Что такое омы в акустике

Hi-Fi и High-End техника или энциклопедия звука и видео

ЗВУКОМАНИЯ

Hi-Fi и High-End техника или энциклопедия звука и видео

Всё про сопротивление акустики — Ом, импеданс и прочее

Всё про сопротивление акустики — Ом, импеданс и прочее

Bowers & Wilkins DM305

Сопротивление акустики, а именно импеданса — это одна из любимых тем в непонимающих головах начинающих меломанов, кстати эту тему чайники на звуковых форумах любят использовать, чтобы запугивать бедных ничего не подозревающих новичков…

Но — это действительно очень просто.

Итак, давайте попробуем понять концепцию согласования импеданса / сопротивления в акустике и усилителях — в двух словах, насколько это возможно.

Что такое сопротивление акустики?

Сопротивление электрической цепи относится к тому, насколько трудно передать электрический сигнал через нее.

Чем больше сопротивление акустики, тем сложнее отправить сигнал.

Также почитайте эту статью —> Почему усилители имеют различные номинальные мощности при разном сопротивлении «Ом»?

а также —> Сколько мощности усилителя и мощности акустики мне надо

Какая разница между сопротивлением колонок и импедансом?

Простой ответ что такое сопротивление акустики (для простаков, которые не слишком заботятся о мельчайших деталях), заключается в том, что сопротивление и импеданс — это, по сути, одно и то же, то есть они оба являются мерой того, насколько трудно посылать электрический сигнал по цепи.

Сопротивление — это термин, используемый в цепи, в которой используется постоянный ток (DC). Полное сопротивление — это термин, используемый в цепи, в которой используется переменный ток (AC).

Синусоидальная волна

Усилитель посылает переменный ток на акустику — поэтому мы должны использовать термин импеданс при работе с колонками. Основное отличие состоит в том, что импеданс будет варьироваться в зависимости от частоты (именно поэтому вы можете видеть, что некоторые колонки указаны в диапазоне импеданса — поскольку импеданс будет меняться в зависимости от частоты аудиосигнала).

Сопротивление и импеданс измеряются в Омах — и могут быть записаны с помощью небольшого волнистого символа омега, как этот — Ω

А как насчет тока и напряжения?

Усилитель посылает аудиосигнал на колонки в виде электрического тока (переменного тока) — этот ток измеряется в амперах. Ток «проталкивается» на динамик напряжением.

Закон Ома гласит: ток = напряжение ÷ сопротивление

Поэтому, если сопротивление снижается, то должно увеличиваться либо напряжение, либо ток (обычно ток). В любом случае, это увеличивает нагрузку на источник питания усилителя.

Например, если вы отсоедините громкоговорители на 8 Ом от усилителя и подключите акустику на 4 Ом, то сопротивление уменьшится.

силовой кабель Фуракава + Ояде штекера

Меньшее сопротивление позволяет протекать большему току, и, следовательно, усилитель будет доставлять больше мощности к колонкам (току или напряжению) — что, возможно, не предназначено для этого.

Что именно импеданс сделал с моей акустикой?

Все колонки имеют импеданс. Это полное сопротивление зависит от размера и конструкции колонок, поэтому очень важно помнить, что акустика может иметь другое сопротивление, чем другая пара колонок.

Акустика предназначенная для использования в домашних условиях, обычно рассчитана на 4, 6 или 8 Ом, хотя более специализированные модели могут выходить за пределы этого диапазона.

Если вы покупаете новые колонки домашнего кинотеатра, то вы должны проверить их номинальное сопротивление.

Импеданс обычно указывается как номинальное значение. Это означает, что это среднее значение, и фактическое сопротивление со временем будет выше или ниже этого среднего значения.

Колонки с четырьмя омами имеют более низкое среднее сопротивление, чем колонки с сопротивлением 8 Ом, и поэтому потребляют больше тока.

Преимущество громкоговорителей на 4 Ом заключается в том, что увеличение тока означает, что их можно легко использовать на большей громкости.

Или, другими словами, для того, чтобы 4-омные колонки достигли того же уровня звукового давления (SPL), что и 8-омные колонки, требуется меньше напряжения. Это может быть хорошо, если у вас усилитель с недостаточной мощностью, но не так хорошо, если вы включите его слишком громко.

Ваш усилитель должен быть в состоянии справиться с этим низким сопротивлением.

Сопоставление импеданса акустики и усилителей

Как указывалось ранее, усилитель не имеет выходного сопротивления, Но акустика имеет сопротивление.

Следовательно, полное сопротивление усилителя, относится к оптимальному сопротивлению акустики, на которое он рассчитан.

Вы можете подключить акустику любого сопротивления к усилителю, и они будут работать.

Однако, если усилитель не предназначен для управления акустикой с более низким импедансом (например, 4 Ом), усилитель может перегреться, если вы увеличите громкость очень сильно. Это связано с тем, что он потребляет больше тока, чем предусмотрено источником питания.

В этот момент усилитель отключится, прежде чем он нанесет слишком большой ущерб.

Поэтому, если возможно, то вы должны попытаться согласовать импеданс ваших колонок с импедансом, на который рассчитан усилитель. Тогда у вас не должно быть никаких проблем.

Акустика Онкен

Совет. Вы там не очень-то балуйтесь с регулятором громкости!

В характеристике усилителя нужно обратить внимание на диапазон импеданса (если он есть).

Диапазон сопротивления акустики

Если он показывает 4-8 Ом, то это означает, что усилитель рассчитан на работу с акустикой 4, 6 или 8 Ом.

Если в характеристиках 6-8 Ом, то вы все равно можете подключить к нему 4-омные колонки, и он будет работать. Но если вам повернуть регулятор громкости слишком далеко, чтобы получить мощный звук в вашей комнате, то вы рискуете перегрузить источник питания, и усилитель отключится.

Проблема в том, что ваши колонки могут быть повреждены до того, как усилитель отключится.

Важно помнить, что если вы хотите громкоговорители с низким сопротивлением (4 Ом), то вам нужно убедиться, что ваш усилитель / ресивер сможет легко их раскачать и ими управлять.

Если для усилителя / ресивера не указан диапазон полного сопротивления, то вы можете получить хорошее представление из приведенной номинальной мощности.

акустика Panasonic SB PF 310 + ламповый усилитель

Если номинальная мощность рассчитана на импеданс 8 Ом — тогда вы должны быть уверены, что он будет работать с акустикой на 8 Ом.

Точно так же, если есть другое значение, указанное в 6 Ом, то он также должно нормально работать с акустикой на 6 Ом.

Акустика при другом сопротивлении

Если вы не уверены, может быть, стоит сначала перепроверить у продавца или производителя.

Суть в том, что большинство современных усилителей и ресиверов будут работать с акустикой 8 Ом и, 6 Ом без проблем. Усилитель также может успешно работать с громкоговорителями на 4 Ом, если вы не включите их слишком громко.

Если вы планируете использовать сопротивление акустики ниже 6 Ом, то вы можете проверить их еще раз.

Должен ли я изменить настройку импеданса в моём усилителе или AV-ресивере?

На большинстве современных AV-ресиверов в меню настройки есть настройка, позволяющая сообщать ресиверу импеданс подключенных к нему акустики. В некоторых случаях это может быть физический переключатель на задней панели устройства.

Quadral KX 120 II задняя панель

Если вы прочитаете руководство к АС, то вам будет предложено изменить настройку в зависимости от импеданса подключенных вами колонок. Таким образом, если у вас есть громкоговорители с номиналом 4 Ом, вы должны изменить настройку на 4 Ом.

Этот параметр иногда называют высоким и низким импедансом.

акустика-на динамиках 4А28 TQWT

Теория заключается в том, что это обеспечит правильную подачу на вашу акустику от усилителя. По умолчанию обычно устанавливается 8 Ом.

Теперь вы можете следовать этим рекомендациям, если хотите. Но в большинстве случаев вы должны оставить настройку сопротивления по умолчанию 8 Ом независимо от импеданса колонок, которые вы используете.

В реальных ситуациях, когда вы прослушиваете музыку или кино, то у вас будет достаточно, особенно, если вы используете активный сабвуфер и, следовательно, направляете низкие частоты в сторону от основных колонок.

Эта опция существует для того, чтобы производитель мог получить официальную оценку устройства для акустики с более низким импедансом. Таким образом, они могут поместить это в руководство и маркировать это на внешней стороне коробки.

Однако, если вы измените этот параметр, то это снизит производительность/качество звука вашего усилителя. Это снизит выходное напряжение и, следовательно, уменьшит ток, передаваемый на ваши колонки. Проще говоря, это уменьшит количество доступной мощности и с большей вероятностью отправит искаженные сигналы на вашу акустику. Эти обрезанные сигналы могут повредить вашим динамикам.

XRCD2 почитайте обязательно

Помните, что я сказал ранее. Заявленное сопротивление любого динамика является номинальным значением в среднем.

В любой момент времени фактическое сопротивление акустики будет выше и ниже его номинального сопротивления в зависимости от частоты, которую он получает.

Просто будьте осторожны с регулятором громкости на усилителе, и все будет в порядке.

ИТОГИ. Итак, как мы видим, после прохождения этого урока физики для чайников, как только мы посмотрим на детали согласования импеданса акустики и усилителя, мы увидим, что не так уж много и нужно знать — но это то, что нам нужно знать.

Ламповый предусилитель СССР Прибой 101

В наши дни большинство современных усилителей / ресиверов вполне могут управлять практически любыми колонками, поэтому в большинстве случаев вы можете полностью игнорировать эту проблему.

Тем не менее, если вы покупаете колонки с низким импедансом (4 или 2 Ом) — или специализированные модели с необычным импедансом — тогда вы можете еще раз проверить, что ваш усилитель справится с этим нормально. Однако даже в этом случае это может стать проблемой только в том случае, если вы собираетесь использовать усилитель на большой громкости в течение довольно длительного времени.

Также почитайте эту статью —> Почему усилители имеют различные номинальные мощности при разном сопротивлении «Ом»?

Я надеюсь, что эта статья « Всё про сопротивление акустики — Ом и импеданс и прочее » немного помогла. Пожалуйста, оставляйте комментарии ниже, чтобы я мог вернуться к вам. Не бойтесь меня и добавляйтесь в ВК, Ютуб

Если вы хотите узнать больше об этой теме, и быть в курсе, пожалуйста, подпишитесь на наш сайт.

Не забывайте сохранять нас в закладках! (CTRL+SHiFT+D) Подписывайтесь, комментируйте, делитесь в соц.сетях. Желаю удачи в поиске своего звука!

На нашем сайте Звукомания есть полезная информация по звуку и видео, которая пригодится для каждого, причем на каждый день, мы обновляем сайт «Звукомания» постоянно и стараемся искать и писать только отличную, проверенную и нужную информацию.

Вам нужен хороший фонокорректор, новый ламповый усилитель или отличный ЦАП, плеер, наушники, АС или другую звуковую технику, (усилитель, ресивер и т.д.) то пишите в ВК, помогу выгодно и с гарантией приобрести хорошую звуковую технику…

Если вы являетесь производителем, рекламодателем, импортером, дистрибьютором или агентом в области качественного воспроизведения звука и хотели бы связаться с нами, пожалуйста, пишите в ВК или ОК или ИНСТА или по эл. почте: anl555@bk.ru

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

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:

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:

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

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.

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.

Источник