Wie funktionieren Kopfhörer?

Wenn Sie schon einmal auf einem Rockkonzert waren und Musik aus riesigen Lautsprechern hörten, werden Sie wissen, dass Sound einen kräftigen Schlag geben kann. Manchmal wollen wir jedoch die Musik leiser und inniger genießen oder an Orten, an denen andere nicht hören wollen, was wir hören. Züge und Flugzeuge sind laut genug – man stelle sich nur die Kakophonie vor, die es gäbe, wenn alle mit massiven Stereoanlagen vor ihnen sitzen würden! Für Zeiten wie diese lassen uns Kopfhörer ruhig in unsere eigenen Vorstellungswelten zurückkehren. Werfen wir einen genaueren Blick darauf, was in ihnen steckt und wie sie funktionieren!

Kopfhorer

Foto: Mein offener Sennheiser HD-485 Kopfhörer. Das meiste, was Sie auf diesem Foto sehen, ist kosmetisch: Es trägt wenig oder gar nichts zur Qualität des Klangs bei, den Sie hören. Aber es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass Kopfhörer für eine angemessene Zeit angenehm zu tragen sein müssen, sonst sind sie eine Verschwendung Ihres Geldes. Die weich gepolsterten Ohrstücke und die Schaumstoffpolsterung an der Oberseite des Kopfbandes sorgen für hohen Tragekomfort. Der Kunststoff, aus dem sie hergestellt sind, ist leicht genug, um nicht auf den Kopf zu drücken, aber stark und haltbar genug, um der Abnutzung standzuhalten. Ein weiteres cooles Feature ist das abnehmbare Kabel: Es gibt einen Klinkenstecker, an dem das Kabel mit dem Gehäuse des Kopfhörers verbunden ist, den Sie leicht entfernen und ersetzen können.

Kopfhörer: Miniaturlautsprecher, die an den Ohren befestigt sind.
Kopfhörer (die von DJs und Radiotechnikern oft als „Cans“ bezeichnet werden) funktionieren genauso wie Lautsprecher, daher sollten Sie unseren Artikel über Lautsprecher lesen, wenn Sie nicht sicher sind, wie sie mit Hilfe des Magnetismus elektrische Energie in Klang umwandeln.

Preiswerter weißer Ohrhörer-Kopfhörer

Foto: Ein Paar Ohrhörer von einem MP3-Player. Die Metallgaze auf der Vorderseite ist „akustisch transparent“: Sie lässt den Ton ausklingen, ohne (zu viel) Schmutz und Staub hereinzulassen. Die Rückseiten einiger Ohrhörer sind vollständig abgedichtet, um das Austreten von Geräuschen zu verhindern (sie ähneln also geschlossenen Kopfhörern), obwohl andere Ohrhörer kleine Lüftungslöcher haben (was sie zu größeren, offenen Kopfhörern macht).

Kopfhorer

Der größte Unterschied zwischen Lautsprechern und Kopfhörern liegt natürlich in der Größe. Ein Lautsprecher muss die gesamte Luft, die sich in einem Raum bewegt, so einstellen, dass Sie den Klang hören können, den er erzeugt, aber der Lautsprecher in einem Kopfhörer muss nur die Luftmenge in Ihrem Gehörgang bewegen. Deshalb kann es so viel kleiner und dezenter sein.

Große Kopfhörer sind im Wesentlichen nur zwei Lautsprecher, die auf einem Gurt montiert sind, der sich fest über den Kopf klemmt. Ohrhörer funktionieren genauso, aber, wie Sie es erwarten würden, ist alles in ihnen (der Magnet, die Drahtspule und der Membrankegel, der den Schall erzeugt) auf eine viel kleinere Größe reduziert.

Lautsprecher werden in der Regel in „Gehäuse“ (wie Ingenieure sie nennen – der Rest von uns nennt sie „Boxen“) eingebaut, um ihre Geräusche zu verstärken und sie vor Schäden zu schützen. Wenn Sie genau hinsehen, werden Sie sehen, dass Lautsprechergehäuse normalerweise Öffnungen an der Vorderseite oder Rückseite haben, so dass sich die Luft freier in und aus ihnen bewegen kann, um einen anständigen Klang zu erzeugen. Das Gleiche gilt für Kopfhörer und Ohrhörer, die es in zwei Haupttypen gibt. Wie der Name schon sagt, sind geschlossene Kopfhörer auf der Rückseite versiegelt, so dass (theoretisch) kein Schall entweicht (oder von außen eindringt), während offene Kopfhörer sowohl auf der Rückseite als auch auf der Vorderseite offen für die Luft sind. Viele Menschen finden, dass Open-Back-Kopfhörer besser klingen, aber ein Großteil des Lärms wird in den Raum um Sie herum entweichen und andere Menschen belästigen, während „Umgebungsgeräusche“ aus dem Raum leicht in Open-Back-Kopfhörer eindringen und auch Sie verärgern können. Wenn das ein Problem ist, benötigen Sie geschlossene Kopfhörer oder geräuschunterdrückende Kopfhörer, die es Ihnen leicht machen, sich komplett abzuschneiden.

So funktionieren Ohrhörer

Zerbrochene Dinge auseinanderzunehmen ist eine gute Möglichkeit, herauszufinden, wie sie funktionieren. Wenn Sie ein junger Mensch sind, fragen Sie zuerst einen Erwachsenen, ob das, was Sie demontieren möchten, wirklich sicher ist.

Hier ist meine kaputte Ohrstöpsel und ich habe den Rücken davon befreit. Sie können sehen, wie die Drähte durch das Hauptgehäuse zur Spule im Inneren verlaufen. Wir brauchen zwei Drähte, um eine Schaltung herzustellen: Einer trägt den Strom von der Stereoanlage in die Spule, der andere trägt ihn wieder zurück.
einfacher Ohrhörer-Kopfhörer

Als nächstes habe ich die Ohrhörer umgelegt und die vordere Abdeckung abgenommen. Die vordere Abdeckung ist eine Kunststoffscheibe mit Löchern, damit der Ton in Ihr Ohr gelangt. Direkt dahinter befindet sich ein sehr kleiner Kegel. Es ist jedoch kaum kegelförmig: Es ist eine flache, transparente Scheibe aus sehr dünnem und flexiblem Kunststoff, die beim Bewegen ziemlich knitterig und knisternd ist. Man kann nur die winzige Metallspirale (rot gefärbt) sehen, die daran befestigt ist.
einfacher Ohrhörer-Kopfhörer

Kopfhorer

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass dies alle Teile sind, aus denen sich Ihre Ohrhörer zusammensetzen:
Einzelteile im Inneren eines einfachen Ohrhörerkopfhörers
Rückentasche: hält alles zusammen. Die Drähte laufen durch ein Loch an der Unterseite nach oben.
Vordere Hülse: Dies ist der Teil, der in dein Ohr zeigt. Manchmal ist er mit einem kleinen Stoffbeutel bedeckt, um ihn sauber zu halten.
Siegel: Dieser gummiartige Kreis klemmt das vordere Gehäuse an das hintere Gehäuse und hält die beiden zusammen.
Drähte: Übertragen Sie Signale von der Stereoanlage auf den Lautsprecher.
Magnet: Der Permanentmagnet auf der Rückseite des Lautsprechers. Dies ist der schwerste Teil eines Ohrstöpsels und macht den größten Teil seines Gewichts aus.
Spule: Dieser wird zum Elektromagneten, wenn Strom durch ihn fließt.
Transparenter Kunststoffkegel: Dadurch ertönt der Ton, wenn er sich bewegt.
Wie größere Kopfhörer funktionieren
Wie Sie vielleicht erwarten können, gibt es bei größeren Kopfhörern nichts radikales anders: Sie sind nur eine vergrößerte Version von dem, was Sie in Ohrhörern finden.

Wie der Zufall es wollte, folgte nach der Ankunft meines neuen Sennheiser-Kopfhörers recht schnell der endgültige Zusammenbruch meines alten Paares. Ich hätte sie reparieren können, meine Freunde, aber im Interesse deiner Neugierde haben sie zugestimmt, ihr Inneres der medizinischen Wissenschaft zu überlassen! Mal sehen, was wir finden, wenn wir sie öffnen:

Dies ist einer der beiden Ohrstücke von meinem alten Paar offener rückseitiger Kopfhörer mit der leichten Schaumstoffabdeckung und dem entfernten Kabel. Beachten Sie, dass „open-backed“ für das, was Sie hier sehen, ein wenig untertrieben ist: Die Kopfhörer sind fast vollständig luftdurchlässig und um eine Art Kunststoffspeichendesign herum aufgebaut. Die Membran, die den Klang erzeugt, befindet sich in der Mitte. Die nach außen strahlenden offenen Speichen sollen den Beste Kopfhörer 2019 in der richtigen Größe zum Abdecken des Ohres machen, ohne ihn zu schwer oder unangenehm zu machen.
Offene Sennheiser-Kopfhörer mit Schaumstoffabdeckung und abgenommenem Kabel.

Jetzt habe ich den zentralen Teil herausgesprungen, der den Lautsprecher enthält:
Foto des Lautsprechers im Sennheiser Kopfhörer

Brechen Sie die Kunststoffschutzspeichen ab und Sie sehen den transparenten Kunststoffkegel/Membran dahinter. Man kann auch nur einige kleine Löcher (beige Punkte) dahinter sehen, die den Klang aus dem Rücken herauskommen lassen und es der Membran ermöglichen, sich freier hin und her zu bewegen.
Foto des Lautsprechermembrankegels im Inneren des Sennheiser Kopfhörers

Jetzt der schmerzhafte Teil. Brechen Sie den Membrankegel auf (er ist viel dicker als der Kunststoff in den Ohrhörern) und Sie sehen die daran befestigte Spule (rotes Band) und den Permanentmagneten (Silber und Gold) dahinter. Die Spule sitzt im Schlitz wie ein Band, das lose um die Außenseite des Magneten läuft:
Foto des Lautsprechermembrankegels im Inneren des Sennheiser Kopfhörers

Hier ist noch eine weitere Aufnahme des Membrankegels und der Spule:
Foto von Lautsprechermembrankegel und Spule im Inneren des Sennheiser Kopfhörers

Größere und übersichtlichere Versionen dieser Fotos finden Sie auf unserer Flickr.

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