В нашем модельном ряду есть довольно популярная модель ТЕ-4, сопротивление которой составляет 50 Ом. Но при этом они играют так же громко, как модели с сопротивлением 20 Ом. А у нас есть еще, например, 12-драйверная модель с сопротивлением 32 Ом, тогда как у других производителей подобные модели с 10-12-18 драйверами нередко падают до неадекватных 8 Ом, и при этом звучат намного тише (см. сравнение TE-12 vs 64 Audio U18s). Как это возможно, если в народе принято считать, что чем выше сопротивление, тем наушники играют тише?
Чаще всего обыватель считает от сопротивления наушников зависит их громкость. Соответственно старается выбрать наушники с как можно более низким сопротивлением. Но это в корне неправильный подход, и сегодня мы расскажем почему.
В этот раз мы с вами поговорим о двух характеристиках наушников, в которых многие часто путаются. Точнее путаются какая из них за что отвечает. Речь идет о чувствительности и сопротивлении.
Для начала давайте разберемся что же это такое:
Сопротивление (Impedance, Resistance)
Различают две основных характеристики сопротивления звуковой катушки динамика: Resistance (Re) и Impedance (Z).
Resistance (Re) – это сопротивление катушки постоянному току, которое определяется на частоте близкой к 0 Гц или измеряется непосредственно мультиметром. К звучанию наушников данный параметр практически не имеет отношения, но в характеристиках наушников указывается именно он.
Impedance (Z) – полное сопротивление звуковой катушки на определенной звуковой частоте (стандартно измеряется на частоте 1000Гц). Полное сопротивление складывается из резистивной (той самой Re) и реактивной составляющей, в результате чего уровень сопротивления зависит от частоты, на которой оно измеряется и представляет собой импеданс-частотную характеристику (ИЧХ). Данный параметр способен существенно влиять на АЧХ выходного сигнала усилителя, искажая тональный баланс.
Чувствительность (Sensitivity)
Данный параметр показывает, какое звуковое давление способен развить излучатель, при подведении стандартного сигнала. Чем данный параметр выше, тем громче будет звук ваших наушников и тем больше они смогут воспроизвести тонких нюансов в музыке. Наибольшей чувствительностью, как правило, обладают арматурные излучатели, а наименьшей – изодинамические.
Давайте разбираться:
Напрямую громкость звука зависит только от чувствительности динамика, и больше ни от чего. Сопротивление лишь влияет на встроенный усилитель вашего плеера. Да, чем ниже сопротивление, тем больше милливатт наушники высасывают из усилителя, но при этом и нагрузка на него выше, а значит выше его искажения.
Высокоомные наушники требуют от усилителя высокое напряжение (Вольт), а низкоомные любят ток (Ампер). Маломощному усилителю выдать напряжение проще, чем ток.
Именно поэтому все серьезные студийные наушники высокоомные - чтобы разгрузить усилитель и получить более низкие искажения. А все бытовые портативные наушники низкоомные - потому что в плеерах и смартфонах, питающихся от аккумулятора, просто негде взять высокое напряжение (а на повышенные искажения в условиях улицы все равно всем пофиг).
Кто помнит физику за седьмой класс?))) Мощность это произведение напряжения на ток. Возьмем для примера (очень усредненного, без учета нагрева чипов, потерь в кабеле и т.д.) двое наушников на 10 Ом и на 100 Ом и воткнем их в усилитель смартфона с типовой мощностью 25 мВт на канал. Что получится?
- Наушники на 10 Ом будут требовать от усилителя дать им 50 мА тока на канал, при этом напряжение на выходе усилителя составит всего 0.5 В.
Если усилитель не способен выдать 50мА, то начнут расти искажения от перегруза (тот самый «пердеж» на басах на большой громкости).
- Наушники на 100 Ом от того же усилителя будут кушать всего 16 мА (то есть усилителю будет легко выдать требуемое), а вот напряжение на выходе усилителя составит уже 1.58 Вольт.
Искажений от перегрузки не будет, но если усилитель не может выдать в нагрузку 1.58 Вольт на канал, то он просто упрется в потолок своей громкости (то есть доступного выходного напряжения) и всё.
Т.е. получается, что на высокоомные наушники слабый усилитель выдаст не 25 мВт, а гораздо меньше. На низкоомные выдаст ближе к пределу, но очень грязные с высокими искажениями.
Теперь поговорим о чувствительности.
Громкость наушников всецело зависит от чувствительности использованных динамиков. А чувствительность - это по сути то звуковое давление, которое динамик выдает при подведении сигнала стандартной мощности (например 1 мВт). И давление это замеряется на фиксированном расстоянии от динамика (например 10 мм). А что же такое — это звуковое давление? Это фактически тот объем воздуха, который может толкнуть динамик за один ход мембраны. Зависит этот объём от размера мембраны динамика и величины его хода. А на ход динамика, в свою очередь, влияют гибкость его подвеса и мощность магнитной системы.
То есть чем больше динамик, чем мощнее магнит и чем больше мембрана двигается вперед-назад, тем больше звуковое давление, а значит и чувствительность. Всё просто)))
Упростим мысль до предела: чем крупнее динамик и чем сильнее в нём магнит, тем громкость выше при одной и той же мощности усилителя.
Разумеется не совсем корректно сравнивать накладные «лопухи» с 50 мм динамиками и вставные затычки с 8 мм динамиками. Хотя бы потому что они играют на разный объем. Лопухи имеют утечки в окружающее пространство и прокачивают объем амбюшура + объем ушной раковины + объем слухового канала. Затычки же играют на микроскопический объем между мембраной и барабанной перепонкой (стандартом считается 1-2 куб.см.). Поэтому при намного меньших динамиках, затычки дают намного бОльшее давление (но из-за высокой компрессии и звук менее прозрачный). Сравнивать размеры динамиков логично в рамках одинакового акустического оформления.
Подведем итоги максимально простым языком:
- Громкость наушников зависит от размера установленного динамика, гибкости его мембраны и мощности его магнитной системы. То есть фактически от его КПД.
- От сопротивления наушников зависит не их громкость, а выходная мощность усилителя, к которому они подключены.
- Если усилитель качественный и мощный, то сопротивление наушников вообще не играет роли.
- Если усилитель дохленький, то это не высокоомные наушники играют тише, а усилитель с ними выдаёт меньше мощности.
Подбирайте наушники под ваши задачи и ваш источник. Если вам нужен максимально чистый звук, то выбирайте либо качественные высокоомные наушники, либо источник, способный выдавать большой ток в нагрузку и имеющий низкое выходное сопротивление. Если вы слушаете фоновую музыку в дороге со смартфона, то смело выбирайте низкоомные наушники, чтобы маломощный усилитель выдавал свой максимум, пусть и грязновато. Всё равно на улице вы не заметите разницы - внешний шум в разы грязнее.