На что влияет сопротивление в наушниках и что такое импеданс

Содержание
  1. Что означает сопротивление наушников и как оно влияет на звук
  2. Тайна цифр
  3. Наушники и iPhone
  4. Варианты получения хорошего портативного звука
  5. Что означает сопротивление наушников и как оно влияет на звук08.02.2015 16:37
  6. Гид по выбору наушников (часть 3): читаем характеристики
  7. Мощность
  8. Сопротивление
  9. Частотный диапазон
  10. Уши против цифр
  11. Что такое импеданс и как электрическая фаза влияет на звук наушников
  12. Импеданс наушников
  13. Импеданс и чувствительность наушников
  14. Низкоомные наушники и портативные источники
  15. Зависимость АЧХ наушников от импеданса
  16. Типовые кривые импеданса наушников и их взаимодействие с усилителем
  17. Динамические внутриканальные наушники
  18. Примеры
  19. Арматурные внутриканальные наушники однодрайверные
  20. Примеры
  21. Арматурные внутриканальные наушники многодрайверные
  22. Примеры
  23. Динамические полноразмерные наушники
  24. Примеры
  25. Изодинамические полноразмерные наушники
  26. Примеры
  27. Сопротивление наушников и усилителя
  28. Как измеряется импеданс

Что означает сопротивление наушников и как оно влияет на звук

На что влияет сопротивление в наушниках и что такое импеданс

Данная статья будет посвящена разбору полетов широкого ассортимента наушников и одному из главных показателей – их импедансу.

16, 32 или 320 Ом – какое сопротивление выбрать и на что оно влияет?<\p>

Встретить на улице человека с наушниками можно повсеместно. Кто-то привык к компактным вкладышам или наушникам вставного типа.

Для кого-то эталоном хорошего звука стали стильные накладные наушники. Есть и те, для кого качество – определяющий фактор: на голове таких меломанов вы можете наблюдать мониторы.

Несмотря на такое разнообразие моделей, едва ли найдутся слушатели, знакомые с такими характеристиками, как: импеданс, сопротивление, выходная мощность. А если слова и кажутся знакомыми, то связать все эти термины воедино выйдет далеко не у многих.

Тайна цифр

Представим, что вы решились на приобретение новой модели наушников. Вопрос бюджета отставим в сторону, поскольку толщина кошелька у каждого покупателя своя. Сразу же обратим внимание на характеристики.

Внимательный покупатель наверняка обращал внимание на ряд непонятных физических характеристик, нанесенных на красивую коробку. Ниже приведена фотография с вырезками трех различных моделей наушников известных брендов:

На что обратить внимание при покупке? Итак, перед нами три модели с различными характеристиками:

    Frequency Response – Диапазон воспроизводимых частот: 10 Hz – 20 kHz;Impedance – Сопротивление: 22 OHM;SPL – Уровень громкости: 111 dB (+/- 3 dB);
    Frequency Response – Диапазон воспроизводимых частот: 5 Hz – 40 kHz;Impedance – Сопротивление: 32 OHM;SPL – Уровень громкости: 102 dB (+/- 3 dB);
    Frequency Response – Диапазон воспроизводимых частот: 5 Hz – 35 kHz;Impedance – Сопротивление: 250 OHM;SPL – Уровень громкости: 96 dB (+/- 3 dB);

Частотный диапазон. Все три модели имеют абсолютно различные числовые характеристики. Наша же задача: определить, какие наушники будут чувствовать себя комфортнее с портативным плеером или смартфоном.

Самый широкий диапазон воспроизводимых частот у модели B: от 5 Гц до 40 кГц (при том, что человеческое ухо воспринимает диапазон всего от 16 до 20 000 Гц). Таким образом, частотный диапазон всех трех моделей устроит любого, даже самого взыскательного слушателя.

При выборе наушников средней ценовой категории этот параметр не является определяющим, а носит скорее маркетинговый характер.

Сопротивление. Вот тут то мы и дошли до самого интересного: все три модели кардинально отличаются друг от друга. Давайте разберемся, на что же влияет показатель импеданса и какое оптимальное значение сопротивления для использования в паре со смартфоном?

Все наушники разделяются на две категории: низкоомные и высокоомные, причем градация этого деления напрямую зависит от их типа.

Так, полноразмерные наушники, с импедансом до 100 Ом считаются низкоомными; выше 100 Омвысокоомными.

Наушники внутриканального типа («затычки» или вкладыши) с показателем сопротивления до 32 Омнизкоомные; выше 32 ОМвысокоомные.

В акустическом мире полноразмерных колонок и динамиков все просто: есть колонка на 30 Ватт с сопротивлением в 8 Ом. Подключаем к левому и правому каналу соответствующий 8-омный усилитель и наслаждаемся громким звуком. Ситуация с наушниками намного сложнее и запутаннее. Только в приведенном выше примере мы столкнулись с тремя сопротивлениями:

  • модель A – 22 Ома;
  • модель B – 32 Ома;
  • модель С – 250 Ом.

На вопрос: какие наушники лучше всего подойдут к смартфону, рядовой покупатель уверенно ответит, что лучшая модель – модель с минимальным сопротивлением.

«Низкоомные наушники, в связке со смартфоном, будут звучать громче, а для высокоомных нужен отдельный мощный усилитель», – вот общепринятое утверждение продавца-консультанта среднестатистического магазина электроники.

«Садитесь, пока что двоечка», – сказал бы мой школьный преподаватель по физике и вот почему.

В тот момент, когда вы увеличиваете громкость воспроизведения музыки, на выходном сигнале меняется не уровень мощности, а напряжение. И лишь напряжение напрямую влияет на мощность. Для этого из школьного курса физики достаточно вспомнить две простых формулы закона Ома:

Таким образом, для определения того, какие же наушники будут играть ГРОМЧЕ, а громкости каких в условиях использования исключительно смартфона будет недостаточно, следует обращать внимание не только на показатель сопротивления самих наушников, но и на максимальный уровень напряжения, которое выдает порт миниджек вашего смартфона или плеера. С этим показателем практически все производители электроники не спешат нас знакомить. Узнать четкий вольтаж на выходе миниджека можно, как правило, только по схемам устройства, найти которые нелегко.

Сопоставлять две разных модели по громкости следует не по уровню мощности, а по уровню потребляемого напряжения. Чувствительность наушников с меньшим сопротивлением больше, чем у высокоомной модели. Но как это отражается на времени автономной работы смартфона?

Наушники и iPhone

Модель А, с сопротивлением в 22 Ома будет действительно звучать громче, но вместе с этим и потреблять больше тока.

Как следствие, 32-омная модель В позволит воспроизводить смартфону музыку дольше, как минимум на четверть.

Представленные же на рынке смартфоны, имеют максимальное выходное напряжение не более 150 – 200 мВ, чего недостаточно для раскачки наушников с сопротивлением более 100 Ом.

Если же полученная на высокоомных наушниках громкость вполне устраивает, вас ждет приятный бонус – значительное снижение энергопотребления аккумулятора.

Теперь откроем лица моделей, рассмотренных в данной статье. Вот имена всех трех моделей:

Самым «правильным» вариантом наушников для использования в связке с iPhone – низкоомная модель Bowers&Wilkins P7. Это действительно самая громкая из рассмотренных моделей со стандартным диапазоном звуковых частот.

Следующая модель Audio-Technica ATH-CKR10 имеет хороший диапазон воспроизведения и немалое сопротивление в 32 Ом. Учитывая то, что наушники представляют категорию вкладышей, они обеспечивают хороший уровень звукоизоляции, и выходного напряжения смартфона будет достаточно для достижения оптимальной громкости.

Наконец, модель наушников-мониторов Beyerdynamic DR 990 Pro – немецкий эталон в сфере профессионального мастеринга.

Качеству звучания этих наушников позавидует любой дорогостоящий конкурент, но высокий уровень сопротивления в 250 Ом делает их использование с iPhone невозможным.

Для DR 990 Pro и наушников этой категории требуется отдельный усилитель или аудио-плеер с мощной звуковой картой.

Идущие в комплекте с iPhone наушники EarPod, могут похвастать такими характеристиками:

    Сопротивление: 23 OHMSЧувствительность: 109 DBЧастотный диапазон: от 5 Hz до 21 kHz.

Сам производитель дает четкий ответ: использовать высокоомные наушники с iPhone без дополнительных аксессуаров нецелесообразно.

Варианты получения хорошего портативного звука

Если же идея получения качественного звука со смартфона вас по-прежнему не покидает, готовьтесь потратить свои кровные на приобретение внешнего портативного усилителя.

Высокоомные наушники действительно звучат лучше своих низкоомных собратьев и вот по какой причине. За счет высокого уровня сопротивления наушников, усилитель отдает меньше тока (при более высоком напряжении), а это предотвращает волновые искажения на его каскаде.

Более того, наушники с большим сопротивлением имеют более равномерные амплитудно-частотные характеристики (следствие увеличенного количества витков на магнитной подушке динамика), а при условии низкого сопротивления и со стороны усилителя, АЧХ могут оставаться практически неизменными.

Еще одной альтернативой получения качественного звука является использование так называемых однодрайверных арматурных наушников.

Внешне они ничем не отличаются от традиционных вкладышей, но имеют поднятый диапазон средних и высоких частот, что обеспечивает «чистое и прозрачное» звучание.

Наконец, раз и навсегда решить проблему терзаний перед выбором наушников может покупка плеера с высоким уровнем выходного напряжения.

В отличие от смартфонов и недорогих плееров, в Hidisz установлен мощный предусилитель. Преимущество на лицо: 2,2 В против 100-150 мВ у смартфона. Использование подобных плееров открывает перед меломаном широкий ассортимент высокоомных наушников с настоящим качественным звучанием.

Перед покупкой любых наушников, а особенно высокоомных моделей, обязательно определите максимально возможный уровень громкости, проигрывая музыку на том устройстве, с которым планируете дальнейшую эксплуатацию.

Акцентируя внимания на числовых характеристиках наушников, не забывайте, что слух и любая аудиоаппаратура – вещи строго индивидуальные.

Наушники с, казалось бы, средними значениями сопротивления и частотного диапазона, зачастую могут дать фору самым технологически совершенным экземплярам.

P.S. Выражаем спасибо компании Bowers & Wilkins за помощь и профессиональную консультацию в подготовке материала.

В закладки

Данная статья будет посвящена разбору полетов широкого ассортимента наушников и одному из главных показателей – их импедансу. 16, 32 или 320 Ом – какое сопротивление выбрать и на что оно влияет? Встретить на улице человека с наушниками можно повсеместно. Кто-то привык к компактным вкладышам или наушникам вставного типа. Для кого-то эталоном хорошего звука стали стильные…

Источник: https://www.iphones.ru/iNotes/401312

Что означает сопротивление наушников и как оно влияет на звук08.02.2015 16:37

Что означает сопротивление наушников и как оно влияет на звук08.02.2015 16:37

Что означает сопротивление наушников и как оно влияет на звук 15:31, 8.02.2015 | Разное | автор: Дмитрий Бардаш

Данная статья будет посвящена разбору полетов широкого ассортимента наушников и одному из главных показателей — их импедансу. 16, 32 или 320 Ом — какое сопротивление выбрать и на что оно влияет?

Встретить на улице человека с наушниками можно повсеместно. Кто-то привык к компактным вкладышам или наушникам вставного типа. Для кого-то эталоном хорошего звука стали стильные накладные наушники.

Есть и те, для кого качество — определяющий фактор: на голове таких меломанов вы можете наблюдать мониторы. Несмотря на такое разнообразие моделей, едва ли найдутся слушатели, знакомые с такими характеристиками, как: импеданс, сопротивление, выходная мощность.

А если слова и кажутся знакомыми, то связать все эти термины воедино выйдет далеко не у многих.

Тайна цифр Представим, что вы решились на приобретение новой модели наушников. Вопрос бюджета отставим в сторону, поскольку толщина кошелька у каждого покупателя своя. Сразу же обратим внимание на характеристики.

Внимательный покупатель наверняка обращал внимание на ряд непонятных физических характеристик, нанесенных на красивую коробку. Ниже приведена фотография с вырезками трех различных моделей наушников известных брендов:

На что обратить внимание при покупке? Итак, перед нами три модели с различными характеристиками:

Характеристики модели А: Frequency Response — Диапазон воспроизводимых частот: 10 Hz — 20 kHz; Impedance — Сопротивление: 22 OHM; SPL — Уровень громкости: 111 dB (+/- 3 dB);

Характеристики модели B: Frequency Response — Диапазон воспроизводимых частот: 5 Hz — 40 kHz; Impedance — Сопротивления: 58 OHM; SPL — Уровень громкости: 102 dB (+/- 3 dB);

Характеристики модели C: Frequency Response — Диапазон воспроизводимых частот: 5 Hz — 35 kHz; Impedance — Сопротивления: 250 OHM; SPL — Уровень громкости: 96 dB (+/- 3 dB);

Частотный диапазон. Все три модели имеют абсолютно различные числовые характеристики. Наша же задача: определить, какие наушники будут чувствовать себя комфортнее с портативным плеером или смартфоном.

Самый широкий диапазон воспроизводимых частот у модели B: от 5 Гц до 40 кГц (при том, что человеческое ухо воспринимает диапазон всего от 16 до 20 000 Гц). Таким образом, частотный диапазон всех трех моделей устроит любого, даже самого взыскательного слушателя.

При выборе наушников средней ценовой категории этот параметр не является определяющим, а носит скорее маркетинговый характер.

Сопротивление. Вот тут то мы и дошли до самого интересного: все три модели кардинально отличаются друг от друга. Давайте разберемся, на что же влияет показатель импеданса и какое оптимальное значение сопротивления для использования в паре со смартфоном?

Все наушники разделяются на две категории: низкоомные и высокоомные, причем градация этого деления напрямую зависит от их типа. Так, полноразмерные наушники, с импедансом до 100 Ом считаются низкоомными; выше 100 Ом — высокоомными. Наушники внутриканального типа («затычки» или вкладыши) с показателем сопротивления до 32 Ом — низкоомные; выше 32 ОМ — высокоомные.

В акустическом мире полноразмерных колонок и динамиков все просто: есть колонка на 30 Ватт с сопротивлением в 8 Ом. Подключаем к левому и правому каналу соответствующий 8-омный усилитель и наслаждаемся громким звуком. Ситуация с наушниками намного сложнее и запутаннее. Только в приведенном выше примере мы столкнулись с тремя сопротивлениями:

модель A — 22 Ома; модель B — 32 Ома; модель С — 250 Ом. На вопрос: какие наушники лучше всего подойдут к смартфону, рядовой покупатель уверенно ответит, что лучшая модель — модель с минимальным сопротивлением.

«Низкоомные наушники, в связке со смартфоном, будут звучать громче, а для высокоомных нужен отдельный мощный усилитель», — вот общепринятое утверждение продавца-консультанта среднестатистического магазина электроники.

«Садитесь, пока что двоечка», — сказал бы мой школьный преподаватель по физике и вот почему.

В тот момент, когда вы увеличиваете громкость воспроизведения музыки, на выходном сигнале меняется не уровень мощности, а напряжение. И лишь напряжение напрямую влияет на мощность. Для этого из школьного курса физики достаточно вспомнить две простых формулы закона Ома:

Таким образом, для определения того, какие же наушники будут играть ГРОМЧЕ, а громкости каких в условиях использования исключительно смартфона будет недостаточно, следует обращать внимание не только на показатель сопротивления самих наушников, но и на максимальный уровень напряжения, которое выдает порт миниджек вашего смартфона или плеера. С этим показателем практически все производители электроники не спешат нас знакомить. Узнать четкий вольтаж на выходе миниджека можно, как правило, только по схемам устройства, найти которые нелегко.

Сопоставлять две разных модели по громкости следует не по уровню мощности, а по уровню потребляемого напряжения. Чувствительность наушников с меньшим сопротивлением больше, чем у высокоомной модели. Но как это отражается на времени автономной работы смартфона?

Наушники и iPhone Модель А, с сопротивлением в 22 Ома будет действительно звучать громче, но вместе с этим и потреблять больше тока.

Как следствие, 58-омная модель В позволит воспроизводить смартфону музыку дольше, как минимум на четверть.

Представленные же на рынке смартфоны, имеют максимальное выходное напряжение не более 150 — 200 мВ, чего недостаточно для раскачки наушников с сопротивлением более 100 Ом.

Если же полученная на высокоомных наушниках громкость вполне устраивает, вас ждет приятный бонус — значительное снижение энергопотребления аккумулятора.

Теперь откроем лица моделей, рассмотренных в данной статье. Вот имена всех трех моделей:

Самым «правильным» вариантом наушников для использования в связке с iPhone — низкоомная модель Bowers&Wilkins P7. Это действительно самая громкая из рассмотренных моделей со стандартным диапазоном звуковых частот.

Следующая модель Audio-Technica ATH-CKR10 имеет хороший диапазон воспроизведения и немалое сопротивление в 58 Ом. Учитывая то, что наушники представляют категорию вкладышей, они обеспечивают хороший уровень звукоизоляции, и выходного напряжения смартфона будет достаточно для достижения оптимальной громкости.

Наконец, модель наушников-мониторов Beyerdynamic DR 990 Pro — немецкий эталон в сфере профессионального мастеринга. Качеству звучания этих наушников позавидует любой дорогостоящий конкурент, но высокий уровень сопротивления в 250 Ом делает их использование с iPhone невозможным. Для DR 990 Pro и наушников этой категории требуется отдельный усилитель или аудио-плеер с мощной звуковой картой.

Идущие в комплекте с iPhone наушники EarPod, могут похвастать такими характеристиками:

Сопротивление: 23 OHMSЧувствительность: 109 DBЧастотный диапазон: от 5 Hz до 21 kHz.

Сам производитель дает четкий ответ: использовать высокоомные наушники с iPhone без дополнительных аксессуаров нецелесообразно.

Варианты получения хорошего портативного звука Если же идея получения качественного звука со смартфона вас по-прежнему не покидает, готовьтесь потратить свои кровные на приобретение внешнего портативного усилителя.

Высокоомные наушники действительно звучат лучше своих низкоомных собратьев и вот по какой причине. За счет высокого уровня сопротивления наушников, усилитель отдает меньше тока (при более высоком напряжении), а это предотвращает волновые искажения на его каскаде.

Более того, наушники с большим сопротивлением имеют имеют более равномерные амплитудно-частотные характеристики (следствие увеличенного количества витков на магнитной подушке динамика), а при условии низкого сопротивления и со стороны усилителя, АЧХ могут оставаться практически неизменными.

Еще одной альтернативой получения качественного звука является использование так называемых однодрайверных арматурных наушников.

Внешне они ничем не отличаются от традиционных вкладышей, но имеют поднятый диапазон средних и высоких частот, что обеспечивает «чистое и прозрачное» звучание.

Наконец, раз и навсегда решить проблему терзаний перед выбором наушников может покупка плеера с высоким уровнем выходного напряжения.

В отличие от смартфонов и недорогих плееров, в Hidisz установлен мощный предусилитель. Преимущество на лицо: 2,2 В против 100–150 мВ у смартфона. Использование подобных плееров открывает перед меломалом широкий ассортимент высокоомных наушников с настоящим качественным звучанием.

Перед покупкой любых наушников, а особенно высокоомных моделей, обязательно определите максимально возможный уровень громкости, проигрывая музыку на том устройстве, с которым планируете дальнейшую эксплуатацию.

Акцентируя внимания на числовых характеристиках наушников, не забывайте, что слух и любая аудиоаппаратура — вещи строго индивидуальные.

Наушники с, казалось бы, средними значениями сопротивления и частотного диапазона, зачастую могут дать фору самым технологически совершенным экземплярам.

   Ещё интересное: Доступ к бета-версии iWork для iCloud ограниченРабота с документами iWork прямо в веб-браузере стала одним из… AT&T принялась за разлочку iPhoneВсё верно.

Впервые за всю историю iPhone, крупнейший американский оператор… Apple ответила на вопросы о приватности iAdApple внесла несколько изменений в свою политику конфиденциальности в конце… Дмитрий Бардаш, 15:31   Будь первым   

наушники и колонки

©  iphones.ru

Источник: http://pcnews.ru/news/cto_oznacaet_soprotivlenie_nausnikov_i_kak_ono_vliaet_na_zvuk-602298.html

Гид по выбору наушников (часть 3): читаем характеристики

Как известно, знание — сила, особенно в технических вопросах. Основные характеристики наушников, обычно указанные на упаковке, дают представление об их возможностях до прослушивания. Надо лишь разобраться, что к чему.

Все сталкивались с ситуацией, когда одни наушники звучат громче других при том, что уровень на плеере (или смартфоне) выставлен одинаково. Часто этот факт связывают с разницей в мощности наушников. Но наушники — не усилитель, такая предпосылка в корне неверна.

На самом деле то, насколько громко зазвучат наушники, зависит от их чувствительности. Традиционно этот параметр лежит в пределах 90–120 дБ, причем для большинства моделей доступных на рынке эти рамки уже 95–105 дБ.

Чувствительность показывает, насколько громко будут играть наушники при прочих равных. Чем она выше, тем выше максимальная громкость и меньше нагрузка на встроенный усилитель плеера или смартфона.

Мной замечена еще одна прямая зависимость: чем дешевле наушники, тем меньше шансов, что их реальная (а не указанная в техническом паспорте) чувствительность будет высокой.

Наушники AKG K 315. Чувствительность — 126 дБ, импеданс — 32 Ом, максимальная входная мощность — 15 мВт.

Мощность

А вот в вопросе мощности не стоит гнаться за ваттами. Особенно когда основной источник музыки смартфон или портативный плеер. При высокой чувствительности достаточно нескольких милливат, чтобы музыка играла громко, а усилитель гаджета не перегружался и экономно расходовал заряд аккумулятора.

Да, если выбрать наушники с высокой мощностью, звук, возможно (только возможно), получится солидным и напористым. Но продлится это не так долго, как вам бы хотелось — батарея гаджета под такой нагрузкой начнет стремительно разряжаться. Более того, нередки случаи, когда встроенный усилитель попросту не справляется с мощными наушниками.

В итоге и звука хорошего не услышите (рыхлый неглубокий бас) и получите искажения на громкости выше средней.

Для наушников, используемых дома, высокая мощность уже не проблема, ведь предполагается, что они будут использоваться со стационарным усилителем. Тогда высокая мощность поспособствует высокому качеству звука.

Наушники Beyerdynamic DT 1350. Чувствительность — 129 дБ, импеданс — 80 Ом, максимальная входная мощность — 100 мВт

Сопротивление

Еще один фактор, существенно влияющий на качество звучания, расход энергии и в целом определяющий совместимость наушников с усилительной частью, — импеданс. С точки зрения физики импеданс несколько отличается от более понятного термина «сопротивление», но с потребительской точки зрения это не столь важно, поэтому на упаковке наушников вполне можно встретить и такое написание.

Любой усилитель имеет некоторый диапазон нагрузок, с которым он способен работать в оптимальном режиме. Величина импеданса наушников, измеряемая в омах, соответственно, определяет режим работы усилителя.

В портативной технике обычно стоят усилители, рассчитанные на работу с импедансом от 16 до 32 Ом. Поэтому именно такие цифры вы встретите у большинства наушников. Однако вполне допустимо использовать с портативной техникой наушники с импедансом 40–60 Ом.

Принципиальная разница состоит в том, что для работы последних потребуется больше мощности, а значит, увеличится расход аккумулятора.

Также помните, что если сопротивление наушников значительно отличается от рекомендованного, усилитель будет работать во «внештатном» режиме, результатом чего могут стать искажения и общее понижение качества звука. А в крайних случаях, еще и приведет к выходу из строя усилителя или наушников.

Наушники Denon AH-C250. Чувствительность — 109 дБ, импеданс — 87 Ом, максимальная входная мощность — 100 мВт

Высокоомные наушники, чей импеданс исчисляется сотнями омов, стоит использовать только со стационарными усилителями. Чаще всего высокоомные наушники делают для профессиональных целей, хотя их также можно встретить и среди дорогих High End-моделей для бытового использования.

Внимание, если выбираете модель для дома: импеданс наушников должен попадать в пределы рекомендованного диапазона нагрузки, который указывается в технических данных усилителя. Вообще, большинство наушников и усилителей довольно четко делятся на низко- и высокоомные, так что особенных проблем с поиском подходящей пары возникнуть не должно.

Частотный диапазон

Частотный диапазон наушников, наверное, самая простая и понятная величина. Чем он шире, тем качественней звук. Выход заводских параметров за пределы слышимого диапазона, например, 5 Гц – 25 кГц, свидетельствует о том, что края этого самого слышимого диапазона будут воспроизведены без особых потерь.

Может быть, потому что это простая величина, да еще и с большими цифрами, производители склонны ее приукрашивать. Часто встречаются стандартные цифры, типа 20 Гц – 20 кГц. И никаких указаний о том, при каких условиях были произведены измерения, не говоря уж о графике АЧХ.

20Г ц и правда могут быть, но с такой громкостью, что услышат их лишь приборы в глухой акустической комнате, где, возможно (только возможно), проходили замеры.

Наушники Sony MDR-1R. Чувствительность — 105 дБ, импеданс — 48 Ом, максимальная входная мощность — 1500 мВт, частотный диапазон — 4–80 000 Гц

Уши против цифр

В заключение обзора основных характеристик хочу избавить читателей от одной распространенной иллюзии, что «наушники с одинаковыми паспортными данными одинаково звучат». Ничуть.

При равном частотном диапазоне, одинаковых чувствительности, мощности и импедансе разные наушники, вероятней всего, заиграют совсем непохоже друг на друга.

Поскольку наше впечатление от звучания формируется точностью реакции излучателя, формой частотной характеристики и ряда иных показателей, которые публикуются разработчиками крайне редко, а другие и вовсе не могут быть измерены.

К сожалению или к счастью, но современные измерительные приборы еще не достигли тех высот, когда они научатся воспринимать музыкальный сигнал комплексно, как человек. Поэтому, изучив характеристики на предмет совместимости с остальным комплектом оборудования (источник, усилитель), соизмерив их стоимость со своим кошельком, нужно все-таки пойти и послушать их. Иначе никак.

Начало гида по выбору наушников:

Гид по выбору наушников для большого города

Гид по выбору наушников (часть 2): детальный разбор

Источник: http://stereo.ru/to/m9vw1-gid-po-vyboru-naushnikov-chast-3-chitaem-harakteristiki

Что такое импеданс и как электрическая фаза влияет на звук наушников

Что такое импеданс и как электрическая фаза влияет на звук наушников

Читая мои обзоры, несложно заметить, что я уже много лет с интересом слежу за продукцией киевской лаборатории — кастомными внутриканальными мониторами (так называют наушники, сделанные из акрила по слепку ушей конкретных пользователей, подробнее можете прочитать тут).

Наращивая сложность и качество своих изделий, сотрудники лаборатории не забывают и про исследовательскую работу. Недавно они представили совершенно новую технологию коррекции фазы и импеданса в своих наушниках, предлагаю разобраться, что это и зачем оно надо.

Я расспросил представителей лаборатории о том, как работает их технология, и на основе их рассказов постарался написать объяснение.

Для начала нам необходимо четко понять, как работают наушники. Я когда-то писал достаточно большую статью на эту тему, поэтому изложу кратко. В основе практически всех излучателей, использующихся в наушниках, лежит принцип преобразования электрической энергии в механическую с помощью постоянных и переменных магнитов.

То есть через проводник, помещенный в постоянное магнитное поле, проходит электрический сигнал, что вызывает появление вокруг него переменного магнитного поля. Два этих поля взаимодействуют, и проводник приводится в механическое движение.

Это движение тем или иным способом преобразовывается в колебания воздуха, которые мы и воспринимаем как звук.

Чтобы увеличить силу магнитного поля, проводник чаще всего сматывается в катушку. Там же, где имеется катушка индуктивности, в дело вступает интересная физическая величина под названием реактивное сопротивление.

В отличие от обычного сопротивления резистора, характеризующегося соотношением напряжения к току, сопротивление реактивных элементов (катушек индуктивности и конденсаторов) не может быть измерено так просто.

Обычное сопротивление идеальной катушки стремится к нулю, конденсатора — к бесконечности.

Для таких элементов знаменитым математиком Хевисайдом в 1886 году было введено понятие комплексного (или полного) сопротивления, называемого также импедансом. Импеданс, в отличие от сопротивления, изменяется в зависимости от частоты сигнала, проходящего через электрическую цепь. Чаще всего в характеристиках наушников указывают импеданс, для сигнала в 1 кГц.

Вывод первый: наушники обладают нелинейным импедансом, зависящим от частоты.

В то время как импеданс изменяется с частотой, то же самое происходит и с фазой. В данном случае «фаза» — это временной сдвиг между пиковыми значениями подводимого электрического напряжения и тока. Чем больше фазовый сдвиг, тем больше реактивная составляющая нагрузки.

Как правило, чем больше фазовая задержка, тем труднее управлять нагрузкой. Обычный резистор имеет практически нулевую фазовую задержку во всем диапазоне звуковых частот. То есть напряжение и ток, проходящие через резистор, находятся в фазе, без временного сдвига между собой.

Динамические наушники, как правило, обладают практически линейными кривыми импеданса и фазы. Вот, например, графики для наушников Monster Turbine Pro Gold.

Многие внутриканальные мониторы класса high-end используют технологию уравновешенного якоря (излучатели Balanced Armature). Благодаря малым размерам излучателей есть возможность применения двух, трех и более (в некоторых случаях доходит до восьми) излучателей в одном наушнике.

По аналогии со стационарными акустическими системами, в одном наушнике присутствуют: сабвуфер, «среднечастотники», «высокочастотники». Чем больше количество динамиков, тем больше количество частотных полос, на которые дробится весь слышимый частотный диапазон.

Разделение осуществляется с помощью электрических фильтров (электрический кроссовер), акустических фильтров (акустический кроссовер) и акустических резонаторов (горны, обратные горны).

Арматурные излучатели сами по себе обладают достаточно «реактивной» кривой импеданса и неравномерной фазой за счет большой индуктивности катушки и постоянных магнитов во внутренней структуре.

В качестве электрического кроссовера применяются пассивные электрические фильтры 1-го и 2-го порядка на основе конденсаторов, индуктивностей и резисторов.

Из-за этого, кривые импеданса и фазы таких наушников могут быть какими угодно.

Вывод второй: многодрайверные арматурные наушники чаще всего обладают нелинейными графиками импеданса и фазы.

Как правило, чем равномерней кривые импеданса и электрической фазы наушников, тем меньше влияние выходного импеданса источников на итоговую частотную характеристику наушников. Таким образом, благодаря линейности электрических характеристик вставных динамических наушников, они являются наименее требовательными к источникам.

И наоборот, чем больше неровности кривой импеданса наушников, тем больше выходной импеданс источника влияет на их звук. На приведенных выше графиках заметны достаточно большие всплески импедансов разных наушников, достигающие порой 80-100Ω.

Как легко можно увидеть на графиках, на этих же участках АЧХ возникают задержки между изменением напряжения и тока (фаза).

Именно на этих участках при наложении фазовых смещений, неравномерности импеданса наушников и выходного импеданса усилителя, обусловленного его схемотехникой, проявляются изменения в итоговых амплитудно-частотных характеристиках (АЧХ) наушников. Проще говоря, будет слышна разница между тем, как наушники должны звучать, и как они звучат на данном источнике.

Отсюда возникает проблема «несыгранности» некоторых многодрайверных моделей с некоторыми усилительными трактами. Есть такое эмпирическое «правило одной восьмой»: выходной импеданс источника должен составлять не больше 1/8 импеданса наушников. То есть, для современных чувствительных наушников с импедансом в 16Ω, выходной импеданс плеера должен быть менее 2Ω, а лучше — еще меньше.

Разумеется, сейчас есть очень много хороших плееров с выходным импедансом, стремящимся к нулю и позволяющих максимально нивелировать такие проблемы, но тут есть ряд трудностей. Во-первых, близкий к нулевому импеданс позволяет снизить влияние неравномерности, но не убирает его полностью.

Во-вторых, в некоторых случаях использовать такие источники не представляется возможным.

Например, Ambient Acoustics очень часто делают свои мониторы для музыкантов, использующих их с профессиональным оборудованием, в котором далеко не всегда ставят за цель достижение низкого выходного импеданса.

Вернемся от теории к практике, а точнее, к Ambient Monitors. Несколько лет Ambient Acoustics постепенно двигались вперед, улучшая свои продукты, и пытаясь достичь поставленных целей.

Улучшения носили как внешний (качество литья, применение разных материалов и вставок, изготовление собственных коннекторов), так и внутренний (использование печатных плат для кроссоверов, максимальное использование акустического, а не электрического демпфирования) характер.

Следующим шагом стало стремление добиться максимальной отдачи мониторов, независимо от используемого источника. Единственным способом добиться этого было обеспечить как можно большую линейность тех самых графиков импеданса и фазы.

Основной задачей было сглаживание резонансных пиков электрического контура системы драйверов и электрических кроссоверов в каждой модели, и тем самым понизить влияние внутренней схемотехники источников на итоговое звучание мониторов, повысив «натуральность» звучания. Итогом годовой работы и «обкатки» стало внедрение технологии коррекции фазы и кривой импеданса во все кастомные мониторы.

Разумеется, детали реализации технологии не раскрываются. Основной же ее особенностью является то, что она практически не влияет на итоговую АЧХ мониторов, а «работает» исключительно в области электрических параметров.

Максимальной «ровности» в пределах 10 единиц (см. рисунок ниже) из всей линейки мониторов удалось достичь в студийных AM3 Reference Edition.

Для остальных моделей этот показатель лежит в пределах 20-40 единиц (что также очень неплохо).

Для того чтобы проверить, как это звучит на практике, я отдал на модификацию свои Ambient Monitors AM6 HiRez.

Помимо коррекции, в лаборатории мне сделали новый дизайн (белый карбон с синим корпусом и серебристыми надписями — смотрятся просто великолепно), а также сделали концы звуководов из мягкого акрила.

Последнее — еще одна новая наработка компании, это позволяет добиться большего комфорта в ходе длительного ношения.

Тесты проводились с несколькими плеерами, в числе которых были: HiFiMan 901, Rio Karma, Sandisk Sansa Clip+. Также наушники прослушивались с iPhone 4, iPod Video 5.5G и ЦАП Yulong DA8.

Изменения лучше всего слышны на источниках «попроще», хотя и на топовых плеерах их можно услышать.

Бас стал более упругим, ощущение удара сильнее и собранней, особенно хорошо это слышно на качественных записях ударных (те же «Ондекоза» звучат очень круто).

На простых источниках ощутимо уменьшилась яркость, звук стал не таким резким, но это не в ущерб детализации. Также лучше стало построение виртуальной сцены, позиционирование источников звука — просто невероятное (на качественных записях).

Тот факт, что Ambient Monitor 6 HiRez стали лучше работать с простыми источниками звука, сложно недооценить. Я знаю некоторых людей, которым нравится звук рекордеров, и они используют их в качестве портативных плееров.

Теперь с ними вполне можно использовать продукты AA.

Я могу ошибиться, но, по-моему, еще никто из производителей «кастомов» в мире не предлагал ничего подобного, поэтому покупка Ambient Monitors становится еще более оправданной для ценителей качественного портативного звука.

Источник: https://hi-news.ru/audio/chto-takoe-impedans-i-kak-faza-vliyaet-na-zvuk-naushnikov.html

Импеданс наушников

Импеданс наушников описывает сопротивление наушников в зависимости от частоты. В отличие от резистора, наушники могут иметь разный вид кривой импеданса.

Импеданс и чувствительность наушников

Косвенно импеданс влияет на чувствительность наушников (к напряжению), чем сопротивление у наушников ниже, тем чаще чувствительность (к напряжению) выше для наушников данного форм-фактора (по размеру диаметра мембраны динамика). У высокоомных наушников как правило чувствительность ниже.

Зависимость чувствительности к напряжению обусловлена уровнем тока, протекающего через катушку индуктивности, чем сопротивление меньше, тем выше ток.

При ориентире на “громкость” от свободно выбранного источника стоит обращать внимание на более высокую чувствительность к напряжению и меньшему сопротивлению.

При выражении чувствительности к мощности, сопротивление не оказывает на численную величину чувствительности никакого влияния, а величина чувствительности к мощности между различными наушниками демонстрирует в основном общую эффективность системы (влияние массы диффузора, мощность магнитной системы и т.п.)

Низкоомные наушники и портативные источники

Низкоомные наушники, как правило, требуют высокого уровня тока от усилителя при низком напряжении, в то время как высокоомные наушники требуют высокого напряжения при низком уровне тока, что рушит некоторые стереотипы о том, что чем ниже сопротивление наушников, тем это лучше для портативных устройств.

На самом деле низкоомные наушники как правило играют громче, но в противовес гораздо быстрее разряжают батарею устройства из-за повышенного потребления тока.

Второй неприятной особенностью для низкоомных наушников и большого потребления тока является более тяжелый режим для усилителя, которые при большой отдаче тока усиливает сигнал с большим уровнем искажений.

Таким образом, если портативный источник обладает низким выходным напряжением, то высокоомные наушники будут тихо играть, но если выходное напряжение у источника около 1 В и выше, то разумнее использовать наушники от 32 Ом и выше, это даст и больше качества и батарея устройства будет разряжаться медленнее.

Если сопротивление у наушников низкоомное, то при выборе усилителя надо обращать внимание на то, спроектирован ли усилитель для работы непосредственно с низкоомной нагрузкой.

Телефоны и недорогие плееры как правило работают с минимальными искажениями с нагрузками от 100 Ом и при этом имеют не высокое максимальное выходное напряжение, из-за чего низкоомные наушники звучат с искажениями, а высокоомные недостаточно громко.

Низкоомные наушники как правило самые высокочувствительные и это порой приводит к проблеме “фоновых шумов”, когда в паузах отчетливо слышно все шумы источника. В случае использования усилителя с большим уровнем сигнала в его номинальном режиме работы наушники с более высоким сопротивлением будут более удачны.

Зависимость АЧХ наушников от импеданса

Чем больше сопротивление наушников и меньше полное выходное сопротивлении усилителя, тем АЧХ наушников будет меньше изменяться. Также верно и то, что чем меньше диапазон изменения кривой импеданса по сопротивлению, тем также будет меньше изменений в АЧХ.

Другими словами, если сопротивление у усилителя нулевое, а наушники высокоомные, то АЧХ останется неизменной. Если сопротивление усилителя будет высоким, а сопротивление у наушников низким, то АЧХ будет изменена близко к пропорциям кривой импеданса наушников. Если импеданс наушников и полное выходное сопротивление представляют собой прямые, то АЧХ не изменится.

Типовые кривые импеданса наушников и их взаимодействие с усилителем

Напомним, что типовых кривых полного сопротивления усилителя три вида

нулевое полное выходное сопротивление

постоянное полное выходное сопротивление

нулевое сопротивление в области средних и высоких частот и увеличивающееся в области низких частот

Взаимодействие конкретных наушников типами усилителей показываются в отчетах наушников

Динамические внутриканальные наушники

Как правило, у таких наушников кривая импеданса прямая и АЧХ таких наушников меняется только при подключении к усилителям с нулевым сопротивлением в области средних и высоких частот и повышенным в области низких частот. При подключении к усилителям с постоянным полным выходным сопротивлением или нулевым – АЧХ не меняется. Распространенные номиналы сопротивлений – 16 и 32 Ом.

Примеры

Арматурные внутриканальные наушники однодрайверные

У этого типа наушников кривая импеданса относительно ровная в области низких частот и имеет два подъема, локальный в районе 1-2 кГц и в постепенный подъем в области высоких частот.

Благодаря таким подъемам, многие однодрайверные арматурные наушники комфортно звучат в области верхних средних частот и высоких.

Лишь при подключении к усилителю с нулевым сопротивлением АЧХ не меняется, для двух оставшихся типов (постоянное не нулевое сопротивление и нулевым сопротивлением в области средних и высоких частот и с повышением в области низких частот) – АЧХ меняется пропорционально кривым импедансов.

Примеры

  • ULTRASONE Tio 
  • Final Audio Design Heaven IV FI-HE4 
  • Telefunken TH-120

Арматурные внутриканальные наушники многодрайверные

У этого типа наушников кривая импеданса наушников может быть какой угодно, поэтому лишь при подключении к усилителю с нулевым сопротивлением АЧХ не меняется, для двух оставшихся типов (постоянное не нулевое сопротивление и нулевым сопротивлением в области средних и высоких частот и с повышением в области низких частот) – АЧХ меняется пропорционально кривым импедансов. Этот тип наушников один из самых капризных и наименее предсказуемый для согласования с усилителем, если нет данных измерений.

Примеры

  • Ultrasone IQ 
  • SONY XBA-4 
  • Westone UM3X RC

Динамические полноразмерные наушники

В большинстве случаев на кривой импеданса есть локальный подъем в области низких частот и подъем на самых высоких частотах.

При подключении к усилителю с нулевым сопротивлением АЧХ не меняется, для двух оставшихся типов (постоянное не нулевое сопротивление и нулевым сопротивлением в области средних и высоких частот и с повышением в области низких частот) – АЧХ меняется пропорционально кривым импедансов.

Примеры

Изодинамические полноразмерные наушники

Как правило, у таких наушников кривая импеданса прямая и АЧХ таких наушников меняется только при подключении к усилителям с нулевым сопротивлением в области средних и высоких частот и повышенным в области низких частот. При подключении к усилителям с постоянным полным выходным сопротивлением или нулевым – АЧХ не меняется.

Примеры

  • Обзор наушников Audez'e LCD-2

Сопротивление наушников и усилителя

Часто можно встретить утверждение, что при равном значении сопротивления наушников и усилителя будет самое лучшее сочетание, т.к. в этом случае усилитель будет способен отдать наибольший уровень мощности. С математической точки зрения в ряде случаев так оно и будет, но на практике это не более чем миф, т.к:

  • очень часто у усилителей при сопротивлении меньше 100 Ом существует ограничение тока для нагрузки ниже 100 Ом и соответственно при равном сопротивлении уже максимальной мощности может не быть
  • качество звучание никак не связано с одинаковостью сопротивления наушников и усилителя
  • более низкое сопротивление усилителя обеспечивает потенциально большее демпфирование
  • более низкое сопротивление усилителя меньше влияет на итоговую АЧХ
  • более высокое сопротивление обеспечивает потенциально более низкие искажения, за счет меньшей зависимости от температуры катушки индуктивности наушников (главное преимущество токовых усилителей)

Как измеряется импеданс

Для измерения импеданса сигнал подается цепочку из одного канала наушников и дополнительный резистор, где уровень сигнала оценивается в двух точках схемы. По разнице амплитуд сигнала при известном сопротивлении резистора определяется сопротивление наушников на заданной частоте.

 (PAExpert) Эксперт Personalaudio.ru 26.12.2012

Источник: http://personalaudio.ru/detail/impedans_naushnikov/

QTeck.ru
Добавить комментарий