Fysikken bak hvordan øretelefoner fungerer
Enten du hører på musikk mens du trener på treningsstudioet, eller fordyper deg i favoritt-TV-serien din under en lang pendlertur, har øretelefoner for alltid endret måten vi lytter til musikk og konsumerer innhold på.
Veldig få mennesker vil derimot kunne beskrive hvordan disse pålitelige følgesvennene fungerer under overflaten. Så får å gi deg en bedre forståelse av hvordan den interne mekanismen i øretelefonene fungerer, og hvordan de gjør elektriske signaler om til lyd, har vi satt sammen denne enkle veiledningen.
Det første vi bør fastslå er: hva er egentlig lyd?
For å gi et enkelt svar: Lyd er vibrasjoner forårsaket av gjenstander i bevegelse. Disse vibrasjonene kommer inn i ørene våre og blir tolket av hjernen. For å kunne skape denne lyden, trengs det altså mekanisk bevegelse.
Det er her driverenheter inne i øreproppene spiller inn. Driverenheter, også kalt transdusere, gjør analoge signaler om til vibrasjoner. Tenk på dem som høyttalere i miniatyrstørrelse. Den typiske størrelsen og tilsvarende ytelsen til en driverenhet er forskjellig fra øretelefon til øretelefon, men er vanligvis på mellom 6 mm til 15 mm. Virkelig trådløse S500W-øreproppene har for eksempel en driverenhet på 8 mm for lyd av høy kvalitet.
For å skape lyd er et diafragma, som består av en tynn membran som skaper lydbølger når de settes i bevegelse, en integrert del av hver driverenhet. Bevegelsens retning og intensitet styres av det elektriske signalet som kommer inn i driveren.
Ikke alle driverenheter er laget på samme måte, og de gjør elektriske strømninger om til lyd på forskjellige måter ved å bevege diafragmaet. Så hva er de vanligste øretelefondrivertypene og hvordan fungerer de?
Driverenhetstyper
Dynamiske drivere
Begrepet «dynamisk driver» blir ofte kalt «bevegelig spoledriver». Driverenheten består av tre hovedkomponenter: en magnet, en stemmespole og et diafragma.
Den elektriske strømmen flyter til stemmespolen, noe som skaper et elektromagnetisk felt. Strømmens vekslende retning fører til at stemmespolen enten blir tiltrukket eller frastøtt av magnetene som omgir den, noe som får den til å bevege seg frem og tilbake. Denne bevegelsen får diafragmaet til å vibrere og produsere lydbølger. I henhold til styrken og retningen til den elektriske strømmen, blir det elektromagnetiske feltet endret, noe som beveger spolen i et vekslende tempo og retning. Dette får diafragmaet til å vibrere og produsere lyden. Lydytelsen er ikke bare relatert til størrelsen på driverne, men også til materialene og den generelle arkitekturen. Dynamiske drivere er mer utsatt for lydforvrengning enn andre drivertyper hvis volumet blir for høyt.
Elektrostatiske drivere
Som navnet antyder, bruker elektrostatiske drivere statisk elektrisitet for å skape et elektrisk felt. Diafragmaet er plassert mellom to perforerte metallplater eller elektroder. Strømmen flyter inn i elektrodene slik at de produserer et elektrisk felt, noe som får diafragmaet til å bevege seg mellom platene. Lydbølgene finner veien til ørene via perforeringene inne i elektrodene. Elektrostatiske drivere kan produsere et bredt spekter med frekvenser med veldig lav forvrengning, men trenger ytterligere forsterkning.
Planar magnetiske drivere
Planar magnetiske drivere kalles også «ortodynamiske drivere» og kan ses på som en blanding av dynamiske drivere og elektrostatiske drivere. De fungerer på et lignende prinsipp som dynamiske drivere, siden de også tar i bruk magnetiske felt for å generere lydbølger. Men i stedet for å bruke en spole for bevegelse og et diafragma for å produsere lyd gjennom vibrasjon, bruker planar magnetiske drivere et diafragma, som er plassert mellom to magneter og inneholder tynne ledninger. Diafragmaet begynner å vibrere så snart elektrisitet beveger seg gjennom de tynne ledningene. Planar magnetiske drivere er mindre utsatt for lydforvrengning og kan produsere en klar bass. De trenger derimot en ytterligere forsterker og har vanligvis en høyere pris.
Balanserte armaturdrivere
Balanserte armaturdrivere er bare tilgjengelig for in-ear monitorer (IEM). Navnet kommer fra en spole som er pakket rundt en armatur og plassert mellom to magneter. Armaturdrivere kalles «balanserte» siden avstanden mellom armaturen og de to magnetene er lik. Armaturen er koblet til midten av diafragmaet. Så snart strøm flyter gjennom spolen, blir armaturen magnetisk og begynner å bevege seg, noe som får diafragmaet til å vibrere. Balanserte armaturdrivere gir en veldig detaljert lydopplevelse, men på bekostning av en svakere bass.
Der har du det. En enkel veiledning i hvordan øretelefoner fungerer internt, og hvordan de produserer lyd. Ta en titt på veiledningen vår om hvordan virkelig trådløse øretelefoner fungerer hvis du vil finne ut mer.