Блютуз наушники как работают: Как работают беспроводные наушники для телефона или телевизора?

#чтиво | Как работают наушники?

Сложно найти более распространенный технический объект, чем наушники. Многообразие форм, цветов и дизайнерских решений порой поражает воображение. Но вот о том, «что внутри» — уже известно заметно меньше. Именно этот пробел я хочу восполнить и рассказать о том, какие бывают виды наушников «изнутри», зачем они придуманы, и как отличаются.

Сразу оговорюсь, что в основном буду рассматривать современное состояние рынка наушников, с небольшими экскурсами в историю вопроса, поскольку история наушников уходит корнями в век 19-й, и достойна, пожалуй, отдельного материала.

Для начала, стоит обсудить форм-факторы наушников, чтобы потом можно было делать ссылки на то, какие излучатели где применяются.

В английском языке все гораздо проще, там основные форм-факторы разделены названиями. Наушники, надевающиеся на голову, называются headphones, вставляющиеся в слуховой проход — earphones, вкладыши типа стандартных Apple-овских — earbuds. Также есть термины для разделения двух категорий headphones: circumaural — наушники, амбушюры которых охватывают ухо целиком, supra-aural — накладные наушники, у которых амбушюры выполнены обычно в виде подушечек, прижимающихся к ушам.

В русском языке такого порядка нет, и поэтому наблюдается сильный разброд и шатание. Например под «мониторными» наушниками часто понимают circumaural headphones, хотя иногда «мониторными» называют наушники с ровной АЧХ, используемые для контроля качества звука при записи. Некоторые называют «вкладышами» или «вставками» все маленькие наушники, другие относят этот термин к erabuds. Также запутывает и термин «накладные», иногда относящийся ко всем headphones, иногда только к supra-aural.

Поскольку в данной статье надо четко отделять полноразмерные наушники от внутриканальных, то я так и буду их называть, делая при необходимости оговорки.

Самая популярная схема излучателей, использующихся в наушниках — это всем известные динамические излучатели с подвижной катушкой.

Схема работы достаточно проста. К корпусу наушника неподвижно крепится постоянный магнит, создающий статическое магнитное поле. Обычно в откровенно дешевых наушниках используют ферритовые магниты, в большинстве моделей среднего и высокого уровня нормой стало использовать неодимовые (хотя некоторые производители до сих пор подчеркивают неодимовые магниты как некую выдающуюся особенность своих моделей).

В статическом магнитном поле находится катушка из провода, по которому проходит переменный ток, промодулированный звуковым сигналом. Изменение тока в проводнике приводит к изменению электромагнитного поля, окружающего его. В свою очередь, взаимодействие двух магнитных полей (постоянного от магнита и переменного от катушки) заставляет катушку перемещаться. Катушка крепится к тонкой мембране, закрепленной на эластичном подвесе, и движение катушки вызывает вибрацию мембраны, которая передается по воздуху и воспринимается нами как звук.

Мембраны изготавливают из разного материала, и это, безусловно, влияет на звук. В дешевых наушниках используются разные синтетические полимерные пленки, в решениях дороже очень популярен майлар, целлюлоза и другие материалы. В некоторых топовых моделях наушников используется титан, хотя сейчас уже есть FA-003Ti, предлагающие динамики с титановой мембраной по доступной цене.

Вот пример типичного динамического излучателя наушников.

Эта схема с минимальными изменениями используется практически во всех современных наушниках любых форм-факторов, хотя встречаются порой и удивительные представители семейства. Например, AKG K1000, по сути являющиеся не наушниками, а двумя маленькими колонками, подвешиваемыми на голову. Благодаря подвесу, их можно поворачивать относительно ушей, регулируя виртуальную сцену, а в силу использованных излучателей — для их раскачивания требуется полноценный усилитель для акустических систем. Сейчас уже эти наушники сняты с производства, но на вторичном рынке продаются по цене около 1300 долларов.

Несмотря на широкую распространенность, динамические излучатели обладают целым рядом недостатков. Первый из них — невысокая порой скорость реакции на изменение звука, особенно в области низких частот. Особенно это характерно для наушников-вставок и вкладышей. Так как там используются излучатели диаметром от 4 мм и где-то до 14 (обычно от 7 до 10), заставить такую мембрану одинаково хорошо играть и низкие частоты, и высокие — очень тяжело. Это привело к появлению динамических моделей с двумя излучателями, наиболее популярны у нас — Fischer Audio Tandem, Ritmix RH-145 Pro и Brainwavz R1.

Так же страдают излучатели подобной конструкции из-за неравномерности магнитного поля, в котором движется катушка, да и сама мембрана с ее подвесом — тоже в реальном мире добавляет звуку неравномерности и непредсказуемости.

Наконец еще один фактор — достаточно большие линейные размеры динамических излучателей. Как ни крути — сделать компактной круглую мембрану не выйдет.

Попыткой решить все эти проблемы стало появление излучателей со сбалансированным (уравновешенным) якорем. Они же — «арматуры», от их английского названия «balanced armature».

Изобретены эти излучатели были в 20-х годах прошлого века, и из-за небольшого размера практически сразу стали использоваться в медицине для слухопротезирования. В годы Второй мировой войны их также активно использовали в военных телефонах, которые благодаря «арматурам» обеспечивали звук на 20–40 % громче динамических собратьев.

Устройство этих излучателей достаточно просто. Как несложно догадаться из названия, в их основе лежит П-образная пластина-якорь с катушкой, расположенной на ее оси. Эта пластина подвешена (уравновешена) в магнитном поле таким образом, что может вращаться в нем. Дальше все просто: звуковой сигнал подводится к катушке, возникает магнитное поле, якорь отклоняется от своего обычного положения. Через соединение движение якоря передается на мембрану, которая и дает звук.

Такая схема обеспечивает сразу несколько преимуществ. Во-первых, она компактна, якорные излучатели выполняются в очень маленьком корпусе, закрытом со всех сторон, кроме небольшого звуковода. Благодаря этому, наушники с такими излучателями можно делать очень маленькими и использовать несколько излучателей в одном наушнике (про это ниже). Кроме этого, за счет закрытой конструкции звук таких излучателей меньше зависит от формы и материалов корпуса наушников. Во-вторых, арматуры избавлены от искажений, вызванных формой диффузора из-за большой массы самого якоря. Таким образом, эти излучатели обходят аналогичные динамические в чувствительности, громкости и четкости звука. Также обычно (хотя не всегда) арматурки обладают более ровной АЧХ.

Как водится, нет плюсов без минусов, минус этих излучателей — более узкий частотный диапазон по сравнению с «динамами». Производители преодолевают это разными способами. Некоторые тюнингуют излучатели, добиваясь максимального диапазона (например, одни из признанных лидеров рынка слухопротезирования Phonak с их линейкой наушников Audeo). Другие производители комбинируют в одном наушнике сразу несколько излучателей, отвечающих за разные участки частотного диапазона. Эту задачу упрощают и производители самих излучателей, выпуская сдвоенные модели в одном корпусе. Гонка вооружений достигла уже невероятных высот, и сейчас есть модели наушников с 4 драйверами на одно ухо (Sony, Westone, и другие), а в кастомных наушниках, изготавливаемых по слепкам ушей, так и вообще есть популярные модели от 6 до 10 драйверов.

Кстати, про кастомные многодрайверные наушники я писал обзор на AppleInsider.

Последнее время многие компании выпускают гибридные наушники, в которых динамический излучатель для низких частот сочетается с арматурным для среднего и высокочастотных диапазонов. Я слушал пока только одну модель, но, стоит признать, результаты интересные.

В наушниках часто бывает так, что все новое — это хорошо забытое старое. Также случилось и со следующими типами излучателей: изодинамическими и ортодинамическими (иногда еще встречается название «планарные»). Лет 30 назад они были очень популярны, даже в СССР выпускались несколько моделей с такими излучателями под маркой ТДС, которые сейчас любители качественного звука ищут и реставрируют.

С уходом 80-х годов, эти излучатели как-то «подзабылись», и уступили пальму первенства динамическим, но последние лет 5-7 наблюдается возвращение интереса к ним, они прочно заняли места в пантеоне топовых дорогих моделей, в первую очередь благодаря усилиям компаний HiFiMan и Audeze.

Принцип работы и изо- и ортодинамических моделей одинаков, отличается только формой самого излучателя. На тонкую мембрану наносится токопроводящая спираль-пленка, сама мембрана размещается между двух магнитных решеток. Дальше все традиционно — на спираль подается ток, электромагнитное поле катушки взаимодействует с полем магнитов, мембрана колеблется, получается звук.

Вот мембрана одной из самых популярных моделей изодинамических наушников — Fostex T50RP.

Ортодинамические излучатели работают по тому же принципу, но имеют круглую форму.

В целом, изодинамические наушники отличаются более высоким уровнем детальности, но обычно требуют хорошего усилителя для раскрытия их возможностей.

Еще один малоизвестный тип излучателей — электростатические. Юмор ситуации в том, что появились первые такие модели еще в 80-х годах 19 века, но поскольку способов электрического воспроизведения сигналов тогда еще не было, то использовались они в основном для опытов с ультразвуком. Мощные магниты тогда еще делать не научились, поэтому технология электростатов давала лучшие результаты по сравнению с динамическими излучателями. Уже в начале 20 века, с появлением ламповых усилителей стали появляться первые электростатические системы воспроизведения звука, использовавшиеся для озвучивания кинотеатров.

С появлением нормальных ферромагнетиков, динамические излучатели вырвались вперед, так как для электростатики нужна очень тонкая мембрана, которую было невозможно производить в то время.

Возвращаться в широкое использование электростаты стали где-то с 1950-х годов, в основном в виде больших акустических систем. В 1960 году, японская компания Stax выпустила свою первую модель электростатических наушников SR-1, и в настоящее время Stax и электростатические наушники стали почти синонимами, хотя электростаты выпускают и другие компании, среди них Koss, AKG и Sennheiser (их система Sennheiser Orpheus стоит нездоровых 12 000 долларов).

Как работает этот шедевр аудиофильской промышленности? Мембрана из тончайшего полимера располагается между двумя электродами-сетками, покрытыми изолирующим лаком. На эти электроды подается звуковой сигнал, правда, в отличие от других видов излучателей — с очень большим напряжением (от 100 до 1000 вольт), возникает электрическое поле, которое вызывает колебания мембраны. Через отверстия в электродах звук выходит наружу. Из-за необходимости высокого напряжения, электростатические наушники требуют специальных усилителей (или особых устройств-«энерджайзеров», являющихся по сути повышающими трансформаторами).

Электростатические наушники дороги (некоторые — просто нереально), требуют специального оборудования и не рассчитаны на портативное использование (хотя есть исключения). Взамен они обладают большим динамическим диапазоном: от 20 Гц до 20 КГц, и даже больше, очень ровной АЧХ, малыми искажениями, особенно в области ВЧ, где остальные наушники не так хороши, и массой других достоинств.

Иногда на вторичном рынке появляются электростатические наушники б/у в хорошем состоянии, и это способ обзавестись ими за вменяемые деньги. Я, например, весьма недорого купил винтажные «золотые» Stax SR-5 с энерджайзером, и очень доволен покупкой.

Вот основные типы излучателей, используемые в современных наушниках. Не попали в рассмотрение некоторые экзотичные решения типа плазменных излучателей, пьезоэлектрики и ряда других, но они, пожалуй, достойны отдельного рассмотрения, если я соберу достаточно материала про них.

Как работают беспроводные наушники – особенности и принцип действия

Беспроводные гарнитуры для мобильных телефонов давно уже превратились из статусной вещи в предмет первой необходимости. Но, как работают беспроводные наушники, и зависит ли от технологии передачи данных качество звука, долговечность, энергопотребление и другие параметры, напрямую влияющие на удобство эксплуатации и стоимость устройства. На эти и некоторые другие вопросы можно найти ответы в представленной статье.

Содержание

Особенности конструкции и способ передачи данных

В конструкцию беспроводных наушников входят устройство для приёма и обработки сигнала, а также элементы питания. По этой причине от используемых технологий зависят такие параметры, как габаритные размеры,  вес, продолжительность автономной работы.

Важным критерием выбора беспроводных наушников является бренд производителя и совместимость со смартфонами ведущих компаний. Многое зависит и от версии программы прошивки самого телефона. Даже выбирая AirPods оригинал нельзя быть уверенным, что он сразу начнет работать с айфоном 5 или 6 без скачивания дополнительных программ. Тем более возникают сомнения в совместимости дешевых наушников с Алиэкспресс с телефонами таких производителей как Хуавей или бюджетным брендом Редми от Ксиаоми. Вместе с тем, у более  именитых производителей, таких как Samsung практически не возникает проблем с подключением периферии под android.

Выбирая себе беспроводные наушники, необходимо проверять их совместимость с мобильным телефоном. Это значит, что смартфон должен не только поддерживать используемые технологии беспроводной передачи данных, но при необходимости на нем можно установить новую версию ПО для протоколов связи.

Инфракрасный порт

Данная технология беспроводной передачи звука морально устарела. Однако производители продолжают выпускать и даже расширять модельный ряд таких устройств. Большинство моделей довольно громоздкие и представляют собой классические наушники с дужкой, защитными амбушюрами и большими по площади чашами динамиков.

Несмотря на это передача звука осуществляется на расстоянии не более 10 м в зоне прямой видимости. Между генератором сигнала и приемником не должно располагаться никаких предметов, иначе звук будет искажаться или сигнал вообще-то блокируется.

Однако у технологии инфракрасной передачи аудиосигнала есть и положительные стороны. Они имеют низкое энергопотребление, что в сочетании с крупными габаритными размерами и возможностью установить аккумуляторную батарею большей ёмкости даёт длительный период автономной работы – до нескольких дней при интенсивном использовании. Вторым немаловажным фактором является доступная стоимость, особенно по сравнению с некоторыми брендовыми моделями.

Комплекты таких беспроводных наушников имеют отдельный передатчик, который и подключается к устройству, генерирующему звуковой сигнал. Наиболее рационально использовать совместно с десктопным ПК и телевизором.

Радиоканальные беспроводные наушники

Для передачи аудиоданных используются радиочастоты в диапазоне 0,8-2,4ГГц. Расстояние уверенного приема сигнала, в зависимости от модели, варьируется в пределах 100-200 м. Причём на дальность распространения очень слабо влияют различные помехи. Исключение составляют различные металлоконструкции и железобетонные изделия с арматурным каркасом внутри. Они экранируют передачу радиоволн, поэтому дальность может упасть до 10-15 м.

Радиоканальные беспроводные наушники также отличаются большими габаритами. Кроме того, они потребляют солидный объём энергии. Поэтому, несмотря использование аккумуляторов большой ёмкости, требуют довольно частой подзарядки. Большинство комплектов радиоканальных наушников имеют передатчик, подключаемый к удаленному устройству и подставку, которая одновременно является базовой станцией для зарядки.

Качество звука зависит от того, как работают беспроводные наушники и в каком диапазоне частот. Чем больше окружающих устройств будут использовать рабочий диапазон, тем хуже будет качество звука. Вплоть до наличия эфирных помех в виде треска в наушниках и т.п. Поэтому при выборе такого устройство лучше отдать предпочтение более дорогостоящим моделям с изменяемым диапазоном передачи сигнала. Все настройки осуществляются на передатчике и не требуют специальных навыков. Подстройка наушников под базу осуществляется в автоматическом режиме.

Инфракрасные и радиоканальные беспроводные наушники имеют достаточно ограниченный модельный ряд и используются, в основном, в домашних условиях совместно с телевизором, ПК или музыкальным центром

Беспроводные Wi-fi наушники

Если хорошо разобраться, как работают беспроводные наушники для телефона, которые позиционируются в качестве wi-fi устройств, то окажется что они являются одной из разновидностей Bluetooth гарнитур. Частота передачи сигнала в обоих случаях находится в диапазоне 2,4 до 2,4835 ГГц. Причём большинство так называемых беспроводных wi-fi наушников использует протокол связи локальной беспроводной сети IEEE 802.11, что соответствуют одному из стандартов Bluetooth.

Некоторые отличия имеются только в эксплуатации устройств. Производители наделяют свои изделия дополнительными функциями. Основной является возможность получения информации через wi-fi роутер. Что дает возможность одновременного подключения нескольких пар наушников к одному базовому устройству. Кроме того, передача сигнала осуществляется без использования кодеков прогрессивного сжатия. Это позволяет получить чистый звук уровня hi-fi. Эксплуатационные особенности устройств ограничивают область их применения. Они используются в домашних условиях или в комплекте с другим воспроизводящим звук оборудованием (мобильными колонками).

Встречаются модели, которые могут быть работать и со смартфонами. Для этого на мобильное устройство связи устанавливается специальная программа, переводящая wi-fi модуль смартфона в режим модема.

Из недостатков можно выделить достаточно высокую стоимость, сложность настройки и интенсивное энергопотребление. Большинство таких моделей имеют полноразмерный форм-фактор, что не очень удобно для ежедневного использования в общественных местах.

Bluetooth наушники

Учитывая, что протокол связи был специально разработан для беспроводной передачи данных устройств расположенных в непосредственной близости друг от друга, применение этой технологии для наушников является закономерным. На данный момент наиболее часто версия Bluetooth 5.1 и 5.2 введённые в эксплуатацию с 2019 года. Передача данных осуществляется на частоте 2,4 ГГц.

Несмотря на заверения многих производителей о дальности передачи сигнала до 100 м, реальная зона уверенного приёма наушников ограничена диаметром 10-15 м, от месторасположения смартфона. Кроме того, на качество звука влияют различные помехи. Начиная от работы локальной беспроводной сети и заканчивая помехами от различного бытового электрооборудования типа микроволновок.

Преимуществом является высокая степень безопасности, потому как работают беспроводные наушники через Bluetooth с кодировкой канала связи. Для передачи информации используется различные протоколы связи LMP, L2CAP или SDP, трансляция высококачественного звука (музыки) может осуществляться по специализированному протоколу A2DP. Ещё одной особенностью, влияющей на выбор беспроводных наушников, является поддержка смартфоном кодека aptX HD. Если его не установить, то стандартными программными средствами мобильного устройства аудиосигнал будет максимально оптимизирован для передачи – сжат, что негативно скажется на качестве звучания.

Дополнительно многие модели имеют микрофон, который можно включать и отключать непосредственно с гарнитуры. Однако его использование существенно сокращает время работы. В старых смартфонах под операционной системой Android часто можно встретить устаревшую версию Bluetooth 5.0. Если есть техническая возможность, то настоятельно рекомендуется перейти на более поздние версии, что существенно увеличивает, как скорость, так и дальность передачи данных.

Сравнительная таблица беспроводных наушников

Характеристика	Технология беспроводной передачи сигнала
	Bluetooth	Wi-Fi	Радиоволны	ИК
Ассортимент устройств	Широкий	Средний	Ограниченный	Ограниченный
Размеры	Компактные	Компактные / средние	Полноразмерные	Полноразмерные
Радиус уверенной передачи сигнала (м)	10-15	До 70-100 с роутером	До 150	До 10
Воздействие помех	Низкое	Среднее	Низкое	Высокое
Качество звучания	Среднее	Высокое	Выше среднего	Низкое

Подключение беспроводных наушников к телефону

Производители стараются оградить покупателей от необходимости выполнения сложных действий по подключению и настройке периферийного оборудования. Независимо от того как работают беспроводные наушники, их настройка не должна занимать у пользователя много времени. Для этого разрабатываются различные протоколы аутентификация устройств. К примеру, NFC — для подключения которого достаточно всего лишь положить беспроводные наушники на смартфон. Такой способ подключения гарнитуры пока встречается довольно редко и в основном на телефонах брендовых производителей Самсунг и т.п.

В остальных случаях требуется дополнительная настройка. Она может быть сложной, особенно если нет руководства пользователя на русском языке, чем грешат различные китайские производители. Инструкция подключения беспроводных блютуз наушников к телефону, вне зависимости, как они работают, имеет следующие пункты:

• Включить наушники и нажать на них или на зарядном приспособлении — базе, кнопку активирующую раздачу (Bluetooth, wi-fi, радио) сигнала.
• Активировать соответствующий канал приёма данных на смартфоне. При необходимости дополнительно включить функцию сканирования на наличие новых устройств.
• Среди появившегося списка найти соответствующее устройство. Оно имеет название в виде сочетания марки производителя и модели.
• Для создания пары будет запрошен пароль. Его можно найти либо в инструкции, либо непосредственно на упаковке.

У большинства производителей пароли на устройства не отличаются секретностью. Чаще всего встречаются варианты «0000», «1111», «1234». Такие пароли после активации устройства рекомендуется сразу поменять.

Беспроводные наушники могут использоваться не только в сочетании со смартфоном. Их можно подключить как к ноутбуку или ПК, так и к телевизору. Большинство современных ноутбуков имеет встроенные модули wi-fi и Bluetooth поэтому подключение внешней периферии практически не будет отличаться от описанного выше способа.

Чтобы подключить беспроводные наушники к ПК необходимо, чтобы он имел соответствующее оборудование передачи сигнала. Его можно приобрести и установить самостоятельно. В этом случае инструкция, как работают беспроводные наушники с ПК, будет выглядеть следующим образом:

• После установки wi-fi или Bluetooth платы в соответствующий слот необходимо зайти в закладку «диспетчер устройств». Можно найти в меню Пуск-Настройки или вызвать сочетанием клавиш «Win+R»;
• Обновить список актуального оборудования и найти новый сетевой адаптер. В его названии могут присутствовать обозначение wi-fi или указание протокола связи типа «802.11»;
• Нажимаем на строке устройства правой клавишей и вызываем окно «Свойства»;
• Последовательно находим и нажимаем в появившемся окне «Драйвер» — «Установить / Обновить».

Драйвер поставляется с устройством, либо можно скачать последнюю версию на официальном сайте производителя. Параллельно с установкой драйвера инсталлируется рабочая оболочка, через которую и будет выполнена подсоединение беспроводной гарнитуры и дальнейшая работа с ней.

Как работают наушники Bluetooth? – Ear Rockers

В последние годы популярность наушников Bluetooth возросла благодаря их удобству. Хотя проводные наушники все еще довольно распространены, все больше и больше людей начинают покупать беспроводные наушники, которые подключаются к источнику звука с помощью технологии Bluetooth. Прежде чем мы начнем, вы должны знать, что не все беспроводные наушники используют для работы технологию Bluetooth. Некоторые беспроводные гарнитуры используют Wi-Fi, инфракрасный порт или другие радиотехнологии для работы.

Чтобы понять, как работают наушники Bluetooth, вы должны иметь общее представление о том, как работают динамики и проводные наушники. Как только вы узнаете, как работают эти устройства, вы сможете понять, как работают Bluetooth-наушники, гарнитуры или наушники.

Как работают наушники?

Практически любой тип наушников или динамиков действует как электроакустический преобразователь. Таким образом, они содержат внутри себя компоненты, которые могут преобразовывать электрическую энергию, полученную от источника звука, в звуковую энергию (звуковые волны), которую мы можем слышать как музыку. Наушники Bluetooth работают почти так же, как обычные наушники. Таким образом, они также преобразуют электрические сигналы в звуковые волны.

Однако, в отличие от проводных наушников, которые физически подключаются к источнику звука (mp3-плееры, смартфоны и т. д.) с помощью разъема для наушников и получают электрический сигнал через провод наушников, Bluetooth-наушники подключаются к источнику звука без проводов с помощью технологии Bluetooth и получают электрический сигнал через беспроводное соединение, установленное между наушниками Bluetooth и источником звука. Таким образом, соединение Bluetooth действует как невидимый провод и позволяет слушать музыку без проводов.

В этом основное отличие проводной гарнитуры от гарнитуры Bluetooth. После того, как наушники Bluetooth получают беспроводной сигнал, они преобразуют его обратно в электрический сигнал, который затем преобразуется в звуковую энергию с помощью небольших динамиков или драйверов, размещенных внутри наушников.

Компоненты наушников Bluetooth

Знание того, из чего сделаны наушники Bluetooth, поможет понять, как они работают. Ключевые компоненты, которые воспроизводят звук в наушниках Bluetooth, такие же, как и в проводных наушниках. К ним относятся магниты, звуковая катушка и диафрагма. Объединенные вместе, эти компоненты образуют блок драйвера.

Кроме того, как Bluetooth, так и проводные гарнитуры оснащены микрофоном, так что вы можете не только слушать музыку, но и записывать свой голос и разговаривать с другими людьми.

Помимо компонентов, которые воспроизводят звук, наушники Bluetooth также содержат компоненты, которые помогают им правильно функционировать. К ним относятся аккумуляторная батарея и система Bluetooth на чипе (SoC), а также цифро-аналоговый преобразователь (DAC).

Основные компоненты наушников Bluetooth и их функции описаны ниже.

1. Драйвер — Драйвер внутри наушников — это та часть, которая фактически воспроизводит звук. Таким образом, именно преобразователь отвечает за преобразование получаемых им электрических сигналов в звук. Блок драйвера может быть разных типов в зависимости от используемой технологии преобразователя.

Наиболее часто используемый драйвер известен как «динамический» драйвер или драйвер с подвижной катушкой. Он состоит из ферритового или неодимового магнита, звуковой катушки и конуса (диафрагмы).

Звуковая катушка представляет собой катушку из проводящего провода (медного), прикрепленного к диафрагме. Обычно звуковая катушка остается подвешенной в магнитном поле постоянного магнита. Однако, когда она получает звуковой сигнал в виде электрического тока, звуковая катушка становится электромагнитом и начинает игру «тяни-толкай» с постоянным магнитом, вызывая вибрацию диафрагмы. Поскольку диаграмма находится в контакте с воздухом, воздух вокруг диафрагмы начинает вибрировать в соответствии с ритмом вибрирующей диафрагмы и производит звуковые волны.

Интенсивность и частота вибрации зависят от характеристик и мощности принимаемых им звуковых сигналов.

Помимо «динамических» динамиков наушники также могут содержать другие типы динамиков, такие как электростатические, планарно-магнитные, электретные, уравновешенные арматурные и т. д. В наушниках Bluetooth и проводных наушниках для воспроизведения музыки используются одни и те же типы динамиков.

2. Аккумуляторная батарея . Для работы Bluetooth-наушников, в отличие от проводных, требуются батареи. Аккумулятор питает Soc внутри него, чтобы он мог подключаться к другим устройствам с поддержкой Bluetooth, обрабатывать и преобразовывать цифровые сигналы в аналоговые сигналы, использовать функции шумоподавления и т. д.

Устройство также оснащено зарядным портом, так что вы можете заряжать аккумулятор, когда вам это нужно.

3. Система на кристалле — наушники Bluetooth содержат систему на кристалле (SOC), которая представляет собой интегральную схему, содержащую аппаратный модуль Bluetooth вместе с процессором цифровых сигналов (DSP), цифро-аналоговым преобразователем ( DAC), память, порты подключения, микроконтроллеры, микропроцессоры и т. д.

Аппаратный модуль Bluetooth — это компонент, обеспечивающий связь Bluetooth. Каждое устройство с поддержкой Bluetooth, такое как смартфон или смарт-телевизор, имеет внутри аппаратный модуль Bluetooth. Аппаратный модуль Bluetooth состоит из двух частей: радиоустройства и цифрового контроллера.

Проще говоря, цифровой контроллер действует как центральный процессор для управления различными поддерживаемыми им функциями Bluetooth. Радиоустройство действует как передатчик радиосигнала, а также как приемник радиосигнала.

Проводные наушники обычно не содержат ЦАП и усилителя, поскольку получаемый вами сигнал уже преобразуется встроенным ЦАП и усилителем внутри источника музыки. Исключение составляют проводные наушники, в которых используется порт USB type-c или Lightning. Наушники Bluetooth содержат встроенные ЦАП и усилители, поскольку сигнал Bluetooth, который он получает от источника звука, передает данные в цифровом виде, и для воспроизведения музыки его необходимо преобразовать в аналоговый сигнал.

Некоторые технические сведения о наушниках Bluetooth

Наушники Bluetooth работают так же, как и любые другие устройства Bluetooth. Это беспроводная технология, использующая сверхвысокочастотные (УВЧ) радиоволны для передачи данных на короткие расстояния в промышленных, научных и медицинских (ISM) радиодиапазонах от 2,400 до 2,485 ГГц. Устройствам Bluetooth не требуется много энергии для передачи данных, поскольку данные передаются с использованием маломощных радиоволн.

Вот почему даже батареи малой емкости могут обеспечить питание наушников Bluetooth в течение нескольких часов. Все устройства Bluetooth можно разделить на 3 класса. Каждый класс классифицируется в зависимости от максимально допустимой мощности и диапазона. Наушники Bluetooth — это устройства второго класса, работающие на расстоянии до 10 метров и потребляющие не более 2,5 мВт энергии.

Данные между наушниками Bluetooth и источником звука передаются с использованием метода беспроводной передачи энергии в дальней зоне или излучения. По сути, каждый тип устройства Bluetooth содержит приемную и передающую антенны. Когда ваши наушники Bluetooth надежно подключены или сопряжены со смартфоном или любым другим источником звука, они становятся восприимчивыми ко всем беспроводным данным, которые могут быть переданы источником звука.

Как только вы начинаете потоковую передачу музыки со своего смартфона или любого другого аудиоисточника, передатчик преобразует электрический сигнал или мощность в изменяющееся во времени электромагнитное поле (беспроводной сигнал), которое может перемещаться в пространстве. Затем этот беспроводной сигнал улавливается приемником внутри наушников Bluetooth. После этого приемник извлекает энергию из электромагнитного поля и подает ее на находящиеся внутри устройства электрические компоненты, которые потребляют электроэнергию.

Специальная группа по интересам Bluetooth (SIG) стандартизировала технологию Bluetooth, что выражается в различных версиях. В настоящее время Bluetooth 5.1 является последней версией и предлагает лучшие функции. Кроме того, все версии обратно совместимы. Поэтому рекомендуется покупать Bluetooth-наушники, поддерживающие последнюю версию Bluetooth.

Наушники Bluetooth работают аналогично наушникам Wi-Fi?

Люди часто задают вопрос, почему наушники Bluetooth более популярны, чем наушники Wi-Fi. Хотя Wi-Fi и Bluetooth имеют некоторые схожие приложения и в основном используют один и тот же радиодиапазон и частоту для передачи данных, они созданы для разных приложений и подходят для разных целей.

Wi-Fi предназначен для замены высокоскоростного подключения к Интернету в проводной сети, тогда как Bluetooth предназначен для замены проводов для беспроводного подключения к различным устройствам. Таким образом, хотя скорость передачи данных по Wi-Fi намного выше, чем по Bluetooth, последний гораздо более энергоэффективен и дешевле. Кроме того, скорости передачи данных по Bluetooth в большинстве случаев достаточно для прослушивания музыки без буферизации.

Следует также помнить, что технология Bluetooth меньше подвержена помехам по сравнению с технологией Wi-Fi. Устройства Bluetooth передают данные, используя метод, называемый расширенным спектром со скачкообразной перестройкой частоты. В основном Bluetooth-устройства передают данные, разделив их на несколько пакетов. Каждый пакет передается случайным образом короткими пакетами в течение 79обозначенные каналы Bluetooth, каждый из которых имеет полосу пропускания 1 МГц. Этот скачок происходит 1600 раз в секунду.

Скачкообразная перестройка частоты

Таким образом, устройство Bluetooth меняет канал каждые 625 микросекунд. Поскольку устройство Bluetooth не остается долго на определенном канале, оно менее подвержено проблемам с помехами из-за других устройств Bluetooth или Wi-Fi, в отличие от устройства Wi-Fi. Кроме того, он также обеспечивает дополнительный уровень безопасности.

Как подключить наушники Bluetooth к смартфону?

Как и любое устройство Bluetooth, Bluetooth-наушники довольно легко подключить к вашему смартфону. Чтобы подключить наушники Bluetooth, все, что вам нужно сделать, это следовать инструкциям, приведенным в руководстве пользователя, прилагаемом к продукту.

Ниже приведен краткий обзор основных шагов:

1. Перейдите к параметрам настройки Bluetooth на мобильном устройстве и включите Bluetooth.

2. Следуйте инструкциям, приведенным в руководстве по продукту для наушников Bluetooth, чтобы узнать, как перевести их в режим «обнаруживаемости».

3 . Как только ваше мобильное устройство обнаружит сигнал Bluetooth, излучаемый наушниками Bluetooth, вы можете начать процесс сопряжения двух устройств. Сопряжение двух устройств необходимо только при первом подключении. Для сопряжения обоих устройств необходимо ввести PIN-код. PIN-код по умолчанию в большинстве случаев установлен на 0000. Если он не работает, обратитесь к руководству по продукту.

4 . После сопряжения обоих устройств вы можете начать использовать наушники Bluetooth для прослушивания музыки в любое время.

Безопасно ли использовать наушники Bluetooth?

Многие люди обеспокоены тем, как Bluetooth-наушники могут повлиять на наше здоровье. Это серьезная проблема, так как Bluetooth-наушники будут надеты на голову во время использования и могут быть надеты на шею, когда они не используются. Наушники Bluetooth работают по тем же принципам, что и сотовые телефоны, устройства Wi-Fi и другие беспроводные устройства, которые используют радиоволны для передачи данных.

Таким образом, эти устройства излучают электромагнитное радио, которое, по данным Международного агентства по изучению рака (IARC), может быть канцерогенным. Однако по состоянию на 2019 г., не было никаких сообщений о том, что люди пострадали от каких-либо повреждений здоровья именно из-за использования технологии Bluetooth.

Уровень вреда, который может быть нанесен нашему телу, зависит от количества энергии, передаваемой устройством. Чтобы понять, насколько на вас может повлиять излучение, излучаемое наушниками Bluetooth, давайте сравним их с мобильным телефоном, которым в наше время пользуются почти все.

По сравнению с мобильными телефонами, которые должны передавать данные на большие расстояния (километры), наушники Bluetooth должны передавать данные на расстояние до 10 метров или 30 футов. Таким образом, для передачи данных ему требуется гораздо меньше энергии, чем смартфонам.

Для сравнения: наушники Bluetooth, которые относятся к устройствам класса 2, могут передавать мощность до 2,5 мВт. Мобильные телефоны, работающие в диапазоне частот GSM 850/900, выдают мощность 2000 мВт.

Если вы все еще не уверены, вы можете проверить удельный коэффициент поглощения (SAR) ваших наушников Bluetooth при их покупке и воздержаться от их использования в течение долгих часов.

Насколько безопасны наушники Bluetooth?

Устройства, передающие данные по беспроводной сети, менее безопасны, чем устройства, передающие данные по проводному соединению. Bluetooth-наушники такие же. Безопасность устройств Bluetooth с годами улучшилась. С выпуском новых версий и внедрением новых функций безопасности такие угрозы, как «Bluejacking» или «XOR», больше не являются проблемой.

Безопасность Bluetooth

Вы можете оставить наушники Bluetooth в режиме «необнаруживаемости». Это будет действовать как первый уровень безопасности. Механизм сопряжения наушников Bluetooth — это 2-й уровень безопасности. Кроме того, технология расширенного спектра со скачкообразной перестройкой частоты, используемая устройствами Bluetooth, обеспечивает дополнительный уровень безопасности.

Тем не менее, если у хакера есть необходимые инструменты и знания, он может получить доступ к вашим данным или контролировать ваше устройство. Однако это верно для любой беспроводной технологии, включая Wi-Fi, и совсем не просто. В общем, особо переживать по этому поводу не стоит.

Кодеки Bluetooth и их влияние на качество звука

Теперь давайте обсудим слона в комнате — качество звука. Покупаем наушники для прослушивания музыки. Таким образом, самый важный элемент, на который мы все обращаем внимание при покупке наушников, — это качество звука.

По общему мнению, проводные наушники обеспечивают лучшее качество звука, чем беспроводные. Хотя это правда, в последние годы современные технологии значительно улучшили качество звука наушников Bluetooth. На самом деле, если вы выберете качественную беспроводную гарнитуру, вы вряд ли заметите разницу в качестве звука, если только вы не родились с «золотым ухом», вне диапазона сигнала и не страдаете от помех.

Большинство людей при покупке наушников Bluetooth обращают внимание только на характеристики динамика или драйвера. Однако другие факторы, такие как ЦАП и поддерживаемый им кодек Bluetooth, также могут влиять на качество звука. Качество ЦАП, присутствующего в беспроводных наушниках, может повлиять на качество звука, который вы слушаете в конечном итоге.

Другим фактором, о котором следует помнить, является сжатие звука. Скорость передачи данных в наушниках Bluetooth может стать нестабильной, если они подвержены помехам. Кроме того, скорость передачи данных ниже, чем у других форм беспроводного соединения. Это может вызвать много проблем при прослушивании музыки. Чтобы решить эту проблему, данные сжимаются, чтобы уменьшить размер файла и время передачи данных. Однако аудиофайл с потерями звучит не так хорошо.

Передовые алгоритмы аудиокодека, разработанные разработчиками, помогают решить проблему сжатия без ущерба для качества звука. Ниже описаны различные типы кодеков Bluetooth:

1. SBC — сокращение от Subband Codec. Кодек поддиапазона низкой сложности является универсальным кодеком, поскольку он поддерживается всеми устройствами с поддержкой A2DP. Однако это алгоритм сжатия с потерями, который отбрасывает части информации, которые он считает низкоприоритетными, во время воспроизведения. Таким образом, качество звука сильно падает из-за значительной потери данных. Скорость передачи может варьироваться от 192-320кбит/с.

2. Собственные кодеки Qualcomm . Собственные кодеки, разработанные Qualcomm, помогли значительно улучшить качество музыки, передаваемой через Bluetooth. В связи с этим он был широко принят различными брендами смартфонов, такими как Microsoft, LG, Xiaomi и т. д. Кодеки, разработанные Qualcomm, следующие:

• aptX — это самый простой кодек aptX. Он поддерживает аудиоданные 48 кГц/16 бит LPCM (линейная импульсно-кодовая модуляция) (352 кбит/с). Этот кодек был разработан для обеспечения качества звука, подобного CD, через Bluetooth.

• aptX HD — aptX HD использует «мягкое» сжатие для передачи звука 24 бит/48 кГц со скоростью 576 кбит/с. Хотя и aptX, и aptX HD являются форматами с потерями, они звучат значительно лучше, чем SBC, и могут передавать аудио более высокого качества без заиканий и задержек.

• aptX LL — aptX LL поддерживает задержку 40 мс и может передавать аудиоданные 48 кГц/16 бит LPCM. Этот кодек был разработан для уменьшения проблем с синхронизацией при просмотре видео или играх.

3. AAC — это сокращение от расширенного кодирования звука, которое является стандартом для сжатия цифрового звука с потерями. Он может передавать аудиоданные со скоростью 250 кбит/с и наиболее совместим с Apple.

4. LDAC — это собственный кодек, разработанный Sony, который поддерживает в 3 раза больше данных по сравнению с SBC. Он поддерживает 96/кГц/24 бит при максимальной скорости 990 кбит/с.

Таким образом, чтобы вы могли слушать музыку наилучшего качества в наушниках Bluetooth, убедитесь, что они поддерживают любой из передовых кодеков, таких как aptX. Вы также должны отметить, что и ваши наушники Bluetooth, и ваш источник звука должны поддерживать расширенные кодеки для воспроизведения звука более высокого качества.

5 причин, по которым вам стоит купить Bluetooth-наушники

Bluetooth-наушники имеют плохую репутацию, но их есть за что любить.

Мы здесь, в SoundGuys , любим все типы наушников, от наушников-вкладышей до гигантских студийных наушников, AirPods и наушников с запахом, накладных и полноразмерных, а также все, что между ними. Но если у вас никогда раньше не было наушников Bluetooth, вам может быть интересно, действительно ли они того стоят. Мы уже делились списком причин не покупать Bluetooth-наушники, но сегодня мы рассмотрим причины, по которым вам абсолютно должен .

Примечание редактора: эта статья была обновлена ​​2 августа 2022 г., чтобы обновить ссылки, примеры и контекст, связанный с исчезновением разъема для наушников.

1) Они беспроводные, да

Как ни странно, основная причина покупки беспроводных наушников — , а не , чтобы поддержать неустанные усилия Bluetooth Special Interest Group. Нет, причина номер один для выбора наушников Bluetooth, конечно же, потому что они беспроводной . Не то чтобы я имел что-то конкретное против кабелей, как таковых, но свобода, которую предлагает вам беспроводная связь, не имеет себе равных.

Свобода, которую предлагает вам беспроводная связь, не имеет себе равных: больше никаких спутанных проводов наушников, даже не нужно брать устройство с собой.

Больше никаких спутанных проводов наушников, нет необходимости брать устройство с собой, когда вы ходите по дому, нет случайного выдергивания кабеля наушников или падения телефона со стола, нет износа, нет беспокойства о безопасности с новым порода смартфонов без аналогового порта. В первый раз, когда вы пойдете в спортзал с парой беспроводных Jaybirds или Jabras, я гарантирую, что вы сразу же станете новообращенным. Не секрет, почему так много людей любят AirPods: они довольно дружелюбные маленькие приятели.

2) Значительно улучшено качество звука и стабильность соединения

В Shure AONIC 50 используется прошивка Bluetooth 5.0, поддерживаются почти все существующие кодеки Bluetooth, и по-прежнему можно подключать по кабелю для оптимального качества звука.

Когда-то, во времена головокружительных Bluetooth-наушников, соединения обрывались, сопряжение было мучением, они были безумно дорогими, воспроизведение было ненадежным, а качество звука было музыкальной версией старого телефона из консервной банки, который вы делали в детстве. Но времена изменились.

В наши дни для сопряжения часто достаточно просто коснуться метки NFC или открыть крышку футляра AirPods. Bluetooth 5.0 уже здесь и обещает удвоить расстояние покрытия и в четыре раза увеличить пропускную способность. Надежность и стабильность беспроводного соединения как никогда хороши, и практически все электронное оборудование поддерживает Bluetooth (кроме Nintendo Switch, гм!). Улучшается даже реальная стабильность беспроводного соединения: все больше компаний внедряют независимое подключение смартфона к каждому наушнику, чтобы уменьшить обрывы соединения и задержки.

Не пропустите: было ли хорошей идеей отказаться от разъема для наушников?

Более того, мы видим, что многие люди описывают Bluetooth-аудио как ужасное, и это довольно резко. Это правда, что он не такой качественный, как проводной звук, поскольку все еще есть потеря данных, но качество Bluetooth достаточно хорошее для большинства обычных потребителей. Высококачественные кодеки Bluetooth прошли долгий путь с момента их появления, и даже стандартный кодек SBC добился успехов. Мы находимся на переломном этапе беспроводного звука с появлением Bluetooth LE Audio и кодека LC3. Опять же, это не означает, что проводное аудио потеряло свое место; напротив, его страстные последователи сжимают свои кабели крепче, чем когда-либо, но сказать, что потоковая передача по Bluetooth «ужасна», в 2021 году — просто преувеличение.0003

Я хочу подчеркнуть, что если проводные наушники по-прежнему лучше своих беспроводных аналогов, то разница в качестве между ними с каждым днем ​​становится все меньше.

3) Большой срок службы батареи (для наушников наушники-вкладыши — отдельная история)

Беспроводные наушники могут вмещать огромные аккумуляторные батареи для игры в течение всего дня.

Хотя я знаю, что заряжать еще один аккумулятор — это мучение, все портативные устройства имеют свою цену: хотите беспроводной настольный компьютер? Приготовьтесь зарядить мышь и клавиатуру. Смартфон, ноутбук, Nike AirMag: все, что удобно и интересно, нуждается в батарее. То же верно и для аудио.

К счастью, время автономной работы Bluetooth-наушников может легко приблизиться к 20-часовой отметке, если не превысить ее, в зависимости от покупаемой пары. Беспроводные шейные наушники обеспечивают 10 часов воспроизведения без подзарядки; в то время как настоящие беспроводные наушники — это скорее азартная игра: эти аккумуляторные элементы крошечные и быстро разряжаются, поскольку они постоянно заряжаются.

Как бы то ни было, большинство наушников обеспечивают более чем достаточное количество воспроизведения на целый день в офисе, несколько походов в спортзал или бесчисленное количество кругов вокруг квартала (на более крупной паре, такой как наушники с шумоподавлением Sony WH-1000XM5, вы можете легко получить 20 часов). Учитывая, что вам уже приходится заряжать половину вещей, которые вы берете с собой каждый день, какая разница, если вы подключите еще одну вещь в 9 0171 действительно делают?

С исключительным временем работы в режиме ожидания на некоторых продуктах — я купил пару наушников Plantronics через шесть месяцев, которые все еще были полностью заряжены — заряжать аккумулятор наушников можно только раз в неделю или около того. . Неплохая цена за постоянную беспроводную связь. Кроме того, множество беспроводных наушников большего размера позволяют просто подключить их кабелем, если батарея разрядится: победа, победа.

4) Держите телефон разблокированным с помощью доверенных устройств

Некоторые наушники могут быть обозначены как доверенные устройства, и ваш телефон будет разблокирован, когда вы находитесь в непосредственной близости.

Если вы еще не знаете, что такое доверенные устройства, это в основном гаджеты, которыми вы владеете или «доверяете», которые вы можете использовать, чтобы ваш смартфон был разблокирован. Единственным требованием для установления надежного сопряжения Smart Lock является наличие батареи и Bluetooth. Вы можете использовать фитнес-браслет или умные часы, чтобы ваш телефон был разблокирован, когда они находятся в непосредственной близости, и то же самое работает с вашими беспроводными наушниками.

Доверенные устройства позволяют держать телефон разблокированным, когда устройство с Bluetooth находится в непосредственной близости.

Проводные наушники не поддерживают эту функцию, потому что они не могут ничего транслировать на ваш телефон. Но если вам не нравятся фитнес-браслеты или другие носимые устройства, вы все равно можете пользоваться преимуществами надежных устройств, предоставив наушникам Bluetooth возможность разблокировать телефон. И если вы из тех, кто постоянно носит наушники в ушах или на шее, как я, Trusted Devices может спасти вас минута разочарований каждый божий день.

5) Свобода выбора

Пара хороших наушников Bluetooth может служить универсальным аудиопродуктом.

Одним из наименее заметных преимуществ наушников Bluetooth является то, что они не являются эксклюзивными, в отличие от проводных наушников. Смартфоны почти полностью отказались от разъема для наушников, а использование проводного соединения обычно означает получение ключа для вашего телефона поверх того, что вы потратили на наушники.

Наушники Bluetooth не являются эксклюзивными, поэтому нет причин не использовать как проводные, так и беспроводные наушники для разных ситуаций.

Но наушники Bluetooth работают практически со всем, если у вас есть ключ или телефон с разъемом для наушников. Если вам хочется более качественного звука, просто подключите свои обычные наушники. Хотите поиграть в баскетбол, но не хотите, чтобы провода мешали вашему трехточечному прыгуну? Переключитесь на Bluetooth. Нет абсолютно никаких причин не иметь как проводные, так и беспроводные наушники и использовать те или иные в зависимости от ситуации. Если у вас на самом деле нет

получил пару наушников Bluetooth, вы застряли без вариантов.

Итак, это пять очень простых причин, чтобы попробовать наушники Bluetooth. Учитывая некоторые из отличных предложений беспроводных наушников, вы можете подобрать приличную пару практически бесплатно и убедиться сами, насколько они хороши. Но самое приятное то, что покупка наушников Bluetooth не означает, что вы должны выбросить свои старые телефоны с кабелем. Используйте их, когда это удобно, и переключайтесь на кабель, когда это не так.