شرکت آمریکایی آدیزی (Audeze) که بیشتر به ساخت هدفون‌های پلینر مگنتیک باکیفیت مشهور است، امروز با معرفی یک هدفون الکترواستاتیک به نام CRBN یا کربن، پا به دنیایی جدید گذاشته است.
اگر تاکنون عبارات پلینر مگنتیک و الکترواستاتیک به گوشتان نخورده، باید گفت که این عبارات، نام دو فناوری ساخت درایور هدفون هستند که شباهت زیادی به یکدیگر دارند. در هر دو فناوری، درایور دارای دیافراگمی بزرگ و بسیار نازک است که در میان دو ساختار به نام استاتور قرار دارد. این استاتورها، در هدفون‌های پلینر مگنتیک، آهنرباهایی با قطب ثابت هستند. در فناوری پلینر، یک نوار رسانا سرتاسر دیافراگم را پوشانده که حامل سیگنال الکتریکی است. این نوار به کمک سیگنال‌های الکتریکی، یک میدان مغناطیسی با نوسان‌های مرتب تولید می‌کند که در واکنش به میدان مغناطیسی استاتورها، باعث عقب و جلو رفتن دیافراگم و در نتیجه، تولید صوت می‌شود. اما در فناوری الکترواستاتیک، دیافراگم با دریافت ولتاژ بایاس مستقیم که با اتصال هدفون به یک امپلیفایر مخصوص تولید می‌شود، یک میدان الکتریسیته ساکن تولید می‌کند و استاتورها، حامل سیگنال صوتی با فاز مخالف یکدیگر هستند. نوسان میدان مغناطیسی استاتورها که توسط سیگنال صوتی کنترل می‌شود، به میدان الکتریسیته‌ی ساکن دیافراگم واکنش نشان داده و آن را حرکت می‌دهد.
یک تفاوت دیگر هدفون‌های الکترواستاتیک و پلینر مگنتیک این است که می‌توان هدفون‌های پلینر مگنتیک را به یک امپلیفایر هدفون عادی متصل کرد؛ اما هدفون‌های الکترواستاتیک نیازمند یک امپلیفایر مخصوص هستند تا ولتاژ بایاس مستقیم را به دیافراگم آنها برساند.
می‌توان گفت تقریباً تمام هدفون‌های الکترواستاتیکی که تا پیش از CRBN ساخته شده‌اند، دارای دیافراگمی پلاستیکی هستند که با مواد رسانا پوشیده شده است. این طراحی دیافراگم دارای چند نقطه ضعف است. نخست اینکه لایه‌ی رسانا باید کاملاً یکدست و با قطر تنها چند دهم نانومتر بر روی دیافراگم پلاستیکی گذاشته شود تا نیروی الکتریکی با شدت یکسان بر سراسر دیافراگم وارد شود و انجام این کار در تولید انبوه، امری سخت و زمان‌بر است. نقطه‌ی ضعف دیگر این طراحی، حساس بودن لایه‌ی فلزی است. به این صورت که اگر دیافراگم بیش‌از‌حد به استاتورها نزدیک شود، ممکن است به آنها بچسبد و به دنبال آن، لایه‌ی فلزی صدمه ببیند که منجر به غیرقابل استفاده شدن هدفون می‌شود. همچنین به دلیل قطر بسیار کم، ممکن است که این لایه به مرور زمان از بین برود و اگر در شرایط نامناسب محیطی مانند رطوبت بالا قرار بگیرد، احتمال اکسیداسیون آن نیز وجود دارد.
نقطه‌ی تمایز Audeze CRBN با دیگر هدفون‌های الکترواستاتیک همینجاست؛ آدیزی تکنیک جدیدی را برای ساخت دیافراگم الکترواستاتیک ابداع کرده که در آن، نانولوله‌های کربنی در سرتاسر فیلم پلاستیکی دیافراگم کشیده شده‌اند. یکی از مزایای این فناوری این است که می‌توان تراکم نانولوله‌ها در دیافراگم و به دنبال آن، میزان رسانایی دیافراگم را به دقت کنترل کرد.
نانولوله‌ها در سطح دیافراگم به‌صورت کاملاً یکدست کشیده شده‌اند که این امر باعث می‌شود بار الکتریکی در تمام دیافراگم دقیقاً یکسان باشد و از اعوجاجی که در اثر یکدست نبودن بار الکتریکی در سطح دیافراگم‌های قدیمی وجود داشت، جلوگیری شود. همچنین دیافراگم CRBN در برابر عوامل مخرب محیطی مانند رطوبت، مقاوم است و طول عمر بسیار طولانی‌تری دارد.
ایده‌ی اولیه‌ی ساخت کربن، از یکی از پروژه‌های پزشکان دانشگاه UCLA نشأت گرفته است. در این پروژه، پزشکان به دنبال ساخت هدفونی بودند که بتوان از آن درون دستگاه MRI استفاده کرد. اگر تاکنون مجبور به استفاده از دستگاه MRI شده باشید، می‌دانید که تجربه‌ی صدایی یکنواخت با بلندی حدود ۱۲۰ دسی‌بل در فضایی تنگ و بسته، می‌تواند بسیار کلافه‌کننده و استرس‌زا باشد. به نظر این گروه از پزشکان، یک هدفون نه‌تنها می‌تواند با پخش موسیقی آرام‌بخش و جلوگیری از ورود صدای دستگاه به گوش‌ها، اسکن MRI را به تجربه‌ای آسان‌تر بدل کند، بلکه این قابلیت را دارد که با پخش صداهای تحریک‌کننده‌ی امواج مغزی، بخش خاصی از مغز که نیاز به تصویربرداری دارد را فعال کند.
اما مانعی بزرگ بر سر این راه وجود داشت؛ در ساختار درایور هدفون‌های عادی معمولاً از فلزات آهنی استفاده می‌شود و میدان مغناطیسی عظیم دستگاه MRI بر عملکرد آنها تأثیر شدیدی می‌گذارد. از سوی دیگر، اکثر هدفون‌های الکترواستاتیک از فلزاتی مانند طلا و تیتانیوم در ساختار خود بهره می‌برند که به میدان مغناطیسی واکنش نشان نمی‌دهند، اما می‌توانند بر کیفیت نهایی تصویر تأثیر منفی بگذارند و از دقت اسکن بکاهند.
در نتیجه، پزشکان به هدفونی نیاز داشتند که نه‌تنها ساختاری عاری از فلزات داشته باشد، بلکه از سه شاخصه‌ی مهم برخوردار باشد: توانایی تولید صدایی با حجم بسیار زیاد و بدون اعوجاج، سیستم نویز کنسلینگ اکتیو برای جلوگیری از رسیدن صداهای دستگاه به گوش و استحکام بالا.
پس از سه سال تحقیق و توسعه، شرکت آدیزی با استفاده از نانولوله‌های کربنی، توانست هدفونی تولید کند که با سربلندی بر تمامی مشکلات ذکرشده چیره می‌شود.
پس از طراحی نهایی هدفون پزشکی، آدیزی تصمیم گرفت تا این فناوری را در یک هدفون خانگی آدیوفایل نیز به کار ببرد و این گونه بود که CRBN متولد شد.
کربن یک هدفون دور گوش پشت باز با وزنی معادل ۳۰۰ گرم است و از یک جفت ایرپد چرمی ویژه بهره می‌برد. این هدفون برای به کار افتادن، نیازمند ۵۸۰ ولت ولتاژ بایاس مستقیم است که برای تأمین این نیرو، باید امپلیفایری جداگانه، مخصوص هدفون‌های الکترواستاتیک و با خروجی ۵ پین تهیه کنید.
بر اساس گفته‌ی آدیزی، پاسخ‌دهی فرکانسی CRBN از ۱۵ هرتز تا ۴۰ کیلوهرتز است. طبق اندازه‌گیری‌های پاسخ‌دهی فرکانسی در سیستم HATS (شبیه‌ساز سر و بالاتنه)، منحنی فرکانسی CRBN تا فرکانس ۲۰ هرتز به‌صورت خطی و بدون نوسان ادامه پیدا می‌کند که رقمی فوق‌العاده برای یک هدفون الکترواستاتیک محسوب می‌شود. لازم به ذکر است که اکثر هدفون‌های الکترواستاتیک دچار ضعف و رول-آف در فرکانس‌های بسیار پایین بیس هستند و به همین دلیل، عملکرد CRBN شایسته‌ی تحسین است. در بخش‌های دیگر منحنی پاسخ‌دهی فرکانسی نیز کربن عملکرد خوبی را از خود نشان داده و منحنی آن به منحنی هارمن بسیار نزدیک است.
معمولاً هدفون‌های الکترواستاتیک دارای داینامیک رنج پایین‌تری نسبت به هدفون‌های پلینر مگنتیک و داینامیک هستند و انتخاب ولتاژ بایاس ۵۸۰ ولت برای CRBN به جای استاندارد قدیمی یعنی ۸۰۰ ولت، می‌تواند باعث تشدید این امر شود. به‌علاوه، هدفون‌های الکترواستاتیک به‌صورت ساختاری، توانایی کمتری در تولید بیس نسبت به دیگر هدفون‌ها دارند. اما آدیزی ادعا می‌کند که بر این ایرادات فائق آمده است و کربن این نقایص را پشت سر گذاشته است.
از مزایای صوتی هدفون‌های الکترواستاتیک نیز باید به توانایی تولید صدایی بسیار طبیعی با جزئیات استثنایی اشاره کرد.
اما این هدفون جدید به راحتی قابل تهیه نیست؛ زیرا برای خرید آن باید ۴۵۰۰ دلار بپردازید و مبلغی قابل توجه نیز برای خرید امپلیفایر مخصوص آن کنار بگذارید. همانطور که ذکر شد، هدفون‌های الکترواستاتیک به یک امپلیفایر مخصوص نیاز دارند که خرید این امپلیفایر، چیزی بین ۵۰۰ تا ۵۰۰۰ دلار و یا حتی بیشتر برای شما هزینه در بر خواهد داشت. البته این ارقام در دنیای هدفون‌های الکترواستاتیک عجیب نیستند؛ چند سال پیش سنهایزر از سیستم الکترواستاتیک (هدفون و امپ) خود به نام HE1 رونمایی کرد که قیمتی ۵۹۰۰۰ دلاری دارد.
شرکت آدیزی هنوز به تاریخ دقیق فروش کربن اشاره‌ای نکرده است، اما انتظار داریم که این هدفون طی ماه‌های آینده به بازار جهانی عرضه شود.
نویسنده: Scott Wilkinson
مترجم: امیر تولی
