Какое сопротивление для наушников лучше и что такое импеданс

Формат звука

Указывает, какой звук воспроизводиться наушниками: одноканальный (моно или 1.0), двухканальный (стерео 2.0) или многоканальный (5.1, 6.2, 7,1). Часто производители рекламируя товар, указывают новейший формат, типа 7.1 Real и обещают полную реалистичность объемного звучания. Не стоит верить подобным рекламам – большинство наушников способно воспроизводить только стерео формат. А надписи 5.1/7,1 означают, что устройство может обрабатывать эти форматы в супер стерео (2.0). Но справедливости ради стоит отметить, что в подобных наушниках высокое качество звука, создается ощущение окружения звуком.

Существуют модели, действительно поддерживающие форматы типа 5.1 и 7.1 – это достигается использованием в конструкции нескольких динамиков для каждой чашки, подающих разные звуковые каналы. Подобные устройства предназначены в основном для геймеров, но имеют увеличенный вес.

Помните, что объемное звучание зависит не только от формата звука в наушниках, но и от формата аудио контента. Не все аудио-треки поддерживают многоканальность — чаще это двухканальный режим, а порой моно.

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.

Технические характеристики, общие понятия

Основные физико-технические параметры, влияющие на качество и громкость звука:

• Воспроизводимый диапазон частот.
• Импеданс (сопротивление).
• Мощность.
• Нелинейные искажения (степень искажения).
• Чувствительность наушников.

Рекомендации:
15 лучших вакуумных наушников
, Какое сопротивление наушников лучше
, Технические характеристики хороших наушников

Диапазон

Человеческое ухо, в основном, воспринимает частотную составляющую в диапазоне 20~20000Гц. Кто-то больше, кто-то меньше, зависит от анатомических особенностей ушной раковины и чувствительности органов слуха. С возрастом, ухо подсаживается, особенно у верхней границы.

С другой стороны, полный спектр частот важен для людей связанных с музыкой, – композиторам, звукорежиссёрам, артистам и меломанам. Такие свойства характерны для профессиональных или высококачественных бытовых изделий. Спектр составляет 5~42000Гц, что позволяет воспроизводить звук с максимально возможной чистотой.

Сопротивление

Или импеданс, – показатель номинального сопротивления на входе наушников. Полный параметр складывается из двух составляющих, резистивной и реактивной. Величина напрямую связана с резонансной частотой.

Сопротивление наушника взаимосвязано с выходными параметрами источника сигнала. То есть, портативная техника (смартфон, плеер, планшет) ограничена по величине выходного напряжения, но лояльна по уровню тока. Поэтому, наушники целесообразно подбирать низкоомные.

Стационарная техника, с более мощным сигналом, допускает варьирование величины напряжения. Отсюда, предпочтительнее пользоваться высокоомными наушниками.

Мощностные показатели

Обобщённый показатель наушников по мощности находится в диапазоне 1~5000мВт. Несоответствие с параметрами источника электрического сигнала, – превышение, может привести к выходу из строя воспроизводящее устройство.

Для получения качественного звучания со смартфона или радиоплеера достаточно нескольких милливатт. Использование более высоких показателей приведёт к быстрому расходу заряда аккумулятора. Кроме этого, звук станет ущербным по частотам, возникнут значительные искажения сигнала. Отсюда, высокая чувствительность наушников компенсирует недостаточную, на первый взгляд, мощность воспроизведения.

Мощные конструкции можно смело применять со стационарными источниками сигнала. Встроенный усилитель обеспечит необходимый уровень. Звук будет чистый и высокого качества.

Степень искажения

Конструкция наушников не может обеспечить сто процентное качество звука. Отклонение от нормативных показателей менее чем на 0.5%, считается высококачественным воспроизведением. Показатель 0.5~2.0% свидетельствует о среднем и посредственном звучании.

Чувствительность

Характеристика отражает громкость звучания наушников. Параметр измеряется в децибелах (дБ). Верхний порог находится в диапазоне 100~120дБ. Силу звука определяет размер магнитного сердечника, чем он больше, тем чувствительнее наушники.

Понятно, что у мини устройств, габариты сердечника невелики. Отсюда, вкладыши, таблетки, вакуумные наушники имеют низкий порог чувствительности. Ощущение громкого звучания достигается близким расположением мембраны к барабанной перепонке. Накладные и полноразмерные конструкции обладают увеличенным сердечником и большей гибкой перепонкой. Соответственно, имеют повышенную мощность и чувствительность.

Одинаковый сигнал, поданный на разные виды наушников, будет воспроизводиться неодинаково. Громче при большей чувствительности, тише – с меньшим порогом. В сопроводительной документации производитель, как правило, отражает значения параметра. Но, единого стандарта не существует. Поэтому, одинаковые, на первый взгляд, устройства, звучат с отличной громкостью у разных производителей.

На какие параметры влияет импеданс наушников?

Чувствительность

Чувствительность наушников, в основном, приводится к их мощности, и в конечном итоге позволяет получить сразу две характеристики — напряжение и ток. Чувствительность — удобная конечная характеристика для теоретиков, и запутанное понятие для простого потребителя.

Вы наверняка не раз слышали о том, что чувствительность = громкость. Грубо говоря, оно так и есть, однако работает это только с колонками. Так, значение сопротивления колонок указывается в виде 4 и 8 Ом.

В наушниках все сложнее. Чего только стоит 11 различных сопротивлений: 8, 16, 24, 32, 64, 128, 256, 320 и т.д. Ом. Получается, чтобы связь чувствительность = громкость реально работала, чувствительность следует выражать к напряжению, а не к мощности (например, так делают Sennheiser). Большинство производителей наушников вовсе не указывают единицы измерения чувствительности. Отсюда и сложилось ошибочное мнение, что высокоомные наушники — тихие, а низкоомные — громкие.

Чтобы понять, как импеданс влияет на чувствительность возьмем простую школьную формулу:

U=I*R

Затем из нее найдем мощность:

W=I*U, где

W – мощность усилителя на выходе, Вт U – напряжение усилителя на выходе, В I – сила тока, А

Отличным примером служат наушники Beyerdynamic серии DT 770 с разным сопротивлением, в 32, 80, 250 и 600 Ом (часть моделей снята с производства).

У всех наушников единая чувствительность в 96 дБ/мВт, что означает, что если мы подадим на наушники ровно 1 мВт, то уровень звукового давления будет равен 96 дБ SPL.

При 1 мВт для разных моделей нам надо подать разные соотношения напряжения и тока:

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

Получается чувствительность нужно рассматривать не к мощности, а к напряжению. Лишь в этом случае нам удастся сопоставить наушники по громкости. Соответственно, чем выше будет сопротивление, тем ниже чувствительность.

Сопротивление, Ом	32	80	250	600
Чувствительность, дБ/мВт	96	96	96	96
Чувствительность, дБ/В	111	107	102	98

Длительность работы плеера или смартфона

Чем выше сопротивление наушников – тем дольше будет работать плеер или смартфон без подзарядки, т.к. высокоомные наушники потребляют меньше тока (при условии, что наушники слушаются на «максимуме» независимо от итоговой фактической громкости).

Если вы являетесь обладателем тихого смартфона, то, по большому счету, вы лишены возможности выбора наушников: по чувствительности вам подойдут только низкоомные наушники. Однако, если в вашем распоряжении плеер или смартфон с достаточно мощным выходом — присмотритесь к высокочувствительным низкоомным наушникам или к менее чувствительным, но с более высоким сопротивлением. Замена 16 Ом на 32 Ом снизит потребление энергии на треть.

Результаты графиков показали, что арматурные наушники обладают более высоким средним сопротивлением — с ними плеер или смартфон работает дольше без подзарядки. Многодрайверные наушники, наоборот обладают меньшим средним сопротивлением, из-за чего смартфон или плеер будет, соответственно, работать немного меньше.

Качество звучания

Вы наверняка слышали, что высокоомные наушники выдают более качественный звук, чем низкоомные. Хотя здесь дело вовсе не в наушниках. Просто усилитель посылает меньше тока, что в итоге снижает искажения с его стороны. Однако не стоит воспринимать это правило как догму. Бывают ситуации, когда усилитель работает на напряжении, превышающем его допустимые значения, тогда источником искажений в этом случае является перегрузка по напряжению, а не по току.

На вышеуказанном принципе и строится работа однодрайверных арматурных наушников. Благодаря подъемам на верхних средних и высоких частотах — наблюдается более качественное звучание на тех смартфонах или плеерах, где низкоомные наушники показывают себя не лучшим образом.

АЧХ наушников

Если сопротивление усилителя выше нулевой отметки, то конечная АЧХ будет зависеть от изменений кривой импеданса как наушников, так и усилителя.

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.

• Martin Logan Mikros 70 
• Sennheiser IE80 
• Final Audio Design Adagio II Indigo 
• Creative EP-630

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.

• 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.

• 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.

• Focal Spirit One 
• Sennheiser HD 700 
• V-Moda Crossfade LP2 
• Yamaha HPH-PRO300 
• Sennheiser Momentum 
• V-MODA Crossfade M-80 
• Denon AH-D7100 
• Beyerdynamic Custome One Pro с регулировкой баса 
• Sony XB-600 и XB-800 (XB-900) 
• Sony MDR-1R и MDR-1RBT 
• Fischer Audio FA-003

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.

На что влияет показатель

Он отвечает за громкость звучания. Из-за низкого показателя, нельзя в полной мере воспринять весь частотный диапазон и услышать звуковой сигнал в местах, где очень шумно. К примеру, сложно это сделать в вагоне поезда, трамвая, машине и т.д. Если взять на рассмотрение две модели с одинаковой мощностью, лучше будут звучать в шумных местах те, у кого чувствительность выше.

Важно понимать, что значение этого параметра у каждого производителя разное, поскольку сегодня не определили жесткий стандарт по измерениям этого показателя и данные у одних и тех же мощностных моделей могут отличаться

Понятие импеданс наушников

Данное понятие подразумевает номинальное или полное сопротивление по переменному току на входе гарнитуры. Оно включает в себя резистивную и реактивную составляющие.

Показатель импеданса влияет на:

• чувствительность гарнитуры;
• время функционирования техники (плеера или телефона);
• качество звука при прослушивании музыки;
• амплитудно-частотные характеристики (АЧХ).

Чувствительность нужно смотреть по отношению к напряжению, а не к нагрузке. Таким образом получится подобрать аксессуар по параметру громкости.

Чем выше импеданс, тем длительнее эксплуатация аксессуара без дополнительной зарядки. Это объясняется меньшим потреблением тока в устройствах с высокими данными.

Качество звучания зависит от отдаваемого тока. Его меньшее значение влечёт меньшее искажение звука со стороны работы усилителя. Однако и уровень напряжения не должен превышать штатный режим. В случае превышения искажение будет не со стороны тока, а по напряжению.

В случае с усилителем (УЗЧ) ненулевого сопротивления, на изменение амплитудно-частотного показателя влияет кривая импеданса и гарнитуры, и УЗЧ.

Выбор наушников по чувствительности

Громкость звучания необходима для более полного восприятия всего частотного диапазона и возможность слышать звуковой сигнал в местах с повышенным внешним шумом, – метро, трамвай, оживлённые транспортные магистрали и т.п. Кроме технических возможностей наушников, требуется учитывать источник сигнала. Самые распространённые:

• Телефон (смартфон).
• Аудиоплеер.
• Персональный компьютер.
• Телевизор.

Наушники для смартфона

Гаджет имеет компактные размеры. Соответственно, габариты наушников и технические возможности устройства должны быть адаптированы друг к другу по мощности. Дополнительное уточнение, – к мобильному телефону может выбираться гарнитура, для возможности беседы по телефонной линии.

Поэтому, чувствительность определяется назначением наушников. Либо для ведения переговоров по мобильной связи, либо совмещение с прослушиванием музыки. Качество речи может быть одинакова, но музыкальный сигнал будет ограничен

Отсюда, следует обращать внимание на показатели, приводимые производителем в сопроводительной документации

Наушники для плеера

Обычно, плеер предлагается в комплекте с наушниками. Но, при отличных характеристиках источника сигнала, воспроизводящее устройство может не передавать весь диапазон звукового сигнала, иметь неудовлетворительную чувствительность.

Оптимальная конструкция, – вкладыши (вакуумные) с мощностью до 40мВт. Для мощного (по источнику питания) плеера подойдут накладные наушники с показателем от 300мВт и более. Хорошее качество звука обеспечит чувствительность в пределах 100дБ. Сопротивление в диапазоне 16~32Ом, больше не требуется, – качество звука останется прежним.

Компьютер

Для персонального устройства наушники выбираются для участия в электронных играх и прослушивания музыки. Тип, – накладные или полноразмерные (мониторные). Частотный диапазон не менее 20~20000Гц. Чувствительность от 100дБ и выше. Мощность свыше 300мВт. Но, включать на полный звук не рекомендуется. В противном случае, можно быстро посадить слух.

Телевизор

Источник сигнала – стационарное устройство, поэтому, мощность наушников можно довести до 600~800мВт и выше. Сопротивление не более 64Ом. Самые удобные – накладные или полноразмерные виды. Кроме прослушивания фильмов, учебных программ, используются для просмотра музыкальных передач. Отсюда, частотный диапазон составляет 20~20000Гц и шире (для музыкальных центров), чувствительность не ниже 100дБ.