Los auriculares son un par de pequeños controladores de altavoces que se usan en la cabeza o alrededor de ella, sobre las orejas del usuario. Son transductores electroacústicos que convierten una señal eléctrica en un sonido correspondiente. Los auriculares permiten que un solo usuario escuche una fuente de audio de forma privada, a diferencia de un altavoz , que emite sonido al aire libre para que cualquiera que esté cerca lo escuche. Los auriculares también se conocen como auriculares [1] o, coloquialmente , latas . [2] Los auriculares circumaurales (alrededor de la oreja) y supraaurales (sobre la oreja) utilizan una banda sobre la parte superior de la cabeza para mantener los controladores en su lugar. Otro tipo, conocido como auriculares o auriculares , [1] consta de unidades individuales que se conectan al canal auditivo del usuario ; dentro de esa categoría se han desarrollado auriculares inalámbricos que utilizan tecnología inalámbrica. Un tercer tipo son los auriculares de conducción ósea , que normalmente se envuelven alrededor de la parte posterior de la cabeza y descansan frente al canal auditivo, dejando el canal auditivo abierto. En el contexto de las telecomunicaciones , un auricular es una combinación de un auricular y un micrófono .
Los auriculares se conectan a una fuente de señal como un amplificador de audio , una radio , un reproductor de CD , un reproductor multimedia portátil , un teléfono móvil , una consola de videojuegos o un instrumento musical electrónico , ya sea directamente mediante un cable o mediante tecnología inalámbrica como Bluetooth , DECT o radio FM . Los primeros auriculares se desarrollaron a finales del siglo XIX para que los utilizaran los operadores de centralitas , para tener las manos libres. Inicialmente, la calidad del audio era mediocre y un paso adelante fue la invención de los auriculares de alta fidelidad . [3] [4]
Los auriculares presentan una gama de diferentes capacidades de calidad de reproducción de audio. Los auriculares diseñados para uso telefónico normalmente no pueden reproducir sonido con la alta fidelidad de las costosas unidades diseñadas para escuchar música por audiófilos . Los auriculares que usan cables normalmente tienen un conector telefónico de 1 ⁄ 4 de pulgada (6,4 mm) o 1 ⁄ 8 de pulgada (3,2 mm) para conectar los auriculares a la fuente de audio. Algunos auriculares son inalámbricos, utilizando conectividad Bluetooth para recibir la señal de audio por ondas de radio de dispositivos fuente como teléfonos celulares y reproductores digitales. [5] Como resultado del efecto Walkman , a partir de la década de 1980, los auriculares comenzaron a usarse en lugares públicos como aceras, supermercados y transporte público. [6] Los auriculares también son utilizados por personas en varios contextos profesionales, como ingenieros de audio que mezclan sonido para conciertos en vivo o grabaciones de sonido y DJ , que usan auriculares para poner en cola la siguiente canción sin que la audiencia escuche, pilotos de aviones y empleados de centros de llamadas . Los dos últimos tipos de empleados usan auriculares con un micrófono integrado.
Los auriculares surgieron de la necesidad de liberar las manos de una persona al operar un teléfono . [7] En la década de 1880, poco después de la invención del teléfono , los operadores de las centralitas telefónicas comenzaron a utilizar aparatos de cabeza para montar el receptor del teléfono . [8] El receptor se montaba en la cabeza mediante una abrazadera que lo sujetaba junto a la oreja. [9] El soporte de cabeza liberaba las manos del operador de la centralita, de modo que podía conectar fácilmente los cables de las personas que llamaban y los receptores del teléfono. [10] El receptor de teléfono montado en la cabeza en la forma singular se llamaba auricular . [11] [12] Estos receptores de teléfono montados en la cabeza, a diferencia de los auriculares modernos, solo tenían un auricular. [13]
En la década de 1890, la empresa británica Electrophone desarrolló un dispositivo de escucha con dos auriculares . El dispositivo creó un sistema de escucha a través de las líneas telefónicas que permitía al cliente conectarse a transmisiones en vivo de representaciones en teatros y casas de ópera en todo Londres. Los suscriptores del servicio podían escuchar la actuación a través de un par de auriculares enormes que se conectaban debajo de la barbilla y se sujetaban con una varilla larga. [14]
En 1891, el ingeniero francés Ernest Mercadier patentó un conjunto de auriculares intraauriculares. [15] [14] La empresa alemana Siemens Brothers también vendía en esa época auriculares para operadores telefónicos que tenían dos auriculares, aunque colocados fuera de la oreja. Los auriculares de Siemens Brothers tenían un aspecto similar a los auriculares modernos. La mayoría de los auriculares utilizados por los operadores telefónicos seguían teniendo un solo auricular. [16]
Los auriculares aparecieron en el campo emergente de la telegrafía inalámbrica , que fue la etapa inicial de la radiodifusión . Algunos de los primeros desarrolladores de telégrafos inalámbricos eligieron utilizar el altavoz del receptor telefónico como detector de la señal eléctrica del circuito receptor inalámbrico. [17] En 1902, los innovadores del telégrafo inalámbrico, como Lee de Forest , utilizaban dos receptores telefónicos montados en la cabeza conjuntamente para escuchar la señal del circuito receptor. [18] Los dos receptores telefónicos montados en la cabeza se denominaban en singular auriculares . [17] En 1908, el auricular comenzó a escribirse simplemente como auriculares , [19] y un año después se empezó a utilizar la palabra compuesta auriculares . [20]
Una de las primeras empresas en fabricar auriculares para operadores inalámbricos fue Holtzer-Cabot Company en 1909. [21] También eran fabricantes de receptores de cabeza para operadores telefónicos y receptores de teléfono normales para el hogar. [21] Otro fabricante temprano de auriculares fue Nathaniel Baldwin. [22] Fue el primer proveedor importante de auriculares para la Marina de los EE. UU . [23] En 1910, motivado por su incapacidad para escuchar sermones durante el servicio dominical, inventó un prototipo de auricular telefónico. [24] Lo ofreció para pruebas a la marina, que rápidamente ordenó 100 de ellos. Wireless Specialty Apparatus Co., en asociación con Baldwin Radio Company, estableció una planta de fabricación en Utah para cumplir con los pedidos. [25] Estos primeros auriculares usaban controladores de hierro móviles , [26] con armaduras de un solo extremo o balanceadas. El tipo común de un solo extremo usaba bobinas de voz enrolladas alrededor de los polos de un imán permanente, que se colocaban cerca de un diafragma de acero flexible. La corriente de audio a través de las bobinas variaba el campo magnético del imán, ejerciendo una fuerza variable sobre el diafragma, haciéndolo vibrar, creando ondas sonoras. El requisito de alta sensibilidad significaba que no se utilizaba amortiguación , por lo que la respuesta de frecuencia del diafragma tenía picos grandes debido a la resonancia, lo que resultaba en una mala calidad de sonido . Estos primeros modelos carecían de acolchado y a menudo eran incómodos de usar durante períodos prolongados. Su impedancia variaba; los auriculares utilizados en el trabajo de telégrafo y teléfono tenían una impedancia de 75 ohmios . Los utilizados con la radio inalámbrica temprana tenían más vueltas de cable más fino para aumentar la sensibilidad. Las impedancias de 1000 a 2000 ohmios eran comunes, lo que se adaptaba tanto a los equipos de cristal como a los receptores de triodo . Algunos auriculares muy sensibles, como los fabricados por Brandes alrededor de 1919, se usaban comúnmente para el trabajo de radio temprano.
En 1958, John C. Koss , un audiófilo y músico de jazz de Milwaukee , produjo los primeros auriculares estéreo. [27] [26]
Los auriculares más pequeños tipo tapón, que se conectaban al canal auditivo del usuario, se desarrollaron primero para los audífonos . Se empezaron a utilizar ampliamente con las radios de transistores , que aparecieron comercialmente en 1954 con la introducción del Regency TR-1 . El dispositivo de audio más popular de la historia, la radio de transistores cambió los hábitos de escucha, permitiendo a las personas escuchar la radio en cualquier lugar. El auricular utiliza un controlador de hierro móvil o un cristal piezoeléctrico para producir sonido. El conector de radio y teléfono de 3,5 mm , que es el más utilizado en aplicaciones portátiles en la actualidad, se ha utilizado al menos desde la radio de transistores Sony EFM-117J, que se lanzó en 1964. [28] [29] Su popularidad se vio reforzada por su uso en el reproductor de cintas portátil Walkman en 1979.
Los auriculares se pueden utilizar con reproductores de CD y DVD fijos , sistemas de cine en casa , ordenadores personales o dispositivos portátiles (por ejemplo, reproductores de audio digital / reproductores de MP3 , teléfonos móviles ), siempre que estos dispositivos estén equipados con un conector para auriculares. Los auriculares inalámbricos no están conectados a su fuente mediante un cable. En su lugar, reciben una señal de radio o de infrarrojos codificada mediante un enlace de transmisión de radio o de infrarrojos, como FM , Bluetooth o Wi-Fi . Se trata de sistemas receptores alimentados por batería, de los cuales el auricular es solo un componente. Los auriculares inalámbricos se utilizan en eventos como una discoteca silenciosa o un concierto silencioso .
En el sector del audio profesional , los disc jockeys con un mezclador de DJ y los ingenieros de sonido utilizan auriculares en situaciones en vivo para monitorear las fuentes de señal. En los estudios de radio, los DJ usan un par de auriculares cuando hablan al micrófono mientras los altavoces están apagados para eliminar la retroalimentación acústica mientras monitorean su propia voz. En las grabaciones de estudio, los músicos y cantantes usan auriculares para tocar o cantar junto con una pista de acompañamiento o una banda. En aplicaciones militares, se monitorean señales de audio de muchas variedades mediante auriculares.
Los auriculares con cable se conectan a una fuente de audio mediante un cable. Los conectores más comunes son los conectores telefónicos de 6,35 mm ( 1 ⁄ 4 de pulgada) y 3,5 mm . El conector más grande de 6,35 mm es más común en equipos domésticos o profesionales de ubicación fija. El conector de 3,5 mm sigue siendo el conector más utilizado para aplicaciones portátiles en la actualidad. Hay adaptadores disponibles para convertir entre dispositivos de 6,35 mm y 3,5 mm.
Como componente activo, los auriculares inalámbricos tienden a ser más costosos debido a la necesidad de hardware interno como una batería, un controlador de carga, un controlador de altavoz y un transceptor inalámbrico , mientras que los auriculares con cable son un componente pasivo, que externaliza la conducción del altavoz a la fuente de audio.
Algunos cables de auriculares están equipados con un potenciómetro en serie para controlar el volumen.
Los auriculares con cable pueden estar equipados con un cable no desmontable o un conector macho a macho auxiliar desmontable , así como algunos con dos puertos para permitir la conexión de otros auriculares con cable en un circuito paralelo , que divide la señal de audio para compartirla con otro participante, pero también se pueden utilizar para escuchar audio de dos entradas simultáneamente. Un divisor de audio externo puede modernizar esta capacidad. [30]
También se utilizan varios tipos de auriculares o audífonos especialmente diseñados para evaluar el estado del sistema auditivo en el campo de la audiología para establecer umbrales de audición, diagnosticar médicamente la pérdida auditiva , identificar otras enfermedades relacionadas con la audición y monitorear el estado de la audición en programas de conservación de la audición ocupacional . [31] Se han adoptado modelos específicos de auriculares como estándar debido a la facilidad de calibración y la capacidad de comparar resultados entre instalaciones de prueba. [32]
Los auriculares de estilo supraaural son históricamente los más utilizados en audiología, ya que son los más fáciles de calibrar y se consideraron el estándar durante muchos años. Los modelos más utilizados son los auriculares dinámicos Telephonics (TDH) 39, TDH-49 y TDH-50. Los auriculares intraaurales o de inserción se utilizan con más frecuencia en la actualidad, ya que proporcionan niveles más altos de atenuación interaural, introducen menos variabilidad al probar 6000 y 8000 Hz y evitan problemas de prueba resultantes del colapso de los canales auditivos. Un modelo de auricular de inserción de uso común es el Etymotic Research ER-3A. Los auriculares circumaurales también se utilizan para establecer umbrales de audición en el rango extendido de alta frecuencia (8000 Hz a 20 000 kHz). Junto con los auriculares de inserción ER-2A de Etymotic Research, los auriculares circumaurales Sennheiser HDA300 y Koss HV/1A son los únicos modelos que tienen valores de nivel de presión sonora umbral equivalentes de referencia para el rango extendido de alta frecuencia, tal como lo describen las normas ANSI . [33] [32] [34]
Los audiómetros y los auriculares deben calibrarse juntos. Durante el proceso de calibración, la señal de salida del audiómetro a los auriculares se mide con un medidor de nivel de sonido para garantizar que la señal sea precisa con respecto a la lectura del audiómetro en cuanto al nivel de presión sonora y la frecuencia . La calibración se realiza con los auriculares en un acoplador acústico que tiene como objetivo imitar la función de transferencia del oído externo. Debido a que se utilizan auriculares específicos en el proceso de calibración inicial del audiómetro, no se pueden reemplazar con ningún otro par de auriculares, incluso de la misma marca y modelo. [32]
Las características eléctricas de los altavoces dinámicos se pueden aplicar fácilmente a los auriculares, porque la mayoría de los auriculares son pequeños altavoces dinámicos.
Los auriculares están disponibles con impedancia alta o baja (normalmente se mide a 1 kHz). Los auriculares de baja impedancia están en el rango de 16 a 32 ohmios y los auriculares de alta impedancia están en el rango de 100 a 600 ohmios. A medida que aumenta la impedancia de un par de auriculares, se requiere más voltaje (a una corriente dada) para accionarlos, y el volumen de los auriculares para un voltaje dado disminuye. En los últimos años, la impedancia de los auriculares más nuevos generalmente ha disminuido para adaptarse a los voltajes más bajos disponibles en la electrónica portátil basada en CMOS alimentada por batería . Esto ha dado como resultado auriculares que pueden ser accionados de manera más eficiente por la electrónica alimentada por batería. En consecuencia, los amplificadores más nuevos se basan en diseños con una impedancia de salida relativamente baja.
La impedancia de los auriculares es un motivo de preocupación debido a las limitaciones de salida de los amplificadores. Un par de auriculares modernos es impulsado por un amplificador, y los auriculares de menor impedancia presentan una carga mayor. Los amplificadores no son ideales; también tienen cierta impedancia de salida que limita la cantidad de potencia que pueden proporcionar. Para garantizar una respuesta de frecuencia uniforme, un factor de amortiguamiento adecuado y un sonido sin distorsiones, un amplificador debe tener una impedancia de salida menor a 1/8 de la de los auriculares que está impulsando (e idealmente, lo más baja posible). Si la impedancia de salida es grande en comparación con la impedancia de los auriculares, está presente una distorsión significativamente mayor. [35] Por lo tanto, los auriculares de menor impedancia tienden a ser más ruidosos y más eficientes, pero también exigen un amplificador más capaz. Los auriculares de mayor impedancia son más tolerantes a las limitaciones del amplificador, pero producen menos volumen para un nivel de salida determinado.
Históricamente, muchos auriculares tenían una impedancia relativamente alta, a menudo superior a los 500 ohmios, por lo que podían funcionar bien con amplificadores de válvulas de alta impedancia. Por el contrario, los amplificadores de transistores modernos pueden tener una impedancia de salida muy baja, lo que permite utilizar auriculares de menor impedancia. Desafortunadamente, esto significa que los amplificadores de audio o equipos estéreo más antiguos suelen producir una salida de mala calidad en algunos auriculares modernos de baja impedancia. En este caso, un amplificador de auriculares externo puede resultar beneficioso.
La sensibilidad es una medida de la eficacia con la que un auricular convierte una señal eléctrica entrante en un sonido audible. Por lo tanto, indica el volumen de los auriculares para un nivel de excitación eléctrica determinado. Se puede medir en decibeles de nivel de presión sonora por milivatio ( dB (SPL)/mW) o en decibeles de nivel de presión sonora por voltio (dB (SPL)/V). [36] Desafortunadamente, ambas definiciones se utilizan ampliamente, a menudo de manera intercambiable. Como el voltaje de salida (pero no la potencia) de un amplificador de auriculares es esencialmente constante para la mayoría de los auriculares comunes, dB/mW suele ser más útil si se convierte a dB/V utilizando la ley de Ohm :
Una vez que se conoce la sensibilidad por voltio, el volumen máximo de un par de auriculares se puede calcular fácilmente a partir del voltaje de salida máximo del amplificador. Por ejemplo, para unos auriculares con una sensibilidad de 100 dB (SPL)/V, un amplificador con una salida de voltaje de 1 valor eficaz (RMS) produce un volumen máximo de 100 dB.
El uso de auriculares de alta sensibilidad con amplificadores de potencia puede producir volúmenes peligrosamente altos y dañar los auriculares. El nivel máximo de presión sonora es una cuestión de preferencia, y algunas fuentes recomiendan no superar los 110 a 120 dB. Por el contrario, la Administración de Seguridad y Salud Laboral de Estados Unidos recomienda un nivel de presión sonora promedio de no más de 85 dB(A) para evitar la pérdida auditiva a largo plazo, mientras que la norma de la Unión Europea EN 50332-1:2013 recomienda que los volúmenes superiores a 85 dB(A) incluyan una advertencia, con un volumen máximo absoluto (definido utilizando ruido de 40 a 4000 Hz) de no más de 100 dB para evitar daños auditivos accidentales. [37] Utilizando esta norma, los auriculares con sensibilidades de 90, 100 y 110 dB (SPL)/V deben ser accionados por un amplificador capaz de no más de 3,162, 1,0 y 0,3162 voltios RMS en el ajuste de volumen máximo, respectivamente, para reducir el riesgo de daño auditivo.
La sensibilidad de los auriculares suele estar entre unos 80 y 125 dB/mW y normalmente se mide a 1 kHz. [38]
El tamaño de los auriculares puede afectar el equilibrio entre fidelidad y portabilidad. En general, los formatos de los auriculares se pueden dividir en cuatro categorías distintas: circumaurales (sobre la oreja) , supraaurales (sobre la oreja) , de botón y de tipo intraaural .
Los auriculares con cable establecen una conexión eléctrica directa con el dispositivo fuente mediante un cable, normalmente conectado a un conector para auriculares .
Los auriculares inalámbricos modernos no tienen ningún cable que conecte los dos auriculares al dispositivo de origen o entre sí; reciben el audio mediante una tecnología inalámbrica como Bluetooth . En el uso histórico, "inalámbrico" se refería a una conexión a un receptor de radio, lo que se conocía como inalámbrico.
En algunos modelos, ambas transmisiones de audio se transmiten a un auricular, que reenvía una transmisión al otro auricular. En otros modelos, cada auricular recibe su transmisión de audio directamente desde el dispositivo de origen. La primera disposición tiene la ventaja de ser compatible con sistemas antiguos, mientras que la segunda disposición tiene la ventaja de provocar un menor consumo de energía en el auricular que tiene que reenviar una transmisión de audio.
La conexión entre los dos auriculares, que también es inalámbrica, se puede denominar estéreo inalámbrico verdadero (TWS) , ofreciendo una mayor duración de la batería y una transmisión completa en los canales izquierdo y derecho, evitando la posible omisión de la señal de la fuente si solo se usa uno. [39]
Los auriculares circumaurales (a veces llamados auriculares de tamaño completo o auriculares supraurales ) tienen almohadillas circulares o elipsoidales que rodean las orejas. Debido a que estos auriculares rodean completamente la oreja, los auriculares circumaurales pueden diseñarse para que se sellen completamente contra la cabeza para atenuar el ruido externo. Debido a su tamaño, los auriculares circumaurales pueden ser pesados y hay algunos equipos que pesan más de 500 gramos (1 libra). Se requiere un diseño ergonómico de la diadema y las almohadillas para reducir la incomodidad resultante del peso. Estos son comúnmente utilizados por los bateristas en las grabaciones.
Los auriculares supraurales o auriculares supraurales tienen almohadillas que presionan contra las orejas, en lugar de rodearlas. Eran comunes en los equipos de música personales durante la década de 1980. Este tipo de auriculares suele ser más pequeño y liviano que los auriculares circumaurales, lo que resulta en una menor atenuación del ruido exterior. Los auriculares supraurales también pueden provocar incomodidad debido a la presión en la oreja en comparación con los auriculares circumaurales que se colocan alrededor de la oreja. La comodidad puede variar según el material del auricular.
Los auriculares son unos auriculares muy pequeños que se colocan directamente en el oído externo , mirando hacia el canal auditivo pero no insertados en él. Los auriculares son portátiles y cómodos, pero muchas personas los consideran incómodos. [40] [ verificación fallida ] Apenas proporcionan aislamiento acústico y dejan espacio para que se filtre el ruido ambiental; los usuarios pueden subir el volumen peligrosamente alto para compensar, con el riesgo de causar pérdida de audición . [40] [41] Por otro lado, permiten al usuario estar más consciente de su entorno. Desde los primeros días de la radio de transistores , los auriculares se han incluido comúnmente con los dispositivos de música personales. A veces se venden con almohadillas de espuma o goma para mayor comodidad. (El uso del término auriculares , que existe desde al menos 1984, no alcanzó su apogeo hasta después de 2001, con el éxito del reproductor de MP3 de Apple. [42] )
Los auriculares intraauriculares, también conocidos como monitores intraauriculares (IEM) o auriculares de canal , son auriculares pequeños con una portabilidad similar a la de los auriculares internos que se insertan en el propio canal auditivo . Los IEM son auriculares intraauriculares de mayor calidad y los utilizan tanto ingenieros de audio y músicos como audiófilos.
Las capas externas de los auriculares internos están hechas de una variedad de materiales, como plástico, aluminio , cerámica y otras aleaciones metálicas. Debido a que los auriculares internos se acoplan al canal auditivo, pueden ser propensos a deslizarse y bloquean gran parte del ruido ambiental. La falta de sonido del entorno puede ser un problema cuando el sonido es una señal necesaria por seguridad u otras razones, como al caminar, conducir o andar cerca o en el tráfico vehicular. [43] Algunos auriculares internos utilizan micrófonos incorporados para permitir que se escuche algo de sonido exterior cuando se desee. [44] [45]
Los tapones para el canal auditivo genéricos o hechos a medida están hechos de caucho de silicona , elastómero o espuma. Estos tapones en los dispositivos de gama baja pueden ser intercambiables, lo que aumenta el riesgo de que se caigan y se alojen en el canal auditivo. Los auriculares internos personalizados utilizan piezas fundidas del canal auditivo para crear tapones moldeados a medida que brindan mayor comodidad y aislamiento del ruido. [40]
Algunos auriculares inalámbricos incluyen un estuche de carga.
Tanto los auriculares circumaurales como los supraaurales se pueden diferenciar aún más por el tipo de auriculares:
Un auricular es un auricular combinado con un micrófono . Los auriculares proporcionan la funcionalidad equivalente a un auricular de teléfono con operación de manos libres. Entre las aplicaciones de los auriculares, además del uso telefónico, se encuentran los sistemas de intercomunicación de la aviación, el teatro o los estudios de televisión y los juegos de consola o de PC. Los auriculares se fabrican con un solo auricular (mono) o con un auricular doble (mono para ambos oídos o estéreo). El brazo del micrófono de los auriculares es un tipo de micrófono externo donde el micrófono se sostiene frente a la boca del usuario, o un tipo de tubo de voz donde el micrófono está alojado en el auricular y la voz llega a él por medio de un tubo hueco.
Los auriculares telefónicos se conectan a un sistema telefónico de línea fija . Un auricular telefónico funciona reemplazando el auricular de un teléfono. Los auriculares para teléfonos con cable estándar están equipados con un conector 4P4C estándar comúnmente llamado conector RJ-9. Los auriculares también están disponibles con conectores jack de 2,5 mm para muchos teléfonos DECT y otras aplicaciones. Hay auriculares Bluetooth inalámbricos disponibles y se utilizan a menudo con teléfonos móviles . Los auriculares se utilizan ampliamente para trabajos que requieren mucho uso del teléfono, en particular por parte de los trabajadores de los centros de llamadas . También los utilizan quienes desean mantener conversaciones telefónicas con ambas manos libres.
En los modelos más antiguos de teléfonos, la impedancia del micrófono de los auriculares es diferente a la del auricular original, por lo que se necesita un amplificador de teléfono para los auriculares. Un amplificador de teléfono proporciona una alineación básica de pines similar a la de un adaptador de auriculares de teléfono, pero también ofrece amplificación de sonido para el micrófono y los altavoces. La mayoría de los modelos de amplificadores de teléfono ofrecen control de volumen para el altavoz y el micrófono, función de silencio y cambio entre auriculares y auricular. Los amplificadores de teléfono funcionan con baterías o adaptadores de CA.
Los auriculares de comunicación se utilizan para la comunicación bidireccional y suelen constar de un auricular y un micrófono incorporado. Estos auriculares se utilizan en diversas profesiones, como la aviación, el ejército, los deportes, la música y muchos sectores orientados al servicio. Los hay de todo tipo de formas y tamaños, según el uso, la atenuación de ruido requerida y la fidelidad de la comunicación necesaria.
El sonido no deseado del entorno se puede reducir excluyendo el sonido del oído mediante el aislamiento pasivo del ruido o, a menudo junto con el aislamiento, mediante la cancelación activa del ruido .
El aislamiento pasivo del ruido consiste básicamente en utilizar el cuerpo del auricular, ya sea sobre o dentro de la oreja, como un tapón pasivo que simplemente bloquea el sonido. Los tipos de auriculares que proporcionan una mayor atenuación son los auriculares intraaurales y los auriculares cerrados, tanto circumaurales como supraaurales. Los auriculares abiertos y los auriculares tipo botón proporcionan cierto aislamiento pasivo del ruido, pero mucho menos que los demás. Los auriculares cerrados típicos bloquean entre 8 y 12 dB, y los intraaurales entre 10 y 15 dB. Algunos modelos han sido diseñados específicamente para bateristas para facilitar el control del sonido grabado por parte del baterista, al tiempo que reducen el sonido directamente de la batería tanto como sea posible. Dichos auriculares afirman reducir el ruido ambiental en unos 25 dB.
Los auriculares con cancelación activa de ruido utilizan un micrófono, un amplificador y un altavoz para captar, amplificar y reproducir el ruido ambiental en forma de inversión de fase; esto cancela hasta cierto punto el ruido no deseado del entorno sin afectar a la fuente de sonido deseada, que no es captada ni invertida por el micrófono. Requieren una fuente de alimentación, normalmente una batería, para hacer funcionar sus circuitos. Los auriculares con cancelación activa de ruido pueden atenuar el ruido ambiental en 20 dB o más, pero el circuito activo es principalmente eficaz en sonidos constantes y a frecuencias más bajas, en lugar de sonidos agudos y voces. Algunos auriculares con cancelación de ruido están diseñados principalmente para reducir el ruido de baja frecuencia del motor y del viaje en aviones, trenes y automóviles, y son menos eficaces en entornos con otros tipos de ruido.
Los auriculares utilizan varios tipos de transductores para convertir señales eléctricas en sonido.
El controlador de bobina móvil , más comúnmente denominado controlador "dinámico", es el tipo más común utilizado en los auriculares. Consiste en un elemento magnético estacionario fijado al marco del auricular, que establece un campo magnético estático. El imán de los auriculares suele estar compuesto de ferrita o neodimio . Una bobina móvil , una bobina ligera de alambre, está suspendida en el campo magnético del imán, unida a un diafragma, normalmente fabricado a partir de celulosa, polímero, material de carbono, papel o similar, ligero y de alta relación rigidez-masa. Cuando la corriente variable de una señal de audio pasa a través de la bobina, crea un campo magnético variable que reacciona contra el campo magnético estático, ejerciendo una fuerza variable sobre la bobina y haciendo que ésta y el diafragma unido a ella vibren. El diafragma vibrante empuja el aire para producir ondas sonoras .
Los controladores electrostáticos consisten en un diafragma delgado cargado eléctricamente, generalmente una membrana de película PET recubierta , suspendida entre dos placas de metal perforadas (electrodos). La señal de sonido eléctrica se aplica a los electrodos creando un campo eléctrico; dependiendo de la polaridad de este campo, el diafragma es atraído hacia una de las placas. El aire es forzado a pasar a través de las perforaciones; combinado con una señal eléctrica que cambia continuamente que impulsa la membrana, se genera una onda de sonido. Los auriculares electrostáticos suelen ser más caros que los de bobina móvil y son comparativamente poco comunes. Además, se requiere un amplificador especial para amplificar la señal para desviar la membrana, lo que a menudo requiere potenciales eléctricos en el rango de 100 a 1000 voltios.
Debido a la membrana de diafragma extremadamente delgada y liviana, a menudo de solo unos pocos micrómetros de espesor, y la ausencia total de metal móvil, la respuesta de frecuencia de los auriculares electrostáticos generalmente se extiende muy por encima del límite audible de aproximadamente 20 kHz. La respuesta de alta frecuencia significa que el nivel de distorsión de banda media baja se mantiene en la parte superior de la banda de frecuencia audible, lo que generalmente no es el caso con los controladores de bobina móvil. Además, no existe el pico de respuesta de frecuencia que se observa regularmente en la región de alta frecuencia con los controladores de bobina móvil. Los auriculares electrostáticos bien diseñados pueden producir una calidad de sonido significativamente mejor que otros tipos. [ cita requerida ]
Los auriculares electrostáticos requieren una fuente de tensión que genere entre 100 V y más de 1 kV y se colocan sobre la cabeza del usuario. Desde la invención de los aislantes, no existe ningún peligro real. No necesitan suministrar una corriente eléctrica significativa , lo que limita aún más el riesgo eléctrico para el usuario en caso de avería.
Un controlador electret funciona a través de los mismos medios electromecánicos que un controlador electrostático. Sin embargo, el controlador electret tiene una carga permanente incorporada, mientras que los electrostáticos tienen la carga aplicada al controlador por un generador externo. Los auriculares electret y electrostáticos son relativamente poco comunes. Los electrets originales también eran típicamente más baratos y de menor capacidad técnica y fidelidad que los electrostáticos. Se han aprobado solicitudes de patente de 2009 a 2013 que muestran que al usar materiales diferentes, es decir, una "película electret de olefina cíclica fluorada", las lecturas del gráfico de respuesta de frecuencia pueden alcanzar los 50 kHz a 100 db. Cuando estos nuevos electrets mejorados se combinan con un controlador de auriculares de cúpula tradicional, se pueden producir auriculares que son reconocidos por la Sociedad de Audio de Japón como dignos de unirse al programa de audio de alta resolución. Patentes de EE. UU. 8,559,660 B2. 7,732,547 B2.7,879,446 B2.7,498,699 B2.
Los auriculares magnéticos planares (también conocidos como ortodinámicos) utilizan una tecnología similar a la de los auriculares electrostáticos, con algunas diferencias fundamentales. Funcionan de forma similar a los altavoces magnéticos planares .
Un controlador magnético planar consiste en una membrana relativamente grande que contiene un patrón de cables incrustado. Esta membrana está suspendida entre dos conjuntos de imanes permanentes alineados de forma opuesta. Una corriente que pasa a través de los cables incrustados en la membrana produce un campo magnético que reacciona con el campo de los imanes permanentes para inducir el movimiento en la membrana, lo que produce sonido.
Una armadura equilibrada es un diseño de transductor de sonido cuyo objetivo principal es aumentar la eficiencia eléctrica del elemento eliminando la tensión en el diafragma característica de muchos otros sistemas de transductores magnéticos. Como se muestra esquemáticamente en el diagrama de la izquierda, consta de una armadura magnética móvil que pivota para poder moverse en el campo del imán permanente. Cuando está centrada con precisión en el campo magnético, no hay fuerza neta sobre la armadura, de ahí el término "equilibrada". Como se ilustra en el diagrama de la derecha, cuando hay corriente eléctrica a través de la bobina, magnetiza la armadura en un sentido u otro, lo que hace que gire ligeramente en un sentido u otro sobre el pivote, moviendo así el diafragma para producir sonido .
El diseño no es mecánicamente estable; un ligero desequilibrio hace que la armadura se adhiera a un polo del imán. Se requiere una fuerza de restauración bastante rígida para mantener la armadura en la posición de "equilibrio". Aunque esto reduce su eficiencia, este diseño todavía puede producir más sonido con menos energía que cualquier otro. [ aclaración necesaria ] Popularizados en la década de 1920 como auriculares de radio Baldwin Mica Diaphragm, los transductores de armadura equilibrada se perfeccionaron durante la Segunda Guerra Mundial para su uso en teléfonos militares alimentados por sonido . Algunos de estos lograron asombrosas eficiencias de conversión electroacústica, en el rango del 20% al 40%, para señales de voz de ancho de banda estrecho.
En la actualidad, se utilizan normalmente solo en auriculares intraauriculares y audífonos, donde su alta eficiencia y tamaño diminuto son una gran ventaja. [47] Por lo general, están limitados en los extremos del espectro auditivo (por ejemplo, por debajo de 20 Hz y por encima de 16 kHz) y requieren un mejor sellado que otros tipos de controladores para ofrecer todo su potencial. Los modelos de gama alta pueden emplear múltiples controladores de armadura, dividiendo los rangos de frecuencia entre ellos utilizando una red de cruce pasiva. Algunos combinan un controlador de armadura con un pequeño controlador de bobina móvil para aumentar la salida de graves.
Los primeros altavoces para receptores de radio utilizaban controladores de armadura balanceada para sus conos. [48]
El efecto termoacústico genera sonido a partir del calentamiento por Joule de la frecuencia de audio del conductor, un efecto que no es magnético y no hace vibrar el altavoz. En 2013, un grupo de investigación de la Universidad de Tsinghua demostró un auricular de hilo fino de nanotubos de carbono basado en el mecanismo termoacústico. [49] El auricular de hilo fino de CNT producido en su estado original tiene un elemento de trabajo llamado chip termoacústico de hilo fino de CNT. Este chip está compuesto por una capa de matriz de hilo fino de CNT sostenida por la oblea de silicio, y se hacen ranuras periódicas con cierta profundidad en la oblea mediante métodos de microfabricación para suprimir la fuga de calor del hilo de CNT al sustrato. [ cita requerida ]
Las tecnologías de transductores empleadas con mucha menos frecuencia para los auriculares incluyen el Transformador de movimiento de aire Heil (AMT); Película piezoeléctrica; Magnético planar de cinta; Magnetostricción y Plasma o Iónico . El primer auricular Heil AMT fue comercializado por ESS Laboratories y era esencialmente un tweeter ESS AMT de uno de los altavoces de la empresa que se activaba a rango completo. Desde principios de siglo, solo Precide de Suiza ha fabricado un auricular AMT. Los auriculares de película piezoeléctrica fueron desarrollados por primera vez por Pioneer, sus dos modelos usaban una lámina plana de película que limitaba el volumen máximo de movimiento de aire. Actualmente, TakeT produce un auricular de película piezoeléctrica con una forma similar a un transductor AMT pero, que, al igual que el controlador Precide, tiene una variación en el tamaño de los pliegues del transductor sobre el diafragma. Además, incorpora un diseño de dos vías mediante la inclusión de un panel de tweeter/supertweeter dedicado. La forma plegada de un diafragma permite que un transductor con una superficie más grande se ajuste a restricciones de espacio más pequeñas. Esto aumenta el volumen total de aire que se puede mover en cada excursión del transductor dada esa área radiante.
Los auriculares magnetostrictivos , que a veces se venden bajo la etiqueta Bonephones , funcionan vibrando contra el costado de la cabeza y transmitiendo el sonido a través de la conducción ósea . Esto es particularmente útil en situaciones en las que los oídos deben estar despejados o para personas sordas por razones que no afectan el aparato nervioso de la audición . Sin embargo, los auriculares magnetostrictivos tienen una fidelidad limitada en comparación con los auriculares convencionales que dependen del funcionamiento normal del oído. Además, a mediados de la década de 1980, una empresa francesa llamada Audio Reference intentó comercializar el auricular de plasma Plasmasonic inventado por Henri Bondar. [50] [51] No quedan ejemplos conocidos que funcionen. Debido al pequeño volumen de aire en un auricular, el transductor de plasma o iónico puede convertirse en un controlador de rango completo, aunque las altas temperaturas y voltajes necesarios los hacen muy raros.
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Los auriculares pueden impedir que otras personas escuchen el sonido, ya sea por privacidad o para evitar molestar a los demás, como en el caso de escuchar en una biblioteca pública . También pueden proporcionar un nivel de fidelidad de sonido mayor que los altavoces de coste similar. Parte de su capacidad para hacerlo proviene de la falta de necesidad de realizar tratamientos de corrección de la sala con auriculares. Los auriculares de alta calidad pueden tener una respuesta de baja frecuencia extremadamente plana hasta 20 Hz con una diferencia de 3 dB. Mientras que un altavoz debe utilizar un controlador de altavoz relativamente grande (a menudo de 15" o 18") para reproducir las frecuencias bajas, los auriculares pueden reproducir con precisión las frecuencias graves y subgraves con controladores de altavoz de solo 40-50 milímetros de ancho (o mucho más pequeños, como es el caso de los auriculares de monitorización intraauricular ). El impresionante rendimiento de baja frecuencia de los auriculares es posible porque están mucho más cerca del oído que solo necesitan mover volúmenes de aire relativamente pequeños.
Las afirmaciones comerciales como "respuesta de frecuencia de 4 Hz a 20 kHz" suelen ser exageradas; la respuesta del producto a frecuencias inferiores a 20 Hz suele ser muy pequeña. [52] Los auriculares también son útiles para los videojuegos que utilizan algoritmos de procesamiento de audio posicional 3D, ya que permiten a los jugadores juzgar mejor la posición de una fuente de sonido fuera de la pantalla (como los pasos de un oponente o sus disparos).
Aunque los auriculares modernos se han vendido y utilizado especialmente para escuchar grabaciones estéreo desde el lanzamiento del Walkman , existe un debate subjetivo sobre la naturaleza de su reproducción del sonido estéreo. Las grabaciones estéreo representan la posición de las señales de profundidad horizontales (separación estéreo) a través de las diferencias de volumen y fase del sonido en cuestión entre los dos canales. Cuando los sonidos de dos altavoces se mezclan, crean la diferencia de fase que el cerebro utiliza para localizar la dirección. A través de la mayoría de los auriculares, debido a que los canales derecho e izquierdo no se combinan de esta manera, la ilusión del centro fantasma puede percibirse como perdida. Los sonidos con panoramización fuerte también se escuchan solo en un oído en lugar de desde un lado.
Las grabaciones binaurales utilizan una técnica de micrófono diferente para codificar la dirección directamente como fase, con muy poca diferencia de amplitud por debajo de los 2 kHz, a menudo utilizando una cabeza de maniquí . Pueden producir una impresión espacial sorprendentemente realista a través de auriculares. Las grabaciones comerciales casi siempre utilizan grabación estéreo, en lugar de binaural, porque la escucha con altavoces es más común que la escucha con auriculares.
Es posible cambiar los efectos espaciales del sonido estéreo en los auriculares, para aproximarse mejor a la presentación de la reproducción del altavoz, mediante el uso de una alimentación cruzada dependiente de la frecuencia entre los canales.
Los auriculares pueden tener ventajas ergonómicas en comparación con los teléfonos tradicionales. Permiten que los agentes de los centros de llamadas mantengan una mejor postura sin necesidad de sostener el teléfono con la mano o inclinar la cabeza hacia un lado para sostenerlo. [53]
El uso de auriculares a un nivel de volumen suficientemente alto puede causar pérdida temporal o permanente de la audición o sordera . El volumen de los auriculares a menudo tiene que competir con el ruido de fondo , especialmente en lugares ruidosos como estaciones de metro, aviones y grandes multitudes. Los períodos prolongados de exposición a altos niveles de presión sonora creados por auriculares a un volumen alto pueden ser perjudiciales para la audición; [54] [55] Casi el 50% de los adolescentes y adultos jóvenes (de 12 a 35 años) en países de ingresos medios y altos escuchan niveles inseguros de sonido en sus dispositivos de audio personales y teléfonos inteligentes. [56] Sin embargo, un experto en audición descubrió en 2012 (antes de la adopción mundial de los teléfonos inteligentes como los principales dispositivos de escucha personales) que "menos del 5% de los usuarios seleccionan niveles de volumen y escuchan con la suficiente frecuencia como para correr el riesgo de pérdida de audición". [57] La Unión Internacional de Telecomunicaciones publicó recientemente "Directrices para dispositivos/sistemas de escucha seguros" recomendando que la exposición al sonido no supere los 80 decibeles , dB(A) ponderado A durante un máximo de 40 horas por semana. [58] La Unión Europea también ha establecido un límite similar para los usuarios de dispositivos de escucha personales (80 dB(A) por no más de 40 horas por semana) y por cada aumento adicional de 3 dB en la exposición al sonido, la duración debe reducirse a la mitad (83 dB(A) por no más de 20 horas, 86 dB(A) por 10 horas por semana, 89 dB(A) por 5 horas por semana y así sucesivamente. La mayoría de los principales fabricantes de teléfonos inteligentes ahora incluyen algunas funciones de seguridad o limitación de volumen y mensajes de advertencia en sus dispositivos. [59] [60] aunque tales prácticas han recibido una respuesta mixta de algunos segmentos de los compradores que prefieren la elección personal de establecer sus propios niveles de volumen.
La forma habitual de limitar el volumen del sonido en los dispositivos que utilizan auriculares es limitando la potencia de salida. Esto tiene el efecto no deseado adicional de depender de la eficiencia de los auriculares: un dispositivo que produce la máxima potencia permitida puede no producir el volumen adecuado cuando se combina con un equipo de baja eficiencia y alta impedancia, mientras que la misma cantidad de potencia puede alcanzar niveles peligrosos con auriculares muy eficientes.
Algunos estudios han descubierto que las personas son más propensas a elevar el volumen a niveles peligrosos mientras realizan ejercicio extenuante. [61] Un estudio finlandés [62] recomendó que quienes hacen ejercicio ajusten el volumen de sus auriculares a la mitad de su volumen normal y solo los utilicen durante media hora.
Además del riesgo auditivo, existe el peligro general de que escuchar música a un volumen alto con auriculares pueda distraer al oyente y provocar lesiones y accidentes. [63] [64] Los auriculares con cancelación de ruido añaden un riesgo adicional. Varios países y estados han prohibido el uso de auriculares mientras se conduce o se va en bicicleta. [43]
También ha habido numerosos informes de dermatitis de contacto debido a la exposición a auriculares internos como Apple AirPods . [65] [66] La dermatitis de contacto sería causada por auriculares internos que contienen oro, caucho, tintes, acrilatos o metacrilatos. [65] Sin embargo, no se han realizado estudios para demostrar que la exposición a auriculares internos causará dermatitis de contacto, sino que existe una correlación entre el uso de auriculares internos y los casos de dermatitis de contacto. [65]
El riesgo auditivo por el uso de auriculares también se aplica a los trabajadores que deben usar auriculares electrónicos o de comunicación como parte de su trabajo diario (es decir, pilotos , operadores de centros de llamadas y despacho, ingenieros de sonido , bomberos , etc.) y el daño auditivo depende del tiempo de exposición. El Instituto Nacional para la Seguridad y Salud Ocupacional ( NIOSH ) recomienda que la exposición al sonido no exceda los 85 dB (A) durante una jornada laboral de 8 horas como promedio ponderado en el tiempo. [67] NIOSH utiliza la tasa de intercambio de 3 dB a menudo denominada "compensación de intensidad de tiempo", lo que significa que si el nivel de exposición al sonido aumenta en 3 decibeles, la duración de la exposición debe reducirse a la mitad. NIOSH publicó varios documentos destinados a proteger la audición de los trabajadores que deben usar auriculares de comunicación, como operadores de centros de llamadas, [68] bomberos, [69] y músicos e ingenieros de sonido. [70] [71]
El transmisor se coloca sobre una varilla vertical a su derecha y el receptor se mantiene constantemente en su oído por medio de una banda de acero que pasa sobre la cabeza y que también sirve como imán del teléfono. Por lo tanto, siempre está listo para recibir una orden sin la necesidad de una llamada o señal preliminar y ambas manos quedan libres para completar las órdenes. [Véase también la Figura 180]
Imagen superior derecha: Una oficina central de la ciudad de Nueva York en los años 80, que muestra "colmenas" así como las primeras centralitas de escritorio, y operadores tanto mujeres jóvenes como niños [Obsérvese la imagen de los operadores telefónicos con receptores telefónicos montados en la cabeza]
{{cite journal}}: Mantenimiento de CS1: otros ( enlace )Figura 73
Figura 1
En referencia a las ilustraciones de la página 251, A es el cuadro de distribución, B es el estante inclinado que se emplea habitualmente en cuadros de distribución verticales y C es el auricular.
Durante la primera semana no hace nada más que conectar sus auriculares a la posición de un operador experimentado y escuchar. [págs. 401]
Escuchar. Mantenga los auriculares en la cabeza y al final de cada oración, presione la tecla de escucha con los dedos o el pulgar de la mano derecha para asegurarse de que la otra persona lo escucha con claridad y le responde.
Mis auriculares son del tipo de un solo polo enrollados a una resistencia de 3000 ohmios.
{{cite book}}: CS1 maint: falta la ubicación del editor ( enlace ) CS1 maint: otros ( enlace ){{cite book}}: CS1 maint: falta la ubicación del editor ( enlace ) CS1 maint: otros ( enlace )Incluso los auriculares más endebles y baratos suelen tener un rendimiento de respuesta de graves extremadamente bajo (15 o 20 Hz), pero casi siempre suenan livianos y brillantes.
{{cite web}}: Mantenimiento de CS1: ubicación ( enlace )
Medios relacionados con Auriculares en Wikimedia Commons
La definición del diccionario de auricular en Wikcionario