Частоты можно сегментировать на три обширные категории: низкие (20 – 160 Гц), средние (160 – 1300 Гц) и высокие частоты (1300 — 20 000 Гц). Эти категории, в свою очередь, могут быть разбиты на более узкие подгруппы. В зависимости от того, какая из частот доминирует или, наоборот, подавлена, формируются разные графики амплитудно-частотной характеристики (АЧХ), и им придаются соответствующие названия.
Что означает сопротивление наушников и как оно влияет на звук
В данной статье мы подробно рассмотрим разнообразие наушников и один из их ключевых параметров – импеданс. Какой уровень сопротивления выбрать: 16, 32 или 320 Ом? Давайте разберемся, на что влияет этот показатель.
Сегодня на улицах можно увидеть множество людей с наушниками. Некоторые предпочитают компактные вкладыши или вставные модели, тогда как другие выбирают стильные накладные наушники, которые стали символом качества звука. Есть и те меломаны, для кого главного критерия представляет качество звука: их можно встретить с мониторами наушников. Несмотря на такое разнообразие моделей, не многие пользователи осведомлены о таких характеристиках, как: импеданс, сопротивление, выходная мощность. Даже если эти термины когда-то звучали знакомо, их объединение в единую картину часто остается вне понимания большинства.
Загадка чисел
Представьте себе ситуацию, что вы решили купить новые наушники. Вопрос бюджета временно отложим в сторону, поскольку финансовые возможности у всех разные. Сразу обратите внимание на характеристики.
Тщательный покупатель, скорее всего, замечал различные непонятные физические характеристики на привлекательной упаковке. Приведем изображение, на котором показаны три разные модели наушников известных брендов:
На какие параметры нужно обратить внимание при покупке? Перед нами три модели с разными характеристиками:
Характеристики модели А:
Характеристики модели B:
Характеристики модели C:
Частотный диапазон. Все три модели имеют совершенно разные числовые характеристики. Наша задача – выяснить, какие наушники лучше всего подойдут для использования с портативным плеером или смартфоном. Модель B обладает самым широким диапазоном воспроизводимых частот: от 5 Гц до 40 кГц, хотя человеческое ухо воспринимает диапазон только от 16 до 20 000 Гц. Таким образом, частотный диапазон всех трех моделей соответствует требованиям даже самых притязательных слушателей. В выборе наушников средней ценовой категории данный параметр не является решающим и носит более маркетинговый характер.
Сопротивление. Теперь мы подходим к самой интересной части: все три модели существенно отличаются по этому параметру. Давайте разберем, как же именно уровень импеданса влияет на звук и какое оптимальное сопротивление для использования в паре со смартфоном?
Наушники делятся на две категории: низкоомные и высокоомные, причем границы этой классификации напрямую зависят от их типа. Так, полноразмерные наушники, имеющие импеданс до 100 Ом, считаются низкоомными; выше 100 Ом – высокоомными. Наушники внутриканального типа (вкладыши или затычки) с сопротивлением до 32 Ом также считаются низкоомными, в то время как выше 32 Ом – высокоомными.
В мире акустики, такой как динамики и колонки, все достаточно просто: есть колонка на 30 Ватт с сопротивлением в 8 Ом. Подключаем ее к соответствующему 8-омному усилителю и наслаждаемся громким звуком. С наушниками ситуация гораздо более сложная и запутанная. В приведенном примере мы столкнулись с тремя различными показателями сопротивления:
- модель A – 22 Ома;
- модель B – 32 Ома;
- модель C – 250 Ом.
На вопрос: какие наушники лучше всего подойдут к смартфону, среднестатистический покупатель, как правило, ответит, что лучший выбор – это модель с минимальным сопротивлением. Низкоомные наушники, использующиеся в связке со смартфоном, будут звучать громче, в то время как для высокоомных требуется отдельный мощный усилитель. Таково общеизвестное утверждение, которое часто звучит от продавцов-консультантов в магазинах электроники. Однако такие выводы могут быть ошибочными. 
Когда вы поднимаете громкость воспроизведения музыки, на выходе изменяется не уровень мощности, а напряжение. И только напряжение влияет на мощность, а не мощность напрямую влияет на громкость звучания. Эту истину можно объяснить с помощью двух простых формул закона Ома, которые мы изучали в школе: 
Таким образом, чтобы понять, какие наушники будут играть ГРОМЧЕ, а какие в условиях использования исключительно со смартфоном будут недостаточны по громкости, необходимо учитывать не только значение сопротивления самих наушников, но и максимальный уровень напряжения, который выдает аудиовыход вашего смартфона или плеера. К сожалению, с данной характеристикой большинство производителей электроники не спешат знакомить потребителей. Узнать точное напряжение на выходе миниджека можно, в целом, только по схемам устройства, найти которые не так-то и просто. Сравнивать две разные модели наушников по громкости следует не по уровню мощности, а по уровню напряжения, которое они потребляют. Наушники с меньшим сопротивлением отличаются большей чувствительностью по сравнению с высокоомными моделями. Но как это влияет на время автономной работы вашего смартфона?
Оглавление
- Тип
- Диаметр излучателя
- Чувствительность
- Сопротивление
- Частотный диапазон
- АЧХ
- Максимальная мощность
- А что с беспроводными?
- Выводы
Я уделил внимание множеству товарных карточек, и в большинстве из них на первом месте действительно стоит тип наушников, а также информация о драйверах и их количестве при многодрайверных решениях. Иногда в этот же раздел попадает и акустическая конструкция (открытые, закрытые, полуоткрытые) – это зависит от производителя и конкретного магазина. Про преимущества и недостатки различных типов излучателей и особенности конструкций я упоминал в предыдущем материале, так что настоятельно рекомендую его ознакомиться!
Диаметр излучателя
Этот параметр характерен для динамических и изодинамических наушников, его измеряют в миллиметрах, он обозначает размер диафрагмы. Принято считать, что чем больше размер диафрагмы, тем лучше, однако, важно понимать, что необходимо также правильно настроить корпус, чтобы избежать нечёткого звучания и слабых басов, что может произойти даже при использовании крупной диафрагмы. В то же время, более маленькие диафрагмы могут обеспечить плотное и качественное звучание. Поэтому стоит обратить внимание на этот параметр, но в разумных пределах.
Кроме того, нередко рядом с миллиметрами указывается и материал, из которого изготовлена или чем покрыта диафрагма. Размер и вес диафрагмы влияют на её быстроту, позволяя достигать более точного звучания. Разные материалы также придают разный окрас звука: послушайте наушники с одинаковым размером динамиков, но сделанными из биоцеллюлозы и алюминия – сразу ощутите разницу в звучании и поймете, что вам больше по душе и что лучше воспроизводит ваши любимые треки.
Samsung Galaxy Fit3 – умный фитнес-браслет с большим экраном
Это функциональный браслет в компактном корпусе из стекла и алюминия. Яркий, молодежный фитнес-браслет, который выглядит почти как часы. У него большой экран и множество возможностей.
Субботний кофе №319
Приготовьте чашку ароматного субботнего кофе и ознакомьтесь с новостями прошедшей недели. Яндекс сделал свои карты более удобными для туристов, суббренд vivo вошел на российский рынок, а Changan представил обновлённый кроссовер…
Первый тест Changan CS95NEW. На замену Ford Explorer
Changan CS95NEW, самый крупный кроссовер этой китайской марки, был анонсирован для нашего рынка в конце 2023 года и представляет мощную альтернативу.
Экспедиция на Северный полюс, съемки в суровых условиях
Северный полюс, встреча с медведями и ледяными просторами. Захватывающие фотографии, демонстрирующие возможности современных смартфонов в условиях экстремальных погодных условий.
Чувствительность
Чувствительность определяет громкость sound output наушников в зависимости от уровня подаваемого звукового сигнала. Единицами измерения чувствительности могут служить: дБ/мВт или дБ/В, то есть уровень звукового давления, ассоциированный с милливаттами (мощностью входящего сигнала) или с вольтами (подаваемым напряжением). Конечно, числовые значения в разных единицах будут отличаться, однако их можно перевести относительно друг друга (см. таблицу).
Чем выше чувствительность, тем громче будет звук в наушниках даже при слабом уровне входящего сигнала. Модели с низкой чувствительностью обычно звучат тихо и вызывают необходимость подключения к источникам с высокой выходной мощностью.
Удобнее использовать значение чувствительности, выраженное в дБ/В, так как его можно сразу же брать из АЧХ, а также оценивать изменение громкости звука в наушниках при регулировке громкости источника (подаваемого напряжения).
Чувствительность конкретных наушников можно определить:
- при определенной частоте,
- среднюю в каком-то диапазоне частот,
- максимальную в своем диапазоне частот.
Обычно АЧХ неравномерна, поэтому чаще оценивают среднюю чувствительность в диапазоне частот.
Однако высокая чувствительность вовсе не является гарантией превосходного качества звука. На самом деле, высокая чувствительность допускает использование источника при малой мощности, что значит, что при малой громкости источник может звучать лучше и качественнее. Используя наушники с высокой чувствительностью, вы можете наслаждаться громким и качественным звуком, даже если источник работает не на максимуме.
Таким образом, высокочувствительные наушники обеспечивают громкость звучания, большей по сравнению с низкочувствительными, однако и значение сопротивления играет немаловажную роль.
Импеданс
Импеданс – это то номинальное сопротивление, которое находится на входе наушников. Этот параметр также влияет на громкость звучания наушников, хотя и в меньшей степени, чем чувствительность.
Схема подбора наушников по их сопротивлению достаточно проста: чем выше напряжение источника звука, тем выше должно быть сопротивление наушников. Таким образом, для портативных наушников, применяемых с плеерами, планшетами и телефонами, вполне достаточным будет значение импеданса – 32 Ом. Если вы используете усилитель, вам следует выбирать модели с сопротивлением до 100 Ом. Когда у вас мощная аппаратура, стоит учитывать параметры и подбирать сопротивление для высокоомных наушников. Просто учтите, что звук в наушниках с высоким значением импеданса не будет радовать вас, если источник звука недостаточно мощный. Чем выше импеданс наушников, тем ниже их чувствительность к напряжению – это и объясняет, почему низкоомные наушники звучат громче, тогда как высокоомным требуется отдельный усилитель.
Частотный диапазон/ спектр/ звуковой профиль наушников
Это, возможно, самая важная характеристика наушников с точки зрения качества звука – спектральная огибающая заявленного частотного диапазона, или звуковой профиль. Что же эта характеристика показывает? По сути, она демонстрирует, как наушники обрабатывают разные участки заявленного диапазона: низкие частоты (басы), средние частоты и высокие частоты (дисканты). То, как сочетание этих участков будет формироваться, имеет первостепенное значение: не имеет смысла выбирать наушники с превосходным звучанием дискантов, но безразличным воспроизведением басов. Тем не менее, такие ситуации являются довольно распространёнными.
Лучший вариант для аудиофилов – абсолютно плоская огибающая частотного диапазона, что означает, что наушники воспроизводят аудиозаписи в их оригинальном состоянии. Но некоторые пользователи предпочитают наушники с ударными басами или, наоборот, со слегка приподнятыми дискантами. Пример звукового профиля показан на рисунке выше: левый участок кривой демонстрирует звучание низких частот, правый – высоких.
Басы
Многие пользователи считают басовую часть спектра важнейшей, и сложно с этим не согласиться. Акцент на басах делают не только производители наушников, но и музыкальные продюсеры, а также сами исполнители. Тем не менее, найти наушники с действительно хорошим звучанием басов – не так-то и просто. Чрезмерное выделение басов также не рекомендуется, так как это может привести к глухому или чрезмерно громкому звучанию.
Басовый поддиапазон охватывает множество инструментов, но обычно ассоциируется с бас-гитарами, басовыми синтезаторами, барабанами и прочими.
Средние частоты
Средним частотам в обзорах часто уделяют недостаточно внимания, но мы считаем их звучание важным аспектом. С средними частотами нужно обращаться осторожно. Слишком явное усиление нижней части среднего поддиапазона приводит к глухому звучанию, тогда как слишком выраженный акцент на его верхней части делает звук наушников похожим на звучание AM-радио.
Какие же инструменты входят в средний поддиапазон? По сути, почти все, но наиболее яркие представители верхней части этого поддиапазона — это гитары и вокалисты, а в нижней — тамтамы и некоторые синтезаторы.
Верхние частоты
Заключительный участок диапазона – верхние частоты, которые значительно влияют на общее звучание наушников. Производители наушников часто не уделяют этому поддиапазону должного внимания, хотя именно он может заметно улучшить или ухудшить общее впечатление от прослушивания. Наушники с недостаточной генерацией верхних частот звучат тускло и невыразительно, тогда как чрезмерная акцентуация верхних частот приводит к резкому и визгливому звучанию.
В верхнем поддиапазоне не так много инструментов, но большинство из них там всё же присутствует – например, гитары на высоких струнах или вокалисты, исполняющие высокие ноты. Регулярно появляются такие инструменты, как тарелки и треугольники, которые занимают постоянное место в верхнем поддиапазоне.
Чувствительность наушников
Чувствительность наушников, по сути, показывает, какую громкость они способны обеспечить на выходе при определенной электрической мощности на входе. Обычно чувствительность определяется как выходной уровень звукового давления (УЗД или SPL, Sound Pressure Level), который получается при подаче мощности в один милливатт (1 мВт) и измеряется в децибелах. Большинство наушников имеют уровень чувствительности в диапазоне от 80 до 125 дБ УЗД.
Что означает уровень звукового давления? Например, если УЗД составляет 80 дБ, это соответствует уровню шума на улице с интенсивным движением, 100 дБ – это уровень звука в заводских цехах, а 120 дБ – это болевой порог для человеческого уха: слушая музыку на громкости 120 дБ, можно нанести вред своему слуху. Даже громкость 90 дБ при длительном прослушивании может причинить вред. Поэтому рекомендуется избегать прослушивания музыки с громкостью 90 дБ дольше 8 часов, 100 дБ – дольше 2 часов, 120 дБ – дольше 7 минут; превышение этих величин может привести к ухудшению слуха.
Какой интерес представляет чувствительность с технической точки зрения? Объективно она демонстрирует, требуется ли использование усилителя для достижения нормальной громкости в наушниках. Как правило, необходимость в усилителе отсутствует, но в некоторых ситуациях он может быть необходим.
Выбор наушников с учетом импеданса и качества звука
Модели ортодинамического и изодинамического оборудования, такие как ХайФайМэн, Фостекс и Оппо, демонстрируют прямую зависимость импеданса. Однако на некоторых моделях могут быть незначительные отклонения в локальных областях на очень высоких частотах. Наушники-вкладыши с арматурными драйверами показывают график импеданса, который растет на высоких частотах, что обеспечивает «чистое звучание» без искажений. Наушники с несколькими драйверами и гибридные модели могут демонстрировать непредсказуемые колебания значений импеданса выше 500 Гц, периодически увеличиваясь и уменьшаясь. Фактическое значение сопротивления может достигать четырех Ом, в то время как заявленное значение может составлять сто Ом при частоте одного кГц.
При выборе наушников с высоким качеством воспроизведения звука важно принимать во внимание их импеданс. Модели с более высоким сопротивлением обычно имеют низкую чувствительность. Более низкое сопротивление подходит для использования со смартфонами, однако, они потребляют больше электроэнергии. Чтобы продлить продолжительность воспроизведения музыки на смартфоне, рекомендуется выбирать модель с сопротивлением 32 Ом. Мониторные наушники лучше подключать к усилителю или аудиоплееру с мощной звуковой картой.
☝️ Если ваш аудиоплеер обладает более мощным выходным сигналом, для снижения энергопотребления и увеличения срока службы батареи лучше выбирать устройства с импедансом 32 Ом. Высокоомные наушники, в основном, требуют для использования уровня более 32 Ом для внутриканальных и более 100 Ом для полноразмерных моделей. Это связано с тем, что высокоомные устройства требуют меньшего количества энергии для работы, что способствует увеличению времени автономной работы.
Влияние импеданса на выбор наушников и их работу
Динамические полноразмерные наушники характеризуются нелинейной кривой импеданса, с небольшими подъемами на высших и низших частотах. Если говорить о модели, заявленной с 32 Ом, то на практике её импеданс может значительно превышать это значение на определенных частотах. Более подробно о динамических наушниках можно прочитать в соответствующем разделе.
Наушники-вкладыши с имперзными значениями 16, 24, 32 Ом имеют постоянные значения импеданса при стандартных условиях, а их кривая импеданса естественно представляет собой горизонтальную прямую линию. Арматурные наушники и некоторые модели ортодинамических и изодинамических наушников, такие как Оппо, ХайФайМэн и Фостекс, также показывают постоянные значения импеданса, хотя небольшие колебания могут наблюдаться на высоких частотах.
У арматурных наушников импеданс увеличивается на высоких частотах, что приводит к чистоте звучания без искажений. У многодрайверных и гибридных моделей поведение импеданса при частотах выше 500 Гц может быть непредсказуемым, с периодической варьируемостью. При этом фактическое значение сопротивления может значительно отличаться от заявленного. В одной из наших статей подробно описываются арматурные наушники и их работа.
☝️ В процессе выбора устройств с высоким диапазоном воспроизведения важным является значение импеданса. Устройства с высоким импедансом обычно имеют низкую чувствительность и требуют большей мощности, что может сказаться на времени использования. Рекомендуется использовать наушники с низким импедансом для смартфонов, но они будут потреблять больше энергии. Если цель состоит в том, чтобы продлить срок службы батареи на смартфоне, выбирайте модель с 32 Ом импеданса.
В конечном итоге, выбор между внутриканальными и полноразмерными наушниками должен зависеть от индивидуальных предпочтений и потребностей пользователя. Важно произвести сравнительный анализ и протестировать разные модели наушников, чтобы подобрать наиболее подходящий для себя вариант.
