Stereokopfhörer für Binauralaufnahme: Design

Kompaktes Stereo-Headset für präzise binaurale Aufnahmen

Ein Ingenieur hat ein kompaktes Stereo-Headset entwickelt, das die Aufnahme, Wiedergabe und Live-Streaming von binauralem Audio ermöglicht. Das Gerät simuliert die Akustik des menschlichen Ohrs im Gehörgang und minimiert so die Größe, ohne die Qualität zu beeinträchtigen. Wichtige Komponenten: PUI Audio AOM-5024L-HD-R Mikrofone und Knowles SR-32453-000 Lautsprecher, integriert in ein elliptisches Gehäuse mit 12 mm Tiefe.

Prototyping-Phasen

Erste Modelle nutzten Silikon-Ohrrepliken mit WM-61 Mikrofonen, angeschlossen an einen Zoom Recorder. Probleme traten bei Resonanzen im hohen Frequenzbereich auf – Tests mit Metallicas „Fade to Black“ zeigten Rasseln im Gitarrenpart.

Lösung: Alginate-Ohrabdrücke, Guss aus Silikon-Verbund Shore A 40, aufgeschäumt für eine raue Oberfläche. Zusätzlich ein Wollfilter vor dem Mikrofon, um Hochfrequenzresonanzen zu dämpfen.

• Ohr-Materialien: Zinn-härtendes Silikon, Härte 40 Shore A.
• Mikrofone: Wechsel von WM-61 zu PUI Audio AOM-5024L-HD-R (höhere Empfindlichkeit, geringerer Geräuschpegel).
• Elektronik: Zoom Stereo-Recorder für präzise Aufnahmen.

Straßentests bestätigten realistische Positionierung der Schallquellen.

Design und Komponenten

Die Prototypabmessungen wurden durch Nachahmung von In-Ear-Kopfhörern verkleinert: Mikrofon und Lautsprecher im Gehörgang sorgen für Stereo-Basis, Reflexionen und Durchlässigkeit ähnlich wie bei einem menschlichen Kopf.

Knowles SR-32453-000 Lautsprecher (6 mm Durchmesser, 4 mm Dicke) mit Balanced-Armature-Technologie liefert eine flache Frequenzgangkurve und präzise Phasenmerkmale. Gehäuse – elliptisches Plastik mit Neigung für sicheren Sitz.

Unsymmetrische Verbindung mit externer Abschirmung, Kabel in weichem Gummi gegen Vibrationen. Der Zoom F1 Recorder passt zum Prototyp, aber ohne Isolierung des Mikrofonverstärkers – Übersteuerung bei hohen Lautstärken möglich. Für die Weiterentwicklung wird der Zoom F3 mit symmetrischer Schaltung und hohem Dynamikbereich empfohlen.

![Knowles SR-32453-000 Treiber]

Marktanalyse von Vergleichsmodellen

Vorhandene Headsets setzen die binauralen Prinzipien nicht vollständig um, da die Ohrgeometrie und die Elektronik gestört sind.

• Sennheiser Ambeo Smart Headset: Äußeres Gehäuse verschiebt das Mikrofon aus dem Gehörgang, keine Angaben zum Frequenzgang.
• Roland CS-10EM: Unsymmetrische Verbindung, aber Geometrie passt nicht zum Ohr.
• DPA 4560-OC-B-B00: Erfolgreiches In-Ear-Mikrofon (Preis ~1230 USD), fehlen Lautsprecher für Monitoring.

Das vorgestellte Modell übertrifft die Vergleichsmodelle in Kompaktheit und Nachbildungsgenauigkeit.

Anwendungen und Ausblick

Das Headset funktioniert im mobilen Modus (auf dem Kopf getragen) oder stationär (auf einem Büste). Geeignet für Aufnahmen, Live-Streaming und aktive Kopfhörer. Patent RU222990U1 bestätigt Neuheit.

Demo-Inhalte sind begrenzt, aber Tests zeigen klare Positionierung.

Wichtige Punkte

• Präzise Nachbildung der Gehörganggeometrie gewährleistet binauralen Effekt ohne Mannequin.
• Komponenten: AOM-5024L-HD-R + Knowles SR-32453-000 für geringen Geräuschpegel und flachen Frequenzgang.
• Übersteuerungsproblem beim Zoom F1 durch Isolierung oder symmetrische Schaltung lösen (Zoom F3).
• Markt: Sennheiser/Roland-Vergleiche verlieren bei Geometrie, DPA nah, aber keine Lautsprecher.
• Abmessungen: 12 mm Tiefe, elliptisches Profil für Tragekomfort.

— Editorial Team