Větší odpor ve sluchátkách. Zkoumáme vlastnosti sluchátek: impedanci

Kromě dynamických radiátorů, nyní rozšířených izodynamický typ zářiče(a jemu podobný typ - ortodynamický). Tato sluchátka mají vždy přímou impedanci. Izodynamická sluchátka nyní vyrábí: Abyss, Audez "e, HiFiMan, Oppo, Fostex. V sovětských dobách byla sluchátka TDS-5 / m, TDS-7, TDS-15, TDS-16 a TDS-25. Dnes u modelů TDS-7 a TDS-15 nejčastěji dělají modding.

Formálně se jedná o ideální zátěž pro zesilovač, nicméně v oblasti ultravysokých frekvencí (megahertz a gigahertz) u některých modelů odpor klesá a má tendenci k nule. Na běžné grafice taková záludnost není vidět a u některých zesilovačů to může vést k nekvalitnímu provozu.

Sluchátka s armaturou do uší

Impedance při sluchátka do uší se zpevňujícím emitorem. U modelů s jedním měničem je společný rys - vždy dochází k lokálnímu vzestupu v oblasti horních středních frekvencí (v oblasti 1-3 kHz) a v oblasti nejvyšších frekvencí. Díky zesílení v oblasti výšek většina modelů s kotvou pro jeden měnič „zní čistě“ v oblasti výšek, např. v tomto frekvenčním rozsahu poskytuje zesilovač menší zkreslení.

V oblasti nízkých frekvencí jsou typicky typické 8, 16, 24 nebo 32 ohmů. Nárůsty nad 500 Hz začínají.
Pokud je indikován odpor 100 ohmů při 1 kHz, neznamená to, že jsou sluchátka vysokoimpedanční, jejich odpor může být podle údajů multimetru pouze 16 ohmů (v oblasti nízkých frekvencí).

Hybridní sluchátka s více ovladači

Není možné předpovědět impedanční křivku pro multi-řidič A hybridní sluchátka do uší. Křivka impedance může být cokoliv nad 500 Hz. Snížení odporu může snadno dosáhnout až 4 ohmů s deklarovanými 100 ohmy při 1 kHz.

Obecné závěry

• odpor ve skutečnosti bude jako na krabici pokud sluchátka: Intrakanálová dynamika nebo izodynamický
• odpor ve skutečnosti bude jako na krabici a bude mít neznámé stoupání pokud sluchátka: Dynamické faktury a n plné velikosti
• odpor ve skutečnosti NEBUDE jako na krabici pokud sluchátka: zpevňující nebo hybridní

Pokud potřebujete zjistit skutečný odpor výztužných nebo hybridních sluchátek, pak můžete zkusit vyhledat výsledky měření na internetu. Metody měření impedance obvykle dávají jeden výsledek a nezávisí na softwaru se stojanem nebo měřicím komplexu.

Jaký je vliv impedance sluchátek?

Citlivost sluchátek

Pokud ale pro reproduktory existují pouze dva typické odpory 4 a 8 ohmů a každý zesilovač má výkon pro dva typy odporu, pak mají sluchátka asi 11 odporů: 8, 16, 24, 32, 64, 128, 256, 320, 608 atd.

Výsledkem je, že spotřebitel bere do ruky sluchátka s různým odporem a naivně se domnívá, že z hlediska citlivosti může něco porovnat.

Aby byl vztah „citlivost = hlasitost“ použitelný pro sluchátka, musí být citlivost vyjádřena napětím, nikoli výkonem (jak to dělá Sennheiser). Ale většina výrobců vůbec nenaznačují, v jakých jednotkách citlivosti se udává.

Proto "každý ví" - že vysokoimpedanční sluchátka jsou tichá a nízkoimpedanční jsou hlasitá. A naivně se domnívají, že na vysokoimpedanční sluchátka je potřeba „výkonný zesilovač“ a na nízkoimpedanční stačí mizerný smartphone. A ačkoli ve skutečnosti je všechno úplně jiné, kvůli extrémně neúspěšným termínům z norem GOST a AES se vytvořily samostatné „koncepty“, které jsou v rozporu s fyzikálními zákony, ale v lidovém jazyce dostatečně přesně popisujícím výsledek, jako: „Pro vysokoimpedanční sluchátka, potřebujete výkonný zesilovač.“ Fyzicky negramotní, ale „všichni všemu rozumí“.

Pojďme se tohoto tématu dotknout hlouběji (opatrně, přejdeme na vzorce ze školy, začneme zatěžovat mozek!)

Na výstupu zesilovače vůbec neregulujeme přímo výkon, ale pouze napěťovou hladinu. V závislosti na odporu sluchátek se získá aktuální úroveň spotřebovávaná sluchátky, která zase určuje konečnou úroveň výkonu.

To je velmi důležité pochopit, protože bez změny napěťové úrovně na výstupu zesilovače nemůžeme fyzicky samostatně zvýšit úroveň proudu a tím zvýšit úroveň výkonu.

U=I*R, Kde

I - síla proudu, A
R - odpor sluchátek, Ohm

W=I*U, Kde
W je výstupní výkon zesilovače, W
U je napětí na výstupu zesilovače, V
I - síla proudu, A

Pokud váš mozek není uvařený ze dvou jednoduchých vzorců, můžete jít dál.

Vynikajícím příkladem jsou sluchátka Beyerdynamic řady DT 770 s různými impedancemi, 32, 80, 250 a 600 ohmů (některé modely jsou ukončeny).

Všechna sluchátka mají jedinou citlivost 96 dB/mW, což znamená, že pokud do sluchátek přivedeme přesně 1 mW, bude hladina akustického tlaku rovna 96 dB SPL.

Při 1 mW pro různé modely musíme použít různé poměry napětí a proudu:

Tito. model s nízkým odporem ve 32 ohmech, nejvíce nízké napětí, ale nejvyšší úroveň proudu.

Model s vysokou odolností naopak potřebuješ nejvíc vysoké napětí, ale nízký proud.

Vracíme se k tomu, že na výstupu zesilovače nastavujeme napěťovou úroveň. U smartphonů je to asi 200-300 mV. Limit hlasitosti pro vysokoimpedanční sluchátka je fyzicky viditelný, díky čemuž jsou vysokoimpedanční sluchátka automaticky „tichá“. A to, co nám vlastně chybí, není „síla“ zesilovače, ale banální napětí.

Pokud by však všichni výrobci uvedli citlivost na napětí, bylo by vše velmi jasné:

Jak je z tabulky patrné, rozdíl v hlasitosti mezi modely s citlivostí 96 dB / mW pro 32 a 600 ohmů je 13 dB.
Z údajů o citlivosti napětí vidíme přímou souvislost s hlasitostí.

Hlavní závěry

• Citlivost by se neměla hledět na výkon, ale na napětí. Toto je jediný způsob, jak porovnat sluchátka podle "hlasitosti"
• Čím nižší odpor, tím vyšší citlivost sluchátek. Čím vyšší odpor, tím nižší citlivost.

A když nyní vidíme, že pro různé impedance jsou ze zesilovače vyžadovány různé úrovně napětí a proudu, můžeme přejít k dalším závislostem, které jsou ovlivněny impedancí sluchátek.

Provozní doba přehrávače nebo smartphonu

Pokud však váš smartphone nebo přehrávač má „výkonný“ výstup (tj. poskytuje úroveň napětí nad 200-300 mV), můžete si vybrat mezi vysoce citlivými sluchátky s nízkou impedancí a méně citlivými sluchátky s vyšší impedancí. V tomto případě, při stejné hlasitosti na výstupu, výměna 16 ohmů za 32 ohmů sníží spotřebu proudu o jednu třetinu. Na pozadí spotřeby energie procesorem a dalšími mikroobvody může smartphone nebo přehrávač fungovat samozřejmě ne o třetinu déle, ale o čtvrtinu nebo pětinu. Například u přehrávače Colorfly C4 Pro se provozní doba pohybuje od 5 do 8 hodin (5 hodin s M-Audio IE40 se silným poklesem vysokých frekvencí a 8 hodin s vysokoimpedančními sluchátky).

Pro „výkonné“ přehrávače, jako je iHiFi nebo Hidisz, byste měli volit sluchátka s vysokou odolností a dostatečnost hlasitosti si ověřit v obchodě „aniž byste opustili pokladnu“. V prodejnách Soundpal si před nákupem můžete vše poslechnout a vyzkoušet.

Návrat ke grafům s příklady odporu:

• Rebar sluchátka s jedním ovladačem mají ve skutečnosti vyšší průměrnou impedanci a smartphone nebo přehrávač s nimi mohou pracovat déle bez dobíjení.
• Sluchátka pro více ovladačů mohou mít naopak nižší průměrný odpor a smartphone nebo přehrávač s nimi může pracovat méně času bez dobíjení.

Kvalita zvuku

frekvenční odezva sluchátek

Jak změřit impedanci sluchátek?

Při nákupu sluchátek je zcela normální zkontrolovat odpor pravého a levého kanálu, ve většině případů by rozdíl mezi kanály neměl přesáhnout 2-3 ohmy.

Štítky: Přidat štítky

Impedance sluchátek je jejich vstupní impedance. Na tom závisí mnoho jejich technických a provozních charakteristik.

Pokud je impedance ve sluchátkách nízká (25 ohmů nebo méně), pak vyžadují méně energie, aby poskytovaly vysoce kvalitní zvuk. Tato sluchátka jsou vhodná pro použití se zařízeními, jako jsou hudební přehrávače, mobilní telefony a další přenosná zařízení.

A pokud je impedance sluchátek větší než 25 ohmů, pak vyžadují více energie pro vysokou úroveň zvuku. Tato odolnost je chrání před možným poškozením způsobeným přetížením. Tato sluchátka lze použít se širokou škálou audio zařízení. Patří sem například modely používané pro djing, jejichž jmenovitý odpor je asi 25-70 ohmů.

Pokud je impedance sluchátek nízká, stanou se při použití výkonnějších zesilovačů náchylnější k poškození. Pokud do DJ setupu zapojíte například sluchátka s nízkou impedancí a budete je používat na plný výkon, pravděpodobně je vyhodíte do povětří.

Jaká je tedy optimální impedance? Sluchátka, která budou sloužit k poslechu zvuku z přenosného přehrávače nebo notebooku, by měla mít ideálně impedanci cca 16-20 ohmů a citlivost alespoň 100 dB/mW. Pokud vaše zařízení splňuje evropské normy pro maximální hlasitost, je nejlepší vybrat sluchátka s impedancí 16 ohmů, protože v takových zařízeních je maximální výkon ještě menší než u jiných.

Je důležité vzít v úvahu impedanci sluchátek, protože všechny modely musí pracovat s různým množstvím elektrické energie a impedance. Každý model sluchátek je speciálně vypočítán a kalibrován tak, aby odpovídal specifickým objemům zátěže. To zajišťuje nejen bezpečnost používání zařízení, ale také prodlužuje jeho životnost.

Dříve, v 60-80 letech, se často používala sluchátka s vysokou impedancí, protože výstupní energie zařízení té doby byla extrémně vysoká. Poté se začaly používat rezistory snižující výstupní napětí. V roce 1996 byl standard pro impedanci sluchátek stanoven na 120 ohmů. To mělo významný dopad na výrobu a vývoj vysokoimpedančních modelů, ale zároveň brzdilo další vývoj v jiných směrech. V roce 2009 začal masový prodej přehrávačů iPod, v důsledku čehož si zařízení s nízkým odporem získala vysokou oblibu. Proto vývoj nízkoimpedančních sluchátek dostal nový impuls.

Impedance je tedy jednou z, ne-li nejdůležitější, ale přesto důležitou charakteristikou sluchátek. Vybraný model by měl odpovídat zvukové technologii, kterou používáte, abyste dosáhli maximální kvality zvuku a zajistili stabilní normální provoz. Při nákupu sluchátek byste si proto měli dát pozor na impedanci a vybrat nejvhodnější model, abyste předešli rychlému opotřebení a zhoršení výkonu.

U kanálových sluchátek s nízkou impedancí to není tak důležité – budou znít dostatečně hlasitě, ale vysokoimpedanční (od 100 ohmů) sluchátka nedokážou poskytnout očekávanou hlasitost, i když mohou mít ještě větší citlivost. proč tomu tak je? Protože citlivost je obvykle udávána vzhledem k výkonu sluchátek - dB / mW. Čili když se na sluchátko s citlivostí 100 dB aplikuje 1 mW, dá na výstupu přesně takový akustický tlak - 100 dB. Co je ale 1mW pro sluchátka s impedancí 8 ohmů a 300 ohmů? Podle školního kurzu fyziky

Charakteristika sluchátkových zesilovačů.

výstupní výkon zesilovač určuje maximální hlasitost, kterou mohou sluchátka připojená k němu produkovat. Jen mějte na paměti, že výrobce většinou udává výkon při minimální impedanci sluchátek. S rostoucí impedancí připojených sluchátek výkon klesá: například zesilovač poskytující 16 mW s 16 ohmovými sluchátky při 300 ohmové zátěži dá jen 0,8 mW. Před koupí je proto vhodné zjistit, jaký výkon zesilovač poskytuje, když jsou k němu připojena konkrétní sluchátka. Výkon by měl být takový, aby se akustický tlak na sluchátkách pohyboval v rozmezí 105 - 115 dB, což je pro většinu lidí považováno za dostatečně hlasité. Chcete-li zjistit, zda sluchátka vytvoří požadovaný akustický tlak, měli byste jej vypočítat pomocí vzorce:

Maximum A minimální odpor určit rozsah, ve kterém by měla být impedance sluchátek používaných s tímto zesilovačem. Při použití sluchátek s impedancí nižší než minimální mohou zvýšené proudy v zesilovači poškodit. Pokud připojíte sluchátka s impedancí vyšší než maximální, zvuk bude příliš tichý.

Poměr signálu k šumu ukazuje, kolik šumu zesilovač dělá, když není žádný signál. Čím vyšší je tato hodnota, tím čistší je zvuk poskytovaný systémem. Pro poslech hudby je nežádoucí, aby tato hodnota byla pod 75 dB. Hi-Fi zařízení poskytuje minimálně 90 dB a vysoce kvalitní Hi-End zesilovače jsou schopny poskytnout odstup signálu od šumu 110-120 dB a vyšší.

Pokud jste se někdy podívali na sluchátkový box, pravděpodobně jste se setkali s pojmy jako frekvenční charakteristika, citlivost, výkon, impedance. Hodnotu prvních tří zná asi každý milovník hudby, ale ne každý ví, co je impedance. Právě o tomto konceptu bude řeč.

Z hlediska vědecké terminologie je impedance impedance sluchátek, tedy kombinace jejich aktivní a reaktivní složky. Hodnota konečného odporu závisí na frekvenci, při které byl měřen. Dost často krabičky se sluchátky uvádějí hodnotu pouze aktivního odporu, někdy plného a pak jen na frekvenci 1 kHz. Bohužel většina výrobců doprovodná měření neuvádí a jaká je skutečná impedance ve vašich sluchátkách, můžete jen hádat.


Máte například dynamická sluchátka. Zadané hodnoty jsou 16, 24, 32, 64 atd. Ohmy zobrazují pouze odpor induktoru reproduktoru a odpor samotného drátu, pájení zástrčky a kontaktů se neberou v úvahu. Ve skutečnosti je impedance sluchátek o 1-3 ohmy vyšší a mezi levým a pravým kanálem se mírně liší. Svědomití výrobci obvykle uvádějí, že specifikovaná a skutečná impedance se liší o 20-30%, což je zcela normální. I když to na druhou stranu mate některé kupující, kteří chybu považují za nevýhodu.

Nízkoimpedanční a vysokoimpedanční sluchátka

Podle odporu se sluchátka dělí na nízkoimpedanční a vysokoimpedanční. Každému typu sluchátek odpovídají určité parametry impedance. Nízký odpor uvnitř kanálu má tedy odpor menší než 100 ohmů, vysoký odpor - více než 100 ohmů. Stejný princip funguje se sluchátky plné velikosti: nízká impedance – až 32 ohmů, vysoká impedance – více než 32 ohmů.

Impedance různých typů sluchátek

Sluchátka do uší mají obvykle plochou křivku impedance, která se neodchyluje o 16, 24 nebo 32 ohmů při frekvencích 20–20 000 Hz.

Není neobvyklé, že plnohodnotná sluchátka dynamického typu mají nerovnoměrnou impedanční křivku s minimálním boostem na vysokých frekvencích a lokálním boostem na nízkých frekvencích. Odpor může být 32 ohmů při 0 Hz (bez reaktivní složky), ale jak ukazuje praxe, při určitých frekvencích může být jeho hodnota dvakrát vyšší.

Nepravidelnosti (nárůsty) impedanční křivky vznikají v důsledku rezonančních jevů a také v důsledku konstrukčních vlastností samotného emitoru uvnitř pouzdra sluchátek. V reálu to vypadá takto: sluchátka jsou na stole - impedanční křivka má jednu hodnotu, sluchátka se nosí na hlavě (prostor je utlumený) - křivka je přeměněna na jinou.

Impedance dynamických sluchátek plné velikosti s plochou křivkou

Zajímavé je, že ne všechna dynamická sluchátka mají znatelné odchylky nebo rezonance. Impedanční linie některých z nich je podmíněně přímá, ale nedoporučuje se vybírat sluchátka na základě tohoto principu. Ostatně pro dosažení ideálních hodnot impedance musí výrobce obětovat další důležitější vlastnosti.

Ve špičkových dynamických sluchátkách jsou modely s minimálními i výraznými odchylkami impedanční křivky. Pokud je ve sluchátkách úzkopásmový boost, pak by měl mít zesilovač nízkou výstupní impedanci (pro ovládání nízkých frekvencí). V souladu s tím je při významných nárůstech zapotřebí zesilovač s vysokým odporem.

Charakteristickým znakem izodynamických sluchátek je přísně přímá impedance. Formálně tvoří izodynamické zářiče ideální zátěž pro zesilovače, nicméně v oblasti ultravysokých frekvencí (megahertz, gigahertz) bývá odpor některých z nich 0. Nepříjemná je zejména skutečnost, že ne všechny zesilovače jsou schopny pracovat v tomto režimu, a to vede k výraznému zhoršení kvality zvuku. V současné době vyrábí izodynamická sluchátka: Oppo, Abyss, Fostex, Audez’e, HiFiMan.

Křivka impedance u sluchátek do uší s vyztužujícím zářičem vypadá jen stěží předvídatelně. Takže u modelů s jedním měničem je jeden společný rys - místní nárůst v horní střední (1-3 kHz) a ve vysokofrekvenční oblasti. Díky lokálnímu boostu zní téměř všechna sluchátka s jedním měničem čistě na vysokých frekvencích.

V nízkofrekvenčním rozsahu je typický odpor 8, 16, 24 nebo 32 ohmů. Nad 500 Hz jsou na grafu vzestupy. Pokud je odpor sluchátek do uší 100 ohmů na 1 kHz, neznamená to, že jsou vysokoimpedanční. Podle multimetru může být jejich odpor pouze 16 ohmů.

U sluchátek s více měniči a hybridních sluchátek se křivka impedance velmi liší v závislosti na modelu. Je téměř nemožné předpovědět všechny jeho výchylky, zvláště při frekvencích nad 500 Hz. Pokud jde o pokles odporu, může dosáhnout až 4 ohmů, s našimi 100 ohmy při 1 kHz.

Obecné závěry z předložených informací

• Odolnost in-ear dynamických a izodynamických sluchátek je úplně stejná jako na krabici;
• Impedance dynamických a plnohodnotných sluchátek přes uši je stejná jako na krabici, ale s mírnými nárůsty;
• Impedance zesilujících a hybridních sluchátek - neodpovídá hodnotám uvedeným na krabici.

Údaje o impedanci vám pomohou vybrat správná sluchátka pro váš přehrávač nebo zesilovač. Pokud se rozhodnete pro hybridní nebo armaturní sluchátka, určitě se podívejte na výsledky měření odporu na internetu.

Jaké parametry ovlivňuje impedance sluchátek?

Citlivost

Citlivost sluchátek je snížena především na jejich výkon a v konečném důsledku umožňuje získat dvě charakteristiky najednou – napětí a proud. Citlivost je vhodný koncový bod pro teoretiky, ale matoucí koncept pro běžného spotřebitele.

Pravděpodobně jste nejednou slyšeli, že citlivost = hlasitost. Zhruba řečeno je to pravda, ale funguje to pouze se sloupci. Hodnota odporu reproduktorů je tedy uvedena ve formě 4 a 8 ohmů.

Se sluchátky je to složitější. Jakou hodnotu má 11 různých odporů: 8, 16, 24, 32, 64, 128, 256, 320 atd. Ohm. Ukazuje se, že aby vztah citlivost = hlasitost skutečně fungoval, měla by být citlivost vyjádřena napětím, a ne výkonem (to dělá například Sennheiser). Většina výrobců sluchátek vůbec neuvádí jednotky citlivosti. Z toho plyne mylný názor, že vysokoimpedanční sluchátka jsou tichá a nízkoimpedanční jsou hlasitá.

Abychom pochopili, jak impedance ovlivňuje citlivost, vezmeme si jednoduchý školní vzorec:

Pak v něm najdeme sílu:

W - výkon výstupního zesilovače, W
U - výstupní napětí zesilovače, V
I - síla proudu, A

Vynikajícím příkladem jsou sluchátka Beyerdynamic řady DT 770 s různými impedancemi, 32, 80, 250 a 600 ohmů (některé modely jsou ukončeny).

Všechna sluchátka mají jedinou citlivost 96 dB/mW, což znamená, že pokud do sluchátek přivedeme přesně 1 mW, bude hladina akustického tlaku rovna 96 dB SPL.

Při 1 mW pro různé modely musíme použít různé poměry napětí a proudu:

Ukazuje se, že citlivost by se neměla brát v úvahu na výkon, ale na napětí. Pouze v tomto případě se budeme moci sluchátkům vyrovnat hlasitostí. Čím vyšší odpor, tím nižší citlivost.

Doba trvání přehrávače nebo smartphonu

Čím vyšší je odpor sluchátek, tím déle bude přehrávač nebo smartphone fungovat bez dobíjení, protože. vysokoimpedanční sluchátka odebírají méně proudu (za předpokladu, že sluchátka jsou slyšet na „maximum“ bez ohledu na výslednou skutečnou hlasitost).

Jste-li majitelem tichého smartphonu, pak jste z velké části ochuzeni o možnost vybrat si sluchátka: z hlediska citlivosti vám budou vyhovovat pouze sluchátka s nízkou impedancí. Pokud však máte k dispozici přehrávač nebo smartphone s dostatečně výkonným výstupem, podívejte se blíže na vysoce citlivá nízkoimpedanční sluchátka nebo méně citlivá, ale s vyšší impedancí. Výměna 16 ohmů za 32 ohmů sníží spotřebu energie o třetinu.

Výsledky grafů ukázaly, že zpevňující sluchátka mají vyšší průměrný odpor – s nimi přehrávač nebo smartphone funguje déle bez dobíjení. Sluchátka s více ovladači mají naopak nižší průměrný odpor, a proto bude smartphone nebo přehrávač fungovat o něco méně.

Kvalita zvuku

Pravděpodobně jste slyšeli, že vysokoimpedanční sluchátka produkují lepší kvalitu zvuku než nízkoimpedanční. I když o sluchátka vůbec nejde. Prostě zesilovač posílá méně proudu, což v konečném důsledku snižuje zkreslení na jeho straně. Toto pravidlo by se však nemělo brát jako dogma. Jsou situace, kdy zesilovač pracuje při napětí, které překračuje jeho přípustné hodnoty, pak zdrojem zkreslení je v tomto případě napěťové přetížení, nikoli proudové přetížení.

Fungování výztužných sluchátek s jedním měničem je založeno na výše uvedeném principu. Díky vzestupům v horních středech a vysokých frekvencích je lepší zvuk na těch chytrých telefonech nebo přehrávačích, kde si sluchátka s nízkou impedancí nevedou dobře.

frekvenční odezva sluchátek

Pokud je odpor zesilovače nad nulou, bude konečná frekvenční odezva záviset na změnách impedanční křivky sluchátek i zesilovače.