Audio 101: Hoe werkt een koptelefoon?

Koptelefoons zijn een essentieel onderdeel van veel audio-ervaringen. Ze stellen je in staat om muziek rechtstreeks in je oren te leiden terwijl je de wereld afstemt, maar wat is hun geschiedenis en hoe werken ze precies? Als je nieuwsgierig bent naar je favoriete blikjes, vind je hier een overzicht.

Een korte geschiedenis van hoofdtelefoons

Koptelefoons zijn een uitvinding die teruggaat tot in de jaren 1880. In die tijd gebruikten telefonisten zware luidsprekers op hun schouders om telefoonlijnen aan te sluiten. Helaas wogen die speakers maar liefst 10 pond!

In de jaren 1890 ontwikkelde een Brits telecommunicatiebedrijf, de Electrophone Company, een baanbrekende koptelefoon die onder het gezicht hing, een zogenaamde elektrofoon. Dit apparaat bestond uit oortjes die waren aangesloten op een y-vormige handgreep, net als een moderne stethoscoop.

De elektrofoon zou aan de ene kant rechtstreeks worden aangesloten op een huistelefoonlijn en aan de andere kant de oren van de gebruiker bedekken. Met het apparaat konden gebruikers luisteren naar muziek die via deze lijnen werd uitgezonden.

Nathaniel Baldwin vond in 1910 de eerste modern ogende hoofdtelefoon uit. In tegenstelling tot de elektrofoon zat Baldwins koptelefoon bovenop het hoofd in plaats van onder het gezicht te vallen.

Hoofdtelefoons veranderden vervolgens van groot en omslachtig naar kleiner en lichter toen Sony de Walkman uitbracht in 1979. Hoewel kleine in-ear-modellen tegenwoordig populair zijn, geven sommige audiofielen nog steeds de voorkeur aan grotere, over-the-ear-modellen.

Verwant: De beste veganistische hoofdtelefoon

Het geheim zit in de luidsprekers

Het belangrijkste onderdeel van uw hoofdtelefoon zijn de luidsprekers en elke luidspreker bestaat uit drie hoofdcomponenten. Dit zijn de spreekspoel, de permanente magneet en het diafragma.

De spreekspoel is een dunne cirkel van koperdraad. Deze draad hangt in het midden van een permanente magneet, die een constant magnetisch veld handhaaft. Dit veld helpt de spreekspoel te trillen.

Verbonden met de spreekspoel is een dun membraan dat het diafragma wordt genoemd. Dit diafragma, ook wel de luidsprekerconus genoemd, is het deel dat verantwoordelijk is voor het verplaatsen van lucht.

Hoe creëren koptelefoons geluid?

Veel van de audio die je tegenwoordig hoort, begint als digitale informatie die door een digitaal-naar-analoogomzetter (DAC) gaat. Deze DAC zet een digitaal signaal om in een analoge elektrische stroom die speakers kunnen gebruiken om geluid weer te geven. Voor apparaten die vóór het digitale tijdperk zijn gemaakt, kwamen deze elektrische signalen echter rechtstreeks van de analoge bronmedia en gingen ze door een versterker naar de luidspreker, geen digitale conversie vereist.

In hoofdtelefoons, zoals alle luidsprekers, reizen oscillerende elektrische stromen via de draden naar de spreekspoel. Wanneer stroom door de spoel gaat, creëert het een elektrisch veld dat interageert met het elektromagnetische veld van de permanente magneet. De afwijking tussen de twee velden zorgt ervoor dat de spreekspoel gaat trillen.

Als de spreekspoel trilt, beweegt het diafragma mee. Deze beweging van het diafragma veroorzaakt drukgolven (of geluidsgolven) in de omringende lucht. Deze golven zijn het geluid dat je hoort. Voor hogere tonen beweegt het diafragma snel; voor lagere tonen trilt het diafragma langzaam. Het totale audiovolume hangt af van de relatieve sterkte van het elektrische signaal.

Waarin verschillen bedrade koptelefoons van draadloze koptelefoons?

Momenteel zijn er slechts twee hoofdtypen hoofdtelefoons, bekabeld, die een traditionele kabel gebruiken om verbinding te maken met de audiobron, en draadloze, die draadloze signalen gebruiken om audio te reproduceren. Maar er zijn nog andere verschillen waarmee u rekening moet houden voordat u uw perfecte paar kiest.

Makkelijk te gebruiken

Bedrade hoofdtelefoons zijn vaak gemakkelijker te gebruiken dan hun draadloze tegenhangers. Het wisselen van apparaten is net zo eenvoudig als de koptelefoon loskoppelen en op een andere audiobron aansluiten. Aan de andere kant is de draad ook het grootste nadeel, omdat deze fysiek moet worden aangesloten op de audiobron. Deze draad verhindert de beweging van de gebruiker.

Draadloze hoofdtelefoons winnen hier punten omdat ze relatief meer gemak bieden. Met draadloos kun je vrij ronddwalen zolang je binnen het bereik van je Bluetooth-verbinding bent. Ze vergen wel extra inspanning als je van apparaat wilt wisselen.

Geluidskwaliteit

Een ander belangrijk verschil hier is waar digitale audio wordt geconverteerd naar analoge audio. Met bedrade hoofdtelefoons wordt digitale audio geconverteerd naar analoge uitvoer met een DAC op het audioapparaat zoals uw computer voordat het via draden naar de hoofdtelefoonluidsprekers wordt verzonden. Aan de andere kant wordt Bluetooth-audio gewoonlijk eerst als gegevens naar de hoofdtelefoon verzonden en vervolgens omgezet in een analoog signaal door de ingebouwde DAC van de hoofdtelefoon.

De reden voor dit verschil is dat draadloze hoofdtelefoons een algoritme gebruiken dat een codec wordt genoemd, wat een samentrekking is voor coder/decoder om audiogegevens te verkleinen. Deze codecs worden vaak "lossy" genoemd omdat gegevens worden verwijderd ten gunste van een kleinere bestandsgrootte. Draadloze hoofdtelefoons gebruiken deze codecs omdat hoe minder gegevens er via een Bluetooth-verbinding worden verzonden, hoe betrouwbaarder de verbinding is.

Maar comprimeren heeft invloed op de kwaliteit. In tegenstelling tot draadloze modellen kunnen bedrade hoofdtelefoons geluid leveren zonder compressie met verlies. Dat betekent dat u een betere getrouwheid krijgt met bekabelde modellen. Daarom vind je draadloze koptelefoons niet vaak in een professionele studio-omgeving. Bekabelde eenheden hebben ook een verminderde latentie.

Audioregeling en voeding

Bluetooth-hoofdtelefoons kunnen uitgebreidere controle over uw muziek bieden. Terwijl je met sommige bedrade hoofdtelefoons je inhoud kunt afspelen en pauzeren, kun je met veel Bluetooth-modellen het volume aanpassen, je muziek pauzeren of afspelen en nummers overslaan of terugspoelen. Sommige laten je zelfs digitale assistenten zoals Siri oproepen. Maar wat u wint aan gemak, offert u op aan geluidskwaliteit.

Ten slotte hebben draadloze hoofdtelefoons batterijvermogen nodig om te werken. Dat betekent dat als je geen sap meer hebt, je koptelefoon niet werkt. Bedrade hoofdtelefoons gebruiken meestal geen batterijen en werken daarom wanneer ze zijn aangesloten op een audiobron.

Verwant: De beste USB-C-hoofdtelefoon

Nieuwe koptelefoon, oude technologie

Koptelefoons zijn een ongelooflijke uitvinding. Hoewel merken misschien met nieuwe toeters en bellen verschijnen, is de kerntechnologie al meer dan 100 jaar grotendeels onveranderd gebleven. En hoewel sommige ontwerpen kunnen veranderen naarmate die technologie vordert, zal de klassieke hoofdtelefoon waarschijnlijk nog vele jaren synoniem blijven voor muziek.

Welke apparatuur heb je nodig om van lossless audio te genieten?

Je hoort het verschil niet als je niet over de juiste hardware beschikt, zo simpel is het.

Lees volgende

Over de auteur