на что влияют омы в наушниках
Что означает сопротивление наушников и как оно влияет на звук
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 – Сопротивление: 32 OHM;
SPL – Уровень громкости: 102 dB (+/- 3 dB);
Характеристики модели C:
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 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:
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 OHMS
Чувствительность: 109 DB
Частотный 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.
Сопротивление в наушниках: какое лучше
Разные устройства имеют свои диапазоны частот, что влияет на излучение звуковых волн. От величины напряжения зависит уровень громкости наушников.
Какое сопротивление в наушниках является лучшим
Каждая модель имеет свои характеристики, недостатки и достоинства. Сопротивление в наушниках варьируется в диапазоне от 8 до 600 Ом. В самых распространённых — от 16 до 64 Ом.
Полное сопротивление ещё называют импедансом. Наушники работают не на одной частоте, а воспроизводят всё. Уровень сопротивления напрямую зависит от частоты.
Низкоомные устройства звучат громче, но потребляют больше энергии, что влияет на время работы гаджета. Высокоомные, наоборот — работают тише, но при этом расходуют заряд меньше. Низкоомными условно считаются те, сопротивление в которых до 100 Ом.
При выборе следует решить, что важнее для вас: громкость или время работы устройства. Важно с какой техникой вы будете использовать наушники. Для портативных устройств лучше использовать низкоомные варианты, мощность их работы выше. Работая со стационарными, можно использовать высокоомные. Чистота звука зависит от силы тока, высокое сопротивление даёт меньше искажений. Чтобы раскрыть всю красоту звучания в высокоомных устройствах, дополнительно придётся приобрести усилитель.
Подведём итог: Для смартфонов лучше выбирать низкоомные наушники с большей чувствительностью. Сопротивление лучше до 50 Ом. Для плееров подойдут и высокоомные.
Высокий импеданс не всегда гарантирует хороший, качественный звук, поэтому необходимо проверить, как варианты будут вести себя в паре с вашим устройством.
Разница в наушниках 16 Ом и 32 Ом
И те и другие считаются низкоомными, поэтому разница будет небольшая. Варианты на 16 Ом будут звучать громче, на 32 Ом звук будет чище и естественней. Всё зависит от марки устройства, типа и конструкции. Экономия энергии аккумулятора у 32 Ом будет больше, у 16 чуть меньше. При покупке лучше послушать самому, как те или иные изделия звучат на вашем устройстве, и выбрать наиболее комфортный вариант для себя.
Какое сопротивление должно быть в наушниках для смартфона
Выходное сопротивление для телефонов составляет до 2 Ом. В связи с этим к смартфонам лучше брать изделия от 16 Ом до 40 Ом. Мощность усилителей на устройстве невелика, поэтому лучше подобрать нужное сопротивление. Чем выше оно будет, тем больше будет искажаться звук.
Воспроизведение низких частот хуже, громкость значительно снизится. Изделия лучше брать с высокой чувствительностью. Больше Ом — меньше чувствительность.
Если вы хотите чистый звук, чёткое звучание и удобство, выбирайте изделия, исходя из марки вашего смартфона.
Для телефона будет вполне достаточно небольших наушников, необходимо подумать, где чаще всего вы им пользуетесь. Все характеристики можно найти на сайте изготовителя или на коробке с изделием.
Удобство, дизайн, качество звука — всё это нужно учитывать при выборе. Разнообразие моделей позволит подобрать именно то, что подойдёт именно вам.
Сопротивление в наушниках
Большинство меломанов думают, что надев аудио аксессуар с наибольшим количеством Ом и «здоровенными» чашками, удастся добиться оптимального звучания. При этом не обращая внимание на устройство, от которого исходит звук. Однако это мнение непрофессионалов. В действительности дела обстоят по-другому.
Что означает импеданс
Вне зависимости от вида устройства, которое используется для подачи звука, каждое имеет усилитель. Он отвечает за формирование колебаний выходного напряжения звуковых волн. За счет этого динамические головки передают звук. Однако средние значения напряжения сильно отличаются в зависимости от устройства.
На смартфонах усилитель звуковых частот имеет показатели в 200 миллиВольт.
Импеданс – это усредненное значение сопротивления, которое меняется в зависимости от частоты.
На что влияет импеданс
Для простоты расчетов количество Ом принимают за константу для всех звуковых частот. В соответствии с законом Ома на домашнем кинотеатре, телефоне или компьютере приспособление будет передавать звук по-разному. Объясняется это разницей в напряжении, при этом количество Ом остается прежним.
Через динамическую головку протекает различное количество тока, на что аксессуар отреагирует снижением или повышением громкости. Что делать, если ваши наушники начали играть тихо?
Высокоомные и низкоомные
По сопротивлению наушники разделяют на два вида. Граница отличается для полноразмерных и внутриканальных приспособлений.
Значение сопротивления, Ом
Какие выбрать
При выборе на основе сопротивления в наушниках требуется учитывать технику, которая будет использоваться. Любое устройство имеет усилитель. Чтобы избежать искажение звука требуется согласование наушников с источником. При выборе аудиоаксессуара требуется полагаться на правило 1/8.
Импеданс на источнике должен быть меньше 1/8 от сопротивления аксессуара. Например для приспособлений с 16 Ом выходное сопротивление на телефоне не должно превышать 2 Ом. Иначе аксессуар даст плохое качество звука.
Для телефона, ноутбука или плеера
Данную категорию устройств относится к компактным. По этой причине рекомендуется приобретать вкладыши, характеризующиеся небольшими размерами. При выборе следует учитывать уровень выходного напряжения на устройстве, а также потребляемую мощность и импеданс наушников.
Для раскрытия потенциала высокоомных наушников нужен мощный усилитель. Смартфоны, плееры и ноутбуки не могут похвастаться этим. Выходное напряжение редко превышает 1В. По этой причине нагрузка выше 50 Ом в наушниках нежелательна. В противном случае уменьшится проработка низких частот, звук станет тише. Значит такая нагрузка нежелательно для смартфонов. Плееры типа хай-фай имеют выходное напряжение до 4В. ПО этой причине оптимальным вариантом будут приспособления до 120 Ом.
Для стационарных компьютеров, музыкальных систем
Для устройств с мощным усилителем подойдут высокоомные полноразмерные наушники. Портативная техника характеризуется ограничениями выходного напряжение, однако жестких рамок для уровня тока нет. Аксессуар позволит раскрыть возможности стационарного пк, профессиональных систем, телевизоров.
Характерные значения для различных типов наушников
Внутриканальные
Большая часть имеет ровную кривую со значениями от 16 Ом до 32. Данная категория характеризуется отсутствием отклонений в диапазоне от 20 до 20 килоГерц.
Полноразмерные и накладные
Большинство полноразмерных и накладных моделей характеризуются неравномерной кривой. Отличаются значительным подъемом на низких частотах и небольшим подъемом во время проигрывания высоких. Значение чаще равняется 32 Ом, если не учитывать реактивную часть.
Неравномерность указывает на особенности конструкции излучателя или резонансы. Подъем может меняться от положения приспособления.
Некоторые модели характеризуются отсутствием отклонений. С такими наушниками лучше использовать низкое выходное сопротивление. Объясняется это лучшим контролем на 20 – 1 кГц.
Арматурные
Импеданс у аксессуара с арматурным излучателем предсказать довольно трудно. Однодрайверные модели отличаются подъемом на высоких и средних частотах. Это обеспечивает чистое звучание на высоких и очень высоких. Усилитель создает меньше искажений. Стандартное значение на низких частотах около 25 Ом. ОТ 500 Гц отмечаются подъемы. Если на аксессуаре указан импеданс 100 Ом на 1 кГц это не значит, что модель высокоомная. На низких частотах значение будет около 16 Ом.
Планарные
Категория подразумевает изодинамический излучатель. Имеет прямую линию. В теории это оптимальная нагрузка для усилителя. Однако на высоких частотах импеданс постепенно снижается до 0. Это оказывает негативное влияние на звук.
В заключение
Для определения какую лучше модель использовать, требуется узнать предельный уровень выходного напряжения без искажения. Далее рассчитывается сила тока, устанавливается мощность приспособления в зависимости от сопротивления.
Влияние кабеля наушников на звук
Существует много споров о влиянии кабелей на качество звучания. «Технократы» обычно утверждают, что изменение звука от замены кабелей лишь самовнушение, а «златоухие» считают, что «технократы» или глухие, или им завидно, когда речь идет о дорогих кабелях. Правда как обычно находится где-то посередине. Наиболее непримиримые точки зрения обычно вокруг межблочных и силовых кабелей. С акустическими же кабелями (включая кабель наушников) ситуация не столь категорична.
На что и как влияет кабель в наушниках? Стоит ли его менять ради улучшения качества звука?
Техническая сторона вопроса
С технической точки зрения у кабеля основными характеристиками являются: сопротивление, емкость и индуктивность, где обычно все величины пренебрежительно малы. Помимо этих характеристик часто встречается и такой параметр, как степень очистки кабеля от примесей.
Если измерить «хороший» и «плохой» (без явных проблем) кабель, то обычно никакой разницы нет, т.к. погрешность измерения даже высокоточного оборудования больше, чем различия между кабелями. Однако это проблема современного измерительного оборудования. Производители кабелей порой указывают параметры на погонный метр, куда входит сопротивление, емкость и индуктивность, однако при измерениях используется не короткий отрезок, а «километровая» бухта, где полученные значения делятся на конечную длину провода.
Тем не менее, некоторые характеристики все же возможно измерить и более того, можно понять, есть ли смысл в моддинге конкретных наушников.
Субъективная сторона вопроса
Субъективная составляющая обычно относится к сбору мнений, в которые входят как реально услышанная разница, так и откровенно придуманная (эффект плацебо). Некоторые оттенки звучания привносятся как «логичные», вроде того, что у литцендрата «больше высоких» против моножилы. Некоторые логические умозаключения переносятся из смежных областей, где какое-то явление проявляется в заметном виде в области мегагерц и неуловимо в звуковом диапазоне. И что забавно, на практике конкретный литцендрат может лучше звучать в области высоких частот, против конкретной моножилы, при том, что причины этой разницы совершенно другие, к примеру литцендрат обладает высокой степенью очистки и каждая жила в лаковой изоляции против старой насквозь проржавевшей моножилы без изоляции.
Осложняет идентификацию разницы и проведение слепых тестов, которые формально обязаны выявлять эффект плацебо. Большинство тех, кто «слышит», не видят смысла в слепых тестах, а попадая на слепые тесты разом «глохнут». Причем «оглохнуть» слушатель может не от того, что разница была выдумана, а от того, что проведение слепого теста должно быть корректно и слушатель должен быть к нему подготовлен. Среди оголтелых спорщиков преследуется зачастую не правда, а кто был «прав» и подобные тесты проводятся с грубыми нарушениями с созданием стрессовых условий.
Большинство адекватных ценителей качественного звука обычно стараются делать выбор без особого фанатизма, в равной степени отдавая предпочтения как технической части, так и накопленному субъективному опыту по принципу — если все это и неслышно, то и хуже не будет.
Возвращаясь к техническим параметрам, разделим «случайное сочетание» и «прогнозируемое». К случайным сочетаниям относится такой результат, при котором наушники «волшебно» звучат с конкретным усилителем и с любым другим кабелем такого результата нет. В этом случае могут идеально совпасть свойства кабеля с усилителем и наушниками и ни цена, ни характеристика кабеля тут ни о чем не говорят. Такие связки получаются только методом подбора.
Прогнозируемое сочетание, это оценка некоторых параметров, на основе которых можно заранее предположить результат. Если рассматривать технические измеряемые параметры, то это будет сопротивление кабеля, влияющего на конечную АЧХ наушников.
Влияние сопротивления кабеля
Хотя у наушников кабель короткий, тем не менее, его сопротивление порой совсем не маленькое, достигающее до 5-10 Ом. Сопротивление кабеля зависит от площади сечения и длины. В равных условиях при одинаковой длине, чем больше будет сечение кабеля, тем меньше будет сопротивление. Однако большое сечение – это потенциально не гибкий кабель. При малом сечении сопротивление кабеля растет и дополнительно снижается порог по допустимому току, который может пройти по кабелю. С учетом того, что уровень тока для наушников обычно очень низок, проблема неактуальна (в отличие от акустических систем, где при малом сечении кабеля в лучшем случае наблюдается компрессия в области низких частот, а в худшем кабель просто перегорает).
С математической точки зрения кабель является дополнительным последовательным сопротивлением. Каждый усилитель для наушников обладает определенной величиной полного выходного сопротивления (импедансом), и от кривых импедансов усилителя и наушников будет формироваться итоговая АЧХ наушников. Сопротивление кабеля в данном случае будет приплюсовываться к сопротивлению усилителя.
Изменение АЧХ будет только в том случае, если импедансы наушников или усилителя неравномерны.
Арматурные наушники
Самая высокая неравномерность обычно встречается у многодрайверных наушников арматурного типа.
В примере посмотрим на многодрайверные арматурные M-Audio IE40/UE TripleFi 10 Pro, у которых кривая импеданса одна из самых «наглядных» с большой неравномерностью.
На графике показано, как будет изменятся итоговая АЧХ наушников при увеличении сопротивления кабеля или внутреннего сопротивления усилителя. В примере два варианта: усилители с сопротивлением 0 и 300 Ом, при использовании разных кабелей от 0 до 5 Ом.
В случае с усилителем с нулевым сопротивлением влияние кабеля довольно заметно (графики 0, 1, 2, 3, 4 и 5), причем с ростом сопротивления кабеля дальнейшее влияние выражается слабее.
В случае с усилителем с высоким выходным сопротивлением в 300 Ом (графики 300, 301, 302, 303, 304 и 305), влияния сопротивления кабеля никакого нет – все возможное влияние уже оказало сопротивление усилителя.
Таким образом, если используется усилитель с высоким выходным сопротивлением, то гнаться за кабелем с низким сопротивлением просто нет смысла, тут лучше обратить внимание на степень очистки, материал и другие свойства кабеля. В случае с усилителем с нулевым сопротивлением, кабель будет оказывать влияние на частотную характеристику и есть возможность скорректировать звучание себе по вкусу.
Высокоомные наушники
Для примера были взяты популярные Sennheiser HD 650. Сопротивление наушников равно 300 Ом, однако в области 80 Гц наблюдается подъем до 500 Ом.
График выше показывает, что заметного влияния сопротивление кабеля в пределах 5 Ом не приносит ни с усилителем с нулевым сопротивлением, ни с высокоомным.
Низкоомные наушники
Для примера с низкомными наушниками взяты Grado GS1000i. Для динамических наушников обычно подъем в области низких частот не превышает двукратного значения. При сопротивлении в 32 Ом пик приходится примерно на 64 Ом.
Как и в прошлых примерах, с высокоомным усилителем нет никакой разницы между проводами от 0 до 5 Ом. Другая ситуация с усилителем с нулевым сопротивлением, разница заметна, хотя и не велика – 0,6 дБ при кабеле в 5 Ом. Результат немного похож на выводы с арматурными наушниками, но из-за меньшей неравномерности у GS1000i и отклонения ниже.
Это самая заметная измеряемая разница, которую вносит кабель для наушников. Все остальное, это нюансы, которые лежат за погрешностями измерений.
Статистика
Основываясь на статистических данных измерений более 500 наушников проектом Reference Audio Analyzer можно подвести некоторые итоги.
У большинства внутриканальных наушников сопротивление кабеля составляет от 2 до 3 Ом. При этом в сопротивление кабеля включается и сопротивление штекера 0,5-1 Ом. Менять кабель можно, но без фанатизма и основываясь на собранном субъективном опыте аудиофилов, без шансов, что какой-либо замер покажет однозначный прирост качества.
У большинства полноразмерных наушников сопротивление кабеля варьируется в широких переделах, от 1 до 10 Ом. Здесь при наличии усилителя с низким выходным сопротивлением сопротивление кабеля порой имеет смысл уменьшить, т.к. для низкоомных наушников сопротивление кабеля дополнительно влияет и на громкость – есть шанс облегчить условия работы усилителя.
Если у наушников кривая сопротивления имеет заметную неравномерность и сопротивления усилителя и наушников низкоомные, то за счет сопротивления кабеля можно немного изменить частотный баланс. Все остальные изменения не фиксируются приборами и относятся исключительно к субъективному подбору.