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Test von 25 Kopfhörern in HS 1982 Heft 01

Im der Hifi-Stereophonie 1982 Heft 01 wurden 25 Kopfhörer getestet und miteinander verglichen, preiswerte und teure Modelle. Dazu gab es diesen Artikel, wie der Kopfhörer überhaupt funktioniert und worauf man achten sollte:

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HiFi-Tests - leichter verständlich (aus 1981)
Nr. 9 - Kopfhörer

Die Tests kommen später

Im Laufe der Entwicklung der Musikwiedergabe im Heim hin zum HiFi-gerechten Hören erlebten Kopfhörer Phasen unterschiedlicher Bedeutung.

Noch Mitte der sechziger Jahre waren die meisten Lautsprecher so schlecht und die guten so teuer, daß Kopfhörer eine echte HiFi-Alternative darstellten.

Heute dagegen gelten sie eher als sinnvolle Ergänzung einer HiFi-Anlage, da sie das individuelle Genießen der Musik in originalgetreuer Lautstärke gestatten, ohne Nachbarn oder Familienmitglieder zu stören.

Insbesondere in den modernen, hellhörigen Wohnungen bieten sie zu bestimmten Tages- oder Nachtzeiten die einzige Möglichkeit, eine gute Anlage auch wirklich zu nutzen.

Der Unterschied zwischen Kpfhörer und Lautsprecher

Außerdem entfällt bei diesem Baustein eine ganze Reihe physikalischer Probleme, die beim Bau von Lautsprechern zu beachten sind:

• Da die Hörer direkt am Ohr aufliegen, ist die benötigte Schallleistung wesentlich geringer als bei Lautsprechern; die Membran kann erheblich kleiner sein.

• Wegen ihrer Kleinheit besitzt die Membran auch weniger Masse; also ist prinzipiell ihre Bewegung (bei kleineren Auslenkungen) homogener, das Einschwingverhalten sauberer. Zur Herstellung der Membran können steifere und leichtere Materialien verwendet werden.
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Überragende Qualität zu erschwinglichen Preisen

Hochwertige Kopfhörer sind heute hinsichtlich Frequenzgang und Verzerrungsverhalten, manche sogar hinsichtlich der Klangperspektive, auch guten Boxen überlegen, kosten aber nur einen Bruchteil davon. Die Spitzenmodelle gehen zum Preis kleiner Regalboxen aus dem Laden. So gesehen, sind sie mehr als Kompromiß und Ersatz, wenn man das Geld für ein Paar „Spitzenboxen" noch nicht beisammen hat oder aus anderen Gründen Musik lieber über Kopfhörer hört (hören muß).

Über den "Zwang" zum Zuhören

Kopfhörer zwingen zum Zuhören. Sie erfordern eine höhere Konzentration auf die Darbietungen und eignen sich daher besonders zum kritischen, analytischen Hören. Allerdings ermüdet man auch schneller - zum einen wegen der Unmittelbarkeit des Hörerlebnisses, zum anderen verursacht das Tragen selbst trotz aller Fortschritte in bezug auf Gewicht und Sitz gewisse Unbequemlichkeiten.

Es geht auch drahtlos

Weitgehend herrscht noch die Anbindung per „Nabelschnur" an den Verstärker vor, wenn auch in letzter Zeit Modelle mit drahtloser Infrarotübertragung angeboten werden.

Offene oder geschlossene Kopfhörer

Vielfach wird auch die Isolation von der Umwelt als störend empfunden; Kopfhörer gelten als kommunikationsfeindlich. Abhilfe schaffen hier die sogenannten offenen oder halboffenen Systeme, bei denen der Hörer nicht mehr akustisch abgeschirmt wird. Im Gegensatz zu ihnen schließen beim geschlossenen Hörer die Hörmuscheln die Membran und den Gehörgang praktisch luftdicht ab.

Offene Kopfhörer besitzen hingegen nach außen Öffnungen und lassen daher auch Umweltgeräusche an das Ohr des Hörenden vordringen. Sie gelten im allgemeinen als „luftiger" im Klangbild und führen auch nach längerem Gebrauch kaum zu „heißen", geröteten Ohren.

Die Technik der Kopfhörertypen

Neben der eben erwähnten Unterscheidung in offene, halboffene und geschlossene Systeme kommen - ähnlich wie bei Lautsprechern - zwei unterschiedliche Wandlerprinzipien zur Anwendung:

• Elektrodynamische Bauformen und
• elektrostatische Bauformen

teilen sich den Markt, wobei letztere häufig für Spitzenmodelle verwendet werden. Beim (elektro)dynamischen Prinzip taucht eine Schwingspule mit ihren Windungen in den millimeterschmalen Luftspalt zwischen den Polen eines Magneten ein; proportional zur angelegten Tonfrequenzspannung wird die Spule aus ihrer Ruhelage ausgelenkt und bewegt die mit ihr verbundene Membran.

Dynamische Kopfhörer

Dynamische Kopfhörer sind letztlich also Konus- oder Kalottenlautsprecher "en miniature". Gebräuchlich sind auch verschiedene Abwandlungen hiervon, wie zum Beispiel bei orthodynamischen Modellen: Hier ist die Schwingspule in Form zweier gegenläufiger Windungen auf eine hauchdünne Kunststoff-Folie, die als Membran dient, aufgedruckt. Sie schwingt ganzflächig angetrieben zwischen entsprechend flächig angeordneten Dauermagneten.

Elektrostatische Kopfhörer

Seit einigen Jahren werden Kopfhörer angeboten, die nach dem elektrostatischen Prinzip arbeiten. Bei ihnen wirken die Membran und eine entsprechende flächige Gegenelektrode als Kondensator, dessen Ladung von der Tonfrequenz beeinflußt wird.

Elektrostatische Wandler stellen so das genau entsprechende Gegenstück zu den Kondensatormikrophonen dar.

Der Elektrostat benötigt zum Betrieb eine Gleichspannung (Vorspannung); er wird über eine separate Hochspannungs- quelle vorpolarisiert. Diese befindet sich in einem getrennten Kästchen, das für die Stromversorgung ans Netz und für die Signalspannung an der Verstärker anzuschließen ist. Der Kopfhörer wird seinerseits an dieses Kästchen angeschlossen und von diesem mit der Hochspannung und dem Nutzsignal versorgt. Die Übertragungseigenschaften solcher Typen sind ausgezeichnet, da sie phasengetreu und sehr exakt einschwingen, einen extrem geringen Klirrgrad haben und nur kleinen Streuungen beim Fertigungsprozeß der Folie und der Elektroden unterliegen.

Im Unterschied zum großen elektrostatischen "Lautsprecher" lassen sich - wegen der Kleinheit der Membranen - diese Vorteile gut nutzen.

Jedoch erfordern sie gegenüber den dynamischen Systemen einen erheblich größeren technischen Aufwand und sind daher vergleichsweise teuer. Zudem benötigen sie zur Speisung fast ausnahmslos einen Leistungsverstärker.

Kopfhörer nach dem Elektretprinzip

Als Abwandlung der Elektrostaten hat das Elektretprinzip inzwischen Eingang in den Kopfhörerbau gefunden. (Elektrete sind Werkstoffe mit permanenter dielektrischer Polarisation; in ihnen ist eine Hochspannung als bleibende elektrische Ladung gewissermaßen „eingefroren".) Somit benötigen diese Modelle keine kostspielige Hochspannungsversorgung mehr. Auch Zweiwegsysteme werden angeboten, wobei verschiedene Wandlersysteme kombiniert sein können.
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Qualität kostet Geld

Allerdings gilt auch hier - wie bei so vielen anderen Bausteinen -, daß Sorgfalt in Konstruktion und Fertigung häufig die Wiedergabequalität mehr beeinflußt als das „bessere" Prinzip.

Neurere Testergebnisse zeigen, daß die Kopfhörer qualitativ immer näher zusammenrücken und elektrostatische und dynamische Typen in ihrer Beurteilung recht dicht gestaffelt sind.
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Qualitätskriterien

Wie auch andere Bausteine - werden Hifi-Kopfhörer von der DIN 45.500 erfaßt und mit bestimmten Mindestanforderungen belegt. Danach muß ihr Frequenzgang (das sogenannte Freifeld-Übertragungsmaß) in das aus Bild 2 ersichtliche (sehr großzügige) Toleranzfeld fallen.

Außerdem fordert die Norm Werte für die Nennimpedanz von 8 bis 4.000 Ohm; der Klirrgrad, gemessen am künstlichen Ohr („Kuppler"), darf bei einem Schalldruckpegel von 94 dB im Frequenzbereich 100 bis 2.000 Hz höchstens 1% betragen. Die Nennbelastbarkeit muß mindestens 100 mW erreichen, und die Andrückkraft des Kopfhörers an den Kopf darf 5 N(ewton) nicht überschreiten.

Der Wirkungsgrad

Von Interesse ist darüber hinaus der Wirkungsgrad, d.h. das Verhältnis von zugeführter elektrischer Leistung zu abgestrahlter Schalleistung. Während man bei Lautsprechern die sogenannte praktische Betriebsleistung mißt - also die elektrische Leistung bestimmt, die man zur Erzeugung eines bestimmten Schallpegels benötigt -, werden Kopfhörer durch den Kennschalldruck gekennzeichnet: Das ist der Pegel, den ein Hörer bei einer definierten Leistung (1 Milliwatt) abgibt. Je höher der Schallpegel, desto besser ist der Wirkungsgrad, desto lauter ist der Kopfhörer.

Welche Verstärker braucht man ?

Zusätzlich wird bei Tests hier bei uns in der HiFi-Stereophonie die Abhängigkeit der Impedanz von der Frequenz bestimmt. Hieraus lassen sich Rückschlüsse auf das Verhalten bei verschiedenen Quellenimpedanzen ziehen. Ist die Impedanz eines Hörers frequenzabhängig und liegt sie in der Größenordnung oder sogar unterhalb der Quellenimpedanz des Verstärkers, so kann wegen der dann ungleichmäßigen Anpassung eine teilweise deutliche Veränderung des Frequenzgangs auftreten.

Selbstverständlich werden Kopfhörer wie Lautsprecher auch einem ausführlichen Hörtest unterworfen. Neben Aussagen über den Tragekomfort gewinnt man hier den entscheidenden Gesamteindruck über das Wiedergabeverhalten.

Dieser Artikel ist von K. F. Ziegahn vom Herbst 1981
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