(eclipse_images/E+/Getty Images) Zwischen Musik, Podcasts, Spielen und dem unbegrenzten Angebot an Online-Inhalten entscheiden sich die meisten Menschen Stunden pro Woche damit verbringen, Kopfhörer zu tragen . Vielleicht erwägen Sie ein neues Paar für die Feiertage, aber bei so vielen Optionen auf dem Markt kann es schwierig sein, die richtige Wahl zu treffen.
Ich bin professioneller Musiker und Professor für Musiktechnologie, die Akustik studiert . Meine Arbeit untersucht die Schnittstelle zwischen die wissenschaftliche , künstlerisch und subjektive menschliche Elemente von Klang. Bei der Auswahl des richtigen Kopfhörers müssen alle drei Aspekte berücksichtigt werden. Was macht also ein wirklich gutes Paar aus?
Was ist eigentlich Klang?
In der Physik besteht Schall aus Luftschwingungen, die aus einer Reihe von Hoch- und Tiefdruckzonen bestehen. Dies sind die Zyklen einer Schallwelle.
Zählen der Anzahl der Zyklen, die pro Sekunde auftreten bestimmt die Frequenz oder Tonhöhe des Tons . Höhere Frequenzen bedeuten höhere Tonhöhen. Wissenschaftler beschreiben Frequenzen in Hertz, sodass ein 500-Hz-Schall pro Sekunde 500 vollständige Zyklen von Niederdruck und Hochdruck durchläuft.
Die Lautstärke oder Amplitude eines Schalls wird durch den maximalen Druck einer Welle bestimmt. Je höher der Druck, desto lauter der Ton.
Um Ton zu erzeugen, wandeln Kopfhörer ein elektrisches Audiosignal in diese Zyklen aus hohem und niedrigem Druck um, die unsere Ohren als Ton interpretieren.
Das menschliche Ohr
Menschliche Ohren sind unglaubliche Sensoren. Der durchschnittliche Mensch kann eine große Bandbreite an Tonhöhen und unterschiedlichen Lautstärken hören. Wie funktioniert das Ohr?
Wenn Schall in Ihr Ohr gelangt, wandelt Ihr Trommelfell die Luftschwingungen in mechanische Schwingungen der winzigen Mittelohrknochen um. Diese mechanischen Schwingungen werden in Ihrem Innenohr zu flüssigen Schwingungen. Empfindliche Nerven wandeln diese Vibrationen dann in elektrische Signale um, die Ihr Gehirn als Schall interpretiert.
Obwohl Menschen einen Bereich von Tonhöhen von ungefähr 20 Hz bis 20.000 Hz hören können, ist das menschliche Gehör reagiert nicht auf allen Frequenzen gleich gut .
Wenn zum Beispiel ein niederfrequentes Grollen und ein Vogel mit höherer Tonhöhe die gleiche Lautstärke haben, würden Sie das Grollen tatsächlich als leiser wahrnehmen als den Vogel. Im Allgemeinen ist das menschliche Ohr empfindlicher auf mittlere Frequenzen als tiefe oder hohe Töne . Forscher glauben, dass dies der Fall sein könnte aufgrund evolutionärer Faktoren .
Die meisten Menschen wissen nicht, dass die Hörempfindlichkeit variiert und müssten dieses Phänomen ehrlich gesagt nie berücksichtigen – es hängt einfach davon ab, wie Menschen hören. Aber Kopfhörer-Ingenieure müssen unbedingt bedenken, wie sich die menschliche Wahrnehmung von der reinen Physik unterscheidet.
Wie funktionieren Kopfhörer?
Kopfhörer – sowohl größere Varianten, die über Ihren Ohren sitzen, als auch kleine Ohrhörer – sind nur kleine Lautsprecher. Vereinfacht gesagt bewirken Lautsprecher das Gegenteil von Ihrem Ohr: Sie wandeln die elektrischen Signale Ihres Telefons, Plattenspielers oder Computers in Luftvibrationen um.
Die meisten Lautsprecher bestehen aus vier Komponenten: einem Magneten, der sich hin und her bewegt, einer Drahtspule um diesen Magneten, einer Membran, die Luft drückt, und einer Aufhängung, die die Membran hält.
Elektromagnetismus besagt, dass, wenn ein Draht um einen Magneten gewickelt ist und sich der Strom innerhalb des Drahtes ändert, der Das Magnetfeld um den Draht ändert sich proportional .
Wenn das elektrische Signal eines Liedes oder Podcasts durch die Kabel in einem Kopfhörer fließt, ändert es den Strom und bewegt den Magneten.
Der Magnet bewegt dann die Membran nach innen und außen – ähnlich wie ein Kolben – und drückt und komprimiert Luft, wodurch Impulse mit hohem und niedrigem Druck entstehen. Das ist die Musik, die Sie hören.
Im Idealfall würde ein Lautsprecher die elektrischen Signale des Eingangs perfekt in Klangdarstellungen umwandeln. Die reale physische Welt weist jedoch Einschränkungen auf. Dinge wie die Größe und das Material des Magneten und der Membran verhindern, dass ein Lautsprecher seinen Ausgang perfekt an seinen Eingang anpasst. Dies führt zu Verzerrungen und dazu, dass einige Frequenzen lauter oder leiser als im Original sind.
Obwohl kein Kopfhörer das Signal perfekt wiedergeben kann, gibt es unzählige Möglichkeiten, dieses Signal zu verzerren.
Der Grund dafür, dass zwei gleich teure Kopfhörer unterschiedlich klingen oder sich unterschiedlich anfühlen können, liegt darin, dass sie die Dinge auf unterschiedliche Weise verzerren.
Wenn Ingenieure neue Kopfhörer bauen, müssen sie nicht nur berücksichtigen, wie das menschliche Gehör den Klang verzerrt, sondern auch die physikalischen Einschränkungen jedes Lautsprechers.
Hörerpräferenz
Wenn all die Komplikationen von Ohren und Lautsprechern nicht genug wären, spielen die Zuhörer selbst eine große Rolle bei der Entscheidung, was einen „guten“ Kopfhörer ausmacht.
Aspekte wie Alter, Erfahrung, Kultur und Musikrichtungspräferenz Alle beeinflussen, welche Art von Frequenzverzerrung jemand bevorzugen wird . Kopfhörer sind genauso viel eine Frage des persönlichen Geschmacks wie alles andere.
Manche Menschen bevorzugen beispielsweise basslastige Kopfhörer für Hip-Hop-Musik, während Hörer klassischer Musik möglicherweise weniger Frequenzverzerrungen wünschen.
Aber nicht nur Musik oder Freizeithören sind zu berücksichtigen.
Kopfhörer für Hörgeschädigte können Frequenzen von etwa 1.000 Hz bis 5.000 Hz hervorheben Dies trägt dazu bei, die Sprache verständlicher zu machen .
Sie könnten sicherlich einen Hip-Hop-Song über Kopfhörer abspielen, die für Hörgeschädigte entwickelt wurden, aber die meisten Leute sind sich einig, dass das Ergebnis nicht sehr gut klingen wird.
Stellen Sie sicher, dass die Kopfhörer, die Sie auswählen, zu Ihrem Verwendungszweck passen, um zu bestimmen, was gut klingt.
Letztendlich überschneiden sich die Wissenschaft des Kopfhörerdesigns, die Kunstfertigkeit der Inhaltsersteller und die menschliche Erfahrung, um die Wahrnehmung „guter“ Kopfhörer zu formen.
Trotz all dieser bewegenden Aspekte gibt es eine narrensichere Methode, um herauszufinden, wann Kopfhörer gut sind: Wählen Sie einen guten Song und setzen Sie ein Paar auf! Denn wenn alle Eigenschaften aufeinander abgestimmt sind, kann Ihnen ein guter Kopfhörer die Möglichkeit geben, sich durch den Klang zu verwandeln. 
Timothy Hsu , Assistenzprofessor für Musik- und Kunsttechnologie, IUPUI .
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