Еще пишут сопротивление. Что это такое, зачем это надо, и на что влияет импеданс, рассказывает эта статья.
Примечание: так как импеданс - это полное сопротивление, которое включает как его активную, так и реактивную составляющую, нужно знать, что чаще всего на упаковках указывают первое - активное - значение. Из-за этого отклонение от заявленных параметров на 1-3 Ома считается нормой.
Какой же вариант предпочесть? С каким показателем сопротивления выбирать? Каким он должен быть? Тут важен вид техники, к которой наушники будут подключаться, и мощности ее усилителя.
Зачем нужны разные показатели сопротивления у разных моделей?
Наушники разных типов отличаются по качеству звукоизвлечения: высокоомные звучат чуть лучше. Но дело тут не в сопротивлении как таковом, а в том, что усилитель посылает меньше тока, поэтому меньше искажает частотный сигнал.
Для портативных устройств - , мп-3 плееров и планшетов - лучше подбирать наушники, которые принадлежат к типу низкоомных. Если же наушники будут использоваться дома, например, подключаться к ПК или звуковой карте, подойдут высокоомные модели.
Дело в том, что у девайсов портативного типа на выходе ограничен уровень напряжения, а вот на ток ограничений нет. Из-за этого «раскачать» гаджет, чтобы выжать из него максимум мощности, можно только с низкоомными наушниками.
Напряжение устройств, которые принадлежат к типу стационарных, не так ограничено, поэтому можно получить отличную мощность, пользуясь высокоомными моделями. Усилителю такой вариант даст более благоприятную нагрузку. С импедансом наушников высокого уровня искажений в этом случае будет меньше.
Примечание: для смартфона или лучше подобрать вариант до 50 Ом. Модель с показателем побольше подойдет, если у нее хороший запас чувствительности.
Само по себе сопротивление не влияет на звук (его громкость и качество), но отвечает за эти параметры в связке с SPL. От этого показателя зависит, насколько громко смогут звучать наушники. А вот сколько усилитель сможет выдать мощности - это прерогатива импеданса.
Если взять две пары наушников, у которых одинаковые показатели SPL, допустим 110 децибел на мегаватт, но одну модель - 16-омную, а другую - 150-омную, и подключить их к одновольтному плееру, то в каждом из двух случаев плеер зазвучит по-разному:
- с низкоомной моделью - на 62 мВт;
- с высокоомной - на 7 мВт.
Проще говоря, его усилитель не сможет выжать максимум из высокоомной модели.
Девайсы из разряда высокоомных используют с и Hi-End. Их подключают к усилителям или 24-битным студийным звуковым карточкам. Это дает более качественный и сбалансированный аудиосигнал. По этой причине модели с высоким импедансом используют звукорежиссеры кино и ТВ, диджеи. Они также применяются при мастеринге и сведении звукозаписи на проджект-студиях.
Совет: хороший студийный вариант - . Кроме приличного импеданса, они порадуют отличной чувствительностью и широким диапазоном частот. Они звучат сбалансировано и детализированно.
Громкость наушников и расход энергии источника
Поскольку от сопротивления зависит громкость, на расход энергии батареи носителя это значение тоже влияет: если слушать музыку на максимуме, то высокоомные и низкоомные модели по-разному потратят энергию аккумулятора или смартфона.
Чем выше сопротивление - тем дольше будет «жить» аккумулятор девайса на одном заряде, будь-то смартфон, плеер или другой гаджет. Все потому, что высокоомные наушники тратят меньше тока, и от итоговой фактической громкости это не зависит.
У пользователей «тихих» смартфонов выбор наушников крайне ограничен, так как здесь есть только один вариант - это низкоомные «уши». Пользователи с гаджетами, которые оснащены достаточно мощным выходом (хотя бы 3 В), имеют возможность экспериментировать.
Здесь есть два оптимальных варианта:
- низкоомный, но с высоким SPL;
- менее чувствительный, но с импедансом побольше.
Так, если пользователь поменяет 16-омные наушники на 32-омные (к примеру, на спортивные ) батарея его гаджета продержится дольше.
Модели наушников могут звучать хорошо независимо от количества Ом. Но многое зависит от носителя. Для смартфона лучше подобрать низкоомный вариант. Чтобы батарея продержалась дольше, подойдет модель от 32 Ом. Для сведения аудиозаписей, а также мастеринга звуковых дорожек и прочей студийной работы стоит присмотреться к полноразмерным вариантам с большим импедансом. Если подключить низкоомную модель к студийной аппаратуре, громкость, конечно, усилится, а вот частотный баланс может нарушиться.
Импеданс - это номинальное сопротивление на входе наушников. Термин импеданс заимствован от слова impedance, которое переводится как полное сопротивление. Часто употребляется как синоним полного сопротивления для наушников. Полное сопротивление складывается из резистивной и реактивной составляющей, в результате чего уровень сопротивления зависит от частоты. В большинстве случаев на графике можно наблюдать низкочастотный резонанс для динамических наушников.
Выбирать наушники по сопротивлению нужно в соответствии с тем, с какой техникой вы собираетесь использовать данные наушники. Для использования с портативной техникой следует подбирать наушники с более низким импедансом, а для стационарной, с более высоким. У усилителей портативной техники жестко ограничен выходной уровень напряжения, но как правило не имеет жесткого ограничения уровень тока. По этому вероятность получить максимально возможную мощность для портативной техники возможно только с низкоомными наушниками. У стационарной техники как правило ограничение по напряжению не такое низкое и для получения достаточной мощности можно использовать высокоомные наушники. Высокоомные наушники являются более благоприятной нагрузкой для усилителя и с ними усилитель работает с меньшим уровнем искажений. Низкоомными наушниками считаются наушники условно до 100 Ом. Для портативной техники рекомендуются наушники с сопротивлением от 16 до 32 Ом, максимум - 50 Ом. Однако, если у наушников высокая чувствительность, то можно использовать и большее сопротивление.
Громкость работы наушников зависит в первую очередь от чувствительности наушников, а от сопротивления зависит, сколько мощности может дать усилитель. Например, у наушников А и Б одинаковая чувствительность - 110 дБ/мВт (чувствительность указана по отношению к мВт ). Портативный плеер развивает на своем выходе не более 1 В. У наушников А сопротивление 16 Ом, у наушников Б - 150 Ом. Для наушников А плеер выдаст 62 мВт, а для наушников Б всего 7 мВт. Соответственно, чтобы получить аналогичную громкость на наушниках Б, нужно подать те же 62 мВт, которые возможны при 3 В, а у нас в примере плеер может выдать только 1 В. Однако стоит учесть, что чувствительность может указываться не к мощности, а напряжению. Если для обоих наушников будет указана чувствительность как например 100 дБ/В (чувствительность указана по отношению в В ), то не зависимо от их сопротивления они будут играть одинаково громко (если у усилителя выходное сопротивление близко к нулю).
По кривой Rz можно так же обнаружить дефекты и брак, если на кривой присутствуют сильные резонансы в узких полосах частот.
iFi iEMatch
Доставка через 6-8 дней
4 485 .-
В корзину
В избранное
Сравнить
Shure SE215 - CL
Товар в наличии в интернет-магазине
7 990 .-
В корзину
В избранное
Сравнить
Зависимость АЧХ и SPL от импеданса наушников
АЧХ наушников зависит от кривой Rz и выходного сопротивления усилителя. Чем выше выходное сопротивление усилителя, тем больше меняется АЧХ наушников в соответствии с кривой Rz. В примере у наушников чувствительность 110 дБ/В, сопротивление 20 Ом, пиковое значение на графике Rz для 60 Гц - 60 Ом.
При подключении к усилителям с разным выходным сопротивлением можно видеть, как меняется АЧХ. Можно видеть, что при подключении наушников к усилителю с выходным сопротивлением в 300 Ом АЧХ на 60 Гц меняется до 7 дБ.
АЧХ показаны на разном уровне, в соответствии тому, как будет изменяться SPL при подключении низкоомных наушников к усилителю с заданным выходным сопротивлением. При подключении наушников к усилителю с выходным сопротивлением 300 Ом уровень SPL будет ниже на 25 дБ. В данном случае на выходе усилителей был выставлен уровень сигнала 1 В rms без нагрузки (или нагрузке выше 1000 Ом). Таким образом, низкоомные наушники играют тише, чем высокоомные с одинаковой чувствительностью по отношению к напряжению, подключенные к усилителю с высокоомным выходным сопротивлением при одинаковом положении регулятора громкости.
Зависимость падения амплитуды в дБ в зависимости соотношения величины внутреннего сопротивления усилителя от величины нагрузки Rz на конкретной частое можно оценить на графике ниже.
Можно увидеть, что если например у усилителя внутренне сопротивление равно 50 Ом, и без нагрузки он выдает определенный уровень сигнала, то при подключении наушников с сопротивлением 25 Ом получаем соотношение сопротивления усилителя к нагрузке равным 2, и падение амплитуды в дБ будет равно около 10 дБ. Если у наушников сопротивление 50 Ом, то отношение равно 1, и падение амплитуды уже 6 дБ, а если у наушников сопротивление 100 Ом, то соотношение равно 0,5 и падение амплитуды составит 4 дБ.
Однако больше интересно, как отразится график Rz на конечной АЧХ без учета SPL. Разберем небольшой пример.
Отметим максимальное и минимальное значение на графике Rz. У нас получается 150 Ом в максимуме и 40 Ом в минимуме. Внутреннее сопротивление усилителя примем как 60 Ом. У нас получается два соотношения сопротивлений, внутреннего усилителя к Rz, это 60/150=0.4 и 60/40=1.5.
Мы получаем пересечения в 3 и 8 дБ. Их разница составит 5 дБ.
Теперь для данного случая разница между минимумом и максимумом составит 5 дБ. Аналогичным образом можно вычислить и для других значений выходного сопротивления. Для 0 Ом получим 0 дБ, для 25 Ом получим 3 дБ, для 100 Ом - 6,5 дБ, а для 300 Ом - 9 дБ.
У кого дома имеется компьютер или ноутбук, кто любит засиживаться до полуночи, слушать музыку, смотреть фильмы, тому не нужно рассказывать о роли и важности наушников. Слушать ночью музыку через внешние мониторы или смотреть очередной сериал, вряд ли такая эмансипация придется по душе членам семьи или живущим за стеной соседям. А вот в наушниках громкость звучания никому не будет мешать.
Итак, функциональная роль наушников предельно ясна. Давайте поговорим о выборе подходящей для вас модели «головных мониторов». Следует сказать, что он будет зависеть от того, как и когда вы собираетесь их использовать.
Поскольку в данной статье речь пойдет о том, как выбрать наушники для компьютера, такой их тип, как «капельки» или «затычки», мы рассматривать не будем.
Так сложилось, что вышесказанные варианты – это стандарт для мобильных телефонов и MP3 плееров со своими преимуществами и недостатками.
Например, вкладыши имеют слабую звукоизоляцию, а небольшая по размерам мембрана не дает хорошего качественного звука. Однако их главное достоинство – это компактность и легкость.
Затычки, несмотря на полное погружение слушателя в звук, не рекомендуется долго использовать, так как они создают нагрузку на ухо. Это хороший мобильный вариант, но не для стационарного и продолжительного пользования.
Конечно, капельки и затычки легко можно подключить к компьютеру, и все же для ПК чаще используются накладные или полноразмерные наушники. О них и пойдет далее речь.
Накладные наушники
Чтобы ещё сузить рассматриваемый спектр имеющихся на рынке моделей, давайте определимся, для каких целей лучше всего подходят накладные наушники.
Само слово «накладные» подсказывает нам, что к этому типу относятся те, которые накладываются на уши, но при этом полностью их не обхватывают.
Такие модели имеют красивый дизайн, «накладыши» хорошо прилегают к уху. Их часто используют дома и на улице. Они хорошо сочетаются с плеером.
В таких наушниках хорошо разгуливать по парку, совершать утренние пробежки, так как они имеют крепление в виде дуги-оголовья. В них человек не выглядит инопланетянином и, в общем, они достаточно комфортны.
Накладные наушники применяются для компьютера: в разговорах по скайпу, для прослушивания музыки. Это универсальный тип, который подойдет на многие случаи жизни, но, имея единичный экземпляр, вам придется очень часто переключаться между плеером и компьютером.
Согласитесь, что это неудобно. Лучше, когда для каждого устройства и под определенные задачи есть свои «уши».
Поэтому, говоря о выборе наушников для компьютера, есть смысл подробнее говорить о полноразмерных или другими словами, мониторных наушниках.
Полноразмерные наушники
Полноразмерные – отличаются от всех остальных тем, что очень плотно прилегают к голове. Они имеют лучшее качество звучания из-за большой мембраны, именно среди них есть те, которые предназначены для профессиональной работы со звуком.
С точки зрения акустики полноразмерные наушники делятся на открытые и закрытые. Как между ними разница?
- Закрытые наушники с наружной стороны не имеют отверстий, стало быть, обладают хорошей звукоизоляций. Они предназначены для работы со звуком, отслеживания различных артефактов, поэтому используются в профессиональных студиях звукозаписи. Недостаток их следующий: они, как и внутриканальные, создают нагрузку на слуховой аппарат человека. Ухо устает, человеку нужно делать перерывы в работе.
- Открытые наушники имеют небольшие отверстия с внешней стороны. Из-за этого у человека нет ощущения полной изолированности от внешнего мира. Ухо не так утомляется, как в закрытых наушниках, поэтому этот тип наиболее часто используется геймерами и компьютерными меломанами.
О чем говорят технические характеристики
Поговорим о технических характеристиках наушников для компьютера. Сразу хочу сказать, что все головные мониторы можно условно разделить ещё на 2 класса: бюджетные и премиум.
Разница в их звучании будет зависеть не только от технических параметров, но и от качества звуковоспроизводящих деталей.
Что нужно знать, чтобы ваш выбор был осмысленным? Пожалуй, не будет лишним хоть немного знать, что такое:
- чувствительность;
- частотная характеристика;
- импеданс наушников.
Давайте это все рассмотрим на конкретном примере. Заодно, мы увидим и другие характеристики наушников.
Допустим, мы покупаем наушники для компьютера Sennheiser HD 202 II. Это не лучшие на рынке, просто мы их рассматриваем в качестве примера. Что мы можем прочитать о них на странице интернет-магазина?
Тип наушников
Итак, относительно типа, мы уже знаем, что значит «закрытый». Отверстий нет, хорошая изоляция - это плюсы
Минус – если вы целый день просидите в таких наушниках, к вечеру у вас будет «квадратная голова». Если вы планируете пользоваться ими 2-4 часа в день – этот вариант для вас.
Тип подключения
Эти наушники подключаются с помощью провода. Нужно заметить, что на рынке есть и беспроводные наушники. Их преимущество в том, что вы не привязаны «веревочкой» к передающему звук устройству.
Но, если у вас в руках ноутбук, который можно перенести, или вы стационарно, сидите за компьютером, беспроводные наушники вам ни к чему. Выбирайте проводной тип.
Кстати, забегая чуть вперед, видно, что длина шнура 3 метра. Думайте, достаточно ли вам такой длины, например, чтобы отдалиться от компьютера в случае необходимости.
Также, если речь пошла о кабеле, то существует ещё такое понятие как «интерфейс подключения». В нашем случае – это мини-джек со стандартным разъемом 3.5 мм.
Уверен, что в ноутбуке есть выход для мини-джека и он подойдет для любого компьютера. А вот если вы хотите подключать наушники в выносную звуковую карту, следует обратить внимание, какой у неё выход. Если для большого джека, то вам придется пользоваться переходником.
Двусторонний кабель – это значит, что кабель подведен к обоим ушам и будет находиться по центру, а не слева или справа, как это бывает при одностороннем подключении. Здесь подумайте, не будет ли он мешать вам, если вы часто набираете текст с клавиатуры. Но уверяю вас, это не критично. Это все дело привычки.
Шумоподавление
У Sennheiser HD 202 II нет активного шумоподавления. Но вам и не нужна эта система, если вы будете использовать Sennheise HD дома, а не на шумной улице.
Шумоподавление – это технический процесс регистрации постороннего шума, который превращается в электрический сигнал, примешиваемый в противофазе к музыке в наушниках.
В результате получается «антишум», который человек не слышит. В общем, если в оптике существует обман зрения, то в акустике – обман слуха. Шум есть, но вы его не слышите. Так вот в наушниках Sennheiser HD 202 шумоподавление отсутствует.
Диапазон частот
У наушников, которыке мы рассматриваем в качестве примера, диапазон частот или частотная характеристика: 18 – 18000 Гц Это значит, что данные головные мониторы воспроизведут только указанный выше диапазон звука. Если наше ухо слышит до 20 000 Гц, то Sennheiser HD не выдадут все, что выше 18000.
Но опять же, это некритично, если только вы не фанат музыки и вам обязательно нужно слышать все супер высокие частоты. Поэтому для обычного пользователя данная характеристика не будет архиважной.
Сопротивление, импеданс
Вот здесь нужно обратить внимание на цифры, потому что для наушников с большим сопротивлением понадобится мощный источник звука. Но в данном случае мы имеем дело с компьютерными наушниками, а 30 Ом им будет достаточно.
Хотя, если бы импеданс был большим, то, возможно, мы имели бы более качественное звучание, так как чем больше сопротивление, тем большее подавление электрических шумов.
Чувствительность
От этого параметра зависит громкость звука. В данном случае чувствительность чуть больше стандартных 100 дБ.
Такая характеристика, как вес, имеет значение, чтобы представить тяжело ли вам будет носить такие головные мониторы.
Подведем итог. Выбирая наушники для компьютера, всегда нужно сначала определиться, под какие задачи вы их покупаете.
Может быть, ваш выбор – это наушники с микрофоном, потому что вы большую часть времени будете проводить в переговорах по скайпу. Тогда нужно обращать внимание ещё на сам микрофон, на его параметры. Имеет ли он шумоподавление, какая его частотная характеристика и т.д.
Конечно, если для вас важно качество звука, то самый лучший способ выбрать наушники – это надеть их и послушать музыку, но в таком случае вам нужно зайти в близлежащий магазин. В Интернете же выбор всегда будет основываться на бренде, технических характеристиках и соотношении предполагаемого качества и цены.
С бурным развитием информационных и коммуникационных технологий все чаще можно увидеть человека с наушниками в метро, на улице, дома. Если изначально они использовались для радиосвязи, то впоследствии аудиодевайс стал массовым средством потребления информации. Чтобы выбрать наиболее подходящую гарнитуру для своего смартфона или планшета, пользователю нужно разбираться в основных характеристиках устройства. Прежде чем рассмотреть, на что и каким образом влияет сопротивление в наушниках, разберемся, что такое импеданс. Зная эту информацию, можно продлить эксплуатационный срок техники.
Импеданс в наушниках дает сопротивление на входе . От этой характеристики зависят эксплуатационные и технические свойства портативных приборов для прослушивания звука. Чтобы узнать, сколько техника требует количества энергии для обеспечения хорошего звучания, в паспорте портативных девайсов указывается этот параметр.
Единица измерения электрического сопротивления проводящего элемента – Ом.
Для карманных аудиоплееров, современных смартфонов подходят наушники с номинальным сопротивлением 16-40 Ом. Такая величина обеспечивает высокое звучание устройства при низком уровне подачи исходящих сигналов. При подсоединении к гарнитуре со стандартными звуковыми картами с применением специальных усилителей выбирают аудиодевайс с высокими параметрами импеданса – 120-150 Ом. Приборы с высокоомным электрическим сопротивлением подходят профессионалам, которые работают на специальном оборудовании, имеющим повышенный уровень исходящего напряжения.
Разновидности аппаратуры в зависимости от значений сопротивления
На рынке мультимедийной аппаратуры производители предлагают широкий ассортимент различных устройств с различными техническими характеристиками: чувствительность, impedance, частотный диапазон. Исходя из того, какое наушники дают сопротивление, различают две разновидности аппаратуры: высокоомные и низкоомные приборы. Для полноразмерных и внутриканальных гарнитур параметры границ разделения различные.
- Низкоомная гарнитура – устройства, импеданс которых для внутриканальных приборов не больше 32 Ом, для полноразмерных – не больше 100 Ом.
- Высокоомные приборы – impedance которых для внутриканальных устройств более 32 Ом. Для полноразмерных значение должно быть более 100 Ом.
Кривая импеданса для разных видов устройств
Рассмотрим, какую информацию дает график зависимости частоты в пределах от 20 до 20000 Гц от сопротивления для различных разновидностей устройств.
Исходя из кривых импеданса, видно, что заявленное значение в гарнитуре отлично от реальных показателей.
Оптимальные значения импеданса для использования с различными устройствами
Чтобы приобрести приборы с хорошим диапазоном звукового воспроизведения, необходимо учитывать значения сопротивления. Чувствительность приборов с большим сопротивлением меньше, чем у низкоомных моделей. Поэтому время автономной работы технических устройств при использовании наушников с разным импедансом не совпадает. Рассмотрим оптимальные значения уровня потребляемого электрического напряжения для различных аппаратов.
- Смартфон. Номинальное сопротивление для лучшего звучания наушников подойдет низкоомное (например, 22 Ом). В данном случае устройства, помимо хорошего звука, будут потреблять и больше тока. Чтобы на смартфоне музыку можно было воспроизводить дольше, выбирают 32-омную модель. При использовании устройств с iPhone подойдут модели со стандартными частотными звуковыми диапазонами в 22-32 Ом. Наушники-мониторы нецелесообразно применять без вспомогательных аксессуаров: портативного усилителя, аудиоплеера с мощной звуковой картой.
- Плеер. Наиболее оптимальное сопротивление наушников для стандартного устройства – 16 Ом. Если аудиоплееры имеют более мощный выход (Hidisz или iHiFi), который обеспечивает уровень по электрическому напряжению больше 200 мВ, выбирают менее чувствительные устройства с импедансом в 32 Ом. Такие приборы уменьшают потребление тока и увеличивают время автономной работы.
При выборе прослушивающей техники учитывают следующие моменты:
- в реальности однодрайверные арматурные девайсы (Grado GR10, различные модели Klipsh, Etymotic) имеют среднее сопротивление выше, поэтому с ними аудиоплееры и смартфоны работают продолжительное время без подзарядки ;
- многодрайверная динамическая и арматурная техника обладает меньшим средним сопротивлением, поэтому смартфоны или плеера функционируют без подзарядки мало времени.
Портативный усилитель для оптимального звучания
Высокоомные наушники используют не только профессиональные музыканты, но и простые меломаны. Чтобы музыка прослушивалась с достаточной громкостью, нужно согласовать мощность динамиков с устройством. В этом случае воспроизводятся абсолютно все частоты, а звучание – качественное. Решить эту проблему помогает портативный усилитель для наушников — он обеспечивает высокую точность воспроизведения звука.
Принцип работы усилителя следующий: благодаря высокому значению импеданса в наушниках устройство отдает меньше тока, что предотвращает частотные искажения отдельных каскадов. Высокоомная гарнитура имеет равномерные амплитудно-частотные характеристики за счет использования усилителя.
Во избежание ухудшения качества работы наушников и их быстрого изнашивания при покупке техники обращают внимание на импеданс. Какой лучше – зависит от устройств, с которыми они будут взаимодействовать. Этот параметр должен соответствовать модели аудиотехники и прослушивающему устройству. Сопротивление для различных разновидностей наушников влияет на качество звука и обеспечение стабильной работы аудиоустройства.
Помимо динамических излучателей широкое распространение сейчас получает изодинамический тип излучателя (и его схожий тип - ортодинамический). У таких наушников всегда прямая линия импеданса. Изодинамические наушники сейчас выпускают: Abyss , Audez"e , HiFiMan, Oppo, Fostex. В советское время были наушники ТДС-5/м, ТДС-7, ТДС-15, ТДС-16 и ТДС-25. Сегодня для моделей ТДС-7 и ТДС-15 чаще всего делают моддинг.
Формально, это идеальная нагрузка для усилителя, однако в области ультравысоких частот (мегагерцы и гигагерцы) у некоторых моделей сопротивление снижается и стремится к нулю. Такое коварство на стандартном графике не увидеть и с некоторыми усилителями это может привести к некачественному режиму работы.
Внутриканальные арматурные наушники
Едва предсказуемо выглядит импеданс у внутриканальных наушников с арматурным излучателем . Для однодрайверных моделей есть общая черта - всегда существует локальный подъем в области верхних средних частот (в районе 1-3 кГц) и в области самых высоких частот. Благодаря подъему в области высоких частот, большинство однодрайверных арматурных моделей «звучат чисто» в области высоких частот, т.к. в этой области частот усилитель дает меньше искажений.
В низкочастотной области обычно типовое сопротивление в виде 8, 16, 24 или 32 Ом. Выше 500 Гц начинаются подъемы.
В случае, если указано сопротивление в 100 Ом на 1 кГц – то это не означает, что наушники высокоомные, их сопротивление может быть и всего 16 Ом по показаниям мультиметра (в области низких частот).
Гибридные и многодрайверные наушники
Нельзя предугадать кривую импеданса для многодрайверных и гибридных внутриканальных наушников . Кривая импеданса может быть какой угодно выше 500 Гц. Просадка сопротивления может спокойно доходить до 4 Ом при заявленных 100 Ом на 1 кГц.
Общие выводы
- Сопротивление в реальности будет как на коробке , если наушники: Внутриканальные динамические или изодинамические
- Сопротивление в реальности будет как на коробке и обладать неизвестными подъемами , если наушники: Динамические накладные и полноразмерные
- Сопротивление в реальности НЕ будет как на коробке , если наушники: арматурные или гибридные
Если надо узнать реальное сопротивление у арматурных или гибридных наушников, то можно попробовать поискать результаты измерений в интернет. Методы измерения импеданса обычно дают единый результат и не зависят от ПО со стендом или измерительного комплекса.
На что влияет импеданс наушников?
Чувствительность наушников
Чувствительность наушников обычно приводится к мощности, что учитывает сразу две характеристики: подаваемое на наушники напряжение и ток. Это удобная конечная характеристика для теоретиков и крайне запутанная для практического применения конечными потребителями.Для обычного потребителя логично представлять, что «чувствительность = громкость». С колонками это работает, т.к. всегда значение указывается сопротивлением колонки в виде 4 или 8 Ом, и аналогично указывается мощность усилителя. Запутаться сложно.
Но если для колонок всего два типовых сопротивлений в 4 и 8 Ом и у каждого усилителя приводится мощность под два типа сопротивления, то у наушников порядка 11 сопротивлений: 8,16,24,32,64,128,256,320, 608 и т.п.
В итоге потребитель берет в руки наушники с разным сопротивлением и наивно полагает, что по чувствительности он может что-то сравнить.
Чтобы связь «чувствительность = громкость» была применима к наушникам, чувствительность необходимо выражать к напряжению, а не мощности (как это делает Sennheiser). Но большинство производителей вообще не указывают , в каких единицах чувствительность приводится.
Именно по этому «все знают» - что высокоомные наушники тихие, а низкоомные наушники - громкие. И наивно полагают, что для высокоомных наушников нужен «мощный усилитель», а для низкоомных наушников хватит и вшивого смартфона. И хотя на деле все совсем не так, из-за крайне неудачных терминов из стандартов ГОСТ и AES сформировались отдельные «понятия», противоречащие законам физики, но на простонародном языке достаточно точно описывающими результат, вроде: «Для высокоомных наушников нужен мощный усилитель». Физически безграмотно, зато «всё всем понятно».
Затронем эту тему глубже (осторожно, переходим к формулам из школы, начинаем напрягать мозг!)
На выходе усилителя мы напрямую регулируем вовсе не мощность, а лишь уровень напряжения. В зависимости от сопротивления наушников получается уровень тока, потребляемый наушниками, что в свою очередь определяет итоговый уровень мощности.
Это очень важно понимать, т.к. не изменяя уровень напряжения на выходе усилителя, мы никак физически не можем отдельно увеличить уровень тока и тем самым увеличить уровень мощности.
U=I*R
, где
I – сила тока, А
R – сопротивление наушников, Ом
W=I*U
, где
W – мощность на выходе усилителя, Вт
U – напряжение на выходе усилителя, В
I – сила тока, А
Если у вас мозги не вскипели от двух простых формул, можно двигаться дальше.
Отличным примером служат наушники Beyerdynamic серии DT 770 с разным сопротивлением, в 32, 80, 250 и 600 Ом (часть моделей снята с производства).
У всех наушников единая чувствительность в 96 дБ/мВт, что означает, что если мы подадим на наушники ровно 1 мВт, то уровень звукового давления будет равен 96 дБ SPL.
При 1 мВт для разных моделей нам надо подать разные соотношения напряжения и тока:
Т.е. низкоомной модели
в 32 Ом требуется самое низкое напряжение, но самое высокое значение уровня тока
.
Высокоомной модели наоборот нужно самое высокое напряжение, но низкий уровень тока .
Возвращаемся к тому, что на выходе усилителя мы выставляем уровень напряжения. У смартфонов это порядка 200-300 мВ. Физически видно ограничение по громкости для высокоомных наушников, что делает высокоомные наушники автоматически «тихими». И нам на деле не хватает не «мощности» усилителя, а банально напряжения.
А ведь если бы все производители указывали чувствительность к напряжению, то все было бы очень наглядно:
Как видно из таблицы, разница в громкости между моделями с чувствительностью в 96 дБ/мВт для 32 и 600 Ом составляет 13 дБ.
По данным чувствительности к напряжению мы видим прямую связь с громкостью.
Основные выводы
- Чувствительность надо смотреть не к мощности, а к напряжению. Только так можно сопоставить наушники по «громкости»
- Чем ниже сопротивление, тем выше чувствительность наушников. Чем выше сопротивление, тем соответственно ниже чувствительность.
И теперь, когда мы видим, что при разном сопротивлении от усилителя требуются разные уровни напряжения и тока, можно перейти к другим зависимостям, на которые влияет сопротивление наушников.
Время работы плеера или смартфона
Чем выше сопротивление наушников – тем дольше будет работать плеер или смартфон без подзарядки, т.к. высокоомные наушники потребляют меньше тока (при условии, что наушники слушаются на «максимуме» независимо от итоговой фактической громкости).
Если у вас тихий смартфон – то реального выбора в наушниках с разными сопротивлениями нет, достаточная чувствительность будет только у низкоомных наушников.
Однако, если у вашего смартфона или плеера «мощный» выход (т.е. обеспечивающий уровень по напряжению выше 200-300 мВ), то можно выбирать между высокочувствительными низкоомными наушниками и менее чувствительными с более высоким сопротивлением. В этом случае при равной громкости на выходе, замена 16 Ом на 32 Ом уменьшит потребление тока на одну треть. На фоне потребления энергии процессором и прочих микросхем, смартфон или плеер возможно проработает конечно не на одну треть дольше, а на четверть или пятую часть. Например с плеером Colorfly C4 Pro время работы варьируется от 5 до 8 часов (5 часов с M-Audio IE40 с сильной просадкой в области высоких частот и 8 часов с высокоомными наушниками).
К «мощным» плеерам, таким как iHiFi или Hidisz, стоит подбирать наушники с большим сопротивлением, а проверять достаточность уровня громкости, в магазине «не отходя от кассы». В магазинах Soundpal все можно послушать и попробовать до покупки.
Возвращаясь к графикам с примерами сопротивлений:
- Однодрайверные арматурные наушники в реальности обладают более высоким средним сопротивлением и с ними смартфон или плеер может дольше работать без подзарядки.
- Многодрайверные наушники могут обладать наоборот меньшим средним сопротивлением и с ними смартфон или плеер может работать меньше по времени без подзарядки.
Качество звучания
«Все знают», что «высокоомные наушники звучат качественнее». Но в данном случае не наушники качественнее звучат, а усилитель отдает меньше тока и в итоге меньше искажений со стороны усилителя. Но это правило - не догма, если усилитель будет работать с уровнем напряжения, превышающего его штатный режим, то источником искажений будет перегрузка не по току, а по напряжению.
В этом и заключается большой секрет качества однодрайверных арматурных наушников (таких, как Grado GR8 и GR10 , моделей Etymotic, старших Klipsh), где благодаря подъемам в области верхних средних и высоких частот получается качественное звучание с теми плеерами и телефонами, где полный ужас с низкоомными динамическими наушниками.
АЧХ наушников
Если усилитель не обладает нулевым сопротивлением, то итоговая АЧХ будет меняться в зависимости от кривой импеданса как наушников, так и усилителя. Подробно это рассмотрим в одном из следующих выпусков, тем более, что для этого требуется рассмотреть на что влияет полное выходное сопротивление (импеданс) усилителя.Как измерить сопротивление наушников?
Для получения детального графика нужно специализированное ПО и стенд. Но для выяснения величины активного сопротивления (в области самых низких частот) достаточно бюджетного мультиметра, стоимостью от 200 руб.
Вполне нормально при покупке наушников проверить сопротивление правого и левого канала, расхождение не должно превышать 2-3 Ом между каналами в большинстве случаев.
Теги: Добавить метки