DIY » Статьи » Теория, Обзоры, Размышления » Влияние сопротивления усилителя для наушников на звук

Влияние сопротивления усилителя для наушников на звук

Как и наушники, усилитель имеет свое собственное сопротивление. Очень часто, пропуская этот параметр, оценивая одни и те же наушники, слушатели приходят к противоположным мнениям относительно их звучания, касаемо их громкости и частотного баланса.

ERZETICH BACILLUS TILIA:

^Нажмите для увеличения^

Рассмотрим подробно влияние сопротивления усилителя но общее звучание. В упрощенном виде электрическая схема выглядит так:

^Нажмите для увеличения^

Условно, мы имеем дело с дополнительным сопротивлением R (Amplifier), которое многие не учитывают и потом удивляются, почему их ожидания от звучания наушников не оправдываются. В зависимости от величины сопротивления, усилители делятся на усилители напряжения (низкое значение сопротивления) и усилители тока (высокое сопротивление).

Само сопротивление принято называть импедансом или полным выходным сопротивлением усилителя. Более сложное название подчеркивает, что сопротивление может быть непостоянным и меняться в зависимости от частоты.

Из результатов измерений более 100 усилителей в проекте Reference Audio Analyzer можно выделить основные типы импедансов: равномерные и с повышением сопротивления в области низких частот.

Зависимость импеданса наушников и полного выходного сопротивления усилителя

Из прошлых материалов уже знаем, что когда наушники подключаются к усилителю, то их АЧХ меняется из-за индивидуального согласования импеданса наушников, сопротивления проводов и полного выходного сопротивления усилителя.

Закономерный вопрос, а от чего же меняется АЧХ наушников? Возвращаясь в электрической схеме и школьному курсу физики, можно увидеть, что из-за сопротивления усилителя будет дополнительное падение напряжения в цепи, зависящее от сопротивления нагрузки (в данном случае наушников). Чем ниже будет сопротивление нагрузки, тем выше будет падение напряжения на нагрузке.

Условно говоря, включаем усилитель, выставляем уровень равный 1 В. Если у усилителя выходное сопротивление 300 Ом, то при подключении наушников с сопротивлением в 32 Ом на выходе будет не 1 В, а всего 0,096 В (или -20 дБВ).

^Нажмите для увеличения^

Grado GR 10:

^Нажмите для увеличения^

У наушников зачастую импеданс неравномерный. Например, у Grado GR 10 сопротивление в области низких и средних частот равно 16 Ом, а в области высоких частот достигает 150 Ом.

^Нажмите для увеличения^

При подключению к усилителям с разным выходным сопротивлением, АЧХ снижается по уровню, однако просадка неравномерна, в области низких частот снижение максимально, а в области высоких не так значительно.

^Нажмите для увеличения^

Пользователь обычно никогда не знает, какой уровень напряжения он подал на наушники, и если громкость недостаточная, то регулятор громкости исправляет ситуацию. Однако из-за того, что первоначально частоты снизились неравномерно, то подъем громкости возвращает их суммарный уровень, но уже в измененной АЧХ.

На графике в примере видно, что при выравнивании громкости разница наблюдается в области высоких частот и достигает 12 дБ.

Усилители с характерными графиками полного выходного сопротивления

^Нажмите для увеличения^

Усилители с ровным выходным сопротивлением

На графике показаны типовые линии импедансов с сопротивлением в 20, 50, 100 и 300 Ом.

При сопротивлении менее 3 Ом сопротивление называется «нулевым». К токовым усилителям можно отнести усилители Erzetich, где выходное сопротивление выше 60 Ом.

^Нажмите для увеличения^

Близкое к нулю с повышением в области низких частот

Такую кривую импеданса можно наблюдать у усилителей с однополярным питанием, где постоянное смещение напряжение ликвидируется конденсатором на выходе. При подключении низкоомных наушников к такому усилителю на АЧХ обычно наблюдается снижение низких частот по уровню. Такие усилители относятся к категории усилителей с «нулевым» сопротивлением. Чаще всего такие усилители встречаются в плеерах и других мобильных устройствах.

Усилители «напряжения» против «токовых»

Что лучше и качественнее, усилители с низким сопротивлением или высоким?

В усилителях для колонок предпочтение отдается усилителям напряжения с высоким демпинг-фактором. Высокий демпинг-фактор обеспечивает лучший контроль низких частот в области резонансных частот у низкочастотного динамика. У многих наушников нет столь выраженных проблем с низкочастотным резонансом и можно использовать преимущества токового режима усилителя.

Напряжение на выходе усилителя с низким выходным сопротивлением зависит в величины сопротивления наушников. Сопротивление наушников в свою очередь зависит от температурного режима (если подать излишне высокую мощность, то температура окажется критической, достаточной для расплавления лакового покрытия изоляции или разрушения провода). В штатном режиме температура катушки индуктивности не приводит к разрушению, но при этом меняет свое сопротивление.

Из-за малой массы и габаритов, изменения температуры меняются очень быстро, что приводит к постоянным резким изменениям амплитуды сигнала и сказывается на общих искажениях.

При использовании токового усилителя с высоким выходным сопротивлением, изменения сопротивления наушников практически никак не отражается на амплитуде сигнала, что позволяет существенно снизить влияние температурных процессов и делает усилители с высоким выходным сопротивлением предпочтительными.

Подробно это исследовал профессор Агеев Д. В., в публикации «ДОЛЖЕН ЛИ УМЗЧ ИМЕТЬ МАЛОЕ ВЫХОДНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ?» РАДИО №4, 1997 г.

Выводы

Какие можно сделать выводы? Гнаться за нулевым сопротивлением в большинстве случаев нет смысла. Для наушников с ярко выраженным резонансом в области низких частот может подойти как усилитель напряжения, так и токовый, и это будет компромисс между контролем низких частот и прозрачности звучания в остальном диапазоне.

Для ряда наушников, где производитель постарался снизить зависимость сопротивления от температуры, может вообще не быть разницы, с каким выходным сопротивлением усилитель используется.

У высокоомных наушников (таких как Sennheiser HD 650, HD 800, Beyerdynamic DT 880 Pro) есть преимущество, их колебания сопротивления мало отражаются на амплитуде сигнала и возможно поэтому за высокоомными наушниками закрепилась ассоциация как «качественный звук».

Sennheiser HD 650, HD 800, Beyerdynamic DT 880 Pro:

^Нажмите для увеличения^
 
^Нажмите для увеличения^
 
^Нажмите для увеличения^

А в конечном итоге, связка «усилитель + наушники» выбирается по субъективному звучанию, где технически характеристики дают первичную информацию и на какие особенности стоит обратить внимание в первую очередь. Например, при оценке токового усилителя надо обратить внимание на качество низких частот, в то время как при использовании усилителя напряжения – нет ли излишней резкости или ощущения «мутности» в звучании. При использовании арматурных или гибридных наушников – подходит ли конечный частотный баланс.

Автор: Кузнецов Роман (из сайта geektimes.ru)

 

 

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Смотрите также:

  • 25 АС-307 МИНИ25 АС-307 МИНИ
    Изготовитель: опытный завод ВНИИРПА им. А.С. Попова, г. Санкт-Петербург. ^Нажмите для увеличения^ Технические характеристики: 2-х полосная полочная АС закрытого типа Диапазон частот: 100 (-8 дБ) – 20000 Гц Чувствительность: 78 дБ Характеристическая чувствительность: 0,16 Па√Вт Неравномерность АЧХ в диапазоне 250–8000 Гц: ± 6 дБ Направленность под углами к акустической оси: …
  • 50 АС-022 «Амфитон»50 АС-022 «Амфитон»
    Изготовитель: ПО «Карпаты», г. Ивано-Франковск. ^Нажмите для увеличения^ ^Нажмите для увеличения^ Назначение и область применения: для высококачественного воспроизведения музыкальных и речевых программ в стационарных бытовых условиях. Рекомендуемая мощность высококачественного бытового усилителя 20 – 80 Вт. Предпочтительный вариант установки — напольный. 50 АС-022 и 100 АС-022 почти идентичные АС, не считая …
  • Диод-пентод 1Б2ПДиод-пентод 1Б2П
    Диод-пентод 1Б2П 1Б2П Диод-пентод ^Нажмите для увеличения^   S Ri Rа Pа Pвых 0.55 1000 1.85 2.1 0.27       Источник
  • Двойной диод 6Х6СДвойной диод 6Х6С
    Двойной диод 6Х6С 6Х6С Двойной диод ^Нажмите для увеличения^   Uобр Im, A Iв Cа-к 465 50 16 4   Технические характеристики       Источник
  • Пентод высокочастотный 1Ж29Б-ВПентод высокочастотный 1Ж29Б-В
    Пентод высокочастотный 1Ж29Б-В 1Ж29Б-В Пентод высокочастотный с короткой характеристикой ^Нажмите для увеличения^   Обозначения: А — верхний вывод анода, с1 — сетка первая, с2 — сетка вторая, с3 — сетка третья, к(-п) — катод (минус нити накала), к(+п) — катод (плюс нити накала), э — экран.         …