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  Roundup: In-Ears unter 50 Euro
Roundup: In-Ears unter 50 Euro
08.09.2011 von Gordian Hoffmann





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Die Technik hinter den In-Ear-Kopfhörern

Zu Beginn dieses Round-ups möchten wir, zumindest vereinfacht, noch einen kurzen Blick auf die Technik in den In-Ears werfen. Unsere Aufmerksamkeit gebührt nach einer Betrachtung der Bauarten zuerst einer elektromagnetischen Kraft, welche für die Funktion aller Lautsprecher von elementarer Bedeutung ist. Anschließend beschäftigen wir uns mit der am häufigsten verwendeten Bauweise der In-Ears.

Bei fast allen Exemplaren wird man die Angabe eines dynamischen Wandlers finden. Was bedeutet diese aber eigentlich? Allgemein wandelt ein Energiewandler eine Energieform in eine andere um. In unserem Fall wird elektrische Energie (z.B. vom MP3-Player) in kinetische Energie (Membranbewegung) umgewandelt. Dieser dynamische Wandler übernimmt die Transformation der elektrischen in die kinetische Energie, also Bewegungsenergie und somit Bewegung der Luft.

Im professionellen Bereich hingegen hat sich beim In-Ear-Bau sich die Bauweise "Balanced-Armature" (kurz: BA) fest etabliert, die dynamischen Modelle sind hier weniger zu finden. Übersetzt bedeutet "Balanced Armature" "ausgewogener Anker". Jene Bauweise ist komplexer als die eines Modells mit dynamischen Wandlers und daher auch kostspieliger. Der fundamentale Vorteil dieser Technik ist ihr höherer Wirkungsgrad und häufig authentischere Wiedergabe. Diese Bauform startet aber erst im dreistelligen Bereich und wird der Vollständigkeit halber hier nur kurz angesprochen. Ein Exemplar mit dieser Technik wird es im zweiten Teil des Roundup aber geben.

Die Funktion verschiedener Lautsprecher basiert auf der Lorentzkraft. Dies gehört zum Teilgebiet der Elektrodynamik in der Physik und besagt, dass ein elektromagnetisches Feld eine Kraft – die Lorentzkraft – auf eine Elektrizitätsmenge ausübt. Ein Magnet beeinflusst also elektrische Ladungen. Genau dies macht man sich beim Lautsprecher zunutze, um Ton zu erzeugen.

Nun kommen wir zu der spezifischen Technik, welche in allen unseren Testmodellen Verwendung fand, der des (elektro-)dynamischen Kopfhörers. Den Schall, welchen wir ja wünschen, entsteht durch Bewegung der Luft. Die Luft wird von der Kopfhörermembran in Schwingungen versetzt, was unsere Ohren wahrnehmen. Diese Membran ist direkt mit den sich bewegenden Spulen verbunden [s. Bild]. Im Lautsprecher findet ein Permanentmagnet, Schwingspule(n) und die eigentliche Membran Platz. Die stationären Magneten, grün im Bild, sorgen für ein gleichmäßiges Magnetfeld. Zum Betrieb wird Strom durch die Spule geschickt, welche sich genau im vom Permanentmagneten ausgelösten Magnetfeld befindet.

Für den Betrieb wird eine Wechselspannung angelegt, welche die Spulen im dauerhaften Magnetfeld durch die Lorentzkraft in Bewegung versetzt. Die Membran - unmittelbar mit der Spule verbunden - bewegt sich und versetzt die Luft in Schwingungen, wir haben Schall.
Die ausgegebenen Laute können nun durch unterschiedliche Spannungen verändert werden, weil sie die Wechselwirkungen zwischen Magnet und Spule beeinflussen.



Quelle: wikipedia.org



Leider verfügen aber unterschiedlich große Membranen über unterschiedliche Schwingeigenschaften. So bewegen sich große Membranen langsamer und sind prädestiniert für die Wiedergabe tiefer Bässe, während kleine, leichte Häute besser für schnelle Bewegungen und somit hohe Töne geeignet sind.
Platzbedingt ist es aber bei In-Ears nicht möglich, je einen Treiber für tiefe, mittige und hohe Töne zu verbauen, wie man es von großen Anlagen kennt. Bei manchen BA-Modellen im High-End-Bereich kommen aber auch zwei oder drei "Treiberchen" zum Einsatz. Durch die geringe notwendige Lautstärke, im Vergleich zu großen Anlagen, reicht aber ein Treiber, um tiefe, mittlere und hohe Frequenzen abzudecken.


Die Impedanz

Die Impedanz ist das Gegenstück zum bei Gleichstrom auftretenden Widerstand und befasst sich somit mit dem Wechselstromwiderstand. De facto wird der Eigenwiderstand der Spule eines Ohrhörers gemessen und in Ohm vom Hersteller angegeben, die anderen Widerstände im System (z.B. der Kabelwiderstand), sind marginal und werden nicht berücksichtigt.
Bei der kleinen Kopfhörerart sind Impedanzen zwischen 8 und 32 Ohm die Regel. Diese Angabe bezieht sich auf eine Frequenz (Spulen/Membran-Schwingungen pro Sekunde) von 1 kHz = 1000 Hz, denn die Impedanz ändert sich mit der Frequenz.
Wer nun hochwertige Hifi-Kopfhörer kennt, weiß, dass deren Impedanzen sich im Bereich von 50 bis über 600 Ohm bewegen. Ein solch hoher Widerstand würde die mobilen Geräte, an denen In-Ears eingesetzt werden, zu viel Strom kosten und die Akkulaufzeit somit stark verringern. Also haben höherohmige Kopfhörer einen höheren Stromverbrauch bei gleicher Lautheit. Ferner haben Kopfhörer höherer Impedanz eine geringere Maximallautstärke, welche durch den maximalen Strom erzeugt wird, welcher durch einen höheren Wechselstromwiderstand "gebremst" wird.
Hochohmige Lautsprecher haben aber natürlich nicht nur Nachteile. Ihr Vorteil liegt beim Klang. Durch ihre Bauweise erreichen sie ausgewogeneren Klang und können exaktere Ergebnisse abliefern.
Der Grund ist, dass bei Kopfhörern mit höherem Widerstand dünnerer Draht als Spule verwendet wird. Dadurch dass dieser dünner ist, kann durch ihn weniger Strom fließen, was den Widerstand erhöht. Der Vorteil des dünneren Drahtes ist, dass seine Masse bei gleicher Windungszahl um die Spule geringer ist und sich damit die Membran, welche in die Spule gekoppelt ist, leichter bewegen lässt. Somit lässt sich das Eingangssignal detaillierter darstellen.



Der Frequenzgang

Die Frequenz beschreibt, wie oft die Membran (bzw. die Spule) in der Lage ist, sich pro Sekunde zu bewegen. Hierbei werden oft Werte zwischen 4 und 25.000 Hz angegeben, was natürlich nur im Labor möglich ist. Kaum ein Audiosignal verfügt über derartig extreme Frequenzen, da sie das menschliche Gehör gar nicht wahrnehmen kann. Es reicht nur von etwa 35 bis 16000 Hz. Ältere Menschen hören die extremen Frequenzen oft nicht mehr, wohingegen junge Leute diese deutlich besser wahrnehmen.


Vor- und Nachteile der In-Ears

Der erste fundamentale Vorteil kann im Straßenverkehr ein No-Go sein. Die Umgebungsgeräusche werden ausgesprochen gut gedämpft. Wenn man konzentriert Musik lauschen will, möchte man nicht gestört werden. Die Gummikappe der Ohrhörer passt sich dem Gehörgang an und verschließt annähernd luftundurchlässig. Folglich kann nur noch wenig ungewollter Schall ins Ohr eindringen, der Hörer kann sich voll auf den Musikgenuss konzentrieren. Natürlich differiert die Qualität der Dämpfung von Modell zu Modell. Ferner gibt es eine Technik namens "Noise Isolation", auf welche zwei Modelle im Testfeld setzen. Hierbei werden die Umgebungsgeräusche durch entgegengesetzte Wellen kompensiert. Eine genaue Erläuterung folgt.
Während die von außen kommenden Geräusche gedämpft werden, gelangt natürlich auch nur sehr wenig Ton von den In-Ears nach außen. Dadurch ist einmal lautes Hören möglich und zum anderen gehen keine Details oder bestimmte Frequenzen verloren. Außerdem stört man niemanden in seiner Umgebung.
Natürlich ist die kleinste Kopfhörerspezies leicht, komfortabel und kompakt. Die transportablen Ohrhörer lassen den Einsatz an fast jedem Ort zu und klingen überall identisch. Durch den Sitz im beginnenden Gehörgang wird ein Mittendrin-Gefühl vermittelt.

Vollkommen ist aber auch der In-Ear-Kopfhörer nicht: Richtungsortung und Bass am ganzen Körper können nur mit großen, stationären Anlagen erreicht werden. Mit ohrschießenden Kopfhörern in Hi-Fi-Bauweise kann man zumindest eine grobe Richtungsortung realisieren, mit In-Ears nicht - hier heißt es Stereo. Richtungsortung benötigt man aber bei Musik üblicherweise nicht und auch unterwegs kann man bei Filmen auf Laptop, Tablet oder Smartphone auf Richtungsortung verzichten.



Testmethodik

Eines vorweg: Über besondere Messtechnik verfügen wir nicht. Bei den Tests verlassen wir uns voll und ganz auf unser Gehör, welches bereits viel Erfahrung sammeln konnte. Als technische Hilfsmittel wurde primär Audacity verwendet. Mit der Software lassen sich unter anderem Sinustöne erstellen, welche uns verraten, welche Frequenzen sauber abgebildet werden können.
Alle Kopfhörer wurden mit allen aufgelisteten Filmen und Songs an den dafür vorgesehenen Geräten getestet. Später werden wir nicht auf jeden einzelnen Unterpunkt eingehen, sondern Auffälliges umfassend beschreiben.


Testgeräte
  • Angeschlossen an Auzentech Bravura
  • Samsung Galaxy S2 an Kopfhörer-Out
  • Onkyo 607 an Kopfhörer-Out


Die in grau dargestellten Geräte wurden nur vereinzelt für Vergleiche zwischen den Ohhörern hinzugezogen, Testgerät war die Auzentech Bravura.


Vergleichsaudiogeräte
  • AKG 430 Kopfhörer
  • AKG K830 BT
  • Sennheiser CX 350 Street II
  • Teufel Motiv 2
  • Teufel System 6 THX
  • JBL EON 15P


Testdateien
  • Filme:
    • BD Inception
    • BD Gladiator

  • Musik:
    • Elektronische Musik:
      • Armin van Buuren - This world is watching me
      • Totally Enormous Extinct Dinosaurs - Garden

    • Rockmusik:
      • AC/DC - Back in Black
      • Yellowcard- Breathing

    • Hip Hop:
      • Deichkind - Luftbahn
      • Die Fantastischen Vier - Ichisichisichisich

    • Klassik:
      • Beethoven Nr.5

    • Andere:
      • Bonaparte - Fly a plane into me
      • La Brass Banda - Autobahn

    • Konzerte:
      • DVD Rammstein - Völkerball "Amerika"
      • DVD Genesis - When in Rome "I can't dance"
      • BD Sting - Live in Berlin "Englishman in New York"
      • BD Shakira - Oral Fixation Tour "Don't Bother"





Durch immer hochauflösendere Displays auf mobilen Geräten macht es durchaus Sinn, einem Film auf diesen zu sehen. Aus diesem Grund haben wir uns dazu entschlossen, neben verpflichtender Musik auch zwei Filmsequenzen in den Parcours aufzunehmen. Bei den beiden Filmen wurden jeweils die ersten 12 Minuten angesehen, bei den Konzert-Aufnahmen der in Anführungszeichen markierte Titel.







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