhörerspezifikationen finden Sie in den folgenden Artikeln zu meinem neuen Mikrofon:
• Was ist der Frequenzgang des Kopfhörers & Was ist ein guter Bereich?
• Der vollständige Leitfaden zu Kopfhörerempfindlichkeitsbewertungen
• Der vollständige Leitfaden zum Verständnis der Kopfhörerimpedanz