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Comment fonctionnent les écouteurs ?

Vous êtes-vous déjà demandé “Comment fonctionnent les écouteurs ?”. Il est important de le savoir car cela vous aide à apprécier leur importance et leur intérêt.

Vous pouvez arguer qu’il s’agit d’une simple paire de petits haut-parleurs que vous placez dans ou sur vos oreilles pour écouter de la musique, et qu’ils sont portables par rapport aux haut-parleurs normaux.

Cependant, en connaissant la réponse à la question “Comment fonctionnent les écouteurs ?”, vous serez plus à même de restreindre votre recherche de la paire d’écouteurs parfaite en 2019.

Si vous avez une bonne idée du fonctionnement des enceintes, alors cela ne devrait pas être difficile pour vous. Les casques audio fonctionnent de manière presque identique aux enceintes.

Comment la reproduction du son fonctionne-t-elle pour les casques ?

casque à dos ouvert
casque à dos ouvert

Fondamentalement, les casques peuvent être considérés comme des haut-parleurs à petite échelle. Comme les haut-parleurs, leur but est de transformer les signaux électriques en ondes sonores équivalentes.

Le niveau acoustique requis est considérablement réduit en raison de la proximité de l’unité d’entraînement avec l’oreille, ce qui nécessite des niveaux d’entrée en milliwatts plutôt qu’en watts.

En général, un signal électrique est envoyé aux haut-parleurs du casque à partir d’une source de musique. Le signal passe par la bobine mobile située dans le haut-parleur, générant un champ magnétique.

La bobine mobile est fixée à un diaphragme léger, souvent fabriqué dans un matériau semblable au papier. La variation du signal électrique dans la bobine entraîne un mouvement de va-et-vient dans le champ magnétique.

Cela fait également bouger le diaphragme d’avant en arrière. Ce mouvement fait bouger l’air, générant des ondes sonores, qui peuvent être entendues par vos oreilles.

Comment fonctionnent les écouteurs intra-auriculaires (Earbuds) ?

SONY WF-SP800N, ecouteurs intra-auriculaires de sport sans fil
SONY WF-SP800N, ecouteurs intra-auriculaires de sport sans fil

Les écouteurs intra-auriculaires (Earbuds) sont des écouteurs miniaturisés. Ils portent la musique aussi près que possible de vos tympans.

Le résultat est double : la qualité audio est claire et, comme les écouteurs se placent directement dans votre oreille, ils bloquent tout bruit ambiant incident.

La plupart des écouteurs intra-auriculaires sont dotés d’un plastique étanche (écouteurs fermés) et certains sont équipés de trous d’aération (écouteurs qui laissent passer le bruit ambiant).

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Comment fonctionnent les oreillettes ?

Les oreillettes fonctionnent de la même manière que les haut-parleurs et les écouteurs ordinaires, mais elles ont une structure conique qui s’insère dans l’oreille.

Le câble de chaque écouteur transporte un signal électrique de la source sonore au haut-parleur. La bobine qui est attachée à l’aimant se transforme en électroaimant lorsqu’elle est traversée par un signal électrique.

La bobine est attachée à un cône en plastique transparent. L’électroaimant fait bouger le cône, produisant ainsi des ondes sonores.

Comment fonctionnent les écouteurs de grande taille (supra-auriculaires) ?

Si vous avez une idée du fonctionnement des haut-parleurs, vous pouvez facilement comprendre le fonctionnement des casques, qu’ils soient supra-auriculaires

Comment fonctionnent les casques ?

Si vous ouvrez le boîtier de n’importe quel casque, vous trouverez des composants de conception similaire dans tous les cas.

À l’intérieur du boîtier du casque (qu’il soit supra ou supra-auriculaire), vous trouverez l’ensemble du haut-parleur dans lequel toute la magie opère.

Comme je l’ai déjà mentionné, la partie qui génère le son est connue sous le nom de diaphragme, que l’on appelle le plus souvent cône lorsqu’il s’agit de haut-parleurs.

Le diaphragme est mis en vibration ou tiré d’avant en arrière en succession rapide, poussant l’air entourant le casque, produisant ainsi des ondes sonores.

Si vous retirez le diaphragme de l’ensemble du haut-parleur, vous trouverez deux parties importantes : l’aimant (le type et la force varient selon le modèle) et la bobine mobile.

Lorsque vous écoutez de la musique dans votre casque, vous faites passer une certaine quantité de courant par le câble.

Le courant va directement dans la bobine mobile concentrée, créant un champ électromagnétique. Le champ déplace la bobine vers le haut et vers le bas, et comme elle est attachée au diaphragme, elle tire sur le diaphragme, générant ainsi un son.

Vous avez maintenant la réponse à la question “Comment fonctionnent les écouteurs ?”. Cependant, vous pouvez choisir le meilleur modèle si vous connaissez les pièces et le fonctionnement des écouteurs. La partie la plus importante à prendre en compte est le haut-parleur.

En principe, le circuit d’attaque traditionnel (circuit d’attaque dynamique) est très simple, mais pas autant en pratique. La conception du haut-parleur devient plus complexe lorsqu’il s’agit du haut-parleur magnétique planaire.

Un driver magnétique planaire est en fait de forme rectangulaire. À l’intérieur de ce rectangle, on trouve de petites lignes verticales et des barres métalliques horizontales.

Les barres métalliques horizontales sont appelées diffuseurs et les lignes verticales sont constituées d’une membrane en feuille comportant des fils conducteurs d’électricité qui vont de haut en bas entre deux aimants différents.

Lorsque le courant passe par les fils conducteurs, un champ magnétique est généré, qui fonctionne conjointement avec le champ isodynamique généré par les aimants.

Les deux champs font bouger les conducteurs, qui à leur tour font bouger le diaphragme, produisant ainsi un son.

Les casques électriques constituent une conception unique sur le marché. Ils minimisent les problèmes rencontrés lors de l’utilisation de casques avec des conducteurs magnétiques dynamiques ou planaires.

Les casques qui utilisent des unités d’entraînement électrostatiques ont un diaphragme extrêmement léger qui a peu de potentiel d’inertie.

Le diaphragme est pris en sandwich entre deux fines plaques métalliques perforées et une charge d’électricité statique est placée sur lui.

Lorsqu’un signal audio, dont l’amplitude est augmentée par votre adaptateur de casque, est transmis aux plaques, le diaphragme est uniformément attiré vers les plaques, produisant un son lisse et à faible distorsion.

Fonctionnement des casques à dos ouvert et à dos fermé

Les casques d’écoute sont disponibles en deux modèles principaux : à dos ouvert et à dos fermé.

casque à dos ouvert
casque à dos ouvert

Casque à dos ouvert

Cette conception est davantage axée sur le confort et la qualité audio, ce qui la rend plus pratique pour les périodes d’écoute critiques ou prolongées.

L’arrière des casques est ouvert, ce qui empêche le filtrage en peigne et permet au son de circuler facilement et normalement dans les deux sens, avec une faible isolation.

Pour un confort supérieur, la plupart des casques ouverts de référence sont équipés de coussinets plus grands que ceux de l’oreille externe, et l’arceau exerce peu de pression sur votre tête.

Les casques à dos ouvert ont tendance à être plus légers et plus confortables, mais leur conception présente quelques défauts potentiels.

Tout d’abord, les bruits extérieurs peuvent passer par le dos ouvert ; ils ne sont donc pas idéaux pour les environnements bruyants. Deuxièmement, les écouteurs peuvent déborder sur le micro si le volume est trop élevé.

Casque à dos fermé

Cette conception se concentre sur une isolation maximale entre le bruit extérieur et le son généré par le casque. Cela les rend très utiles pour l’enregistrement de la musique par rapport à la conception à dos ouvert.

L’écouteur de ces casques a un dos scellé qui ferme entièrement l’arrière de chaque haut-parleur. Cela génère peu ou pas de fuites, même à des niveaux de volume élevés.

La conception des casques à dos fermé offre une qualité sonore supérieure, mais elle présente un certain nombre de démérites qui peuvent vous inquiéter.

Les bonnets étant scellés, une partie du son est réfléchie et provoque un filtrage en peigne. Ce style n’est pas non plus adapté à une écoute prolongée, car la pression appliquée sur votre tête peut provoquer une gêne.

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Comment fonctionnent les casques antibruit ?

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Il existe deux types d’écouteurs antibruit : les passifs et les actifs. Les casques antibruit passifs fonctionnent comme des protège-oreilles, qui empêchent le son d’atteindre vos tympans.

Les casques antibruit actifs vont un peu plus loin que les casques passifs. Les écouteurs actifs constituent une barrière physique qui bloque les sons aigus. En même temps, ils effacent activement les ondes sonores de plus basse fréquence.

Voici comment fonctionne la suppression active du bruit

Un minuscule microphone capte les bruits environnants. Un système électronique situé dans les casques analyse les ondes sonores, créant des modèles de crête et de creux.

Ainsi, chaque fois que l’onde sonore atteint un pic, l’onde électronique l’atténue, annulant le pic. Les haut-parleurs de votre casque diffusent les ondes antibruit, neutralisant ainsi le bruit ambiant.

Les casques antibruit peuvent bloquer environ 70 % du bruit extérieur. Ils fonctionnent bien dans les zones où les ondes sont de basse fréquence, comme les bureaux ouverts, les trains et les avions.

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Comment fonctionnent les casques sans fil ?

Les casques sans fil envoient le signal audio par le biais d’une technologie sans fil, telle que la radiofréquence (RF) ou l’infrarouge (IR).

Casque RF

Ce sont les meilleurs écouteurs sans fil pour la télévision. Ils sont équipés d’un émetteur RF qui se connecte à votre téléviseur via une prise jack 3,5 mm ou un câble RCA. Ils ont une couverture allant jusqu’à 300 pieds.

Connectez l’émetteur à l’alimentation électrique à l’aide de l’adaptateur secteur, puis allumez-le. Le casque et l’émetteur s’appairent automatiquement.

En général, le témoin d’appairage s’allume en bleu constant lorsqu’une liaison active est établie entre les deux appareils.

Casque IR

Comme les écouteurs RF, les écouteurs IR sont normalement fournis avec un émetteur IR qui se connecte à une source audio. Ils ont une couverture limitée.

Les écouteurs se connectent à l’émetteur de la même manière que les écouteurs RF, mais ils utilisent l’infrarouge au lieu des ondes radio et ils nécessitent une ligne de vue directe pour réussir le jumelage.

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Comment fonctionnent les écouteurs Bluetooth ?

Les écouteurs Bluetooth se connectent par ondes radio à une source audio compatible Bluetooth, comme un smartphone ou un dongle connecté à un téléviseur. Ils ont une couverture allant jusqu’à 50 mètres.

Dès que vous activez le Bluetooth, la source audio commence à rechercher les écouteurs Bluetooth. Les écouteurs doivent être en mode découverte pour que vous puissiez les coupler avec le périphérique Bluetooth.

Dans certains cas, vous pouvez avoir besoin d’un code d’accès pour jumeler les appareils avec succès. Les périphériques Bluetooth se connectent généralement sur une bande radio de 2,4 GHz, sans licence.

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Comment fonctionne le casque à conduction osseuse ?

Le casque à conduction osseuse n’utilise pas le son réel pour communiquer, mais les vibrations générées par le son.

Cette technologie permet de contourner vos tympans. En conduction osseuse, votre casque convertit les ondes sonores en vibrations qui sont directement transmises à la cochlée.

Les casques à conduction osseuse présentent un certain nombre d’avantages par rapport aux modèles traditionnels. Ils sont moins susceptibles de contribuer à une perte auditive car ils contournent le tympan.

Lorsque j’ai testé une paire de casques à conduction osseuse, j’ai constaté que la sensation n’était pas du tout dérangeante. La qualité audio, en revanche, n’est pas aussi bonne.

Comment fonctionnent les prises d’écouteurs ?

Une prise casque est un connecteur électrique normalement utilisé pour les signaux audio. Elle comporte généralement deux, trois ou quatre contacts.

Le connecteur à deux contacts est appelé TS, le connecteur à trois contacts est appelé TRS et le connecteur à quatre contacts est appelé TRRS.

Le T désigne la pointe (canal gauche), le R la bague (canal droit) et le S la douille (masse). Un connecteur TS transporte un signal mono, un connecteur TRS transporte deux signaux, et un connecteur TRRS transporte trois signaux.

La prise casque est disponible en trois tailles : 6,35 mm, 3,5 mm et 2,5 mm. La taille la plus couramment utilisée est la prise de 3,5 mm.

La prise casque TRS d’un casque stéréo transmet les signaux des canaux gauche et droit lorsqu’elle est connectée à une source audio.

La prise casque TRRS d’un casque stéréo achemine les signaux des canaux gauche et droit et du microphone lorsqu’elle est connectée à une source audio. TRRS est la prise casque la plus populaire du marché.

Comment fonctionnent les câbles des casques ?

Tous les types de casques avec leurs câbles peuvent se brancher sur la prise casque, si la prise et le câble sont conçus pour s’emboîter correctement.

Un câble de casque qui se connecte à une prise TRRS révèle six fils lorsqu’il est coupé :

Audio droite (rouge)
Masse audio droite (vert)
Audio gauche (bleu)
Masse audio gauche (vert)
Microphone (jaune)
Masse du microphone (vert)

De nos jours, la plupart des câbles de casque sont sophistiqués. Ils sont intégrés à un panneau de commande pour la lecture, la pause, le changement de piste et le contrôle du volume.

Il existe différents styles de câbles de casque sur le marché, notamment :

Câbles optiques : Conçus à partir de fibres tubulaires et de verre. Ils sont adaptés à une transmission rapide.

Câbles ordinaires : Conçus à partir de cuivre ordinaire avec une protection en plastique. Ils sont compatibles avec la plupart des casques intra-auriculaires.

Câbles plats sans enchevêtrement : Ils sont également conçus à partir de matériaux en cuivre ordinaire avec une protection en plastique, mais ils sont aplatis pour éviter tout enchevêtrement.

Câbles coaxiaux : Ils sont constitués d’une âme en cuivre, d’un isolant et d’un tissu supplémentaire. Ils sont très durables et très performants.

Câbles tressés en tissu : Ils sont normalement appelés câbles hybrides car ils sont composés de différents matériaux pour la conduction et l’isolation.

Conclusion

Nous utilisons des écouteurs tous les jours pour écouter de la musique, répondre à un appel et enregistrer de la musique. Ils sont très utilisés dans le monde entier.

Ce sont les appareils préférés pour une écoute privée, que ce soit pour éviter de déranger les autres ou pour bloquer le monde bruyant qui vous entoure.

Mais, comment fonctionnent les écouteurs ? Je vous ai fourni des explications détaillées qui devraient vous aider à comprendre ce qui se passe à l’intérieur de vos écouteurs.

Comprendre les mécanismes simples vous aidera à apprécier ce chef-d’œuvre unique. Vous serez également en mesure de choisir les casques qui fonctionnent le mieux pour votre application.

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