Устройства вывода звука

С развитием информационных технологий сферы использования звука самые разнообразные: от образовательных, развивающих (чтение, музыка и пр.), бизнес-приложений (тренингов, пресс-конференций, презентаций) до профессиональных программ (прослушивание шумов в сердце, обучение радиотелеграфистов) и профессиональных мультимедиа (озвучивание фильмов, музыкальные редакторы).

К устройствам вывода звука в современных ПК относят: колонки, наушники, динамики.

Колонки

В основном используется акустическая система, которая состоит их двух колонок, но существуют варианты с большим числом. Колонки различаются размерами, формой и мощностью.

Колонки (или акустическая система) преобразуют электрический сигнал в звуковое давление.

Колонки бывают однополосными (с одним широкополосным излучателем, например, динамической головкой) и многополосными (с двумя и большим количеством головок, которые создают звуковое давление в своей частотной полосе).

Также колонки разделяют на:

• активные (имеют встроенный усилитель, регулятор громкости и тембра, нужны дополнительные источники питания);
• пассивные (малой мощности).

Рисунок 1. Активные колонки

Рисунок 2. Пассивные колонки

Наушники

Наушники являются устройством для персонального прослушивания звуковой информации.

По способу передачи звука наушники разделяют на:

• проводные – соединены с источником с помощью провода, могут обеспечить звук максимального качества;
• беспроводные – соединяются через беспроводной канал (bluetooth, радио- или инфракрасный). Такие устройства вывода звука мобильны, но имеют привязку к базе и ограниченный радиус действия. Обеспечивают более низкое качество звука, чем проводные.

По типу конструкции (виду) наушники делятся на:

• вставные («вкладыши») – устанавливаются в ушную раковину;
• канальные (внутриканальные, «затычки») – устанавливаются в ушной канал;
• накладные – накладываются на ухо;
• полноразмерные (мониторные) – охватывают все ухо.

По акустическому оформлению наушники разделяют на:

• наушники открытого типа – частично пропускают внешние звуки, при этом достигается более естественное звучание. Преимуществом использования является отсутствие давления на внутреннее ухо;
• наушники полуоткрытого типа – обеспечивают частичную звукоизоляцию;
• наушники закрытого типа – обеспечивают полную звукоизоляцию.

Рисунок 3. Наушники открытого типа

Рисунок 4. Наушники закрытого типа

В наушниках используется один из трех типов соединительных разъемов: jack, mini jack или micro jack.

Наушники могут крепиться на голове с помощью вертикальной дужки или с помощью затылочной дужки, на ушах с помощью заушины или клипс, или не иметь креплений (вставные или канальные наушники).

Рисунок 5. Разъем jack

Рисунок 6. Принцип работы разъема

Основные технические характеристики наушников:

• Частотная характеристика влияет на качество звука наушников. Среднее значение частоты от $18$ Гц до $20000$ Гц. Некоторые профессиональные наушники имеют интервал частот от $5$ Гц до $60000$ Гц. Наиболее часто используется частота от $5$ Гц до $125000$ Гц.

• Чувствительность влияет на громкость звука в наушниках. Обычно наушники обеспечивают чувствительность не менее $100$ дБ, если чувствительность меньше, звук может быть слишком тихим.

• Сопротивление (импеданс). Наушники делятся на низкоомные и высокоомные, причем это разделение зависит от их типа. Например, полноразмерные наушники с сопротивлением до $100$ Ом считаются низкоомными, а наушники внутриканального типа с сопротивлением выше $32$ Ом – высокоомные. Большинство современных наушников имеют величину сопротивления $32$ Ом. Наушники со значением сопротивления $16$ Ом обладают повышенной излучаемой акустической мощностью. Для студийной работы используют наушники с максимальным значением сопротивления.

• Максимальная входная мощность влияет на громкость звучания.

• Уровень искажений в наушниках измеряется в процентах, причем чем он меньше, тем выше качество звучания. Для частот от $100$ Гц до $2000$ Гц приемлемым является искажение до $1\%$, для частот ниже $100$ Гц – $10\%.$

Динамик

До появления сравнительно дешевых звуковых плат динамик являлся основным устройством воспроизведения звука. Обеспечивает достаточно низкое качество и примитивность звуков.

Динамик все же и сегодня остаётся штатным устройством ПК и в основном используется для подачи сигналов об ошибках, в частности при работе программы $POST$. Некоторые программы можно настроить на вывод звуковых сигналов через динамик, что бывает удобно, если к звуковой плате подключены наушники (по умолчанию не надетые).