Desde que foram inventados em 1910 por Nathaniel Baldwin, fones de ouvido têm sido um elemento essencial de comunicação em todo o mundo. Claro, como com qualquer tecnologia, passaram por mudanças de design, novas aplicações foram criadas para eles e foram fabricados de muitas maneiras diferentes.
Os primeiros fones de ouvido eram feitos de materiais artesanais prontamente disponíveis, como borracha, couro, cobre e cerâmica. Fones de ouvido em tempos modernos ainda são baseados nos mesmos princípios, mas altamente avançados. Fones de ouvido agora são produzidos em massa e feitos com um amplo espectro de materiais diferentes, incluindo vinil, espuma, silicone, plásticos avançados, couro artificial, têxteis e mais.
Desde que foram inventados por Nathaniel Baldwin em 1910, passaram por uma evolução radical em estilo, design e desempenho. Fones antigos eram amplamente artesanais e construídos com materiais comuns a produtos elétricos da época — principalmente cobre, borracha, couro e cerâmicas técnicas. Fones modernos são geralmente altamente projetados, produzidos em massa e feitos com plásticos sofisticados, silicone, couro artificial, borracha, têxteis, vinil e materiais de espuma.
A forma como fones de ouvido são projetados e os materiais usados baseiam-se amplamente em sua aplicação e faixa de preço. Quando a decisão de comprar novos fones é tomada, deve-se ponderar qual será seu uso.
Fones de ouvido vêm em um amplo espectro de designs, mas existem alguns designs mais prevalentes no mercado. Cada design tem suas próprias vantagens e desvantagens como qualquer produto.
Os tipos mais comuns de fones de ouvido são intra-auriculares (parcialmente inseridos no canal auditivo), supra-auriculares (almofadados contra a orelha), intra-canal (totalmente inseridos no canal auditivo) e circumaurais (ao redor da orelha). O design e aplicação dos fones ditam o material usado para fabricá-los.
Os materiais usados para construir fones intra-auriculares precisam suportar abuso constante e desgaste. Isso ocorre principalmente porque ear buds são parcialmente inseridos no ouvido. As escolhas de material mais comuns neste design incluem dois plásticos resistentes: policarbonato (PC) e poliéster.
Fones circumaurais (ao redor da orelha) envolvem ambas as orelhas completamente e são o maior tipo de fone. Além disso, são compostos pela mais ampla gama de materiais. Alguns materiais comuns usados na construção de fones circumaurais incluem poliuretano, couro sintético com enchimento de espuma, couro real e uma variedade de têxteis incluindo pelúcia, veludo e velour.
O design de fones intra-canal é importante porque são inseridos no canal auditivo e suscetíveis a transportar germes, que podem causar infecções de ouvido. Fones intra-canal comuns são mais frequentemente feitos com borrachas sintéticas ou naturais. No entanto, existem alguns tipos feitos de silicones hipoalergênicos e às vezes de grau médico.
Os materiais mais comuns usados em fones supra-auriculares (contra a orelha) são PVC, borracha, espuma de memória e couro artificial. São presos por uma peça de plástico que curva ao redor da cabeça.
Transdutor é o termo técnico para alto-falante. Listados abaixo estão alguns dos diferentes designs de transdutores usados na fabricação de fones de ouvido.
O driver de bobina móvel é o tipo mais comum de transdutor usado em fones de ouvido. Um nome comum para este tipo de transdutor é "dinâmico". O ímã estacionário preso à estrutura de suporte do fone cria um campo magnético estático. Os principais componentes deste tipo de ímã são neodímio ou composto de ferrita. O diafragma do fone é afixado à bobina de voz. O som é gerado quando o áudio passa pela bobina e os campos magnéticos alternados e estáticos colidem. Um tipo comum de drivers de bobina móvel baseia-se em tecnologia de cápsula de microfone.
Um transdutor eletreto funciona transportando uma carga permanente embutida. Não são um tipo de design muito comum e nem seu parente próximo, o transdutor eletrostático. Além disso, são mais baratos e não reproduzem a mesma fidelidade que os eletrostáticos.
Os drivers em um transdutor eletrostático consistem em um diafragma elétrico carregado muito fino. É comum colocar uma membrana de filme PET entre duas placas metálicas perfuradas. O sinal de som cria um campo elétrico. O ar é então forçado através das perfurações e fundido com um sinal elétrico em constante mudança que impulsiona a membrana. Este processo gera uma onda sonora. Fones eletrostáticos são geralmente mais caros que seus equivalentes de bobina móvel devido à sua faixa de frequência mais ampla e qualidade dos componentes usados na fabricação.
Fones de ouvido são feitos por uma combinação de métodos manuais e de máquina. A configuração interna do alto-falante nos fones deve ser cabeada primeiro antes de ser colocada no invólucro do fone. Isso é geralmente feito em modo de linha de montagem com vários trabalhadores responsáveis por uma pequena parte do processo. Um trabalhador pode cabea a configuração do alto-falante no fone enquanto outro pode ser responsável apenas por montar as partes do invólucro pré-moldado.
A maioria dos invólucros de fones é feita por máquinas para economizar tempo e dinheiro. Os invólucros externos da maioria dos fones é feito de plástico moldado e assim criado por um conjunto de moldes na fábrica.
Após um par de fones ter sido completamente montado, eles são testados na fábrica. Hoje em dia o teste é feito por computador. O programa de computador envia ondas sonoras através dos fones para testar a resposta de frequência.
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