Kõrvaklapid

Allikas: Vikipeedia

Kõrvaklapid (ingl. k. headphones) on paar väikeseid kõlareid (harvemal juhul ka üks kõlar) mis on omavahel ühendatud nii, et neid saaks kõrvadele lähedal hoida. Samuti on kõrvaklapid varustatud juhtmega, mis võimaldab neid ühendada signaaliallikaga (näiteks helivõimendi, raadio või CD-mängijaga). Kõrvaklappe võib kutsuda ka kuulariteks (ühe kõlariga kõrvaklappe vastavalt kuulariks). Samuti on olemas kõrvaklappe, mis on mõõtudelt väiksemad (nööpkõrvaklapid) ning kõrvaklapid, mida saab paigutada kõrva kuulmekäiku (nupp-kõrvaklapid).

Ajalugu[muuda | redigeeri lähteteksti]

Vanamoodne telefoni kuular

Sellised vanamoodsad telefonikuularid nagu parempoolsel pildil, olid tavalised veel 20. sajandi alguses. Kõrvaklapid ongi sellesama kuulari edasiarendus, mis enne võimendi väljatöötamist oli ainukene viis helisignaalide kuulamiseks. Esimesed tõeliselt edukad kõrvaklapid projekteeris Nathaniel Baldwin, kes valmistas need oma kodus köögis ning müüs siis Ameerika Ühendriikide mereväele. [1][2]

Brandes´i raadio kõrvaklapid, umbes aastast 1920

Varajases raadiotöös olid kasutuses väga tundlikud kõrvaklapid nagu need, mille valmistas Brandes umbes 1919. aastal. Need esimesed kõrvaklapid kasutasid liikuvaid rauast membraane (ingl. k. moving iron speaker), mis koosnesid siis ühe otsa või tasakaalustatud armatuurist. Kuna seadmelt nõuti suurt tundlikkust tähendas see seda, et üleliigset müra ei summutatud ning selle tõttu kannatas tugevasti heli kvaliteet. Samuti oli varajastel kõrvaklappidel ka väga halb mugavus võrreldes tänapäevastega, neil puudus pehmendav polster ning sageli kinnitusid need liiga tugevasti pea külge. Varajastel kõrvaklappidel varieerus ka takistus – telegraafi- ning telefonitöös kasutatavates oli takistus 75 oomi, kõrvaklapid mida kasutati koos esimeste traadita raadiotega pidid olema tundlikumad ja seetõttu kasutati neis rohkemate keerdudes traati, 1000 kuni 2000 oomi suurune takistus oli neis tavaline.

Esimestes võimendustega raadiotes olid kõrvaklapid osa vaakumlambi plaadi vooluvõrgust ning seetõttu ohtliku pinge all. Tavaliselt olid kõrvaklapid otse ühendatud kõrgepinge aku positiivsele klemmile ning aku teine klemm oli kindlalt maandatud. Selline katmata elektriühenduse kasutamine tähendas seda, et kasutajad võisid saada elektrilöögi kui nad puutusid samaaegselt katmata ühendust ning kohendasid kõrvaklappe.

Kasutamisvaldkonnad[muuda | redigeeri lähteteksti]

Kõrvaklappe saab kasutada nii fikseeritud seadmetega nagu CD- või DVD-mängijad, kodukino, personaalarvutid kui ka kaasaskantavate seadmetega nagu mp3 mängija, mobiiltelefon jne. Juhtmeta kõrvaklapid saavad kodeeritud signaali läbi raadio- või infrapunaühenduse lingi nagu sagedusmodulatsioon, bluetooth või WiFi. Tegelikult on need võimendatud vastuvõtjate süsteemid, kus kõrvaklapid on vaid üks komponent, selliseid juhtmevaba kõrvaklappe kasutatakse palju üritustel nagu vaikne disko.

Elukutselises audiosektoris kasutatavad kõrvaklappe diskorid live esinemistel ning heli-insenerid signaaliallikate jälgimiseks. Raadiostuudiotes kasutavad diskorid kõrvaklappe rääkides samal ajal mikrofoni kui valjuhääldid on välja lülitatud, et puuduks akustiline tagasiside (ingl. k. feedback) ning et nad saaksid paremini oma häält jälgida. Helisalvestamise stuudiotes kasutavad muusikud ja lauljad kõrvaklappe, et laulda või kaasa mängida kõrvaklappides kostvale viisile. Samuti kasutatakse kõrvaklappe sõjaväes mitmesuguste signaale jälgimiseks.

Juhtmega kõrvaklapid on alati ühendatud heliallikasse. Kõige tavalisemad ühenduse standardid on 6,35mm ja 3,5mm TRS pistikud (ingl. k. TRS connector) ja pistikupesad. Suuremat 6,35mm konnektorit kasutatakse tihedamini professionaalsete helivahenditega. Sony tutvustas väiksemat kuid praegu laialdaselt kasutatavat 3,5mm konnektorit 1979. aastal, muutes oma vana monofoonilist 3,5mm pistikut, et seda saaks kasutada kaasaskantava Walkman kassetimängijaga. See sama 3,5mm pistik on kasutuses tänapäevani ning samuti saab seda ühendada suurema 6,35mm pistikuga.

Tehnoloogia[3][muuda | redigeeri lähteteksti]

Liikuv pool[muuda | redigeeri lähteteksti]

Liikuva pooliga valjuhääldi

Liikuva pooli tehnoloogiaga on valmistatud enamus kõrvaklappe. Tööpõhimõte seisneb püsimagneti asetsemisel kõrvaklappide raami küljes mis loob püsiva ja muutumatu magnetvälja. Kasutatavad püsimagnetid on reeglina kas neodüümist või rauast. Membraan koosneb kergekaalulistest sitketest materjalidest näiteks tselluloos, sünteetiline polümeer, süsinik. Membraan on ühendatud pooli mähisega ning kui juhtida elektrisignaal läbi mähise tekitab see enda ümber elektromagnetvälja mille abil muutub pool elektromagnetiks. Vastavalt elektromagneti tugevusele ning polaarsusele pool ning membraan kas tõmbuvad või tõukuvad püsimagneti suhtes. Elektrivoolu kiired muutused põhjustavad membraani liikumise millega tekitatakse õhurõhu kiire muutuste seeria mis tekitab helilained.

Elektrostaatiline tehnoloogia[muuda | redigeeri lähteteksti]

Elektrostaatilist tehnoloogiat kasutavad kõrvaklapid koosnevad õhukesest elektriliselt laetud diafragmast, mõne mikromeetri paksusest PET membraanist ja kahest augustatud metallplaadist ehk elektroodist. Juhtides elektrisignaali elektroodidesse tekib elektriväli. Vastavalt tekkinud elektrivälja polaarsusele tõmmatakse diafragma ühe plaadi poole ning õhk surutakse läbi perforeeritud plaatide aukude. Kombineeritud pidevalt muutuva elektrisignaaliga liigub membraan tekitades helilaineid.

Elektrostaatilised kõrvaklapid on reeglina kallimad ning vähem levinumad kui liikuva pooli tehnoloogiat kasutavad klapid.

Kõrvaklappide tüübid[muuda | redigeeri lähteteksti]

Kuulaja erivajadused määravad suuresti kõrvaklappide valiku. Vajadus kõrvaklappe kaasas kanda vihjab sellele, et kõrvaklapid peavad olema väiksemad ja kergemad kuid see võib kaasa tuua helikvaliteedi halvenemise. Koduses kasutuses ja siseruumides kasutatavad kõrvaklapid võivad aga olla suuremad ja raskemad, samuti on nad tihti peale parema helikvaliteediga, kuna neid ei piira disaini erisused, mis on kaasaskantavatel kõrvaklappidel. Üldiselt jagatakse kõrvaklapid nelja erinevasse kategooriasse circumaural, supra-aural, nööpkõrvaklapid, ja nupp-kõrvaklapid (Eesti poodides liigitatakse nii circumaural kui ka supra-aural Hi-Fi kõrvaklappide alla ehk ingl. k. High-Fidelity headphones)

Circumaural kõrvaklapid[muuda | redigeeri lähteteksti]

Circumaural kõrvaklapid ümbritsevad kogu väliskõrva

Circumaural ehk täissuurustel kõrvaklappidel on ümmargused või ellipsi-kujulised klapid (ingl. k. earpads), mis hõlmavad tervenisti väliskõrva. Kuna circumaural kõrvaklapid ümbritsevad kogu kõrva, saab neid projekteerida selliselt, et nad oleksid tihedalt pea vastas, mis omakorda leevendab välist müra. Täissuuruses kõrvaklapid võivad oma mõõtmete tõttu olla väga rasked ning on olemas klappe, mis kaaluvad üle 500 grammi. Selle tõttu peavad nii kõrvaklappide padjad kui ka kuulareid ühendav osa olema hästi projekteeritud, et vähendada raskusest tulenevat ebamugavustunnet. Circumaural kõrvaklappe kasutatakse eelkõige siis, kui on vaja head helikvaliteeti (nagu näiteks militaar-valdkondades, professionaalsetes muusikavaldkonnas, samuti ka heli-insenerid jne.)

Supra-aural kõrvaklapid[muuda | redigeeri lähteteksti]

Surpra-aural kõrvaklapid, mida kantakse kõrvade peal

Supra-aural kõrvaklappidel on klapid, mis toetuvad kõrva peale, mitte ei ümbritse väliskõrva, nagu circumaural tüüpi kõrvaklapid. 1980. aastatel olid nad sageli komplekteeritud koos kaasaskantavate kassett-mängijatega. Seda tüüpi kõrvaklapid on reeglina väiksemad ja kergemad, kui circumaural kõrvaklapid, kuid nende disainiga kaasneb ka suurenev välismüra ja sellega võib langeda helikvaliteet kuulaja jaoks. Ka tänapäeval kasutatakse sellised kõrvaklappe ning klappe ühendava osa puudumisel on klappidele külge projekteeritud sangad, mis käivad kõrva taha ja aitavad neil kindlamini peas olla.

Sisekõrva kõrvaklapid[muuda | redigeeri lähteteksti]

Nööpkõrvaklapid[muuda | redigeeri lähteteksti]

Kaasaskantavad nööpkõrvaklapid, mis käivad kuulmekäigu ees

Nööpkõrvaklapid (ingl. k. earbuds) on mõõtmetelt palju väiksemad kui Hi-Fi kõrvaklapid ning nad paigutatakse kõrva sisse kuulmekäigu ette (mitte aga kuulmekäigu sisse). Üldiselt on nööpkõrvaklapid odavad ning neid ostetakse sellepärast, et neid on hea kaasas kanda ning nad on mugavad. Kuna nööpkõrvaklapid ei suuda isoleerida ümbritsevat müra, kasutavad kuulajaid neid kõrgema helitugevusega, mis aga omakorda suurendab riski kuulmise halvenemiseks.[4] Alates 1990. aastatest on nööpkõrvaklapid olnud levinud just isiklike muusikaseadmete komplektides (CD-mängijad, mp3-mängijad jne.) ning alates mobiiltelefonidega raadio ning muusika kuulamise võimalustest ka mobiiltelefoni lisaseadmena. Samuti kasutatakse peakomplektina ühte nööpkõrvaklappi, mille külge on ühendatud mikrofon ja mida saab sanga abil kindlamini peas hoida.

Nupp-kõrvaklapid[muuda | redigeeri lähteteksti]

Kaasaskantavad nupp-kõrvaklapid, mis käivad kuulmekäigus

Nupp-kõrvaklapid on kõrvaklapid, mis paigutatakse otse sisekõrvas asuvasse kuulmekäiku. Nagu ka nööpkõrvaklapid on nupp-kõrvaklapid lihtsasti kaasaskantavad kuid lisaks sellele on nad kõrvatroppide sarnased ja blokeerivad kogu väliskeskkonnast tingitud müra. Hetkel on müügil kahte erinevat sorti nupp-kõrvaklappe – universaalseid ja kohandatud. Universaalsetel nupp-kõrvaklappidel on üks või mitu kindlas mõõdus muhvi, et need mahuks erinevate suurustega kuulmekäikudesse. Tavaliselt on muhvid tehtud silikoonkummist, elastomeerist või vahust, et tagada isolatsioon välise müra eest. Kohandatud nupp-kõrvaklapid seevastu on aga tehtud iga kandja kuulmekäigu suuruse järgi. Inimeselt võetakse kuulmekäigust vorm, peale mida tootja valmistab täpselt sellele inimesele sobivad nupp-kõrvaklapid, mis on valmistatud samuti elastomeerist või silikoonkummist ja mis tagavad veelgi parema isolatsiooni välise müra eest ning on mugavamad. Kuna aga kohandatud nupp-kõrvaklappide tegemiseks tuleb kasutada inim-tööjõudu, on need kallimad kui universaalsed ning kuna nad sobivad kindla kuulmekäiguga, on neid ka väga raske edasi müüa.

Peakomplekt[muuda | redigeeri lähteteksti]

Tüüpiline peakomplekt

Peakomplekt kujutab endast kõrvaklappe, millega on ühendatud lisaks veel mikrofon. Peakomplektid pakuvad samaväärset funktsionaalsust käed-vabad telefoniga. Kõige tihedamini kasutatakse peakomplekte konsooli või personaalse arvutiga mängimisel, kõnekeskustes ja töökohtadel, kus kasutatakse intensiivselt telefone ning samuti isiklikel eesmärkidel arvuti taga samaaegselt rääkimise ja kirjutamise hõlbustamiseks. Peakomplektid tehakse kas ühe kuulariga (mono) või kahe kuulariga (mono mõlemasse kõrva või stereo). Mikrofon on tavaliselt kas varda küljes, millega see on viidud kasutaja suu ette või siis kõrvaklappidest tuleva juhtme küljes. Samuti võib mikrofon on kõrvaklappide sees ja heli viiakse sel juhul mikrofonini spetsiaalse toru (ingl. k. voice tube) abil (ehk heli liigub mööda õõnsat toru kõrvaklappide sees asuva mikrofonini).

Telefoni peakomplekt[muuda | redigeeri lähteteksti]

Telefonide peakomplektid on ühendatud tavatelefoni-süsteemi. Telefoni peakomplekt asendab antud süsteemis telefonitoru. Kõik tavatelefoni-süsteemi ühenduvad peakomplektid tulevad standardse 4P4C konnektoriga, mida tavaliselt kutsutakse ka RJ-9 (ingl. k. Registered jack) konnektoriks.

Tavatelefonide vanematel mudelitel on telefonitoru takistus erinev peakomplekti mikrofoni takistusest, seetõttu vajavad vanemad mudelid võimendit telefoni peakomplekti kasutamiseks. Võimendi pakub sarnast numbriklahvistikku, mis sarnaneb telefoni peakomplekti adapteriga, kuid lisaks sellele võimendab ta heli nii mikrofonile kui ka valjuhääldile. Enamus võimenditest lubab kasutajal helitugevust reguleerida ning samuti funktsiooni heli vaigistada ning lubavad vahetada peakomplekti ja telefonitoru. Telefoni võimendi töötab patareide või AC adapteriga

Kasutegurid ja ohud[muuda | redigeeri lähteteksti]

Kõrvaklappe saab kasutada ilma teisi segamata ning samuti saab kuulata materjali, mida ei soovita, et teised samal ajal kuuleksid (näiteks raamatukogus õppides ja samal ajal muusikat kuulates). Samuti pakuvad nad võrreldes valjuhäälditega (kõlaritega) sama raha eest paremat helikvaliteeti, kuna neid ei ole vaja ruumi kuju järgi paika panna, et saada parim heli. Ärge laske kõrvaklappidel koguaeg töötada täis võimsuses . See lühendab kõrvaklappide eluiga tunduvalt.

Kõrvaklapid on samuti kasutuses arvutimängude mängijate pool, kui mäng kasutab 3D audio positsioneerimise töötlusalgoritme, mis võimaldavad mängijal paremini hinnata vastase asukohta näiteks sammudest kostuva heli põhjal või tulistamisel kuulide lennu suuna järgi.

Tänapäeval kasutatakse kõrvaklappe näiteks trenni tehes (näiteks jooksmas käies või jõusaalis), kuna neid on kerge kaasas kanda ning samuti mitmetel töökohtadel, kus on probleeme valju müraga, pakkudes sealjuures vaheldust lihtsatele kõrvatroppidele kuna inimene saab töötades näiteks raadiot kuulata.

Kõige tavalisemaks probleemiks kõrvaklappide juures on see, et nende ühenduskaabel läheb katki. Enamasti murdub vasest traat juhtme sees just ühenduste kohtade pealt (konnektori või klappide juurest). Kuna nendele kohtadele mõjuvad kõige suuremad jõud, on sinna tavaliselt lisaks pandud liikumist takistavad toetused.

Viimasel ajal on päevakorda tõusnud ka kõrvaklappide kahjulik mõju kuulmisele.[5] Kasutades kõrvaklappe suurel helitugevusel võib kuulaja kannatada kuulmislanguse käes või isegi alatiseks kurdiks jääda. Sellist efekti kutsutakse varjamiseks (ingl. k. masking), mis tähendab seda, et kõrvaklappide helitugevust keeratakse juurde mürarikastes kohtades, arvestamata seejuures, et sellise tegevuse tagajärjel ei tunne inimene enam valu liiga kõrgel helitugevusel ning lõpuks võib see kahjustada tervet kuulmist.

Teiseks suureks probleemiks on see, et kõrvaklappe kasutades ei kuule inimene ümbritsevaid helisid, mistõttu võib temaga kergemini õnnetusi juhtuda. Samuti võib inimene kõrvaklappe kasutades ise õnnetusi põhjustada (näiteks autoga sõites või rasketehnikat käsitledes).

Viited[muuda | redigeeri lähteteksti]