Áudio 101: Como funcionam os fones de ouvido?
Os fones de ouvido são um elemento essencial de muitas experiências de áudio. Eles permitem que você canalize a música diretamente para seus ouvidos enquanto se desconecta do mundo – mas qual é a história deles e como funcionam exatamente? Se você está curioso sobre suas latas favoritas, aqui está uma análise.
Uma breve história dos fones de ouvido
Os fones de ouvido são uma invenção que remonta à década de 1880. Naquela época, as operadoras de telefonia usavam alto-falantes pesados pousados sobre os ombros para ajudá-los a conectar as linhas telefônicas. Infelizmente, esses alto-falantes pesavam incríveis 10 libras!
Na década de 1890, uma empresa de telecomunicações britânica, a Electrophone Company, desenvolveu um conjunto seminal de fones de ouvido que ficava abaixo do rosto, chamado de eletrofone. Esse dispositivo consistia em fones de ouvido conectados a uma alça em forma de y, muito semelhante a um estetoscópio moderno.
O eletrofone seria conectado diretamente a uma linha telefônica residencial em uma extremidade e cobriria os ouvidos do usuário na outra. Com o dispositivo, os usuários podiam ouvir música transmitida por essas linhas.
Nathaniel Baldwin inventou os primeiros fones de ouvido de aparência moderna em 1910. Ao contrário do eletrofone, os fones de ouvido de Baldwin ficavam no topo da cabeça em vez de cair abaixo do rosto.
Os fones de ouvido passaram de grandes e incômodos para menores e mais leves quando a Sony lançou o Walkman em 1979. No entanto, embora os modelos intra-auriculares pequenos sejam populares hoje, alguns audiófilos ainda preferem modelos maiores e auriculares.
O segredo está nos alto-falantes
A parte mais importante de seus fones de ouvido são os alto-falantes, e cada alto-falante é feito de três componentes principais. Eles são a bobina de voz, o ímã permanente e o diafragma.
A bobina de voz é um fino círculo de fio de cobre. Este fio está suspenso no meio de um ímã permanente, que mantém um campo magnético constante. Este campo ajuda a vibração da bobina de voz.
Conectada à bobina de voz está uma membrana fina chamada diafragma. Esse diafragma, também conhecido como cone do alto-falante, é a parte responsável pelo deslocamento do ar.
Como os fones de ouvido criam som?
Muito do áudio que você ouve hoje começa como informação digital que passa por um conversor digital para analógico (DAC). Este DAC converte um sinal digital em uma corrente elétrica analógica que os alto-falantes podem usar para reproduzir o som. Para dispositivos criados antes da era digital, no entanto, esses sinais elétricos vinham direto da mídia de origem analógica e passavam por um amplificador para o alto-falante – nenhuma conversão digital necessária.
Nos fones de ouvido, como em todos os alto-falantes, correntes elétricas oscilantes viajam pelos fios até a bobina de voz. Quando a corrente passa pela bobina, ela cria um campo elétrico que interage com o campo eletromagnético do ímã permanente. A variação entre os dois campos faz com que a bobina de voz vibre.
Quando a bobina de voz vibra, o diafragma se move com ela. Este movimento do diafragma causa ondas de pressão (ou ondas sonoras) no ar circundante. Essas ondas são o som que você ouve. Para sons mais agudos, o diafragma se move rapidamente; para tons mais baixos, o diafragma vibra lentamente. O volume geral do áudio depende da força relativa do sinal elétrico.
Como os fones de ouvido com fio são diferentes dos fones de ouvido sem fio?
Atualmente, existem apenas dois tipos principais de fones de ouvido, com fio, que usa um cabo tradicional para se conectar à fonte de áudio, e sem fio, que usa sinais sem fio para reproduzir áudio. Mas existem outras diferenças que você deve considerar antes de escolher o par perfeito.
Fácil de usar
Os fones de ouvido com fio geralmente são mais fáceis de usar do que os sem fio. A troca de dispositivos é tão simples quanto desconectar os fones de ouvido e conectá-los a uma fonte de áudio diferente. Por outro lado, o fio também é a principal desvantagem, pois deve estar fisicamente conectado à fonte de áudio. Este fio inibe o movimento do usuário.
Fones de ouvido sem fio ganham pontos aqui por oferecer mais conveniência comparativamente. Com o wireless, você pode passear livremente enquanto estiver dentro do alcance de sua conexão Bluetooth. Porém, eles exigem um esforço extra se você quiser trocar de dispositivo.
Qualidade de áudio
Outra diferença importante aqui é onde o áudio digital é convertido em áudio analógico. Com fones de ouvido com fio, o áudio digital é convertido em saída analógica com um DAC no dispositivo de áudio — como seu computador — antes de enviá-lo por meio de fios para os alto-falantes do fone de ouvido. Por outro lado, o áudio Bluetooth é normalmente enviado como dados para os fones de ouvido primeiro e, em seguida, convertido em um sinal analógico pelo DAC integrado do fone de ouvido.
A razão para essa diferença é que os fones de ouvido sem fio usam um algoritmo chamado codec – que é um portmanteau para codificador / decodificador – para reduzir os dados de áudio. Esses codecs costumam ser rotulados como “com perdas” porque os dados são removidos em favor de um tamanho de arquivo menor. Os fones de ouvido sem fio usam esses codecs porque quanto menos dados são transmitidos por uma conexão Bluetooth, mais confiável é a conexão.
Mas a compressão afeta a qualidade. Ao contrário dos modelos sem fio, os fones de ouvido com fio podem fornecer som sem compressão com perdas. Isso significa que você obterá mais fidelidade com os modelos com fio. É por isso que você raramente encontrará fones de ouvido sem fio usados em um ambiente de estúdio profissional. As unidades com fio também têm latência reduzida.
Controle de áudio e potência
Fones de ouvido Bluetooth podem oferecer controle mais abrangente sobre sua música. Enquanto alguns fones de ouvido com fio permitem que você reproduza e pause seu conteúdo, muitos modelos Bluetooth permitem ajustar o volume, pausar ou reproduzir sua música e pular ou retroceder faixas. Alguns até permitem que você convoque assistentes digitais como o Siri. Mas o que você ganha em conveniência, você sacrifica a fidelidade de áudio.
Por último, os fones de ouvido sem fio requerem bateria para funcionar. Isso significa que se você ficar sem energia, seus fones de ouvido não funcionarão. Fones de ouvido com fio geralmente não usam baterias e, portanto, funcionarão sempre que estiverem conectados a uma fonte de áudio.
Novos fones de ouvido, tecnologia antiga
Os fones de ouvido são uma invenção incrível. Embora as marcas possam surgir com novos sinos e apitos, a tecnologia central permaneceu praticamente inalterada por mais de 100 anos. E embora alguns designs possam mudar com o avanço da tecnologia, o par clássico de fones de ouvido provavelmente continuará a ser sinônimo de música por muitos anos.
