Статьи

Внутриканальные наушники: все о них

1. Что такое IEMs?

Внутриканальные наушники (англ. In-Ear-Canalphone), еще именуемые как затычки, реже ухо-мониторы или (правильное) IEMs (в дальнейшем в статье будет именно это название, т.к. оно очень лаконичное и нравится автору) — это наушники, внешне очень похожие на вкладыши, но разработанные для максимальной звукоизоляции ушного канала слушателя. Ее (звукоизоляцию) еще называют, звуковая «герметизация», — она имеет две функции: блокировка лишних шумов и формирование звуковой площади (камеры) для достижения полноты звучания. Создает такую герметизацию насадка, надетая на сопло наушника и вложенная в переднюю часть ушного канала. Существуют также наушники, где насадка создана по слепкам ушей владельца, — они называются (у русскоговорящей аудитории) кастомами (англ. Custom molded earplugs), — подобные вещи служат для достижения максимального качества звука и комфорта от прослушивания.

Почему выбирают IEMs? Из-за высокой портативности, качественного звука и способности к блокировке лишних шумов. Некоторые модели уже давно используют аудио-инженеры; музыканты, выступая на сцене. Затычки (в России это название прижилось больше), являются разновидностью IEMs. Когда производители внутриканальных наушников начали клепать их для общего потребителя (поколение iPod), аббревиатура IEMs стала более популярна (не в России), заменив выражение «затычек».  Техническим языком правильно «затычки» называть — IEMs. Реже аббревиатура IEMs используется для обозначения внутриканальных наушников высокого качества.


Рис. 1. Основные компоненты IEMs.

2. IEMs — это вкладыши?


Нет. IEMs и вкладыши (англ. earbuds) относятся к двум основным, но разным типам внутренних ушных наушников (англ. in the earphones). У вторых преобразователи достаточно малы, чтобы плотно закрепится в ухе, и как следствие, они не «герметичны».


Рис. 2. Различные виды вкладышей.

Вкладыши и затычки носятся как открытые наушники, часто снаружи ушного канала. Они могут крепится ободом на голове, или зажимом (клипсой) для большего комфорта.


Рис. 3. Различные виды IEMs.

Только IEMs предназначены для частичной установки в ушной канал, для создания «герметичного» уплотнения. Раньше большинство (сайты, магазины, люди) из-за своего непонимания часто путали два абсолютно разных типа наушников.

3. Шумоизоляция и шумоподавление


Несмотря на свои большие размеры, наушники с активным шумоподавлением (англ. ANC) не всегда изолируют от шума лучше, чем IEMs. Так же в ANC качество звука (англ. SQ) часто оказывается второго класса, а то и ниже (хотя многое зависит от цены, но все же). Имеется ряд исследований от Auditory Systems Lab (Virginia Tech University) которые работали над этим вопросом и пришли к такому выводу.

4. Типы преобразователей


Существует два основных преобразователя (датчика, драйвера), которые используются в IEMs: динамические и с уравновешенным якорем (англ. BA; в России — арматура).

Рис. 4. Динамический преобразователь.

Динамический преобразователь (с подвижной катушкой) часто встречается в IEMs низкого класса из-за его простоты и небольшой стоимости, в отличии от «арматуры». Как правило, размер первых намного меньше, и составляют от 3 до 6 мм в диаметре. Динамический преобразователь известен своей способностью создавать более мощный бас, т.к. во время воспроизведения звука в нем перемещается больше воздуха, из-за имеющегося свободного пространства (чем не могут похвастаться «арматурные» наушники с несколькими преобразователями) что ощущается человеческим ухом. Стоит отметить, что часть известных производителей использует динамический преобразователь в своих моделях IEMs, но качество звука остается относительно невысоким, и это следует помнить.
Рис. 5. Динамический преобразователь (внутри и снаружи).

Арматурные наушники имеют преимущество, — точность воспроизведения в них гораздо выше, на диапазон частот меньше, чтобы убрать этот недостаток, в них  используется сразу несколько динамических преобразователей в каждом наушнике, что решает это проблему, каждый драйвер работает на своем диапазоне частот, увеличивая суммарный диапазон, тем самым выравнивая АЧХ. Недостатком наушников с несколькими преобразователями является их высокая цена и большие размеры.

5. Насадки



Рис. 6. Варианты насадок на наушниках.

В наушниках типа IEMs, как правило, могут встречаться три типа насадок: мягкий пластик (англ. flanges, sleeves), пена (англ. foam) и произвольные формы (англ. mold) с жестким акриловым или мягким силиконовым материалом (есть также гибридные, мягкие и жесткие формы, но реже).

Мягкие пластиковые насадки бывают двух видов: универсальные (англ. universal) и размерозависимые (англ. size-depended). Универсальные бывают с двумя или тремя выступами, это позволяет вставлять их в уши до необходимой глубины, достигая пресловутую «герметичность». Часто наушники с такими насадками причиняют беспокойство своими воздействием слушателю. Размерозависимые насадки из мягкого пластика более комфортные, так как имеют три размера: маленький, средний и большой. Пользователь выбирает то, что подходит к его размеру ушей.

Самая высокая «герметизация», и как следствие лучший комфорт и шумоизоляция у пенных насадок. Такая форма дает более полный, теплый и приятный звук, чем у пластика или силикона. Пенные насадки тоже имеют два вида, связанных с размером. Стоит отметить, что насадки подобного типа не поддаются чистке и требуют замены после нескольких недель использования. Некоторые производители даже производят подобные насадки (с различными видами пен) для отдельной продажи, к дополнению к стандартным.

Черные пенные насадки от компании «Shure» являются самыми популярными [не реклама] на рынке и обеспечивают больший комфорт, исходя из (субъективного) опыта. Часто модели имеют размер, который обозначается точками снизу наушника: одна точка — маленький, две точки — средний, три точки —  большой.  Руководства всегда поставляются вместе с наушниками.

6. Размер насадок



Рис. 7. Насадки различных размеров.

Правильный выбор размера насадки обеспечивает идеальную «герметизацию», которая в свою очередь приводит к максимальному комфорту и отличному звучанию. Использование насадки большого размера вызовет боль в ухе спустя несколько дней, а результатом использования маленького размера будет отсутствие звукоизоляции и преобладание высоких частот, из-за утечки воздуха.

Бывает, что человек долго не может подобрать нужный размер насадки, ибо некоторые уши очень восприимчивы к инородным телам. В этом случае нужно будет последовать нескольким советам, чтобы снизить дискомфорт от этой проблемы.

7. Насадки: факторы комфорта
Мы остановились на «герметизации», комфорте и качестве звука в силиконовых и пластиковых насадках (про пенные говорить ничего не будем, ибо они очень удобные и доставляют дискомфорт самой наименьшей части слушателей). Рассмотрим некоторые факторы.

Фактор 1: частичная и полная посадка
Некоторые наушники (например, EP-630 и CX-300) позволяют полностью, но не глубоко вставить насадку в ухо (приблизительно на 8-9 мм), что создаст меньше изоляции, но больший комфорт для пользователя.
Рис. 8. Creative EP-630 и Sennheiser CX 300 соответственно.

Большинство же остальных наушников требуют от слушателя более глубокой вставки (более 9 мм). Такая посадка, как уже говорилось, создаст хорошее уплотнение, следовательно лучшую «герметизацию», как следствие шумоизоляцию, но в ущерб удобству.

Фактор 2: материал насадки
Зачастую, насадки делают из мягкого пластика, силикона или поливинилхлорида. Силикон самый мягкий из всех насадок, как следствие более удобный, но не все силиконовые насадки имеют одинаковую мягкость.

Рис. 9. Насадки из мягкого пластика, силикона и ПВХ соответственно.

Фактор 3: толщина насадки
Простое правило, которое гласит, что чем тоньше будет материал на насадке, тем лучше, однако опять же в ущерб шумоизоляции.

Фактор 4: Дизайн насадки
Расположение преобразователя тоже играет важную роль. В целом, если он спрятан компактно, что позволит иметь наушнику небольшой размер, то это хорошо. Именно поэтому наушники с несколькими преобразователями считаются неудобными.


Рис. 10. Наушники Ultimate Ears серии Superfi и Triplefi (с несколькими преобразователями) соответственно.

Рассмотрим факторы на наглядных примерах
Пример 1: наушники Ultimate Ears с одинарной насадкой — неглубокая посадка, жесткие и толстые насадки, большой размер наушника = не очень удобно, но хорошая шумоизоляция.
Пример 2: наушники Sennheiser CX300 с одинарной насадкой — не глубокая посадка, мягкие, тонкие, небольшой размер наушника = удобно, шумоизоляция средняя.
Пример 3: наушники Etymotic ER-6i с тройной насадкой — глубокая посадка, мягкие и толстые, небольшой наушник — не так комфортно, но прекрасная шумоизоляция.
Пример 4: наушники Sleek Audio SA6 с двойной насадкой — глубокая посадка, мягкие, немного пористые насадки средней толщины, небольшой наушник = удобство и прекрасная шумоизоляция.
Пример 5: наушники Head-Direct RE1 с двойной насадкой — глубокая вставка, средняя мягкость и толщина, малый размер наушника = отличное удобство и хорошая шумоизоляция.
Рис. 11. Наушники соответственно примеру.

Важно помнить, что всегда требуется время для того, чтобы привыкнуть к определенной насадке, поэтому в решениях спешить не нужно. Личные предпочтения в звуке меняются чаще, чем в удобстве и это нужно также учитывать. Бывает и так, что человек влюбляется в звук, не обращая внимания на неудобства, после же, когда эйфория от звука пропадает, к нему приходят забытые беспокойства.

9. Поддержание внешнего вида и уход


Поддержание комплекта наушников в приличном внешнем виде может увеличить качество изначальной «герметизации» и срок службы наушников. Прежде всего помните, что нет способа лучше для сохранения срока службы наушников, чем регулярная чистка ушного канала.

Для универсальных наушников загрязнение насадок сулит к появлению лишних шумов и ухудшению качества звука, т.к. мелкий мусор способствует неправильному распределению воздуха. Чтобы это избежать, нужно либо поменять насадки на новые, либо использовать специальные инструменты для их очистки.

Очищайте наушники и кабель не реже одного раза в месяц. Если вы занимаетесь спортом в наушниках, то это нужно делать более чаще, особенно в тех областях, где провод прикасается к коже. Это сделает ваши наушники более долговечными.

Не в коем случае не используйте спиртосодержащие очистительные жидкости и отбеливатели. Достаточно использовать влажную тряпочку и мыло.

Для очистки насадок, обязательно снимите их с наушников. Чтобы сделать это правильно, не повредив их, возьмите насадку большим и указательным пальцами и крутящими движениями вытащите ее из сопла преобразователя. Не тяните насадки, так как это часто приводит к их разрыву и повреждениям.

Помните, что кабель от наушников, как и любой другой кабель в конечном итоге огрубевает и трескается. Чем дольше вы будете заботится о своих наушниках, тем дольше они будут служить вам. Однако, разные производители используют кабель разного качества: внешне хлипкий и не качественный кабель порой бывает очень прочным, а иногда ситуация полностью да наоборот. В идеале, в дальнейшей перспективе лучше использовать сменный кабель; ко всему, качественный (очень) съемный кабель может увеличить качество звука.

Насадки из мягкого пластика рекомендуется мыть в теплой, мыльной воде. Будьте осторожны и не допускайте попадания влаги, даже единожды намочив наушники, вы не сможете должным образом отремонтировать их до предыдущего состояния. Если же вы все же намочили наушники, то рекомендуется оставить их в проветриваемом помещении на 1 — 2 дня, — это поможет влаге испариться.

Всегда ждите полного высыхания наушников, прежде чем вкладывать их в ухо.

Экспериментальным путем было выявлен тот факт, что при очистке насадок наушников перекисью водорода (на 15 минут в жидкость) срок их службы заметно увеличивается.

9. Статическое электричество


Используя затычки можно получить разряд электростатического электричества.

При холодных условиях с низкой влажностью, статический заряд может накапливаться на теле, хотя и уши касаются только пластиковых частей наушников, существуют и металлические детали, которые расположены рядом; статический заряд, который как правило имеет высокое напряжение, способен прыгать от одного места в другое. Если и заряд вас достигнет, то он не причинит вам вреда, хоть и доставит неприятные ощущения.

Важно отметить, что подобные разряды довольно редки, и не означают, что ваши наушники неисправны; если же вы регулярно подвергаетесь электрическим ударам, то скорей всего у вас поврежден кабель (оболочка), и это уже гарантийный случай.

10. Прогрев (англ. burn-it) IEMs


Нет окончательного ответа, да или нет. Вообще тема прогрева носит немного религиозный характер и здесь, преимущественно все же ответ — нет, хотя и находятся люди (если поискать на тематических форумах) и даже тесты, где IEMs действительно показывали признаки улучшение после прогрева.

Вообще, проверить это очень легко, т.к. длительность прогрева у IEMs на порядок меньше, чем у любых других наушников и составляет максимум пару дней (если точнее, не более 50 часов) случайного воспроизведения музыки на нормальной громкости.

11. Шум от кабеля (англ. cable noise) и от движения тела (англ. bone conduction)


Часто от требовательных обладателей IEMs можно услышать жалобы двух видов, — когда пользователь слышит неприятные звуки, вызванные колебаниями IEMs, которые задевают одежду или другие объекты; второе — если перевести дословно, то будет звучать как «костная проводимость», — явление, когда шум в наушниках (происходящий внутри организма) появляется при ходьбе, беге, поедании пищи и пр.

Решить первую проблему можно, купив клипсу (а лучше и не одну) и как следует прикрепить кабель. Также существуют специальные кабели, которым безразлично на то, задевают его или нет. Зачастую даже на топовых наушниках можно встретить кабель низкого качества, поэтому в этом вопросе, перед покупкой, лучше сначала посмотреть тематические форумы или послушать, «проверить» кабель для того, чтобы он удовлетворял вашим потребностям. Вторая проблема на текущий день не решена, но, как правильно слушатель со временем привыкает к шуму на фоне, или ходит медленнее (меняет обувь).

12. Портативный усилитель для IEMs

Нужен ли портативный усилитель (англ. Portable Amps) для IEMs? — Да, для того, чтобы звучать лучше, но для небольшой части наушников. Зачастую это высокоомные IEMs, например Etymotic ER4S можно связать с усилителем, но прирост SQ будет едва заметен, если только вы не обладаете потрясающим слухом, или не больны последней стадией аудифилии.

Сопротивление и чувствительность — самый простой способ определить, нужен ли усилитель наушникам, — если в характеристиках там менее 50 Ом и 98 Дб соответственно, то IEMs, безусловно, не требует усиления.

13. Шипение и свист

Иногда, IEMs-слушатели могут услышать легкие помехи при низком уровне громкости, похожие на шипение. Т.к. большинство IEMs очень чувствительны, то они легко забирают электропомехи, когда любые другие наушники их игнорируют. Нет никакого фактического исправления этой уязвимости, но если добавить на входящую линию резистор (для увеличения сопротивления и снижения чувствительности), то, есть вероятность, что будет работать. Некоторые источники (один тип HDD на iPod) производят больше электропомех.

Свист. IEMs в частотном диапазоне от 1KHz ~ 10kHz для некоторых «свистит» или «шипит», что очень субъективно. Проблема вроде бы очевидна, — наушники производят очень острое звучание высоких частот, которые при длительном прослушивании могут раздражать, утомлять слушателя. Решения два, — эквалайзер и настройка под себя и (или) выбор других насадок, фильтра.

14. Срок службы и вне-гарантийные случаи

Не думайте, что наушники за 500$ будут служить вам в 5 раз дольше, чем наушники за 100$. Средний срок службы обычно написан в гарантийном условии. Большая стоимость — не показатель долговечности.

После поломки, в 90% случаях покупателю (если поломка удовлетворяет условиям гарантийного договора) предоставляют новые наушники, т.к. замена невыгодна производителю, т.к. требует хорошую техническую базу, которая зачастую бывает только на производственной линии.

Вообще, здесь лучше провести аналогию с автомобилями. Если у вас недостаточно финансовых средств, то не покупайте дорогие IEMs, т.к. они не менее восприимчивы к поломкам, но требуют большего ухода (по своему техническому строению), ко всему: более сложный поиск деталей, высокая их стоимость.

15. IEMs и здоровье

IEMs часто ошибочно принимают как своего рода опасность для здоровья. Причины две — частичная потеря слуха и ушные инфекции. Тут, опять же, дело в правильном использовании.

Во-первых, логично, что если долго слушать музыку на высокой громкости, то это приведет к потере слуха, независимо от того, какие наушники (колонки) использовались. У IEMs есть преимущество, — не нужно выкручивать громкость на максимум для преодоления внешних шумов. Громкость по умолчанию на большинстве плееров должна удовлетворять потребности среднестатистического слушателя. Также, следует считать неверные догадки о том, что слух может испортится из-за того, что звук находится ближе к барабанной перепонке. На тему безопасности существует несколько исследований: 1, 2.

Во вторых, вставляя в ухо любой объект, ваш организм будет реагировать увеличенным производством ушной серы. Это такая защитная реакция от увеличения популяций бактерий во влажной среде; очистку ушного канала рекомендуется делать регулярно. Собственно, чем вы реже снимаете наушники, тем больше серы у вас накапливается, и при заметных потерях слуха, следует немедленно обратится к врачу, исключая на этот период прослушивание внутриканальных наушников, т.к. это может привести к повреждению серой барабанной перепонки, и как следствие —  потере слуха.

Одно важное внимание: люди, даже если не будут подвергать себя громкому прослушиванию музыки, но слушая музыку на протяжении очень долго времени, все же могут иметь проблемы. Имеется исследование, что даже при низкой громкости (45 ~ 55dB), прослушивание не влияя на слух,  наносит вред здоровью: люди склонны к развитию серьезных заболеваний, как физических, так и психологических. Не рекомендуется слушать музыку непрерывно, даже при низкой громкости, любовь к музыке 24/7 прямым образом вредит здоровью.

Подытожим: держите ваши уши в чистоте, не слушайте музыку слишком долго (например ночью, а после по пути на работу, на работе, с работы, ночью...), не завышайте громкость (существует масса исследований, где доказано, что это значительно снижает слух за небольшие периоды времени) — помните, потеря слуха является необратимым заболеванием; сохраняйте здравый смысл над эмоциональным наслаждением.

16. Частотные характеристики IEMs

Интересен факт, когда многие люди говорят, что IEMs полны деталей, точности; однако диапазон большинства таких наушников, если посмотреть на характеристики, в действительности не превышают 16kHz.

Хотя и человеческий диапазон воспринимаемого человеческим ухом звука где-то в районе с 20Hz до 20000Hz, большинство взрослых людей (после ~ 20-ти лет) на самом деле не могут слышать звук свыше 16kHz; высокими частотами считается диапазон от 5kHz до 16kHz, — там все детали, причем большая их часть в нижней области.

Возможно, смышленые и начитанные слушатели здесь возразят, ведь, хотя и люди не могут слышать звук выше 20kHz, они могут чувствовать присутствие ультразвука (гармоничные искажения), что оказывает положительное влияние на SQ. Однако, учитывая, что почти все популярные аудио-форматы имеют ограничение в 20kHz, можно сделать вывод, — большинство музыки уже ограничено в этих рамках; и, как следствие — не нужно верить новому звуку из наушников, если их диапазон выходит за 20kHz.

17. Стоят ли IEMs своих денег?

Очень часто оказывается так, что обычные (накладные) наушники звучат лучше, чем IEMs по той же цене. Тем не менее, IEMs имеют свои преимущества перед другими типами наушников, такие как шумоизоляция и мобильность, которые также стоит учитывать. Вы должны определиться с вашими приоритетами, что для вас лучше: SQ, портативность или что-то другое? С чем, когда и где вы собираетесь использовать ваши наушники. Как только решение будет принято, вам нужно определится с бюджетом и сходить на какой-нибудь аудио-форум (doctorhead.ru, pleer.ru, hi-fi.ru), поискать то, что вы хотите или спросить у людей (в тысячный раз).

18. IEMs — плюсы и минусы

[+] — Шумоизоляция;
[+] — Лучшее сочетание портативности и SQ;
[-] — Требуется больший уход и поддержка;
[-] — Узкая звуковая сцена;
[-] — Высокая стоимость.

19. Что выбрать, если есть бюджет?

IEMs можно разбить по ценовым категориям (субъективно).

Самый низкий класс сегмента, до $50, этакий бюджетный уровень, — сюда входят динамические IEMs, которые обеспечивают относительно слабую шумоизоляцию (часто у них насадка с одним фланцем, не пенная). Звук у них немного лучше или на одном уровне, чем у вкладышей (англ. earbuds). Обычно в таких моделях преобладает бас, иногда попадаются наушники еще и с хорошими высокими частотами. В целом, все очень похоже на вкладыши, но с изоляцией.

Цена от $50 до $100, — по сути вхождение в класс, первый уровень настоящих IEMs. Здесь присутствуют динамические наушники с лучшим SQ, и односторонние арматурные наушники. Любые вкладыши до ~ $100 хуже, чем наушники в этой категории.

Цена от $100 до $300, — средний класс IEMs. Здесь присутствуют наушники с динамическим и двухсторонними (арматурными) преобразователями. Для большинства меломанов — это наушники высокого класса. В этом бюджете можно найти себе кастомные наушники или собрать (заказав моддинг) их под себя. Пожалуй, лучшее соотношение цены и качества среди IEMs.

Цена выше $300, — наушники самого высокого класса, — Hi-End, если официально. Часто, в этом диапазоне цена явно завышена (запросто может быть более $1000). Что касается качества, то в действительности особых преимуществ нет, по сравнению с тем, что рекламирует и как позиционирует себя производитель.

Будьте осторожны. Во-первых, цену нужно смотреть официальную, на сайте производителя и именно для той страны, где наушники были произведены, или в какой стране базируется компания, — часто производители для некоторых стран (в том числе и России) завышают стоимость. Во-вторых, цена часто определяется спросом.

И, самое главное — не стоит на 100% доверять инструкции выше (рыночная цена не может отражать стоимость): бывает так, что великие IEMs могут стать недооцененными, или не великие — переоцененными. Лучший способ выбора, — сходить в магазин и послушать, или почитать соответствующие форумы, спросить у опытных людей.

20. Кастомные наушники



Рис. 13. UE11 Pro, стоимостью свыше $1000 (но не все так плохо).

Это продукт, создающийся в акустической лаборатории с нуля: специалисты рассчитывают все факторы, влияющие на звук и создают наушники, максимально подходящие как под форму ваших ушей, так и под ваше восприятие звука.

Как правило наушники этой категории бьют рекорды в цене среди остальных, но не без бюджетных брендов (напр. «mylivewires»), конечно; — качественно и по доступной цене, в отличие от, например продуктов компании «Ultimate ears», порой даже аппаратная составляющая используется одна и та же.

Есть несколько моментов, которые необходимо знать, прежде чем приобретать кастомные наушники.

Чтобы наушники вас впечатлили, их нужно хорошенько «подогнать» под ваши уши, но даже самая идеальная посадка с самыми идеальными наушниками не сравнится с настоящими профессиональными, «аудиофильскими» наушниками. Ко всему, «подгонку» может быть придется делать несколько раз, т.к. материал (реже уши) может деформироваться, что послужит к очередной трате денег — все это явно подтверждает основной недостаток IEMs — высокую стоимость.

Очень долго считалось, из какого материала (мягкого или жесткого) должны быть насадки для того, чтобы создать наилучший комфорт и уплотнение; и последнее время тенденция больше за мягкими насадками, даже у профессионалов. Однако существую исследования, которые считают, что нет явного преимущества между материалом, аргументируя это эффектом Стрейзанд.

В отличии от обычных IEMs, жизненные цикл продукта довольно короткий и оценивается примерно в 4 года, но по этому поводу нет однозначного ответа; — многое зависит от физиологии. Причина интересная — ваши уши будут расти, видоизменяться. Как следствие этому вы просто не сможете в один «прекрасный» день их вставить. Вам нужно будет заново сделать слепок, и так на протяжении нескольких лет. Бывает, что некоторые компании не делают новые насадки к старым наушникам (англ. remolding), а предлагают такую же, новую модель со скидкой (или же без, что реже). Еще существуют компании, которые сделают вам насадки, даже если у вас не их наушники, просто им это выгодно.

Возможно, многим будет интересно: откуда производитель узнает форму моего уха, если находится где-нибудь в другой стране, а в России никогда не бывал — все просто, — вы делаете слепок (~ 1 тыс. — 3 тыс. руб.) и отправляете производителю.