Especificações dos fones de ouvido

Sennheiser HD 25

As especificações técnicas de um fone de ouvido são indicativas do desempenho sonoro e se dividem em especificações objetivas, que podem ser medidas em laboratório; e subjetivas, que levam em conta todo o arsenal de sensações advindos da psicoacústica.

Especificações objetivas

Atenuação ativa: indica quanto os ruídos externos são abafados pelo circuito de cancelamento ativo de ruído do fone, um fator muito importante, por exemplo, para passageiros frequentes de trens e aeronaves; é expressa em dB ou em %.

Atenuação passiva: indica quanto os ruídos externos são abafados pela cavidade do fone, um fator muito importante nas aplicações de alta fidelidade quanto na segurança de utilização em ambientes movimentados; é expressa em dB.

Densidade de fluxo magnético: indica a intensidade do campo magnético do imã dos fones eletrodinâmico e planar magnético; é expressa em Teslas, em homenagem a Nikola Tesla, o Santo Padroeiro da Eletricidade; valores em torno de 1 Tesla indicam altos níveis de SPL máximo.

Diâmetro do falante: indica o comportamento relativo às baixas frequências; diâmetros largos estão associados a graves profundos e a altos níveis de SPL máximo; é expresso em milímetros (mm).

Distorção harmônica total: indica quanto o fone de ouvido distorce a reprodução sonora devido a suas limitações mecânicas e elétricas; quanto menor o valor, mais fiel será a reprodução; é expressa em %.

Impedância: indica a energia necessária para que o fone opere dentro da resposta de frequência e distorção harmônica total contempladas em seu projeto; valores até 32 ohms são mais adequados para uso com dispositivos portáteis; acima disso, indica uso com pré-amplificadores e DACs; é expressa em ohms (Ω) e medida na frequência de 1KHz.

Força de contato: indica a força exercida pelo fone na cabeça; quanto menor o valor, mais confortável o fone, principalmente durante períodos de uso prolongados; é expressa em Newtons (N).

Peso: outro indicativo de comforto, é expresso em gramas (g) e geralmente exclui o peso do cabo de interconexão.

Resposta de frequência: indica a faixa de frequências que o fone é capaz de reproduzir; quanto mais ampla a faixa, mais fiel será a reprodução; é expressa em um gráfico em dB por Hz dentre um intervalo de tolerância e referenciada a 1KHz.

Sensibilidade: indica a eficiência da transformação de energia elétrica em acústica; quanto mais alto o seu valor, mais alto o fone de ouvido irá reproduzir um dado sinal elétrico; é expressa em dB SPL/mW.

SPL máximo: indica a máxima intensidade de pressão sonora que um fone pode reproduzir dentro dos limites de resposta de frequência e distorção harmônica total; é expresso em dB SPL.

Especificações subjetivas

Assinatura sonora: descreve a resposta de frequências de modo geral.

Brilho: descreve boa resposta e reverberação das altas frequências.

Calor: descreve boa resposta e reverberação das baixas frequências.

Equilíbrio tonal: descreve a reprodução das diferentes frequências e faixas ao longo do espectro audível.

Maciez: descreve uma resposta de frequência plana, sem picos e vales.

Opacidade: descreve um equilíbrio tonal ruim.

Palco sonoro: descreve o realismo da reprodução quanto à disposição física das diversas fontes sonoras, primordialmente no plano horizontal.

Peso: descreve boa resposta e reverberação das baixas frequências.

Velocidade: descreve a rapidez com que o fone de ouvido responde ao sinal de áudio, sendo superior nos fones eletroestáticos quando comparados aos eletrodinâmicos e planar magnéticos.

Transparência: descreve um bom equilíbrio tonal.

Ergonomias dos fones de ouvido

desenho cortesia da Bruell & Kjaer

Os fones de ouvido possuem ergonomias denominadas “ïn-ear”, “on-ear” e “over-ear”, três  anglicismos que ainda não constam oficialmente na língua portuguesa porém são utilizados por diversos fabricantes e publicações especializadas.

Fone in-ear

O fone tipo in-ear é inserido no canal auditivo e proporciona maior isolamento contra sons e ruídos externos.  Essa vantagem, porém, deve ser usufruída com muito cuidado quando em ambientes movimentados.

Possui falantes pequenos e impedâncias mais baixas, que permitem sua utilização com dispositivos portáteis em geral.

Proporciona diferentes níveis de conforto e desempenho sonoro e geralmente são divididos entre “earbuds” (“brotos de ouvido”), de baixa ergonomia e sonoridade ruim, e “in-ear monitors” (monitores intra-auriculares), com formatos mais orgânicos e complementares ao canal auditivo e desempenho sonoro semiprofissional ou até mesmo profissional.

Contém falantes eletrodinâmicos e os do tipo “balanced armature”, este último com até quatro micro falantes desenvolvidos originalmente para aparelhos auditivos e que formam um sistema de até quatro 4 vias.

Fone “on-ear”

O fone on-ear cobre a superfície externa da orelha e também proporciona isolamento contra sons e ruídos externos, porém inferior ao do fone in-ear.

Possui falantes com diâmetros menores com relação ao do tipo over-ear e impedâncias mais baixas, que permitem a sua utilização com dispositivos portáteis.

Proporciona bons níveis de conforto e desempenho sonoro. Contém falantes eletrodinâmicos e eletroestáticos.

Fone over-ear

O fone over-ear cobre os ouvidos por inteiro. Quando composto por cavidades com superfícies externas fechadas, proporciona maior isolamento contra sons e ruídos externos, além de exibir acentuada resposta de baixas frequências.

Quando composto por cavidades com superfícies externas abertas, não proporciona isolamento porém exibe resposta de frequência mais equilibrada e natural, resultando no melhor desempenho sonoro entre todos os fones de ouvido.

Possui falantes com diâmetros mais largos e geralmente impedâncias mais altas, o que torna mandatório o seu uso com pré-amplificadores e DACs. Contém falantes eletrodinâmicos, eletroestáticos e planar magnéticos.

Outras ergonomias

Além de se propagar pelo ar, os sons também se propagam através dos sólidos, e isto inclui os ossos da cabeça humana. Fones de ouvido de condução óssea são baseados neste princípio físico, onde dispositivos sonoros colocados sobre as extremidades da mandíbula criam vibrações que são transmitidas até o sistema auditivo. Se a sua qualidade sonora é muito inferior à dos fones convencionais, o fone de condução óssea porém permite uso durante a prática de natação e ciclismo urbano.

Já o fone com dispositivo magneto-restritivo gera uma força motriz nas moléculas de água da pele, sendo comumente utilizado em sistemas de intercomunicação de forças táticas especiais militares, onde o silêncio é vital. Conhecimentos advindos dos implantes cocleares e da cibernética apontam para o desenvolvimento de implantes neurais que farão parte das primeiras ações médicas realizadas em recém-nascidos.

Alto falante eletroestático

O alto falante eletroestático está baseado nos fenômenos de atração e repulsão entre superfícies carregadas eletroestaticamente.

Nesse arranjo, uma superfície interna composta de um filme muito fino de plástico da ordem de 2 mícrons carregado eletroestaticamente, denominado diafragma, está “sanduichado” entre duas superfícies externas paralelas.

Desenho do falante eletroestático com o diafragma sanduichado entre as duas superfícies paralelas – Crédito: Stax Audio

O sinal elétrico de áudio que se propaga nas superfícies externas gera um campo elétrico variável que atrai e repele a superfície interna que por sua vez faz vibrar as moléculas de ar.

A fonte de energia do fone de ouvido eletroestático é uma fonte de alimentação AC/DC com tensões de saída entre 400 e 1000 V DC.

O fone de ouvido com alto falante eletroestático é geralmente mais delicado e encontrado nas faixas superiores de preço. Pelo fato do diafragma ser extremamente leve, apresenta resposta a transientes superior às demais tecnologias.

Animação dos fenômenos de atração e repulsão entre superfícies carregadas eletroestaticamente – Crédiito: Stax Audio