เรียนรู้ความลับของลำโพงแม่เหล็กไฟฟ้าขนาดเล็กที่ติดหูของคุณ โดย TIMOTHY HSU/THE CONVERSATION | เผยแพร่เมื่อ 26 พ.ย. 2564 10:00 น.
เทคโนโลยี
ศาสตร์
ดีเจใส่กระดุมสีน้ำเงินและเสื้อยืดสีดำ
หูฟัง DJ ที่ดีที่สุดจะมีสเปคที่แตกต่างจากหูฟังสำหรับฟังเพลงที่ดีที่สุดหรือหูฟังที่มีความบกพร่องทางการได้ยินที่ดีที่สุด Pixabay
Timothy Hsuเป็นผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านเทคโนโลยีดนตรีและศิลปะ IUPUI เรื่องนี้เดิมมีอยู่ในThe Conversation
ระหว่างเพลง พอดคาสต์ เกม และเนื้อหาออนไลน์
ที่ไม่จำกัด คนส่วนใหญ่ใช้เวลาหลายชั่วโมงต่อสัปดาห์ในการสวมหูฟัง บางทีคุณอาจกำลังพิจารณาคู่ใหม่สำหรับวันหยุด แต่ด้วยตัวเลือกมากมายในตลาด จึงเป็นเรื่องยากที่จะรู้ว่าควรเลือกอะไร
ฉันเป็นนักดนตรีมืออาชีพและเป็นศาสตราจารย์ด้านเทคโนโลยีดนตรีที่ศึกษาเกี่ยวกับอะคูสติก งานของฉันสำรวจจุดตัดระหว่างองค์ประกอบทางวิทยาศาสตร์ศิลปะ และอัตนัยของมนุษย์ของเสียง การเลือกหูฟังที่เหมาะสมนั้นต้องคำนึงถึงทั้งสามด้าน อะไรทำให้เป็นคู่ที่ดีอย่างแท้จริง?
คลื่นสีม่วงและพื้นที่ที่มีความหนาแน่นสูงและจุดที่มีความหนาแน่นต่ำกว่าในไดอะแกรมของเสียง
เสียงเป็นเพียงชุดของความกดอากาศต่ำและความกดอากาศสูงที่โมเลกุลของอากาศ แสดงด้วยจุดเล็กๆ บีบอัดหรือกระจายออกจากกัน Pluke/WikimediaCommons
แท้จริงแล้วเสียงคืออะไร?
ในทางฟิสิกส์ เสียงเกิดจากการสั่นสะเทือนของอากาศซึ่งประกอบด้วยโซนความกดอากาศสูงและต่ำเป็นชุด นี่คือวัฏจักรของคลื่นเสียง
การนับจำนวนรอบที่เกิดขึ้นต่อวินาทีจะเป็นตัวกำหนดความถี่หรือระดับเสียงของเสียง ความถี่สูงหมายถึงระดับเสียงที่สูงขึ้น นักวิทยาศาสตร์อธิบายความถี่เป็นเฮิรตซ์ ดังนั้นเสียง 500 Hz จึงผ่าน 500 รอบที่สมบูรณ์ของแรงดันต่ำและแรงดันสูงต่อวินาที
ความดังหรือแอมพลิจูดของเสียงถูกกำหนดโดยความดันสูงสุดของคลื่น ยิ่งความดันสูงเท่าไหร่เสียงก็จะยิ่งดังขึ้นเท่านั้น
ในการสร้างเสียง หูฟังจะเปลี่ยนสัญญาณเสียงไฟฟ้าเป็นวัฏจักรของความดันสูงและต่ำซึ่งหูของเราตีความว่าเป็นเสียง
หูของมนุษย์
หูของมนุษย์เป็นเซ็นเซอร์ที่เหลือเชื่อ คนทั่วไปสามารถได้ยินช่วงกว้างของสนามและระดับความดังที่แตกต่างกัน แล้วหูทำงานอย่างไร?
เมื่อเสียงเข้าสู่หูของคุณ แก้วหูของคุณจะแปลงการสั่นสะเทือนของอากาศเป็นการสั่นสะเทือนทางกลของกระดูกหูชั้นกลางขนาดเล็ก การสั่นสะเทือนทางกลเหล่านี้จะกลายเป็นการสั่นของของเหลวในหูชั้นในของคุณ เส้นประสาทที่ละเอียดอ่อนจะเปลี่ยนการสั่นสะเทือนเหล่านี้เป็นสัญญาณไฟฟ้าที่สมองของคุณตีความว่าเป็นเสียง
แม้ว่าผู้คนจะได้ยินช่วงระดับเสียงคร่าวๆ ตั้งแต่ 20 Hz ถึง 20,000 Hz แต่การได้ยินของมนุษย์ไม่ตอบสนองในทุกความถี่เท่ากัน
ตัวอย่างเช่น หากเสียงก้องความถี่ต่ำและนกที่มีเสียงแหลมสูงมีความดังเท่ากัน คุณจะรับรู้ได้ว่าเสียงก้องนั้นเงียบกว่านก โดยทั่วไป หูของมนุษย์มีความไวต่อความถี่กลางมากกว่าเสียงต่ำหรือสูง นักวิจัยคิดว่าอาจเป็นเพราะปัจจัยวิวัฒนาการ
คนส่วนใหญ่ไม่ทราบว่าความไวในการได้ยินแตกต่าง
กันไป และตรงไปตรงมา ไม่เคยต้องพิจารณาปรากฏการณ์นี้—เป็นเพียงวิธีที่ผู้คนได้ยิน แต่วิศวกรหูฟังจำเป็นต้องพิจารณาว่าการรับรู้ของมนุษย์แตกต่างจากฟิสิกส์บริสุทธิ์อย่างไร
ส่วนลำโพงที่มีป้ายกำกับ 1 ถึง 4 ในไดอะแกรมตัดออก
ลำโพงประกอบด้วยส่วนประกอบพื้นฐานสี่ส่วน: แม่เหล็ก (1) ลวดขด (2) สปริงหรือระบบกันสะเทือน (3) และไดอะแฟรม (4) Svjo / WikimediaCommons , CC BY-SA
หูฟังทำงานอย่างไร?
หูฟัง—ทั้งแบบครอบหูที่ใหญ่กว่าและเอียร์บัดขนาดเล็ก—เป็นเพียงลำโพงขนาดเล็ก พูดง่ายๆ ก็คือ ลำโพงจะทำสิ่งตรงกันข้ามกับหูของคุณ: ลำโพงจะแปลงสัญญาณไฟฟ้าจากโทรศัพท์ เครื่องเล่นแผ่นเสียง หรือคอมพิวเตอร์ของคุณให้สั่นสะเทือนในอากาศ
ลำโพงส่วนใหญ่ประกอบด้วยส่วนประกอบสี่ส่วน: แม่เหล็กสำหรับเคลื่อนที่ไปมา ขดลวดรอบๆ แม่เหล็กนั้น ไดอะแฟรมที่ดันอากาศ และระบบกันสะเทือนที่ยึดไดอะแฟรม
แม่เหล็กไฟฟ้าระบุว่าเมื่อลวดพันรอบแม่เหล็กและกระแสภายในลวดเปลี่ยนแปลงสนามแม่เหล็กรอบลวดจะเปลี่ยนตามสัดส่วน เมื่อสัญญาณไฟฟ้าของเพลงหรือพอดแคสต์กะพริบผ่านสายไฟในชุดหูฟัง กระแสไฟจะเปลี่ยนและเคลื่อนแม่เหล็ก จากนั้นแม่เหล็กจะเคลื่อนไดอะแฟรมเข้าและออก—คล้ายกับลูกสูบ—ดันและอัดอากาศ สร้างพัลส์ของแรงดันสูงและแรงดันต่ำ นี่คือเพลงที่คุณได้ยิน
ตามหลักการแล้ว ลำโพงจะแปลงสัญญาณไฟฟ้าของอินพุตเป็นการแสดงเสียงได้อย่างสมบูรณ์แบบ อย่างไรก็ตาม โลกแห่งความเป็นจริงก็มีข้อจำกัด สิ่งต่างๆ เช่น ขนาดและวัสดุของแม่เหล็กและไดอะแฟรม ล้วนขัดขวางไม่ให้ลำโพงจับคู่เอาท์พุตเข้ากับอินพุตได้อย่างลงตัว สิ่งนี้นำไปสู่การบิดเบือนและความถี่บางส่วนจะดังหรือเบากว่าต้นฉบับ
แม้ว่าจะไม่มีหูฟังชนิดใดที่สามารถสร้างสัญญาณขึ้นมาใหม่ได้อย่างสมบูรณ์แบบ แต่ก็มีวิธีต่างๆ มากมายให้เลือกบิดเบือนสัญญาณนั้น เหตุผลที่หูฟังราคาแพงเท่ากันทั้งสองข้างสามารถให้เสียงหรือรู้สึกต่างกันได้ เนื่องจากการบิดเบือนสิ่งต่างๆ ในลักษณะที่ต่างกัน เมื่อวิศวกรสร้างหูฟังใหม่ พวกเขาต้องไม่เพียงแค่พิจารณาว่าการได้ยินของมนุษย์บิดเบือนเสียงอย่างไร แต่ยังต้องคำนึงถึงข้อจำกัดทางกายภาพของลำโพงด้วย
การตั้งค่าผู้ฟัง
หากความยุ่งยากทั้งหมดของหูและลำโพงยังไม่เพียงพอ ผู้ฟังเองก็มีบทบาทสำคัญในการตัดสินใจเลือกหูฟังที่ “ดี” สักคู่หนึ่งคู่ แง่มุมต่างๆ เช่น อายุ ประสบการณ์ วัฒนธรรม และแนวเพลง ล้วนส่งผลต่อความถี่ที่ผู้ อื่นจะชอบ หูฟังเป็นคำถามเกี่ยวกับรสนิยมส่วนตัวพอๆ กับอย่างอื่น
ตัวอย่างเช่น บางคนชอบหูฟังเบสหนักสำหรับเพลงฮิปฮอป ในขณะที่ผู้ฟังเพลงคลาสสิกอาจต้องการบิดเบือนความถี่น้อยลง แต่การฟังเพลงหรือการฟังเพื่อความบันเทิงไม่ใช่สิ่งเดียวที่ต้องคำนึงถึง หูฟังสำหรับผู้บกพร่องทางการได้ยินอาจเน้นความถี่ตั้งแต่ 1,000 Hz ถึง 5,000 Hz โดยประมาณ เนื่องจากจะช่วยให้เข้าใจคำพูดมากขึ้น
คุณสามารถเล่นเพลงฮิปฮอปผ่านหูฟังที่ออกแบบมาสำหรับผู้บกพร่องทางการได้ยินได้อย่างแน่นอน แต่คนส่วนใหญ่เห็นด้วยว่าผลลัพธ์ที่ได้จะออกมาไม่ดีนัก ตรวจสอบให้แน่ใจว่าหูฟังที่คุณเลือกตรงกับวิธีที่คุณจะใช้งานนั้นเป็นหนทางยาวไกลในการกำหนดว่าหูฟังชนิดใดจะฟังดูดี
ในที่สุด ศาสตร์แห่งการออกแบบหูฟัง ศิลปะของผู้สร้างเนื้อหา และประสบการณ์ของมนุษย์ล้วนมาบรรจบกันเพื่อสร้างการรับรู้ของหูฟังที่ “ดี” แม้จะมีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวเหล่านี้ทั้งหมด แต่ก็มีวิธีหนึ่งที่จะรู้ว่าหูฟังดีเมื่อใด: เลือกเพลงที่ดีและสวมคู่! เพราะเมื่อคุณสมบัติทั้งหมดอยู่ในแนวเดียวกัน หูฟังที่ดีสามารถให้โอกาสคุณในการเปลี่ยนแปลงด้วยเสียงได้
