Что значит показатель сопротивления наушников

Как известно, электрическое сопротивление – это способность тел препятствовать прохождению через них электрического тока. Сопротивление (импеданс) - одна из важных характеристик, определяющая электрическую нагрузку, которую оказывают наушники на источник звука. Показатель сопротивления наушников напрямую влияет на громкость и качество воспроизводимого звука.

Для оптимального соотношения качества звучания и громкости, нужно чтоб выходное сопротивление источника звука максимально соответствовало сопротивлению наушников. В противном случае, реальный потенциал наушников не будет раскрыт. В ситуации, когда сопротивление источника звука меньше внутреннего сопротивления наушников, громкость звучания будет меньшей. Более просто и понятно можно сказать так, подключать мониторные наушники с показателем сопротивления 200 Ом к аудиоплееру крайне неразумно, так как большой показатель сопротивления блокирует весь сигнал и громкость будет невысокая.

Другая крайность, когда выходное сопротивление источника звука больше сопротивления самих наушников. В такой ситуации наушники будут перегружены, и воспроизводимый звук будет сильно искажаться помехами. Это значит, что если у вас в виде источника звука акустическая система с большой мощностью, а у наушников значение сопротивления, например 32 ОМ, то вы будете разочарованы низким качеством звука, хрипами и шипением. Поэтому в этом случае разумно использовать наушники с высоким показателем сопротивления.

В настоящее время большинство наушников имеют средний показатель сопротивления 32-50 Ом, такие наушники подойдут и для плеера и для ПК. Наушники с сопротивлением 16 Ом имеют повышенную акустическую мощность и выдают громкий звук, наушники с сопротивлением 200-300 Ом, оптимальны для студийной работы.

Сопротивление электрической цепи - это ее способность противостоять проходящему току. Единицы измерения данного параметра называются омами. Такое определение мы запомнили еще в школе, изучая учебник физики. То есть чем больше величина сопротивления, тем меньше электрического тока может проходить через данное устройство, и наоборот. Это относится и к , только сопротивление у них называется звучно и красиво - импеданс. Именно оно во многом определяет такие качества, как уровень помех и громкость звучания.

Чтобы слышать в своих наушниках сочный и ясный звук, подбирайте величину их сопротивления как можно ближе к параметрам усилителя. Иначе даже самая дорогая модель наушников не сможет показать себя во всей красе, и вы будете весьма разочарованы. Кроме того, несоответствие входного и выходного сопротивления может даже привести к порче оборудования. Например, взяв наушники с небольшим импедансом и подсоединив их к высокоомному выходному устройству, вы в результате получите массу искажений, а зачастую просто неприятный скрежет.

Если же все сделать с точностью до наоборот, вам придется постоянно подкручивать громкость звука, но все равно он будет слишком тихим. Очень высокое сопротивление наушников, безусловно, хорошо борется с помехами, но вместе с ними оно и уровень сигнала заметно снижает. Поэтому такая аппаратура годится только для профессиональных студий звукозаписи, где стоят достаточно мощные усилители. В этом случае высокий импеданс еще и нежные тоненькие мембраны наушников защищает - ведь от очень громкого звука они могут просто-напросто порваться. При выключении музыки вы услышите лишь тишину безо всяких помех - это большой плюс высокого сопротивления.

Но для того, чтобы слушать плеер или радио, вовсе не требуются высокоомные наушники - как уже упоминалось выше, они сделают звук слишком тихим. Самая приемлемая величина импеданса для повседневного использования - 32 ома. Бывают и 16-омные модели. Они дают возможность слушать музыку более громко, поэтому такие «уши» можно посоветовать любителям зажигательных композиций. Если же наушники нужны для слушания аудиокниг, например, то сопротивление в 32 ома или немного больше будет вполне подходящим.

Итак, выбирая наушники, внимательно читаем их характеристики. Импеданс от 250 ом и выше нужен только для мощной студийной аппаратуры. Если же вы ищете наушники для компьютера или плеера, остановитесь на моделях, у которых сопротивление составляет от 32 до 80 ом. Тем, кто любит очень громкое звучание, следует обратить внимание на величину импеданса в 16 ом.

Подготовлена интернет-магазином "130 dB"

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:

• 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 . 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 , 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 .

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.

С бурным развитием информационных и коммуникационных технологий все чаще можно увидеть человека с наушниками в метро, на улице, дома. Если изначально они использовались для радиосвязи, то впоследствии аудиодевайс стал массовым средством потребления информации. Чтобы выбрать наиболее подходящую гарнитуру для своего смартфона или планшета, пользователю нужно разбираться в основных характеристиках устройства. Прежде чем рассмотреть, на что и каким образом влияет сопротивление в наушниках, разберемся, что такое импеданс. Зная эту информацию, можно продлить эксплуатационный срок техники.

Импеданс в наушниках дает сопротивление на входе . От этой характеристики зависят эксплуатационные и технические свойства портативных приборов для прослушивания звука. Чтобы узнать, сколько техника требует количества энергии для обеспечения хорошего звучания, в паспорте портативных девайсов указывается этот параметр.

Единица измерения электрического сопротивления проводящего элемента – Ом.

Для карманных аудиоплееров, современных смартфонов подходят наушники с номинальным сопротивлением 16-40 Ом. Такая величина обеспечивает высокое звучание устройства при низком уровне подачи исходящих сигналов. При подсоединении к гарнитуре со стандартными звуковыми картами с применением специальных усилителей выбирают аудиодевайс с высокими параметрами импеданса – 120-150 Ом. Приборы с высокоомным электрическим сопротивлением подходят профессионалам, которые работают на специальном оборудовании, имеющим повышенный уровень исходящего напряжения.

Разновидности аппаратуры в зависимости от значений сопротивления

На рынке мультимедийной аппаратуры производители предлагают широкий ассортимент различных устройств с различными техническими характеристиками: чувствительность, impedance, частотный диапазон. Исходя из того, какое наушники дают сопротивление, различают две разновидности аппаратуры: высокоомные и низкоомные приборы. Для полноразмерных и внутриканальных гарнитур параметры границ разделения различные.

1. Низкоомная гарнитура – устройства, импеданс которых для внутриканальных приборов не больше 32 Ом, для полноразмерных – не больше 100 Ом.
2. Высокоомные приборы – impedance которых для внутриканальных устройств более 32 Ом. Для полноразмерных значение должно быть более 100 Ом.

Кривая импеданса для разных видов устройств

Рассмотрим, какую информацию дает график зависимости частоты в пределах от 20 до 20000 Гц от сопротивления для различных разновидностей устройств.

Исходя из кривых импеданса, видно, что заявленное значение в гарнитуре отлично от реальных показателей.

Оптимальные значения импеданса для использования с различными устройствами

Чтобы приобрести приборы с хорошим диапазоном звукового воспроизведения, необходимо учитывать значения сопротивления. Чувствительность приборов с большим сопротивлением меньше, чем у низкоомных моделей. Поэтому время автономной работы технических устройств при использовании наушников с разным импедансом не совпадает. Рассмотрим оптимальные значения уровня потребляемого электрического напряжения для различных аппаратов.

1. Смартфон. Номинальное сопротивление для лучшего звучания наушников подойдет низкоомное (например, 22 Ом). В данном случае устройства, помимо хорошего звука, будут потреблять и больше тока. Чтобы на смартфоне музыку можно было воспроизводить дольше, выбирают 32-омную модель. При использовании устройств с iPhone подойдут модели со стандартными частотными звуковыми диапазонами в 22-32 Ом. Наушники-мониторы нецелесообразно применять без вспомогательных аксессуаров: портативного усилителя, аудиоплеера с мощной звуковой картой.
2. Плеер. Наиболее оптимальное сопротивление наушников для стандартного устройства – 16 Ом. Если аудиоплееры имеют более мощный выход (Hidisz или iHiFi), который обеспечивает уровень по электрическому напряжению больше 200 мВ, выбирают менее чувствительные устройства с импедансом в 32 Ом. Такие приборы уменьшают потребление тока и увеличивают время автономной работы.

При выборе прослушивающей техники учитывают следующие моменты:

• в реальности однодрайверные арматурные девайсы (Grado GR10, различные модели Klipsh, Etymotic) имеют среднее сопротивление выше, поэтому с ними аудиоплееры и смартфоны работают продолжительное время без подзарядки ;
• многодрайверная динамическая и арматурная техника обладает меньшим средним сопротивлением, поэтому смартфоны или плеера функционируют без подзарядки мало времени.

Портативный усилитель для оптимального звучания

Высокоомные наушники используют не только профессиональные музыканты, но и простые меломаны. Чтобы музыка прослушивалась с достаточной громкостью, нужно согласовать мощность динамиков с устройством. В этом случае воспроизводятся абсолютно все частоты, а звучание – качественное. Решить эту проблему помогает портативный усилитель для наушников — он обеспечивает высокую точность воспроизведения звука.

Принцип работы усилителя следующий: благодаря высокому значению импеданса в наушниках устройство отдает меньше тока, что предотвращает частотные искажения отдельных каскадов. Высокоомная гарнитура имеет равномерные амплитудно-частотные характеристики за счет использования усилителя.

Во избежание ухудшения качества работы наушников и их быстрого изнашивания при покупке техники обращают внимание на импеданс. Какой лучше – зависит от устройств, с которыми они будут взаимодействовать. Этот параметр должен соответствовать модели аудиотехники и прослушивающему устройству. Сопротивление для различных разновидностей наушников влияет на качество звука и обеспечение стабильной работы аудиоустройства.

Под сопротивлением наушников или импедансом понимается номинальное или полное сопротивление по переменному току / на входе наушников. Полное сопротивление складывается из резистивной и реактивной составляющей.

Выбирать наушники по сопротивлению нужно в соответствии с тем, с какой техникой вы собираетесь их использовать. Как правило, для использования с портативной техникой следует подбирать наушники с более низким импедансом, а для стационарной — с более высоким. Низкоомными наушниками условно считаются наушники с сопротивлением до 100 Ом. Для обычной портативной техники рекомендуются наушники с сопротивлением от 16 до 32 Ом, максимум - 50 Ом. Однако, если у наушников высокая чувствительность, то можно использовать и большее сопротивление.

У усилителей портативной техники жестко ограничен выходной уровень напряжения, но как правило, не имеет жесткого ограничения уровень тока. Поэтому обеспечить максимально возможную мощность для портативной техники могут только низкоомные наушники. У стационарной техники, как правило, ограничение по напряжению не такое низкое, и для получения достаточной мощности можно использовать высокоомные наушники. Высокоомные наушники являются более благоприятной нагрузкой для усилителя, с ними усилитель работает с меньшим уровнем искажений.

Громкость наушников зависит в первую очередь от их чувствительности, а от сопротивления зависит то, сколько мощности может дать усилитель. Например, у наушников А и Б одинаковая чувствительность - 110 дБ/мВт (чувствительность указана по отношению к мВт). Портативный плеер развивает на своем выходе не более 1 В. У наушников А сопротивление 16 Ом, у наушников Б - 150 Ом. Для наушников А плеер выдаст 62 мВт, а для наушников Б всего 7 мВт. Соответственно, чтобы получить аналогичную громкость на наушниках Б, нужно подать те же 62 мВт, которые возможны при 3 В, а в нашем примере плеер ограничен 1 В. Однако стоит учесть, что чувствительность может указываться не к мощности, а к напряжению. Если для обоих наушников будет указана чувствительность, например, 110 дБ/В (чувствительность указана по отношению к В), то независимо от их сопротивления они будут играть одинаково громко (если у усилителя выходное сопротивление близко к нулю).

Кривая сопротивления наушников может отличаться в зависимости от типа наушников, например, для динамических полноразмерных в большинстве случаев на графике можно наблюдать низкочастотный резонанс.

По кривой Rz можно так же обнаружить дефекты и брак, если на кривой присутствуют сильные резонансы в узких полосах частот.

Зависимость АЧХ и SPL от импеданса наушников

АЧХ наушников зависит от кривой Rz и выходного сопротивления усилителя. Чем выше выходное сопротивление усилителя, тем больше меняется АЧХ наушников в соответствии с кривой Rz. В примере у наушников чувствительность 110 дБ/В, сопротивление 20 Ом, пиковое значение на графике Rz для 60 Гц - 60 Ом.

При подключении к усилителям с разным выходным сопротивлением можно проследить, как меняется АЧХ. Видно, что при подключении наушников к усилителю с выходным сопротивлением в 300 Ом АЧХ на 60 Гц меняется до 7 дБ.

АЧХ показаны на разном уровне, в соответствии с тем, как будет изменяться SPL (УЗД - уровень звукового давления) при подключении низкоомных наушников к усилителю с заданным выходным сопротивлением. При подключении наушников к усилителю с выходным сопротивлением 300 Ом уровень SPL будет ниже на 25 дБ. В данном случае на выходе усилителей был выставлен уровень сигнала 1 В RMS без нагрузки (или нагрузке выше 1000 Ом). Таким образом, низкоомные наушники играют тише, чем высокоомные с одинаковой чувствительностью по отношению к напряжению, подключенные к усилителю с высокоомным выходным сопротивлением при одинаковом положении регулятора громкости.

Зависимость падения амплитуды в дБ в зависимости соотношения величины внутреннего сопротивления усилителя от величины нагрузки Rz на конкретной частоте можно оценить на графике ниже.

Можно увидеть, что если, например, у усилителя внутреннее сопротивление равно 50 Ом, и без нагрузки он выдает определенный уровень сигнала, то при подключении наушников с сопротивлением 25 Ом - получаем соотношение сопротивления усилителя к нагрузке равным 2, и падение амплитуды около 10 дБ. Если у наушников сопротивление 50 Ом, то отношение равно 1, и падение амплитуды уже 6 дБ, а если у наушников сопротивление 100 Ом, то соотношение равно 0,5 и падение амплитуды составит 4 дБ.

Однако более интересно, как отразится график Rz на конечной АЧХ без учета SPL. Разберем небольшой пример.

Отметим максимальное и минимальное значение на графике Rz. У нас получается 150 Ом в максимуме и 40 Ом в минимуме. Внутреннее сопротивление усилителя примем как 60 Ом. У нас получается два соотношения сопротивлений, внутреннего усилителя к Rz, это 60/150=0.4 и 60/40=1.5.

Мы получаем пересечения в 3 и 8 дБ. Их разница составит 5 дБ.

Теперь для данного случая разница между минимумом и максимумом составит 5 дБ. Аналогичным образом можно вычислить и для других значений выходного сопротивления. Для 0 Ом получим 0 дБ, для 25 Ом получим 3 дБ, для 100 Ом - 6,5 дБ, а для 300 Ом - 9 дБ.