Мы давно привыкли, что в наушниках используются динамики для излучения звука и зачастую не обращаем внимание, что существуют и другие типы излучателей.

В английском языке слово «driver» означает «излучатель». Из-за доминирующего использования динамических излучателей многие ставят равенство между словами «driver» и «динамик», что так же грамотно, как утверждать, что «горючее» и «бензин» – одно и то же.

Помимо динамических излучателей существуют альтернативы: арматурные, электростатические, изо- и орто-динамические излучатели.
Арматурные излучатели получили широкое распространение относительно недавно и занимают уже почти равное количество моделей с динамическими наушниками в среднем и верхнем секторе внутриканальных наушников.

Арматурный излучатель в оригинале называется как «balanced armature» и не имеет точного перевода. Обычно используют следующие названия наушников с этим излучателем:

• Арматурные наушники
• Наушники с уравновешенным якорем
• Наушники со сбалансированным якорем
• Балансная арматура

И множество других словосочетаний со словами «арматура», «якорь», «балансный/уравновешенный». Конструкция работы арматурного излучателя настолько далека от динамического и настолько маловариативна среди арматурных излучателей, что подходит любое название.



Арматурный излучатель похож на прямоугольную продолговатую бутылочку, где звук излучается из горлышка. Таким образом, ось излучения совпадает с основной длиной, а ширина и высота излучателя относительно небольшие. Благодаря такой форме, этот тип излучателя получил широкое распространение во внутриушных слуховых аппаратах, где обычный динамический излучатель разместить невозможно в узком слуховом канале.



Маркетологи разных компаний любят сравнивать габариты арматурного и динамического излучателя, показывая, что арматурный излучатель намного мельче, а играет не хуже.

Но законы физики обмануть нельзя и все параметры, которые зависят от габаритов, справедливы и для арматурного излучателя: малые габариты – это ограничение баса и перегрузочной способности излучателя.

Что бы арматурные наушники не уступали динамическим по перегрузочной способности в области низких частот, требуется или использовать арматурный излучатель с сопоставимыми габаритами или использовать одновременно несколько излучателей.

Как и любой излучатель, арматурный или динамический, сам тип не является синонимом определения качества или обязательных характеристик. Есть бюджетные модели с посредственным звучанием, а есть дорогие и очень дорогие с высоким качеством звучания. Совершенно бессмысленно сравнивать недорогие арматурные наушники с дорогими динамическими и наоборот. Предпочтения зачастую будут в сторону дорогой модели, независимо от типа излучателя.



Конструктивно при одинаковой площади мембраны у арматурного и динамического излучателя, ход мембраны больше у динамического. По этой причине у динамических излучателей выше перегрузочная способность, которая выражается в отсутствии треска в звуке на высокой громкости. Когда стоит задача получить аналогичный бас, как у динамического излучателя с помощью арматурного – требуется большая суммарная площадь от арматурного излучателя (компенсирующая малый ход мембраны).

Дополнительным недостатком у многих арматурных излучателей является узкая горловина, которая добавляет искажений в области низких частот из-за неспособности «прокачать» необходимый объем воздуха. Горловина необходима для крепления звуковода в слуховых аппаратах. Вероятно по этой причине у арматурных излучателей компании SONY (которая не выпускает свои излучатели под слуховые аппараты) горловина отсутствует.

Развитие арматурных наушников

В истории зарождения арматурных наушников наиболее яркую роль сыграл Джерри Харви.

Арматурные излучатели в то время использовались преимущественно в слуховых аппаратах. Если слабослышащим был важен только среднечастотный диапазон (слышать речь окружающих) и высокая громкость, то музыкантам и аудиофилам необходим был широкий диапазон частот, высокая перегрузочная способность и максимально высокое качество звучания. Это требовало уже совсем другого подхода.

В 1995 году Джерри Харви создал первые custom мониторы для музыкантов, заложив основу для развития многодрайверных моделей. Custom мониторы представляли собой аналог слухового аппарата с высокой шумоизоляцией для выступления на сцене. Корпус custom наушников (как и слуховых аппаратов) изготавливается индивидуально по слепку уха, что обеспечивает надежную посадку и наилучшую шумоизоляцию. У музыкантов custom мониторы называются как система персонального ушного мониторинга.

Использование нескольких излучателей позволило получить высокое качество звука и уйти от уровня «слуховых аппаратов». Постепенно удачные custom модели перекочевали в универсальные наушники и сегодня широко распространены.

Немного ранее, в 1991 Etymoic представили модель ER-4 (до сих пор пользующуюся высоким спросом среди однодрайверных моделей). Однако модель ER-4 с одним излучателем предназначена преимущественно для аудиофилов.

Среди аудиофилов есть немало приверженцев, как однодрайверных моделей (отсутствие фильтров и соответственно меньше фазовых искажений), так и многодрайверных моделей (больше фазовых искажений из-за фильтров, но с преимуществом по какому-либо другому параметру: перегрузочная способность, глубокий приподнятый бас и т.п.).

Много излучателей и качество звука

Последнее время производители стараются вместить как можно больше арматурных излучателей в наушник, намекая, что чем больше излучателей, тем выше качество. На сегодняшний день среди массовых продуктов количество драйверов достигает 6 шт. В не массовых и Custom наушниках количество драйверов доходить до 12 шт и более (например JH Audio Layla).


Custom наушники с «всего» 8 излучателями

Большое количество излучателей не всегда дает выигрыш в качестве и создает проблемы с габаритами конечных наушников, в это ограничивает массовое производство наушников с количеством более 3-х излучателей. В большинстве случаев, при сопоставимых габаритах с трехдрайверной моделью, 6-ти драйверная модель попросту использует меньшие по размерам арматурные излучатели. Например у Westone W60 использует 6 излучателей, но полос для воспроизведения три, и на каждую полосу используется по два одинаковых излучателя. Стоимость при таком подходе увеличивается совсем не пропорционально качеству.

Когда дело касается Custom моделей, то зачастую по слепку уха определяется, какое максимально количество излучателей можно использовать и какие модели наушников автоматически исключаются.

Какой реальный толк от моделей с огромным количеством драйверов?

В концертных мониторах стараются за счет большого количества излучателей поднять чувствительность наушников, что в свою очередь обеспечивает громкий звук даже от слабых источников (мало ли с каким оборудованием на сцене придется работать).

Обычно, если рядовой пользователь берет концертные мониторы, то часто начинает жаловаться на хорошую слышимость фоновых помех от источника (например телефона). Большинство компаний, разрабатывающих многодрайверные модели, ориентируются на музыкантов и по этой причине надо придирчиво подходить к выбору многодрайверных наушников – результат не часто совпадет с ожиданиями. Большинство концертных мониторов предназначены для эксплуатации в условиях повышенного шума и в менее шумной обстановке воспринимаются глухими. В этом случае, переход от традиционных моделей с тремя излучателями не способствует переходу на новый уровень качества, а лишь опустошает кошелек.

Для аудиофилов необходимо настроить излучатели так, что бы они работали в облегченном режиме с низким уровнем искажений при обычной чувствительности наушников.



Помимо количества и качества излучателей на звук сильно влияют фильтры (кросооверы), разделяющие звуковой поток на отдельные частотные диапазоны. Из-за невозможности использовать катушки индуктивности и крупногабаритные конденсаторы, кроссовер и подбор излучателей является очень затратной частью в разработке и порой влияет на итоговое качество больше, чем качество излучателей по отдельности. Наушники с большим количеством излучателей и низкой ценой (пусть и кажущейся адекватной по суммарной цене комплектующих) могут существенно уступать именитым моделям, с казалось бы более простой элементной базой.

Что же касается выбора между Custom и обычными наушниками с сопоставимыми комплектующими от одного производителя, то индивидуальный корпус обычно обходится от $200 до $500.

Круглая арматура

Отдельным видом арматурных излучателей является круглая арматура, многим известная по названию первой успешной серии Siren Armature. Круглая форма повторяет динамические излучатели и конкурирует с ними только за счет качества или характера звучания. Основным преимуществом является более высокая чувствительность и отсутствие горловины. Сегодня с круглой арматурой можно встретить в основном однодрайверные модели высокого класса (такие как Grado GR8 и GR10). В большинстве случаев, наушники с круглой арматурой демонстрируют нейтральное и ровное звучание с высокой детальностью. Что интересно, у Grado GR10 позиционируется выше GR8, хотя класс наушников одинаков и модели различаются тональным балансом, GR8 обладают более «темным» звучанием, а GR10 более «светлым».

Если раньше однодрайверные наушники с широкополосными арматурными излучателями были для многих дефакто стандартном качества (Etymoic ER-4, Klipsh X10 и т.п.), то наушники с круглой арматурой достаточно уверенно потеснили лидирующие места.

Модели с младшими излучателями круглых арматур не прижились на рынке (S-Jays, Fischer Audio SBA-1), т.к. очевидного преимущества перед традиционной балансной арматурой или динамиком не было. Заявка на использование “Siren Armature” как гаранта качества восторга у потребителей не вызвала, т.к. были завышенные ожидания у разных групп. Наушники не смогли тягаться с арматурными Etymoic ER-4 и Klipsh X10 по детальности, а с динамическими моделями по качеству.

Преимущества и недостатки арматурного излучателя

Преимущества

• Большинство излучателей не требуют отдельной камеры (эквивалентного объема). Это позволяет использовать корпус наушников любой формы.
• Однодрайверные арматурные наушники имеют подъем импеданса в области высоких частот, что позволяет снизить уровень искажений усилителя для наушников и получить более качественный звук (например в Grado GR8 и GR10).

Недостатки

• При равных габаритах арматурных и динамических излучателей в лучшем случае паритет, в худшем проигрыш арматурного излучателя в области низких частот. Получить преимущество арматурный излучатель может только в многодрайверной системе, где за отдельные частотные диапазоны будет отвечать отдельный драйвер (например малогабаритный легкий за высокие частоты, самый крупный и тяжелый за низкие частоты как в Shure SE425, Ultimate Ears TripleFi 10).
• Низкие частоты являются самыми сложными для арматурных излучателей (малый ход и горловина) и вслед за обычными многодрайверными арматурными наушниками стали появляться гибридные системы, где за низкочастотный диапазон отвечает динамик, а за средние и высокие – арматура (например Sony XBA-Z5, AKG K3003, T-PEOS H-100).
  
  Гибридная система требует отдельной камеры под динамик и поэтому эргономика повторяет традиционные динамические модели.

Особенности

• Если для динамических наушников значение сопротивления косвенно влияет на чувствительность к напряжению и высокоомные наушники относятся к классу «тихих и негодных для портатива», то у арматурных наушников такой связи нет. Сопротивление может достигать до сотни Ом и соперничать по уровню громкости с динамическими наушниками с сопротивлением в 16 Ом.
• У многодрайверных арматурных наушников линия импеданса может иметь высокий разброс пиков и провалов и соответственно требовать качественного усилителя для раскрытия потенциала наушников. В зависимости от характеров импедансов наушников и усилителя конечная АЧХ наушников будет меняться.

Качество и тип излучателя

Арматурные наушники часто считают более качественными, однако важно не попадаться на некоторые манипуляции.

Ровная АЧХ

Из-за низкой перегрузочной способности большинство арматурных наушников не имеет подъема в области низких частот, что обеспечивает ровную АЧХ (технически правильную). В определенных случаях это можно квалифицировать как более высокое качество – это более правильный тональный баланс и зачастую «быстрый и артикулированный» бас. Однако существует психоакустическая адаптация к тональному звучанию у уха, аналогично подстройке зрения к балансу белого. Помимо этого, на улице и транспорте подъем в области низких частот компенсирует окружающий низкочастотный гул и поэтому динамически наушники для улицы пользуются повышенным спросом.
Ровная АЧХ существует не только у арматурных наушников, среди динамических наушников существуют исключения из правил в виде «не басовитых» моделей, вроде Hifiman ReZero, Re 100/400.

Но при прочих равных, при необходимости выбора наушников с «ровной» АЧХ арматурные однодрайверные наушники предпочтительнее, т.к. усилителю легче проработать средне и высокочастотный диапазон у арматурных наушников и соответственно получить на выходе меньше искажений.

Самые дорогие наушники – арматурные, а значит лучшие

Среди самых дорогих моделей наушников можно увидеть в основном арматурные модели. Высокая стоимость продиктована количеством, качеством (стоимостью) излучателей и настройкой фильтров.

Многодрайверные динамические модели в большинстве случаев невозможно сделать из-за геометрии динамических излучателей и требованием к корпусу. Это обеспечивает первенство среди самых дорогих наушников арматурным моделям. Но понятие «лучший» распространяется только в рамках своего ценового диапазона, а не на все модели.

Аудиофильские предпочтения

Идеологические баталии, что лучше, идут давно и прекращаться не собираются. Кто-то в своей коллекции держит несколько моделей наушников под настроение или конкретный жанр музыки. У других предпочтения носят временный характер, пару лет «арматура», потом «мне надоел пресный звук, хочу мяса», переход в сторону динамических наушников и обратно после заявления «надоел долбящий бас, хочу расслабится». Все как с усилителями: «транзистор» или «лампа».

Вывод

Арматурный излучатель является полноправной альтернативой динамическому излучателю. Благодаря конструктивным особенностям, корпус наушников с арматурными излучателями может быть произвольной формы и допускает использование многодрайверной системы.
Качество звучания зависит от конкретной модели, однако из-за того, что корни развития арматурных наушников уходят в профессиональную сферу, в большинстве случаев арматурные наушники обладают более натуральным звучанием. Динамические наушники (в рамках своей ценовой группы) лидируют по глубине баса и высокой перегрузочной способностью, из-за чего пользуются повышенным спросом для улицы.
Матерые аудиофилы очень часто держат в своей коллекции наушники разных типов или периодически меняют их. А какие наушники используете Вы?