Разница в усилителях различных классов очевидна, если проанализировать значение тока покоя оконечного каскада. У усилителей класса А этот параметр может достигать нескольких ампер, в то время как у усилителей класса АВ он ограничивается диапазоном от 30 до 150 мА.
Зачем наушникам усилитель?
Когда-то я решил отремонтировать старый усилитель, который издавал неприятные звуки — шипение, гудение и громкие щелчки при включении, из-за чего он оказался в забытом состоянии на полке шкафа. Я заменил предусилитель на новый потенциометр, обновил электролиты питания и внес множество мелких поправок, а также уменьшил коэффициент усиления, чтобы избавиться от наиболее заметных проблем. И тут в голову пришла мысль, что когда-то я слышал от знакомого о важности использования усилителя для наушников, даже если они подключены к звуковой карте. Я всегда слушал музыку в наушниках, напрямую подсоединенных к звуковой карте, и никогда не задумывался об этом. В итоге я решил припаять разъем для наушников к этому усовершенствованному усилителю, так как в корпусе остались заготовки от других регуляторов. После подключения разъема я начал слушать звук. Он оказался совершенно другим, чем обычно. Постепенно я стал замечать, в чем именно заключалось это отличие. Во-первых, басы стали более уравновешенными, они больше не выпячивались так сильно, как раньше. Высокие частоты немного приглушились, но также в меру. Ранее я считал, что это результат особенностей амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) наушников, но теперь я осознал, что звук у них сбалансирован. Кроме того, я стал слышать больше деталей в нижнем регистре, а общее звучание стало более прозрачным и естественным. И это всё несмотря на то, что усилитель работает на основе не самой продвинутой старой микросхемы TDA2005, предназначенной для автомобильного радио. Тем не менее, при относительно высокоомной нагрузке таких, как наушники (32 Ома по сравнению с 4 Ом для колонок), усилитель, конечно, будет давать меньше искажений. Таким образом, наушники, подключенные к посредственному усилителю, звучат значительно лучше, чем при соединении их напрямую с звуковой картой.
RMAA: Xonar DS + Наушники и Xonar DS + Усилитель + Наушники. Четыре теста показали разные результаты при прямом подключении и через усилитель: Frequency response (1 и 9), Intermodulation distortion + noise (5), Stereo crosstalk (6). Рассмотрим график первого теста. В случае без усилителя наблюдается зависимость напряжения от характеристик нагрузки, таких как индуктивность или собственный резонанс динамических головок. Для PortaPro неравномерность составила примерно 4 дБ (от минимума до максимума), а для SHP2700 — около 2,5 дБ. Усилитель достойно справляется с обоими наушниками, а неравномерности не превышают допустимые погрешности измерений.
RMAA: Frequency response (multitone). К графику теста Stereo crosstalk.
Здесь видно, что без усилителя происходит заметное взаимопроникновение каналов. Это, вероятно, связано с работой операционного усилителя, который установлен в фильтре на выходе звуковой карты и работает с достаточно большими выходными токами. Напомню, типичная нагрузка для большинства операционных усилителей составляет 2 кОм, а для некоторых — 600 Ом (например, NE5532, который используется в ASUS Xonar DS на фронтальном выходе). По моим измерениям, тестируемые наушники имели следующее сопротивление на постоянном токе: PortaPro – 52 Ом, SHP2700 – 32 Ом, что значительно меньше рекомендованных значений. При использовании усилителя взаимопроникновение не превышает уровень шума.
RMAA: Stereo crosstalk
Теперь перейдем к девятому тесту Frequency response (swept sine). Здесь нас интересует не только АЧХ, потому что в этом тесте также проверяется уровень гармонических искажений (THD). К сожалению, общий график THD отсутствует, однако он присутствует на графиках каждого измерения по отдельности. Я наложил графики друг на друга для наглядности. В нижней части графика представлены уровни искажений для текущей частоты синусоидального сигнала. Без усилителя низкие частоты показывают довольно высокое искажение. Наушники PortaPro показывают более значительные искажения. С усилителем, в соответствии с остальными тестами, графики обоих наушников совпадают, а искажения не превышают уровень шума. График с усилителем проходит выше, поскольку усилитель имеет слабое подавление гармонических искажений от сети питания. В подтверждение приведу графики спектрограммы из Adobe Audition:
RMAA: Frequency response (swept sine)
Наконец, перейдем к последнему тесту Intermodulation distortion + noise, который также выдал различные результаты с усилителем и без него. На этом графике мы наблюдаем высокие пики на частотах 60 Гц и 7 кГц — это тестовый сигнал, а также гармоники сетевого шума усилителя (кратные 50 Гц) и гармоники 60 Гц синусоидального сигнала без усилителя — гармонические искажения низкочастотного сигнала. Интермодуляционные искажения в данном случае не наблюдаются (то есть пиков на частотах n*f1+m*f2, где n и m — целые числа, нет). Этот тест чувствителен к шуму, что отражает его название, и поэтому результаты с усилителем оказались хуже, чем с SHP2700 без усилителя.
Спектрограмма:
а) Xonar DS + PortaPro (слева вверху)
б) Xonar DS + SHP2700 (слева внизу)
в) Xonar DS + TDA2005 + PortaPro (справа вверху)
г) Xonar DS + TDA2005 + SHP2700 (справа внизу)
RMAA: Intermodulation distortion + noise
Выводы
Каковы же выводы, исходя из результатов проведенных измерений? Прежде всего, было установлено, что подключение наушников напрямую к линейному выходу звуковой карты ведет к трем негативным последствиям в звучании: 1) искажение АЧХ (появляется подъем низких частот и незначительный сдвиг в сторону высоких частот); 2) заметное взаимопроникновение каналов на всем диапазоне частот; 3) гармонические искажения в нижней части спектра. Причиной возникновения этих проблем является отсутствие соответствия сопротивления наушников номинальным значениям нагрузки для операционного усилителя, установленного на выходе звуковой карты. Для достижения качественного звучания крайне необходимо использовать усилитель. Причем даже усилитель с посредственными характеристиками поможет избавиться от перечисленных выше проблем, поскольку входные и выходные сопротивления будут согласованы. Антон Ефимов, ака efa
Ефимов А. 0
Вознаградить Я собрал 0 0
Классификация усилителей для наушников
Само название устройства однозначно указывает на его предназначение: усилитель служит для увеличения электрических колебаний, которые соответствуют диапазону частот, воспринимаемому человеческим ухом. Следовательно, основная задача усилителя — это получение сигнала от аудиоустройства и его усиление до уровня, необходимого динамикам для качественного воспроизведения звука.
История усилителей начиналась в 1904 году, когда американец Ли де Форест изобрел электронную лампу и собрал первое устройство. Быстрый прогресс в области других электронных технологий, особенно изобретение транзистора в 1948 году, стал причиной появления новых типов усилителей. Классификация усилителей основывается на принципе обработки входного сигнала, схемах, используемых для согласования выходного каскада с нагрузкой, а также на типах используемых активных элементов, и располагается в зависимости от следующих параметров:
1. По элементной базе:
2. По источнику питания:
Особенности различных типов усилителей для наушников
Ламповые усилители в большинстве случаев создают теплое и комфортное звучание. Чаще всего они используются в сочетании с высокоомными наушниками. Особенно привлекательна работа таких усилителей в условиях низкой освещенности: лампы придают обстановке особую атмосферу своим свечением. Они могут находиться как внутри корпуса усилителя, так и снаружи. В последнем случае стоит учитывать, что лампы в данной конструкции могут разогреваться до высоких температур.
Транзисторные усилители способны точно и четко воспроизводить звук, не придавая ему какого-либо выраженного оттенка. Этот тип прекрасно работает и с низкоомными наушниками. Их размеры меньше, чем у ламповых аналогов, и для их работы требуется значительно меньшая энергия.
Гибридные усилители содержат как лампы, так и транзисторы. Благодаря сочетанию двух технологий они обладают преимуществами обоих типов усилителей. Чаще всего гибридные усилители используют для работы с низкоомными наушниками, так как лампы добавляют звук мягкости, а транзисторы — необходимую мощность для качественной работы.
Усилители на операционных усилителях (ОУ) отличаются высоким входным и низким выходным сопротивлением. На выходе они формируют ток в пределах 20-50 мА на канал. Эти усилители не вносят изменений в получаемый аудиосигнал, поэтому музыка в наушниках звучит так, как ее передает первоисточник, без искажений. Регулировка уровня сигнала осуществляется с помощью регулятора громкости.
Стационарные усилители работают исключительно от электрической сети, что ограничивает их использование вне помещений и в дороге. Они незаменимы при работе с ноутбуками и компьютерами, в то время как портативные усилители могут работать от батарей или аккумуляторов, что позволяет их использовать в любое время и в любом месте.
Специальное усиление для наушников
С ростом качества звучания наушников и их популярности среди любителей музыки возникла необходимость в создании специальных усилителей. Эти устройства не только должны обладать небольшой мощностью — безопасной для слуха, но также должны обеспечить работу с довольно высокоомной нагрузкой, которая характерна для наушников. Кроме того, необходимо также учитывать, что звук должен попадать непосредственно в уши меломана без шума и искажений, так как это совершенно неприемлемо.
На представленной фотографии показан пример простейшего усилителя для наушников, выполненного в виде отдельного устройства — современная модель Pro-Ject Head Box S2.
Усилители для наушников прошли те же стадии развития, что и классические Hi-Fi устройства. В настоящее время на рынке доступны ламповые, транзисторные и гибридные конструкции, работающие в различных классах усиления с использованием двухтактных или однотактных схем.
Согласование наушников и усилителя
Разработки специфических усилителей для наушников в настоящее время практически не имеют аналогов среди усилителей для акустики. Как уже упоминалось, для традиционных усилителей нужен трансформатор для согласования высокоомного сопротивления выходной лампы (сотни Ом) с низким сопротивлением колонок (4 — 8 Ом). Однако для наушников, чье сопротивление может достигать 100 Ом и выше, необходимость в таком трансформаторе исчезает, особенно при использовании определенных схемных решений. Это значительно упростило создание ламповых усилителей для наушников, в результате чего возникло много самодельных конструкций без трансформаторов.
Однако задача согласования усилителя с наушниками, импеданс которых может варьироваться от десятков до сотен Ом, является весьма трудной инженерной задачей. Низкоомные наушники требуют от усилителя большего тока и меньшего напряжения, в то время как высокоомные наушники нуждаются в высоком подавляемом напряжении при относительно скромном потреблении тока. Это объясняет, почему наушники для портативной техники обычно имеют низкое сопротивление. Встроенный аккумулятор смартфона или портативного проигрывателя не может обеспечить усилителю достаточное напряжение питания, а значит, ни откуда взять значительное выходное напряжение.
По этой причине качественные усилители для наушников имеют специальные переключатели, позволяющие оптимизировать их работу с наушниками различного импеданса. Устройства без таких переключателей имеют определенный рекомендованный диапазон подключаемого сопротивления наушников, что следует учитывать. Часто различное качество (или характер) звука одного и того же усилителя при работе с двумя парами наушников может зависеть именно от различий в их сопротивлении. Разумеется, как и в случае с акустикой, чем выше чувствительность наушников, тем меньше мощности требуется для достижения действительно сбалансированного и насыщенного звучания.
На фото представлен высококлассный усилитель для наушников с ЦАП от компании Klipsch, модель Heritage Headphone Amp, где видно возможность гибкой настройки под сопротивление наушников.
Что такое ЦАП? Без него усилитель не работает?
ЦАП — это цифро-аналоговый преобразователь, который может быть как встроенным, так и внешним. В ЦАП информация, закодированная в виде нулей и единиц в памяти устройства, преобразуется в электрический сигнал, который вызывает звуковые колебания в наушниках. Упрощенно схема работы следующая: звук выходит из ноутбука или смартфона в цифровом формате, в ЦАП этот цифровой сигнал преобразовывается в аналоговый, усиливается усилителем и затем передается на наушники.
Без ЦАПа не то что не будет работать усилитель — без ЦАПа в принципе невозможно воспроизвести звук с цифрового носителя (то есть, кроме кассетных плееров и проигрывателей винила). ЦАПы находятся повсюду — в смартфонах и компьютерах, но они сконструированы таким образом, чтобы обеспечивать качество, достаточное для передачи голоса и звуков на базовом уровне, без особого акцента на высокое качество. Для достижения максимального качества звука потребуется внешний преобразователь. Как и усилитель, внешний ЦАП в целом лучше встроенного. К счастью, многие современные усилители уже объединяют в себе функции ЦАПа. Такие устройства, называемые ЦАПоусилителями, соединяются с источником звука по цифровым интерфейсам (например, через USB), а некоторые портативные модели, такие как FiiO BTR3K, могут принимать сигнал также по Bluetooth.
- Количество выходов для наушников: 2
- Макс. выходная мощность: 25
- Сопротивление: 32
Правда ли, что звук усиливается, или это всё маркетинговая выдумка?
Да, это правда. И именно поэтому этот прибор называется усилителем. Однако его функция не должна ограничиваться лишь увеличением громкости звука. Основная цель усилителя заключается в том, чтобы вывести звук на качественно новый уровень: чтобы слушатель мог улавливать больше деталей, объема и тонких нюансов в музыкальных композициях.
Чтобы лучше понять разницу в звучании между использованием внешнего усилителя и отсутствием такового, рекомендуется включить технически насыщенные произведения, такие как записи симфонического оркестра или тяжелого рока (включая дэт-метал). Если подключить наушники непосредственно к ноутбуку или смартфону, интенсивные гитарные партии окажутся менее разборчивыми, звук будет казаться размытым и затуманенным, а инструменты будут звучать более вяло, чем должны. Это происходит из-за недостатка энергии и искажений встроенного усилителя.
Тем не менее, это не означает, что ваши любимые инди-группы не заслуживают хорошего усилителя — многие исполнители действительно придают большое значение качеству записи. Просто в техничной музыке разница в нюансах будет наиболее заметна.
Внешний усилитель избегает влияния шумов вдоль сигнального пути и предоставляет наушникам большую мощность. Таким образом, они смогут работать на пределе своих возможностей, или близко к этому.
Рейтинг лучших моделей
Beyerdynamic A 2
Данная модель занимает первое место в ТОПе популярных усилителей. По мнению большинства пользователей, она была признана лучшей в 2019 году. Хотя это не новая модель, она по-прежнему сохраняет свою актуальность. Это стационарный усилитель, который с легкостью справляется с полной нагрузкой. При подключении наушников с сопротивлением 600 Ом он выдает комфортные для человеческого слуха 100 мВт на канал. В наличии пара разъемов типа RCA на вход, а также два аудиоджека с размером 6,3 мм и линейный выход.
Звучание этого усилителя отличается объемом, точностью, четкостью и динамикой, а также естественным звучанием. За стильный дизайн оборудования производитель был удостоен специальной награды.
Fostex HP- A3
Это транзисторный усилитель для современных наушников, который считается оптимальным вариантом с точки зрения соотношения цены и качества. Питание устройства осуществляется через USB, оно компактно и легковесно, что делает эту модель идеальной для использования в полевых условиях. Этот портативный усилитель можно легко брать с собой на работу, в поездки или путешествия. Впрочем, при желании его можно использовать и стационарно, просто подключив к компьютеру для наслаждения любимыми музыкальными треками.
Оборудование не требует установки каких-либо драйверов.
Внутри устройства установлен надежный ЦАП, который поддерживает аудиофайлы типа PCM с частотой до 96 кГц и глубиной 24 бита. Нативного DSD здесь нет. Звучание довольно приятное, детализированное, с линейным характером, создавая не слишком широкую, но четко очерченную аудиосцену. В сравнении с первой моделью, дизайн представляется более простым и в чем-то устаревшим, однако он не вызывает негативных ассоциаций.
Fiio Olympus 2-E10K
Этот усилитель достигает бюджетного сегмента и отличается очень компактными размерами, его легко можно охарактеризовать как полностью карманный вариант, который практически не занимает места. Несмотря на малые размеры, он способен выводить звук не только в наушники, но и через коаксиальный выход, а также через задний выход в обход усилителя. Подключение и питание осуществляются исключительно по USB.
Производитель разрабатывал этот усилитель как альтернативу штатным аудиокартам ноутбуков и ПК, и с этой задачей он справляется на все 100%. Звучание довольно качественное и детализированное, но с отсутствием выраженных басов, что зачастую наблюдается у бюджетных моделей. Общий характер звука можно назвать в большей степени нейтральным.
Правила выбора
Многие ценители музыки интересуются вопросом, как правильно выбрать аппарат для усиления звука в наушниках. Современная индустрия предлагает широкий ассортимент усилителей – от Hi-Fi и Hi-End до беспроводных моделей на Bluetooth и проводных аппаратов для низко- и высокоомных устройств, в продаже также имеются варианты для слабослышащих и устройства, поддерживающие оптический вход.
В связи с этим, ниже мы приведем ряд основных факторов, на которые стоит обратить внимание при выборе оптимальной модели.
- Личное восприятие. Обязательно протестируйте устройство в магазине; оно должно создавать у слушателя ощущение полного и комфортного погружения в музыку. Это может быть ровный точный звук, либо, наоборот, теплый и мягкий — в любом случае звук должен подходить именно вам так, чтобы слушая любимую песню, вы испытывали удовольствие и удовлетворение.
- Правильный подбор типа усилителя. В зависимости от вашего личного предпочтения, можно выбрать усилитель одного из трех типов, каждый из них был рассмотрен ранее. Для достижения наилучшего звуковоспроизведения стоит подбирать устройства с учетом особенностей наушников и их технических параметров.
- Количество разъемов. Если вы планируете слушать аудиоматериалы вместе с друзьями, стоит обращать внимание на этот критерий. Некоторые устройства поддерживают работу сразу с двумя и даже тремя парами наушников.
Несмотря на то что такие модели стоят значительно дороже, совместное удовольствие от прослушивания стоит этих дополнительных вложений.
- ЦАП. Наличие цифрово-аналогового преобразователя USB в схеме усилителя позволяет даже самые старые мелодии ощутить в новом свете. Этот критерий особенно актуален, если основная масса аудиофайлов проигрывается с компьютера.
- Способы подключения. Некоторые модели усилителей позволяют выбирать различные параметры подключения. Если вы являетесь владельцем CD-плеера или традиционной стереосистемы, лучше всего подобрать усилитель, который поддерживает все возможные варианты подключения. Если же ваша стереосистема имеет только RCA-подключения — стоит выбрать усилитель с аналогичными разъемами.
О том, какие усилители для наушников популярны среди покупателей, можно узнать в следующем видео.
