Čo je Hi-Fi a ako vybrať hi-fi slúchadlá

Čo je Hi-Fi a ako vybrať hi-fi slúchadlá – OBSAH

1. Čo je Hi-Fi?
2. Základné pojmy: frekvenčné spektrum a impedancia
3. Vyhotovenie a konštrukcia slúchadiel
4. Drôtový vs. bezdrôtový prenos
5. Kodeky zaistia kompatibilitu bezdrôtového prenosu

Čo je Hi-Fi?

Skratka Hi-Fi vznikla zo slovného spojenia high-fidelity a od šesťdesiatych rokov, kedy uzrela svetlo sveta dodnes používaná norma DIN 45 500, je používaná na označenie vysokej vernosti reprodukcie akustického signálu. Norma určuje spodnú hranicu parametrov na výrobky označené ako Hi-Fi. Nemožno ju považovať za úplné meradlo kvality, vytvára ale akúsi hranicu medzi výrobkami bežnej spotreby a tými, ktoré sú určené pre náročných poslucháčov.

Hoci sa tento pojem stále používa a medzi poslucháčmi aj výrobcami elektroniky je naplnený jasným obsahom, v súčasnosti sa čoraz častejšie začína objavovať pojem hi-end audio. Je to dané okrem iného tým, že požiadavky dané normou už audiozariadenia bez problémov bežne prekračujú.

Normy, ktoré určujú, či dané zariadenie môže používať označenie Hi-Fi, presne špecifikujú šumy, hluky a ďalšie formy harmonického aj neharmonického skreslenia, teda nežiaduce zmeny v reprodukcii zvukového signálu.

Základné pojmy: frekvenčné spektrum a impedancia

Pre plné pochopenie toho, čo to vôbec Hi-Fi je, ako funguje a na čo sa vlastne pri výbere Hi-Fi slúchadiel zamerať, je potrebné si vysvetliť dva kľúčové pojmy. Tie určujú, ako budú slúchadlá hrať. Je to frekvenčné spektrum a impedancia.

Frekvenčné spektrum

Z pohľadu fyziky je zvuk mechanické vlnenie s určitou frekvenciou (počet kmitov za určitú časovú jednotku), ktorá sa udáva v jednotkách Hertz (Hz). Ona frekvencia, ktorú je človek schopný vnímať, je značne individuálna a pohybuje sa približne v rozsahu od 16 do 20 000 Hz, pričom tento rozsah sa s vekom znižuje. Čo je pod touto hladinou, je tzv. infrazvuk, čo je nad ňou, je ultrazvuk.

Frekvenčný rozsah nájdeme medzi základnými parametrami slúchadiel. V tomto prípade udáva, aké zvuky a na akých frekvenciách sú dané slúchadlá schopné spracovať. Pri tých, ktoré sa môžu pýšiť prídomkom Hi-Fi, sa najčastejšie pohybujú od 20 do 20 000 kHz.

Frekvenčné spektrum (tiež frekvenčná odozva, anglicky frequency response) je zobrazenie priebehu jednotlivých frekvencií zvuku v čase. Málokedy sa totiž stretávame s jedinou, izolovanou amplitúdou. Výsledný zvuk, ktorý pri počúvaní vnímame, či už je to hudba, hovorené slovo, alebo to, čo počujeme z nášho okolia ako bežný šum, sa skladá z viacerých vzájomne sa prelínajúcich vrstiev. Vo výslednom frekvenčnom spektre sú najviac viditeľné tie frekvencie, ktoré majú na výsledný zložený priebeh najmenší vplyv. Pohľad na frekvenčné spektrum dokáže na prvý pohľad odhaliť, ako dané slúchadlá hrajú.

Graf môžeme, ako je zobrazené na obrázku vyššie, rozdeliť do piatich pásiem. Najširšiu časť grafu, cca jeho prvú tretinu, zaberajú hĺbky, teda najnižšie frekvencie. Nasledujú nižšie stredy, stredy a vyššie stredy, ktoré plynulo prechádzajú do výšok. Najužšie pásmo pre seba zaberajú vyššie stredy (cca len tretina toho, čo hĺbky), ktoré sa pohybujú vo frekvencii okolo 5 000 Hz.

Na obrázku vyššie môžeme vidieť frekvenčné spektrá šestnástich slúchadiel (graf pochádza z roku 2018). Na osi X sú zaznamenané frekvencie, pričom zľava doprava sú uvedené hĺbky, stredy a výšky. Na osi Y potom nájdeme amplitúdu, resp. jej vychýlenie v závislosti od danej frekvencii.

Možno teda povedať, že pokiaľ bude vyššie umiestnená ľavá strana spektra, máme čo do činenia so slúchadlami s výraznými basmi a naopak. Vyšší graf na pravej strane indikuje slúchadlá s ostrejším, výškovým zvukom. Ideálom je vyrovnaná krivka bez výraznejších výkyvov na jednu alebo na druhú stranu.

Impedancia

Impedancia je fyzikálna veličina, ktorá popisuje odpor súčiastky a fázový posun napätia proti prúdu pri prechode striedavého prúdu danej frekvencie. Vyjadruje tak de facto to isté, čo fyzikálna veličina známa ako elektrický prúd. Tá sa ale na rozdiel od impedancie týka len jednosmerného prúdu.

Dalo by sa namietať, že pomer medzi napätím a prúdom udáva aj veličina odpor. To je pravda, impedancia má dokonca rovnakú jednotku, ohm. Lenže tam sú obe tieto zložky vo fáze, v prípade impedancie sú voči sebe fázovo posunuté. To znamená, že majú iný počiatočný bod.

Aký to má vplyv na zvuk slúchadiel?

• Slúchadlami s nižšou impedanciou pretečie väčší prúd a budú hrať hlasnejšie, ale s potenciálne väčším rizikom skreslenia výsledného zvuku.
• Slúchadlami s vyššou impedanciou prejde menšie množstvo prúdu. Nebudú tak hlasné a existuje nižšie riziko prípadného skreslenia zvuku.

V praxi to znamená, že pokiaľ by sme chceli pripojiť kvalitné slúchadlá s vysokou impedanciou napr. k mobilnému telefónu, budú hrať veľmi potichu. Vyššie impedancie preto bývajú vyhradené aj kvalitnejším slúchadlám, ktoré počítajú s medzikrokom v podobe zosilňovača na dostatočnú úroveň.

Vyhotovenie a konštrukcia slúchadiel

Konštrukcia a vyhotovenie slúchadiel zásadne ovplyvňuje najmä dizajn a používateľské pohodlie pri nosení. Zároveň treba podotknúť, že ak od slúchadiel vyžadujeme maximálnu kvalitu, ideálne potvrdenou práve skratkou Hi-Fi, z výberu podľa vyhotovenia môžeme rovno vyradiť štupľové slúchadlá. Ich tvar zo svojej podstaty neumožňuje použitie natoľko kvalitného hardvéru, aby sa o hi-fi dalo hovoriť.

Z pohľadu vyhotovenia slúchadiel nám teda zostanú tieto kategórie:

• Slúchadlá na uši (supraaurálne) – ich výhodou je zvyčajne ľahká konštrukcia. Ako názov napovedá, prikladajú sa na uši, kvôli čomu horšie izolujú okolitý hluk. Pri dlhšom nosení môžu byť aj menej pohodlné.
• Slúchadlá okolo uší (circumaurálne) – sú synonymom pre veľké Hi-Fi slúchadlá a pevné herné headsety. Dobre tesne pritiahnu ucho ako celok, a tým dobre izolujú okolitý hluk. Ponúknu kvalitné počúvanie bez rušenia, hoci sú ťažšie a na časté prenášanie menej praktické.

Ak zvážime konštrukciu slúchadiel, vyberať môžeme medzi tromi skupinami:

• Otvorené – výhodou slúchadiel s otvorenou konštrukciou je vernejšia reprodukcia zvuku s nižšou mierou skreslenia. Na druhej strane otvorená konštrukcia je priepustnejšia aj smerom von, tzn. že pri hlasnejšom počúvaní hudby môžete rušiť aj svoje okolie.
• Uzavreté – uzavreté slúchadlá lepšie bránia rušivým zvukom z okolia, takže si hudbu bez rušenia lepšie vychutnáte aj na rušnej ulici. Zároveň neprepúšťajú zvuk von zo slúchadiel.
• Polouzavreté – sú kompromisným riešením. Hoci do istej miery bránia tomu, aby vás rušilo okolie, zvuk bude unikať von.

ANC, teda rušenie okolitého hluku

V kapitole vyššie sme sa niekoľkokrát zmienili o tom, že niektoré typy slúchadiel lepšie či horšie izolujú zvuky okolia. Ide o tzv. pasívne rušenie okolitého hluku. V posledných rokoch sa bežnou súčasťou slúchadiel stalo tzv. ANC, teda active noise cancelling (v preklade slúchadlá s aktívnym tlmením hluku). Princíp je v zásade jednoduchý. Spočíva vo vyrušení nechcených zvukov tým, že sa im do cesty postaví iný zvuk, ktorý ich eliminuje. Na odstránenie nežiaduceho hluku sa využíva rovnaké vlnenie, ako je rušivý zvuk, len na opačnej frekvencii. Pokiaľ sa spoja oba tieto zvuky, dôjde k ich vzájomnému vyrušeniu.

Najľahšie sa takto eliminujú zvuky, ktoré majú kratšiu vlnovú dĺžku. To znamená, že ANC najlepšie funguje napr. pri rušení ruchu v MHD alebo v kancelárii, vo všeobecnosti pri zvukoch s nižšou frekvenciou. V prípade náhlych zvukov, ako je húkajúca sanitka, výkrik a pod., systém zvyčajne nemá čas sa adaptovať a také zvuky sa k ušiam dostanú. V praxi funguje aktívne tlmenie hluku na báze pridaného mikrofónu, ktorý sníma zvuky okolia, vyhodnocuje ich a následne pridá do zvukového prúdu signál s opačnou amplitúdou. Na kvalitné počúvanie je táto technológia rozhodne prínosom.

Drôtový vs. bezdrôtový prenos

Akokoľvek je stály pojem Hi-Fi spojený s klasickými, teda drôtovými slúchadlami, na trhu už nájdeme niektoré bezdrôtové modely, ktoré podporujú prehrávanie obsahu vo vysokej kvalite. Rozhodne tomu napomáhajú aj streamovacie služby ako Tidal, ktorá ponúka bezstratovú kompresiu zvuku LAC-based 16-bit/44,1 kHz, ktorá zodpovedá CD kvalite.

Záleží samozrejme nielen na kvalite prehrávaných hudobných súborov, ale aj na zdroji, resp. kompatibilite kodekov (pozri nižšie) medzi zdrojovým zariadením (nie nutne mobilný telefón, na trhu sú aj zosilňovače či gramofóny, ktoré odosielajú signál bezdrôtovo) a slúchadlami. V každom prípade dnes platí, že bezdrôtový prenos hudby nutne predstavuje istú degradáciu zvukového signálu. S kvalitnými zariadeniami na oboch stranách ale nebude tak razantný a môže osloviť aj tých, ktorí si potrpia na vysokú kvalitu zvuku.

Zaujímavou možnosťou sú slúchadlá s odpojiteľným káblom. Na počúvanie v exteriéri je možné využívať bezdrôtovú voľnosť, doma na pripojenie k zosilňovaču alebo externej zvukovej karte v počítači potom môžeme siahnuť po dodávanom kábli.

Kodeky zaistia kompatibilitu bezdrôtového prenosu

Ak plánujete nákup bezdrôtových slúchadiel, je potrebné zaistiť, aby si slúchadlá a zariadenia „rozumeli“, teda aby bola na oboch stranách zhodná podpora konkrétnych kodekov. Tie slúžia na dekódovanie zvukového signálu a akokoľvek to môže pôsobiť zvláštne, vôbec nie je pravidlom, že každé zariadenie podporuje všetky kodeky.

Medzi najčastejšie používané kodeky patria:

• aptX – patrí k najstarším kodekom, ktoré sa pri bezdrôtovom Bluetooth prenose audia používajú. Využíva kompresiu, ktorá znižuje latenciu signálu. Podporuje 16-bit/48 kHz LCPM s dátovým prenosom až 352 kbps a je považovaný za stratovú kompresiu. Najlepšie si rozumie so stratovým formátom MP3 a je široko podporovaný naprieč zariadeniami s operačným systémom Android.
• aptX HD – ide o HD verziu uvedeného aptX. Momentálne je vo vlastníctve spoločnosti Qualcomm a nájdeme ho v drahších zariadeniach, ktoré sú vybavené čipovou sadou tejto spoločnosti. Podporuje dátový prenos vo vysokom rozlíšení 24-bit/48 kHz s maximálnou prenosovou rýchlosťou až 576 kbps. Na druhej strane, výslednú kvalitu zvuku ovplyvňuje nižšia prenosová rýchlosť. Existuje ešte variant tohto kodeku aptX HD LL, kde skratka LL znamená low latency, ktorá latenciu znižuje na takmer nerozoznateľných 40 ms.
• SBC – SBC (sub-band coding) je základným kodekom, ktorý Bluetooth podporuje. Predstavuje najnižšiu možnú kvalitu prenosu a skôr nutnú najnižšiu triedu, ktorá je podporovaná naprieč zariadeniami. Avšak, s kvalitnými slúchadlami bude aj SBC hrať pomerne slušne.
• AAC – kodek AAC (Advanced Audio Codec) je doma v zariadeniach od Applu, ide tiež o základný kompresný formát na free variant YouTube. Kvalitatívne sa AAC vyrovná formátu MP3, prenosová rýchlosť má však strop 250 kbps. Nevýhodou AAC je vyššia energetická náročnosť, čo sa negatívne prejavuje na výdrži batérií bezdrôtových slúchadiel.
• LDAC – kodek LDAC vyšiel z dielne spoločnosti Sony. Jeho najväčším tromfom je variabilný bitrate, ktorý dosahuje hodnotu až 990 kbps. Podpora medzi výrobcami mobilných zariadení nie je príliš široká, resp. rad zariadení vyžaduje prístup do zložitejšieho nastavenia, aby sa dalo používanie kodeku zapnúť. Keď sa to ale podarí, k dispozícii máte trojnásobné prenosové rýchlosti, než môže ponúknuť SBC.
• LHDC – Low Latency High Definition Codec vznikol v spolupráci Hi-Res Audio (HWA) Union a spoločnosti Savitech. Má podobnú prenosovú rýchlosť ako LDAC (900 kbps) a vzorkovanie až 96 kHz. Plusom je aj veľmi nízka latencia.

Slúchadlá, ktoré sa môžu pýšiť označením Hi-Fi, sú určené pre tých najnáročnejších poslucháčov. Spĺňajú vysoké nároky na reprodukciu zvuku, ponúkajú tie najkvalitnejšie komponenty a tomu, pochopiteľne, zodpovedá aj cena. Medzi slúchadlami patria, spoločne so štúdiovými, k tým najdrahším. Na druhej strane, bez obáv ich môžete používať aj v súhre so svojou domácou audio zostavou.