Импеданс наушников

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).

rzp1.png

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.

rzp3.png

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.

rzn2.png

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.

rzn3.png

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.

rzn1.png

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

rzn4.png

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.

Комментарии (10):
Синхронист
Советские старые динамики от бытовых телефонов имели сопротивление до 4 кОм. Думаю, что нельзя однозначно делать вывод лишь по внутреннему сопротивлению наушника, ещё многое зависит от самой конструкции наушника.
Ответить Цитировать
Кость
Подскажите усилитель с внутренним сопротивлением 100ом или 300, как раз для сенхов 595.
Ответить Цитировать
Сергей (Dr.Head)
Кость,  Вы имеете ввиду усилитель который справляется с наушниками имеющими сопротивление 100 или 300 ом?
Для HD 595 вполне подойдет усилитель Musatoff HA5
Ответить Цитировать
Кость
Нет. Имею ввиду сам усилитель у которого ВЫХОДНОЕ сопротивлением 100 ом, есть такие?
Ответить Цитировать
Ондасын
Хочу купить наушники для игры,чтобы все было слышно детально,подскажите сколько ом должно быть для 102дб?
Ответить Цитировать
Сергей (Dr.Head)
Ондасын, сопротивление может быть разным. Если подключение наушников будет к встроенной звуковой карте то сопротивление должно быть не большим. Например 32 Ом.  
Ответить Цитировать
Гость
Сергей (Dr.Head) Незнаю может не в тему, так к слову,  юзаю давно jvc rx900 (полуоткрытые) 106дб/64Ом на встроенной звуковухе уже на двух разных материнках, громкости да не особо, но хватает с головой. В играх замечал слышу больше других-направление источника, дальность итп, так что помоему не столько в омах дело, сколько в качестве самих ушей/детализации/ачх итд. Больше громкости конечно хорошо но если там каша, то не очень)
Ответить Цитировать
Сергей (Dr.Head)
Гость, качество самих наушников это уже второй вопрос. Верхние модели от Sennheiser, HyperX отлично с этим справляются.
Ответить Цитировать
Гость
Кость, да.
Ответить Цитировать
Павел
Сергей (Dr.Head) Подскажите пожалуйста. Хочу купить наушники BEYERDYNAMIC DT 990. Есть два вида 32 Ohm и 250. Звуковая карта focusrite scarlett solo 3rd gen. Причитав вашу статью я так и не смог понять что будет лучше купить, и где я получу лучший результат?
Ответить Цитировать
Текст сообщения*
Загрузить файл или картинкуПеретащить с помощью Drag'n'drop
Перетащите файлы
Ничего не найдено
 
1MORE Ableton Abyss ADAM AUDIO Adam Hall Adidas ADL AfterShokz AIAIAI AKAI AKG Alctron Alesis Alive Audio Allen & Heath Allocacoc Alpine Amphenol Amphion Analog Renaissance Anker APOGEE Apple Arcam Arozzi Arturia Astell&Kern Aston Asus ATC Atex Atlas Audeze Audient Audio Pro Audio-Technica Audiolab AudioQuest AudioValve Audix
Aukey AURATONE Aurender Aurisonics Austrian Audio Avantone AVM Audio Axelvox AXES BAE Bang&Olufsen Baseus Bassocontinuo Beats Behringer Belkin Belsis Beyerdynamic Biamp Biopor Black Fox Blacknote Bluesound BMW Bose Bowers&Wilkins Boya Braun Brauner Bryston BSS Burson Audio Cambridge Audio Campfire Audio Canton Cary Audio Case-Mate Cayin Chord Clearaudio
Colorful Cooler Master Cordial Corsair Cowon Creative Crosley CTM Dali DBX Dekoni Denon Deppa DiGiCo DiGiGrid Digitech DJ Bag DPA Dr.Head Dreamwave Dreve DUNU Dutch&Dutch Dynaudio EDIC-mini Elari Elecom Elgato Elite Core Energizer EPOS ERATO ESI Esoteric Etymotic Research EVE Audio EVENTIDE Exposure Fender FiiO
Final Audio Fir Audio Fluid Audio Focal Focusrite Force Fostex Fujimi Furutech Gamdias Gator Genelec Gigawatt Gissar Gold Note Golla Gravity Groneberg Harman/Kardon HECO HEDD Hercules Hewlett Packard HIFIMAN Hiper Honor HUAWEI Hybrid Audio HyperX ICE-Q iFi IK Multimedia In-ear Inakustik inCharge Ion Audio IsoAcoustics IsoTek iSound j5create
Jabra Jade Audio Jam JBL JH Audio JVC K&M Kingston KLANG KLARK TEKNIK Klipsch Klotz Korg Koss KRK L‑Acoustics Labkable Laconic Lake People Lanchiya LAudio LD Systems Le Cord Lehmann Audio Lenco Lewitt Line 6 Logitech Luxman Lyambda M-Audio Mac Audio Mackie Mag-Lev Magnat Manley Maono Marantz Marley Marshall
Master&Dynamic Maxell Mcintosh MEE Audio MELCO Meters Meze Michi MoFi Monitor Audio MONKEY BANANA Monster Mpow Musatoff Musical Fidelity Myburgh Mytek NAD Naim Native Instruments Native Union Neumann Neutrik Ningbo Noble Nobunaga Labs Noise Killer Nordost Novation Nyne oBravo Oehlbach Onkyo Oppo Ortofon Otovita Oyaide Padmate PATTERN BREAKER Pelican
Perfect sound Phiaton Philips Pioneer Plantronics Polk Audio Popsockets PreSonus PrimeLine Prism Sound Pro-Ject Promate PS Audio PSB QCY QED Quad Questyle Quik Lok Razer RCF Real Cable ReCables Rega RHA Ritmix RME Rock Rockdale Rockport Technologies ROCKWOOD RODE Roland ROLI Rombica ROOMs Rotel Royer Ruark Rupert Neve Designs
Rycote SAMSON Samsung SanDisk Saramonic Satechi Schiit SE Electronics Sennheiser Shanling Sharkoon Shure Sieveking Sound Silicon Power Sim Audio SIMGOT Simpleway Simply Analog Skullcandy SleepPhones SMARTIX SMSL Softube SOL Republic Solid State Logic Solove Sonarworks Sonus Faber Sony Soundcraft Soundking SoundLink Spectral Spigen SpinFit SPL Stax Stealth Sonics SteelSeries Steinberg
Sumiko Superlux Switchcrft Synco Synergistic Research T+A Tannoy Target Tascam TC Electronic TC HELICON Tchernov Cable TEAC Technics Telefunken The Bit Thorens Thronmax TiTech Tonar Townsend Labs Tralucent Transparent Audio Triangle TS cable Tula Tutti Frutti Twelve South UAG Ultimate Ultimate Ears Ultralink Ultrasone Unipads Unison Universal Audio Urbanears V-Moda Van Den Hul Venture Craft
Violectric Vivanco Vogels Warm Audio Westone Wharfedale Whiplash Wireworld Xiaomi Xtrfy Yamaha YAXI Zoom СОЮЗ Яндекс