На выходе усилителя мощность регулируется не сразу, только уровень напряжения. В зависимости от комплексного сопротивления наушников, он получает уровень тока, поглощаемого наушниками, и определяет конечный уровень мощности.
Что такое сопротивление наушников?
Проще говоря, комплексное сопротивление — это один из параметров, характеризующих наушники. Выраженный в омах, он определяет соотношение между током и напряжением в цепи переменного тока.
Другими словами, он определяет кажущееся сопротивление катушки по отношению к динамику громкоговорителя. Это значение оказывает существенное влияние на качество звука, производимого устройством — оно отвечает за громкость и чистоту звучания.
Низкий или высокий импеданс в наушниках?
На этот вопрос трудно дать однозначный ответ — многое зависит от ваших личных предпочтений и от того, как вы используете свое оборудование. Если вы часто слушаете музыку или подкасты через мобильное воспроизведение MP3, то вам подойдут самые низкие значения комплексного сопротивления. Песни ваших любимых исполнителей можно слушать громко и четко, а устройство не потребляет много энергии.
С другой стороны, если громкость важнее качества звука, выбирайте более высокое сопротивление. Такие наушники выдают более детальный звук — вы можете услышать клавиши или струны каждой гитары. Помните, однако, что такие решения обычно требуют дополнительных инвестиций. Речь идет о специальных усилителях.
Стандартные комплексные сопротивления для наушников IN-EIR и Inhia варьируются в пределах 16-32 ОМ и 32-64 ОМ для накладных и IN-EIR моделей.
На что ещё обратить внимание при покупке наушников?
Доступны не все комплексные сопротивления наушников. Следует также обратить внимание на другие параметры и свойства наушников. Какие аспекты играют наиболее важную роль в данном случае?
Прежде всего, очень важны следующие аспекты
- Частотная характеристика – выражается в герцах (Гц). Её значение определяет частотный диапазон звука, воспроизводимого оборудованием, определяет, насколько высокие и низкие тона способен воспроизводить аксессуар. Обычно это от 20 до 20000 Гц;
- Чувствительность наушников , которая представляет собой просто уровень звукового давления, измеряемый в децибелах, сообщает о громкости оборудования, а также его устойчивости к искажениям даже при высоких уровнях звука. Чем выше, тем лучше;
- Максимальная входная мощность наушников – указывает предельное значение тока, который может обрабатывать данный гаджет (без риска повреждения отдельных компонентов);
- Вес – наушники должны быть относительно легкими, они не должны перегружать голову или уши;
- Длина кабеля – может быть от 100 до 300 см (портативные модели обычно имеют более короткий кабель, стационарные – более длинный);
- Варианты без кабелей дают пользователю больше свободы действий (вы можете слушать любимую музыку вдали от источника звука и выполнять ряд других действий).
Окончательное комбинированное сопротивление наушников зависит от частоты, на которой измеряется комплексное сопротивление. В кадрах часто отображается только активное сопротивление или, в некоторых случаях, только значение, полученное на частоте 1 кГц. К сожалению, сопутствующие параметры приводятся редко, и можно только догадываться, каково значение комплексного сопротивления наушников.
Аналогия с сопротивлением
В отличие от резисторов, где электрическое сопротивление описывает отношение силы протекающего тока, попытки применить электрическое сопротивление к реактивным элементам (катушкам и конденсаторам) приводят к тому, что сопротивление всей катушки стремится к нулю. И сопротивление полного конденсатора до бесконечности.
Сопротивление никогда не учитывает реактивные свойства элемента. Это связано с тем, что он рассматривается при нулевой частоте для непрерывных токов, т.е. когда реактивные характеристики не проявляются. Однако в случае переменных токов характеристики реактивных элементов существенно отличаются. Хотя напряжение на витке катушки и ток в конденсаторе не равны нулю, такое поведение уже не описывается сопротивлением.1 Полезно иметь способность реактивного элемента соотносить ток и напряжение с напряжением, например, с сопротивлением, при любых условиях.
Такие функции могут быть введены путем изучения свойств реагирующих элементов при гармоничном воздействии на них. В этом случае токи и напряжения оказываются связанными с постоянной (подобной некоторому сопротивлению), называемой электрическим сопротивлением (или просто комплексным сопротивлением). Когда рассматривается комплексное сопротивление, используются комплексные представления гармонических сигналов, поскольку одновременно можно исследовать характеристики и фазы сигнала и системы.
Почему импеданс важен?
Соответствие комплексного сопротивления усилителя и динамика обеспечивает безопасную и длительную работу обоих устройств и предотвращает любую деформацию или изменение звука. Напротив, подключив колонку к усилителю номинальной мощности не менее 8 Ом с комбинированным сопротивлением несколько Ом и включив громкую музыку, можно распрощаться с колонкой.
Выходная мощность усилителя также напрямую зависит от комплексного сопротивления динамика. Чем выше комплексное сопротивление, тем ниже мощность. Например, усилитель, выдающий 50 Вт на канал с 4-омными динамиками, будет выдавать только 25 Вт на динамик с сопротивлением 8 Ом. Съемные характеристики часто определяют, какую мощность выдаст усилитель в сочетании с динамиком, основываясь на базовых значениях комплексного сопротивления.
Что лучше — высокий или низкий импеданс?
Профессионалы высокого качества обычно предпочитают динамики с более высоким сопротивлением. Эта традиция отчасти идет от студийных моделей и наушников с комплексным сопротивлением 300 Ом и выше. Считается, что нагрузки с более высоким комплексным сопротивлением более благоприятны для усилителей, поскольку они меньше деформируются.
В автомобильных и бытовых звуковых системах, где мощность важнее звукового оттенка, чаще выбирают динамики с более низким комплексным сопротивлением. Однако стоит помнить, что чем меньше комплексное сопротивление, тем больше общий кабель комплексного сопротивления. Это является одной из причин, почему слушатели уделяют им так много внимания и предпочитают колонки с высоким сопротивлением.
Однако, в конечном счете, дело не в сложном сопротивлении, а в качестве конструкции прибора и правильном распределении усилителя и динамика.
Первая цифра указывает на мощность изделия. Головка является динамической головкой, а ее комплексное сопротивление составляет 8 Ω. Поэтому давайте двигаться дальше, чтобы понять конкретные параметры.
Какой вид импеданса у разных наушников?
Внутриканальные наушники
Большинство динамических наушников в канале имеют плоскую кривую комплексного сопротивления, и для цен 16, 24 или 32 Ом отсутствует девиация частоты между 20 и 20 кГц.
На графике по горизонтали показаны частоты от 20 Гц до 20 кГц. Вертикальная линия показывает сопротивление (в логарифмическом масштабе).
Полноразмерные динамические наушники
В полноразмерных динамических наушниках очень часто встречаются неравномерные кривые комплексного сопротивления с локальным повышением на низких частотах и небольшим повышением на высоких.
Комплексное сопротивление может составлять 32 Ом без учета реактивной части (условно измеряется при 0 Гц, мультиметром общего назначения), но на самом деле может быть в два раза больше при определенных частотах.
Неравномерность (подъем) свидетельствует как о морфорезонансе, так и о конструктивных особенностях конкретного корпуса наушников. Например, при измерении сложных сопротивлений частота и величина увеличения могут значительно отличаться в зависимости от того, свободно ли лежат наушники на столе или закреплены на манекене (тем самым обесценивая внутреннюю часть наушников).
Некоторые динамические наушники не имеют заметного эха или аберраций. Хотя эти линии условно идеальны, не рекомендуется выбирать наушники таким образом. Попытка улучшить одну характеристику требует жертвовать другой. Вы найдете кривые импеданса с наименьшими отклонениями и наиболее важные кривые импеданса среди лучших наушников. Если наушники имеют узкую полосу усиления (Grado GS1000 на схеме выше), необходимо выбрать усилитель с низким выходным сопротивлением для лучшего контроля низких частот (как, кстати, Grado RA1).
Изодинамические (ортодинамические) наушники
В дополнение к динамическим преобразователям в настоящее время широко используются изодинамические преобразователи (и их аналогичный тип, ортодинамический тип). Такие наушники всегда имеют линейный импеданс. Эквивалентные наушники сегодня производят Abyss, Audez’e, HiFiMan, Oppo и Fostex. В советское время выпускались наушники ТДС-5/м, ТДС-7, ТДС-15, ТДС-16 и ТДС-25. Сегодня изменения чаще всего происходят в моделях TDS-7 и TDS-15.
Технически, это идеальная нагрузка для усилителей, но в ультракоротковолновом диапазоне (мегагерцы и гигагерцы) сопротивление имеет тенденцию к снижению и в некоторых моделях доходит до нуля. Это коварное поведение не видно на общем графике и может привести к плохой работе некоторых усилителей.
На что влияет импеданс наушников?
Чувствительность наушников
Чувствительность наушников обычно относится к мощности. Он учитывает одновременно две характеристики: напряжение и ток, подаваемые на наушники. Это полезная конечная функция для теоретиков, но очень запутанная в реальном применении конечными пользователями. Для рядового потребителя имеет смысл представить, что «чувствительность = объем». Это работает с динамиками, потому что значение всегда задается сопротивлением динамика 4 или 8 Ом, а также мощностью усилителя. Трудно спутать эти два понятия.
Однако в колонках есть только два стандартных резистора, 4 Ω и 8 Ω, и каждый усилитель питается от обоих типов резисторов, в то время как наушники имеют около 11 резисторов: 8, 16, 24, 32, 64, 128, 256, 320, 608 и т. д.
В результате потребители наивно полагают, что можно приобрести наушники с разным импедансом и сравнить что-то по чувствительности.
Чтобы проверить соотношение чувствительности и шума наушников, чувствительность должна быть выражена в терминах напряжения, а не мощности (как в случае с Sennheiser). Однако большинство производителей не указывают, в каких единицах задается чувствительность.
Именно поэтому «все знают», что наушники высокого класса тихие, а наушники с низким сопротивлением — громкие. И они наивно полагают, что для наушников высокого класса нужен «мощный усилитель», а для наушников низкого класса достаточно убогого смартфона. На самом деле это не так, но из-за очень неудачной терминологии стандартов ГОСТ и AES, которые формируют отдельное «понятие» вопреки законам физики, общий язык очень точно описывает результат следующим образом. : ‘Высокоомные наушники требуют мощного усилителя’. Конечно, это безграмотно, но «все логично».
Давайте разберемся в этом (предупреждение, люди, идите в школу, начинайте утомлять свой разум!)
На выходе усилителя мощность регулируется не сразу, только уровень напряжения. В зависимости от комплексного сопротивления наушников, он получает уровень тока, поглощаемого наушниками, и определяет конечный уровень мощности.
Это очень важно понимать, потому что без изменения уровня напряжения на выходе усилителя нет возможности увеличить уровень мощности путем индивидуального и естественного увеличения уровня тока.
u = i*r, где u — выходное напряжение усилителя, v i — сила тока, r — сопротивление наушников, Ом.
Если у вас нет воздуха для ума из двух простых типов, вы можете продолжить ниже.
Отличным примером являются наушники DT 770 от Beyerdynamic с различными сопротивлениями на 32, 80, 250 и 600 Ом (некоторые модели были удалены).
Все наушники имеют чувствительность 96 дБ/МВт. Это означает, что при подаче на наушники мощности ровно 1 МВт уровень звукового давления составляет 96 дБ SPL.
При 1 мВт для разных моделей нам надо подать разные соотношения напряжения и тока:
| Сопротивление, Ом | 32 | 80 | 250 | 600 |
| Напряжение при 1 мВт, мВ | 179 | 283 | 500 | 775 |
| Ток при 1 мВт, мА | 5,6 | 3,5 | 2 | 1,3 |
Т.е. низкоомной модели в 32 Ом требуется самое низкое напряжение, но самое высокое значение уровня тока .
Как измерить сопротивление наушников?
Для получения подробных графиков требуется специальное программное обеспечение и стенд. Однако для нахождения значений активных комплексных сопротивлений (в низкочастотном диапазоне) достаточно бюджетного мультиметра стоимостью от 200 рублей.
При покупке наушников контролируйте сопротивление правого и левого каналов, в большинстве случаев оно не должно превышать 2-3 Ом между каналами.
Также возможны смешанные соединения. Это происходит, когда последовательная цепь и параллельные соединения «смешиваются». В таких случаях применяется один из видов расчета, и постепенно один из «чистых» контуров будет одновременно или поочередно.
Полное сопротивление
Еще один параметр, который указывается в технических характеристиках каждого динамика, — это комплексное сопротивление. Хотя этот термин звучит сложно, на самом деле он довольно прост. Он показывает, какое сопротивление имеет катушка драйвера. На практике это утомляет тем, что усилитель должен обеспечить такое же сопротивление, как и динамик. Использование динамика с комплексным сопротивлением, превышающим сопротивление усилителя, допустимо, но обратное не допускается. Сложные резисторы не влияют на качество звука.
Количество колонок
При покупке целого комплекта акустических систем следует также обратить внимание на количество динамиков. Однако следует отметить, что универсального правила не существует. Комплект 5.1 или 7.1 не всегда лучше, чем комплект 2.1. Все зависит от конкретного динамика и помещения. Если колонки используются для прослушивания музыки, достаточно хорошей стереосистемы с дополнительным сабвуфером. Если слушатель заинтересован в объемном звучании для игр или фильмов, можно выбрать комплектацию 5.1 или 7.1, но следует помнить, что цена будет выше, если ожидается аналогичное качество звука.
Существует множество других параметров, на которые следует обратить внимание. К ним относятся:.
- способ подключения динамиков или, возможно, беспроводная технология;
- качество изготовления;
- размеры динамиков;
- доступные разъемы.
Однако они очень хорошо понятны всем и могут быть распознаны вами. При покупке колонок также не стоит переусердствовать. Однако наиболее важными из них являются следующие
Долгосрочная мощность обычно является определяющим фактором. Другими словами, значение, при котором динамическая головка может работать в течение длительного периода времени. Max Power — максимальная мощность, указанная на головке Alphard. Это, например, максимальная мощность, с которой динамик может работать в течение одной секунды.
Параллельное подключение динамиков
На изображении слева показаны два динамика, подключенные параллельно. Положительная сторона усилителя подключается к положительному входу динамика A, а отрицательная сторона — к отрицательному входу динамика B. Выход динамика B подключен к динамику A и боковому минусу динамика A. Динамик A подключается к отрицательной стороне динамика B. Схема, похоже, имеет смысл.
Но как насчет резисторов? Что происходит с сопротивлением двух динамиков, подключенных параллельно? Если два одинаковых динамика подключены параллельно, общее сопротивление луча уменьшается вдвое. Другими словами, фактическое комплексное сопротивление динамиков, деленное на два.
Как подключить два динамика параллельно в канал
На этой диаграмме показано сопротивление обоих рупоров при 2 Ω. При параллельном подключении общее значение составляет 1 Ω. Это означает, что при параллельном подключении динамиков выходная мощность выше, чем при подключении динамиков по отдельности. Подключение к сабвуферу позволяет использовать такие низкоомные нагрузки.
Параллельное подключение трех и более динамиков на канал
Принцип подключения трех и более колонок к одному каналу одинаков. Положительный сигнал с выхода усилителя подается на все подключенные динамики. Негатив относится ко всем негативно настроенным ораторам.
Три или более динамиков подключаются параллельно к одному каналу.
В результате сигналы каждого компонента схемы будут одинаковыми. Затем ток делится на «токи». Это означает, что ток меньше. Ток через динамик также зависит от сопротивления этого элемента.
Мощность при параллельном соединении
Расчет мощности, протекающей параллельно от усилителя к каналу, аналогичен. Po = Pr * Zr/Zt. Только коэффициент Zr/Zt больше. В конечном итоге, как уже упоминалось ранее, общее сопротивление уменьшается при параллельном подключении динамиков. Если два динамика по 4 Ом подключены параллельно, как в примере выше, результирующее сопротивление будет равно 2 Ом. 100 Вт * 4 Ом / 2 Ом. Потребляемая мощность канала = 100 Вт * 2 = 200 Вт. Это означает, что на каждый канал излучается 200 Вт. Однако усилитель должен работать с низкоомной нагрузкой.
Подключение двух динамиков на канал является необязательным.
Эта функция может быть использована, когда используется маломощный усилитель и требуется более громкий звук. Однако вам нужны колонки, способные выдержать высокую мощность. На самом деле это не проблема. Существуют версии, рассчитанные на сотни ватт. Однако они стоят соответственно.
Также важна способность усилителя работать при низкой нагрузке. Поэтому обращайте внимание на такие параметры, как минимальная нагрузка. Опять же, лучше всего, чтобы нагрузка была немного выше минимальной. Работа на пределе возможностей — это всегда ускоряющееся препятствие.
