Какое напряжение в наушниках телефона - Большой телефонный справочник предприятий

Каков диапазон напряжения стандартного разъема для наушников с телефона?

Я хочу подключить выход из аудиоразъема iPhone к Arduino.

Какой диапазон напряжения можно ожидать на звуковых линиях от iPhone? Я предполагаю, что увеличение громкости на телефоне приведет к большому напряжению переменного тока, но насколько оно велико?

Я хочу убедиться, что он не превысит уровень напряжения, который Arduino может читать на своих входных контактах. Должен ли я предоставить любую схему между iPhone и Arduino?

6 ответов

Самый распространенный номинальный уровень для потребительского аудиооборудования — «10 дБВ», . выраженный в абсолютном выражении, сигнал на уровне «10 дБВ» эквивалентен синусоидальному сигналу с максимальной амплитудой около 0,447 вольтах или любом общем сигнале при среднем значении среднеквадратичного значения (0,166 В). . Абсолютного максимума нет, и это зависит от схемы.

Это, однако, для штекера «Line out», который, по-видимому, несет сигнал с фиксированной амплитудой и позволяет принимающему концу определять громкость.

В большинстве случаев изменение установки громкости на исходном оборудовании не меняет силу сигнала линейного выхода.

Для штепселя для наушников с динамиком я считаю, что все может усложниться, поскольку этот сигнал действительно скорее является сигналом тока (используется для управления катушкой динамика).

В отличие от линейного уровня, есть . те, которые используются для управления наушниками и громкоговорителями. Сила различных сигналов не обязательно коррелирует с выходным напряжением устройства; он также зависит от выходного импеданса источника, который определяет количество тока, доступного для управления различными нагрузками.

Я полагаю, что лучшим вариантом может быть просмотр волны с помощью осциллографа, который должен иметь высокоимпедансный вход, такой как аналоговый вход Arduino (ADC).

(Я не эксперт, принимаю с солью и не стесняюсь редактировать)

Изменить: Статья в Википедии Я использовал в качестве источника был отредактирован много, так как я изначально опубликовал этот ответ. Среди других изменений были удалены /изменены фрагменты qouted. Поэтому я поражаю большую часть этого ответа и рекомендую ссылаться на статью Википедии, связанную вверху.

Спецификация коммерческих линий должна быть способна управлять 1 милливаттом до нагрузки 600 Ом. Для синусоидальной волны это означает, что напряжение составляет 0,77 вольт RMS (от 2,2 вольта от пика до пика) и ток в 1,3 миллиампер RMS (от 3,6 мА до пика).

К сожалению, существует много «аудиофильской» ерунды вокруг усилителей для наушников и импеданса наушников. Вероятно, первые 5 результатов для «импеданса наушников» в Google просто ошибаются. Этот сайт содержит некоторую полезную информацию (хотя много это тоже неправильно).

Но в любом случае, если вы посмотрите на графики, которые, как я предполагаю, верны, вы можете видеть, что в частотном диапазоне звука большинство наушников имеют довольно небольшое реактивное сопротивление по сравнению с их сопротивлением. И большинство наушников имеют импеданс около 16-32 Ом с некоторыми сумасшедшими «аудиофильскими» наушниками с более высоким импедансом (например, 300 Ом). Он предполагает, что 5 мВт достаточно громко для портативных наушников. Аудиофильные наушники потребуют более высокой мощности.

Сила равна $ P = V ^ 2 /R $ так $ V = sqrt $, поэтому для высокоимпедансных наушников потребуется гораздо более высокое выходное напряжение, так как они требуют больше мощности и имеют более высокий импеданс. Во всяком случае, для наушников Sony MDR-EX51, показанных на приведенной выше странице, вы можете видеть, что они довольно близки к простому резистору на 17 Ом. При 5 мВт это означало бы напряжение 0,3 В и ток 16 мА .

Arduino может поставлять это довольно легко, но я не думаю, что вы можете просто подключить его к PWM, так как 5V через 17 Ом дает 300 мА, что значительно выше предела Arduino 25 мА. Простым решением может быть вставка резистора 4,7 В /16 мА = 290 Ом последовательно с контактом.

Я не пробовал ничего из этого — вам придется экспериментировать!

Это в дополнение к ответу PkP.

В то время как звук «линейного уровня» обычно составляет 1 мВт в 600 Ом, и это выходит на 1,1 В p для синуса, звук далеко от синуса. Даже если спецификация соблюдается, и вы получаете только среднеквадратичное значение 775 мВ, пики могут быть значительно выше 1,1 В. Как правило, принято принимать и обрабатывать без искажений пиков до ± 5 В по крайней мере.

Не существует жесткого правила для разъемов для наушников ; будь то ноутбук, MP3-плеер или обычная стереосистема.

Я бы сказал, что типичный выход для наушников соответствует параметрам уровня линии , хотя для наушников они становятся скорее ориентиром, чем строгим набором цифр.

Как вы уже обнаружили, разные устройства имеют разные уровни вывода.

power , который может быть предоставлен вашим ПК, например, X милливатт. Поскольку блок питания ПК может выдать 12 В на звуковую карту, можно было бы сгенерировать тэг X с акцентом на напряжение, а не на ток. Некоторые материнские платы верхнего уровня (например, последние платы ASUS ROG) имеют выход для наушников с напряжением более 2 В.

Портативный MP3-плеер может иметь только литиевую батарею 3.7V. Его выходная мощность может быть тем же самым X mW как ПК, но при более низком напряжении, поэтому более высокий ток — без каких-либо повышающих преобразователей невозможно было бы сопоставить напряжение вышеупомянутой материнской платы высокого класса.

Основное различие между «выходом для наушников» и «линейным выходом» заключается в том, что последний не предназначен для питания нагрузки с низким полным сопротивлением. Я склонен предположить, что входное сопротивление общего аудиоустройства должно составлять 50 кОм; если это когда-либо важно знать, это обычно заявляется изготовителем устройства. Наушники или наушники могут быть настолько низкими, как 32 Ом, что означает, что подключение наушников к гнезду Line Out может привести к плохому объему и низкому качеству. Как правило, нет такой же проблемы при подключении устройства линейного уровня к выходу на наушники, если вы не рассматриваете выделенный усилитель для наушников; аудиофил может утверждать, что выход будет неуравновешенным.

Таким образом, нет правильного ответа. Возможно, начинайте с 1.4V RMS как максимум, а затем увеличивайте или уменьшайте, когда работаете с прототипом.

Ардуину потребуется более высокое напряжение.

Используйте неинвертирующий OP-усилитель на линии, который должен довести напряжение до примерно 2-вольтов, что лучше для arduino.

Источник

Напряжение на выходе 3.5мм современных смартфонов

Человек заморочился вот такой штукой, правда, чтоль? То есть вот таким вот способом можно корректно измерить этот параметр? Это реально определяет качество и громкость? Просто странно, что предшественник оказался лучше более новой модели НАСТОЛЬКО, попутно обогнав самсунгофлагман

Ответы

я годами во многих материалах талдычу, что у эпловского портатива, с которым воюют диванные патриоты алиэкспреса, имеется честный ОДИН вольт на выходе. Который разумеется чуть проседает под нагрузкой, но некритично из-за низкого выходного импеданса

в любом случае речь идет о недосягаемых для ведроидов величинах

а напряжение можно замерить и дома, надо только параллельно припаять к каналам кабеля соответствующие номиналы сопротивлений

ну а потом мультиметр и синус 1 кгц вам в помощь

ну к слову сказать, с увеличением напряжения ощутимая разница в громкости меняется, но не пропорционально, а в меньшей степени

Как-то, когда колхозил хендмейд усилители, заморочился замерамы выходных напряжений подручных смартфонов и планшетов дома на синусе. Много их накопилось, андройдов и эплов. Получилось от 0.3 до 1.2 вольта

имел можество всевозможных смартфонов и планшетов, всегда айфоны и айпады в наушниках звучали лучше, правда ни разу неимел ни одного андроида с цапом, может там как то по другому, но из того что слушал звук был лучше у изделий эппл, но это касалось смартфонов и планшетов, ибо например мой плеер на андроиде но звучит лучше любого айфона

лучше не из-за ОС, а просто больше запас по току в вашем специализированном устройстве с толстыми стенками

Присоединяюсь. В цифровом плеере — коэффициент усиления L и H. На «высоком» преобразователи напряжения выдают на выходные каскады +-7V, а не 5V. Токовый выход — разный, и звучание — разное.

Только авторизованные пользователи могут отвечать на вопросы, пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь.

Источник

Каков диапазон напряжений стандартного разъема для наушников от телефона?

Я хочу подключить выход из аудиоразъема iPhone к Arduino.

Какой диапазон напряжения можно ожидать на аудиолинии от iPhone? Я предполагаю, что увеличение громкости на телефоне приведет к большому напряжению переменного тока, но насколько оно увеличится?

Я хочу убедиться, что он не превысит уровень напряжения, который Arduino может прочитать на своих входных контактах. Нужно ли предоставлять какие-либо схемы между iPhone и Arduino?

Коммерческая спецификация линейного выхода должна быть в состоянии привести 1 милливатт к 600-омной нагрузке. Для синусоидальной волны это означает среднеквадратичное напряжение 0,77 вольт (пик-пик 2,2 вольт) и ток среднеквадратичного значения 1,3 миллиампер (пик-пик 3,6 миллиампер).

Наиболее распространенный номинальный уровень для потребительского аудиооборудования составляет -10 дБВ, . В абсолютном выражении сигнал при -10 дБВ эквивалентен синусоидальному сигналу с амплитудой пика примерно 0,447 В или любому общему сигналу при 0,316 среднеквадратичное значение вольта (VRMS). . Абсолютного максимума нет, и это зависит от схемотехники.

Однако это относится к разъему «Line out», который, по-видимому, передает сигнал с фиксированной амплитудой и позволяет принимающей стороне определять громкость.

В большинстве случаев изменение настройки громкости на оборудовании источника не меняет силу сигнала линейного выхода.

Я полагаю, что для штекера наушников, которые управляют динамиком, все может быть сложнее, поскольку этот сигнал действительно является текущим сигналом (используется для управления катушкой динамика).

В отличие от линейного уровня, есть . те, которые используются для управления наушниками и динамиками. Сила различных сигналов не обязательно коррелирует с выходным напряжением устройства; это также зависит от выходного сопротивления источника, которое определяет величину тока, доступного для управления различными нагрузками.

Я думаю, что вам лучше всего смотреть на волну с помощью осциллографа, который должен иметь высокоимпедансный вход, как аналоговый вход Arduino (АЦП).

(Я не эксперт, возьмите с собой крупицу соли и не стесняйтесь редактировать)

Edit: Статья Википедии я в качестве источника был отредактирован много , так как я первоначально отправил этот ответ. Среди других изменений, указанные выше части были удалены / изменены. Поэтому я вычеркиваю большую часть этого ответа и рекомендую обратиться к статье в Википедии, ссылки на которую приведены вверху.

К сожалению, вокруг усилителей для наушников и импеданса наушников много «аудиофильной» чепухи. Вероятно, 5 лучших результатов по «сопротивлению наушников» в Google просто неверны. Этот сайт содержит некоторую полезную информацию (хотя многие из них также неверны).

Но в любом случае, если вы посмотрите на графики, которые, как я полагаю, верны, вы увидите, что в диапазоне звуковых частот большинство наушников имеют довольно небольшое реактивное сопротивление по сравнению с их сопротивлением. И большинство наушников имеют импеданс около 16-32 Ом, а некоторые сумасшедшие «аудиофильные» наушники имеют более высокое сопротивление (например, 300 Ом). Он предполагает, что 5 мВт достаточно громко для портативных наушников. Аудиофильные наушники потребуют большей мощности.

Мощность равна поэтому , поэтому наушникам с высоким импедансом потребуется намного более высокое выходное напряжение, поскольку они требуют большей мощности и имеют более высокое сопротивление. В любом случае, для наушников Sony MDR-EX51, показанных на странице, указанной выше, вы можете видеть, что они довольно близки к простому 17-омному резистору. При 5 мВт это означало бы напряжение 0,3 В и ток 16 мА . P = V 2 / R ‘ role=»presentation»> P = V 2 / R V = R ∗ P ‘ role=»presentation»> V = R ∗ P

Arduino может обеспечить это довольно легко, но я не думаю, что вы можете просто подключить его к ШИМ, так как 5 В на 17 Ом дает 300 мА, что значительно выше предела 25 мА Arduino. Простое решение может состоять в том, чтобы вставить резистор 4,7 В / 16 мА = 290 Ом последовательно с контактом.

Я не пробовал ничего из этого — вам придется экспериментировать!

Не существует жесткого правила для разъемов для наушников ; будь то ноутбук, MP3-плеер или обычная стереосистема.

Я бы сказал, что типичный выход на наушники соответствует спецификациям Line Level , хотя для наушников они становятся скорее ориентиром, чем строгим набором цифр.

Как вы уже обнаружили, разные устройства имеют разные уровни вывода.

Мощность , которая может быть предоставлена вашим ПК, например, X милливатт. Поскольку блок питания ПК может подавать 12 В на звуковую карту, X мВт вполне может генерироваться с акцентом на напряжение, а не на ток. Некоторые материнские платы верхнего уровня (например, новейшие платы Asus ROG) могут иметь выходное гнездо для наушников более 2 В среднеквадратичного значения.

Портативный MP3-плеер может иметь только 3,7 В литиевую батарею. Его выходная мощность может быть такой же X мВт, что и у ПК, но при более низком напряжении и, следовательно, более высоком токе — без некоторых повышающих преобразователей было бы невозможно подобрать напряжение вышеупомянутой материнской платы высокого класса.

Принципиальная разница между «выходом на наушники» и «линейным выходом» заключается в том, что последний не предназначен для питания нагрузки с низким импедансом. Я склонен полагать, что входное сопротивление стандартного аудиоустройства составляет 50 кОм; если это когда-либо критично, это обычно указывается производителем устройства. Наушники или наушники могут быть всего 32 Ом, это означает, что подключение наушников к разъему линейного выхода может привести как к плохой громкости, так и к низкому качеству. Как правило, при подключении устройства линейного уровня к выходу на наушники не возникает такой же проблемы, если только вы не рассматриваете выделенный усилитель для наушников; аудиофил может утверждать, что результат станет несбалансированным.

Таким образом, нет правильного ответа. Возможно, начните с максимального значения 1,4 В, а затем увеличивайте или уменьшайте по мере проработки прототипа.

Это в дополнение к ответу PkP.

В то время как звук «линейного уровня» обычно составляет 1 мВт на 600 Ом, а для синуса это значение составляет 1,1 В р, звук далеко от синуса. Даже если спецификация соблюдается, и вы получаете в среднем только 775 мВ среднеквадратичное значение, пики могут быть значительно выше, чем 1,1 В. Как правило, хорошо принимать и обрабатывать без пиков искажения, по крайней мере, до ± 5 В.

Arduino потребуется более высокое напряжение.

Используйте неинвертирующий операционный усилитель на линии, который должен довести напряжение примерно до 2 вольт, что лучше для Arduino.

Источник

Каков диапазон напряжений стандартного разъема для наушников от телефона?

Я хочу подключить выход из аудиоразъема iPhone к Arduino.

Ответы:

Проверьте: http://en.wikipedia.org/wiki/Line_level

Наиболее распространенный номинальный уровень для потребительского аудиооборудования составляет -10 дБВ, … В абсолютном выражении сигнал при -10 дБВ эквивалентен синусоидальному сигналу с амплитудой пика примерно 0,447 В или любому общему сигналу при 0,316 среднеквадратичное значение вольта (VRMS). … Абсолютного максимума нет, и это зависит от схемотехники.

В большинстве случаев изменение настройки громкости на оборудовании источника не меняет силу сигнала линейного выхода.

В отличие от линейного уровня, есть … те, которые используются для управления наушниками и динамиками. Сила различных сигналов не обязательно коррелирует с выходным напряжением устройства; это также зависит от выходного сопротивления источника, которое определяет величину тока, доступного для управления различными нагрузками.

(Я не эксперт, возьмите с собой крупицу соли и не стесняйтесь редактировать)

Я не пробовал ничего из этого — вам придется экспериментировать!

Как вы уже обнаружили, разные устройства имеют разные уровни вывода.

Это в дополнение к ответу PkP.

Источник

На что влияет сопротивление наушников

После интервью наибольшее количество вопросов было связано характеристикой сопротивления наушников. Рассмотрим, на что влияет характеристика и с чем ее едят. Для лучшего усвоения материала мы будем последовательно выпускать материалы, собирать вопросы и комментарии и двигаться дальше.

Прежде чем разобрать, на что и как влияет сопротивление наушников, разберемся, что это за заморская птица такая. И готовимся к тому, что здесь будут аж две формулы из стандартного школьного курса физики. Т.е. материал сложный и тяжелый.

Сопротивление наушников часто называют как импеданс или полным сопротивлением наушников.

С точки зрения терминов, где под сопротивлением подразумевается только активная (резистивная) часть, под импедансом (полным сопротивлением) подразумевается совокупность активного и реактивного сопротивления. Вспоминая школьный курс физики, мы знаем, что к реактивному сопротивлению относится емкость и индуктивность.

Конечное сопротивление наушников зависит от того, на какой частоте измерено сопротивление. На коробках часто приводят только активное сопротивление или изредка значение, полученное на частоте 1 кГц. К сожалению, редко указывают сопроводительные параметры и можно только гадать, какое значение импеданса у наушников на самом деле.

Если речь идет о динамических наушниках, то значения в виде 16, 24, 32 Ом и т.п. означают сопротивление лишь катушки индуктивности динамика и не учитывают сопротивление провода, пайки контактов и штекера. В реальности сопротивление наушников обычно на 1-3 Ом выше и немного различается между правым и левым каналом. Наиболее добросовестные производители честно указывают, что точность указанного сопротивления составляет 20 или 30% и это нормально (бурно возражает на это только маркетолог, никакие погрешности на коробке приводить нельзя – «правда» убивает продажи).

Низкоомные и высокоомные наушники

Наушники принято делить на низкоомные и высокоомные. Для внутриканальных и полноразмерных наушников граница разделения разная.

Для полноразмерных: никзкоомные наушники обладают сопротивление менее 100 Ом, а высокоомные выше 100 Ом.

Для внутриканальных: низкоомные не выше 32 Ом, выше 32 Ом – высокоомные.

Какой вид импеданса у разных наушников?

Внутриканальные наушники

Большинство внутриканальных динамических наушников обладают ровной кривой импеданса и значение в 16, 24 или 32 Ом не имеют отклонений для частот от 20 до 20 кГц.

На графике по горизонтали указаны частоты, от 20 Гц до 20 кГц. По вертикали – сопротивление (в логарифмическом масштабе).

Полноразмерные динамические наушники

У полноразмерных динамических наушников довольно часто можно встретить неравномерную кривую импеданса, с локальным подъемов в области низких частот и небольшим подъемом в области высоких частот.

Сопротивление может быть равно 32 Ом без учета реактивной части (условно, это 0 Гц, измеряется любым универсальным мультиметром), но на практике может быть вдвое выше на определенных частотах.

Неравномерность (подъемы) могут указывать как на резонансы, так и на конструктивные особенности излучателя в данном корпусе наушников. Так, при измерении сопротивления, частота и величина подъема может сильно меняться от того, лежат наушники свободно на столе, или одеты на манекен (в этом случае внутреннее пространство наушников задемпфировано).

У некоторых динамических наушников нет заметных резонансов или отклонений. Такая линия условна идеальна, но подбирать наушники таким путем не рекомендуется. В погоне за улучшением одной характеристики, приходится жертвовать другой.
Среди наушников топ-класса можно встретить кривые импеданса как с минимальными отклонениями, так и со значительными. Если у наушников виден узкополосной подъем (на графике выше это Grado GS1000), то усилитель стоит подбирать с низким выходным сопротивлением для лучшего контроля низких частот (как к слову сделано у фирменного усилителя Grado RA1).

Изодинамические (ортодинамические) наушники

Помимо динамических излучателей широкое распространение сейчас получает изодинамический тип излучателя (и его схожий тип — ортодинамический). У таких наушников всегда прямая линия импеданса. Изодинамические наушники сейчас выпускают: Abyss, Audez’e, HiFiMan, Oppo, Fostex. В советское время были наушники ТДС-5/м, ТДС-7, ТДС-15, ТДС-16 и ТДС-25. Сегодня для моделей ТДС-7 и ТДС-15 чаще всего делают моддинг.

Формально, это идеальная нагрузка для усилителя, однако в области ультравысоких частот (мегагерцы и гигагерцы) у некоторых моделей сопротивление снижается и стремится к нулю. Такое коварство на стандартном графике не увидеть и с некоторыми усилителями это может привести к некачественному режиму работы.

Внутриканальные арматурные наушники

Едва предсказуемо выглядит импеданс у внутриканальных наушников с арматурным излучателем. Для однодрайверных моделей есть общая черта — всегда существует локальный подъем в области верхних средних частот (в районе 1-3 кГц) и в области самых высоких частот. Благодаря подъему в области высоких частот, большинство однодрайверных арматурных моделей «звучат чисто» в области высоких частот, т.к. в этой области частот усилитель дает меньше искажений.

В низкочастотной области обычно типовое сопротивление в виде 8, 16, 24 или 32 Ом. Выше 500 Гц начинаются подъемы.
В случае, если указано сопротивление в 100 Ом на 1 кГц – то это не означает, что наушники высокоомные, их сопротивление может быть и всего 16 Ом по показаниям мультиметра (в области низких частот).

Гибридные и многодрайверные наушники

Нельзя предугадать кривую импеданса для многодрайверных и гибридных внутриканальных наушников. Кривая импеданса может быть какой угодно выше 500 Гц. Просадка сопротивления может спокойно доходить до 4 Ом при заявленных 100 Ом на 1 кГц.

Общие выводы

Сопротивление в реальности будет как на коробке, если наушники: Внутриканальные динамические или изодинамические
Сопротивление в реальности будет как на коробке и обладать неизвестными подъемами, если наушники: Динамические накладные и полноразмерные
Сопротивление в реальности НЕ будет как на коробке, если наушники: арматурные или гибридные

Зачем собственно это все знать? Иногда производители усилителей и плееров указывают, какое сопротивление наушников будет совместимо и на эту информацию полезно ориентироваться.

Если надо узнать реальное сопротивление у арматурных или гибридных наушников, то можно попробовать поискать результаты измерений в интернет. Методы измерения импеданса обычно дают единый результат и не зависят от ПО со стендом или измерительного комплекса.

На что влияет импеданс наушников?

Чувствительность наушников

Чувствительность наушников обычно приводится к мощности, что учитывает сразу две характеристики: подаваемое на наушники напряжение и ток. Это удобная конечная характеристика для теоретиков и крайне запутанная для практического применения конечными потребителями.
Для обычного потребителя логично представлять, что «чувствительность = громкость». С колонками это работает, т.к. всегда значение указывается сопротивлением колонки в виде 4 или 8 Ом, и аналогично указывается мощность усилителя. Запутаться сложно.

Но если для колонок всего два типовых сопротивлений в 4 и 8 Ом и у каждого усилителя приводится мощность под два типа сопротивления, то у наушников порядка 11 сопротивлений: 8,16,24,32,64,128,256,320, 608 и т.п.

В итоге потребитель берет в руки наушники с разным сопротивлением и наивно полагает, что по чувствительности он может что-то сравнить.

Чтобы связь «чувствительность = громкость» была применима к наушникам, чувствительность необходимо выражать к напряжению, а не мощности (как это делает Sennheiser). Но большинство производителей вообще не указывают, в каких единицах чувствительность приводится.

Именно по этому «все знают» — что высокоомные наушники тихие, а низкоомные наушники — громкие. И наивно полагают, что для высокоомных наушников нужен «мощный усилитель», а для низкоомных наушников хватит и вшивого смартфона. И хотя на деле все совсем не так, из-за крайне неудачных терминов из стандартов ГОСТ и AES сформировались отдельные «понятия», противоречащие законам физики, но на простонародном языке достаточно точно описывающими результат, вроде: «Для высокоомных наушников нужен мощный усилитель». Физически безграмотно, зато «всё всем понятно».

Затронем эту тему глубже (осторожно, переходим к формулам из школы, начинаем напрягать мозг!)

На выходе усилителя мы напрямую регулируем вовсе не мощность, а лишь уровень напряжения. В зависимости от сопротивления наушников получается уровень тока, потребляемый наушниками, что в свою очередь определяет итоговый уровень мощности.

Это очень важно понимать, т.к. не изменяя уровень напряжения на выходе усилителя, мы никак физически не можем отдельно увеличить уровень тока и тем самым увеличить уровень мощности.

U=I*R, где
U – напряжение на выходе усилителя, В
I – сила тока, А
R – сопротивление наушников, Ом

W=I*U, где
W – мощность на выходе усилителя, Вт
U – напряжение на выходе усилителя, В
I – сила тока, А

Если у вас мозги не вскипели от двух простых формул, можно двигаться дальше.

Отличным примером служат наушники Beyerdynamic серии DT 770 с разным сопротивлением, в 32, 80, 250 и 600 Ом (часть моделей снята с производства).

У всех наушников единая чувствительность в 96 дБ/мВт, что означает, что если мы подадим на наушники ровно 1 мВт, то уровень звукового давления будет равен 96 дБ SPL.

При 1 мВт для разных моделей нам надо подать разные соотношения напряжения и тока:

Сопротивление, Ом	32	80	250	600
Напряжение при 1 мВт, мВ	179	283	500	775
Ток при 1 мВт, мА	5,6	3,5	2	1,3

Т.е. низкоомной модели в 32 Ом требуется самое низкое напряжение, но самое высокое значение уровня тока.

Высокоомной модели наоборот нужно самое высокое напряжение, но низкий уровень тока.

Возвращаемся к тому, что на выходе усилителя мы выставляем уровень напряжения. У смартфонов это порядка 200-300 мВ. Физически видно ограничение по громкости для высокоомных наушников, что делает высокоомные наушники автоматически «тихими». И нам на деле не хватает не «мощности» усилителя, а банально напряжения.

А ведь если бы все производители указывали чувствительность к напряжению, то все было бы очень наглядно:

Сопротивление, Ом	32	80	250	600
Чувствительность, дБ/мВт	96	96	96	96
Чувствительность, дБ/В	111	107	102	98

Как видно из таблицы, разница в громкости между моделями с чувствительностью в 96 дБ/мВт для 32 и 600 Ом составляет 13 дБ.
По данным чувствительности к напряжению мы видим прямую связь с громкостью.

Основные выводы

Чувствительность надо смотреть не к мощности, а к напряжению. Только так можно сопоставить наушники по «громкости»
Чем ниже сопротивление, тем выше чувствительность наушников. Чем выше сопротивление, тем соответственно ниже чувствительность.

И теперь, когда мы видим, что при разном сопротивлении от усилителя требуются разные уровни напряжения и тока, можно перейти к другим зависимостям, на которые влияет сопротивление наушников.

Время работы плеера или смартфона

Чем выше сопротивление наушников – тем дольше будет работать плеер или смартфон без подзарядки, т.к. высокоомные наушники потребляют меньше тока (при условии, что наушники слушаются на «максимуме» независимо от итоговой фактической громкости).

Если у вас тихий смартфон – то реального выбора в наушниках с разными сопротивлениями нет, достаточная чувствительность будет только у низкоомных наушников.

Однако, если у вашего смартфона или плеера «мощный» выход (т.е. обеспечивающий уровень по напряжению выше 200-300 мВ), то можно выбирать между высокочувствительными низкоомными наушниками и менее чувствительными с более высоким сопротивлением. В этом случае при равной громкости на выходе, замена 16 Ом на 32 Ом уменьшит потребление тока на одну треть. На фоне потребления энергии процессором и прочих микросхем, смартфон или плеер возможно проработает конечно не на одну треть дольше, а на четверть или пятую часть. Например с плеером Colorfly C4 Pro время работы варьируется от 5 до 8 часов (5 часов с M-Audio IE40 с сильной просадкой в области высоких частот и 8 часов с высокоомными наушниками).

К «мощным» плеерам, таким как iHiFi или Hidisz, стоит подбирать наушники с большим сопротивлением, а проверять достаточность уровня громкости, в магазине «не отходя от кассы». В магазинах Soundpal все можно послушать и попробовать до покупки.

Возвращаясь к графикам с примерами сопротивлений:

Однодрайверные арматурные наушники в реальности обладают более высоким средним сопротивлением и с ними смартфон или плеер может дольше работать без подзарядки.
Многодрайверные наушники могут обладать наоборот меньшим средним сопротивлением и с ними смартфон или плеер может работать меньше по времени без подзарядки.

Качество звучания

«Все знают», что «высокоомные наушники звучат качественнее». Но в данном случае не наушники качественнее звучат, а усилитель отдает меньше тока и в итоге меньше искажений со стороны усилителя. Но это правило — не догма, если усилитель будет работать с уровнем напряжения, превышающего его штатный режим, то источником искажений будет перегрузка не по току, а по напряжению.

В этом и заключается большой секрет качества однодрайверных арматурных наушников (таких, как Grado GR8 и GR10, моделей Etymotic, старших Klipsh), где благодаря подъемам в области верхних средних и высоких частот получается качественное звучание с теми плеерами и телефонами, где полный ужас с низкоомными динамическими наушниками.

АЧХ наушников

Если усилитель не обладает нулевым сопротивлением, то итоговая АЧХ будет меняться в зависимости от кривой импеданса как наушников, так и усилителя. Подробно это рассмотрим в одном из следующих выпусков, тем более, что для этого требуется рассмотреть на что влияет полное выходное сопротивление (импеданс) усилителя.

Как измерить сопротивление наушников?

Для получения детального графика нужно специализированное ПО и стенд. Но для выяснения величины активного сопротивления (в области самых низких частот) достаточно бюджетного мультиметра, стоимостью от 200 руб.

Вполне нормально при покупке наушников проверить сопротивление правого и левого канала, расхождение не должно превышать 2-3 Ом между каналами в большинстве случаев.

Автор Кузнецов Роман romanrex

Источник