Импеданс наушников: что это такое и на что влияет?

Сложно сегодня найти человека, не пользующегося акустическими аксессуарами. Особенно сейчас, когда, чтобы послушать качественную музыку, достаточно просто воспользоваться смартфоном. Но мало кто разбирается в обилии технических показателей, прописанных на упаковке и в паспорте устройства. И тем более далеко не каждый понимает, что такое – электрический импеданс наушников, как и на что он влияет.

В данном случае речь идет об электрическом импедансе. С латинского языка название этого явления переводится, как «препятствовать». Простыми словами оно означает совокупность активного и реактивного (или реактанс) сопротивлений, от этого зависит уровень чувствительности наушников. Измеряется он в единицах Ом (в международной системе единиц обозначается как Ω), названных в честь ученого Георга Симона Ома. В соответствии с установленным им законом, одни и те же аудиоаксессуары на абсолютно разном оборудовании могут выдавать звук разной громкости и качества.

Импеданс акустических приборов влияет на ряд таких показателей.

• Чувствительность. Этот параметр определяет наивысший уровень громкости при подаче единицы мощности (1мВт) до тех пор, пока не появятся искажения. Низкое сопротивление дает высокую чувствительность и наоборот.
• Длительность работы. От значения сопротивления зависит и расход электроэнергии. Например, для смартфона оптимальным значением сопротивления является 32 Ом. Если взять уровень в 22 Ом, то батарея телефона будет расходоваться на звук (проигрывание файлов) – заряд кончится быстрее. То есть, чем выше сопротивление, тем дольше хватит энергии.
• Качество звучания. Этот показатель отвечает за такие определения, как объемность, прозрачность, яркость, холодность, естественность и т. д.
• АЧХ/ frequency response (амплитудно-частотная характеристика или частотный отклик системы) акустических приборов.

Диапазон значений импеданса для изделий варьируется от 8 до 600 Ом. А самые распространенные наушники имеют импеданс от 16 до 32 Ом. Также есть модели акустических устройств с показателем и в 64 Ом. Аудиоаксессуары бывают:

• высокоомные;
• низкоомные.

Их значения зависят от принципа работы наушников. Например, устройства с маленьким динамиком типа «вкладышей» со значением ниже 32 Ом считается низкоомными. А при показателе свыше 32 Ом считается высокоомными. Тогда как полноразмерные и накладные «уши» с низким показателем имеют сопротивление до 100 Ом. А девайсы с высоким параметром характеризуются импедансом свыше 100 Ом. Как именно реагирует частота сигнала на уровень сопротивления в разных приборах, наглядно показывает кривая импеданса. Это график изменения данного значения, зависящего от режима работы.

У проводных и беспроводных аудиоаксессуаров типа традиционных вкладышей или «затычек» кривая импеданса представляет собой ровную горизонтальную линию. Она характеризуется отсутствием каких-либо значительных отклонений в диапазоне от 16 до 32 Ом и в отрезке частот звуковых колебаний, слышимых для человеческого уха – от 20 Гц до 20 кГц.

Большинство гарнитуры такого вида имеет неравномерную кривую, которая характеризуется большим взлетом при проигрывании на низких частотах и слабым подъемом на высоких. Это говорит о том, что иногда стандартный импеданс в 32 Ом в реальности может отличаться от заявленного.

Аудиоаксессуары с уравновешенным якорем (арматурные) – это миниатюрные девайсы. А для звука нужен объем, поэтому недостаток площади здесь компенсируется установкой дополнительных драйверов-излучателей. Таким образом, они могут быть одно-, двух- и пятидрайверными.

В изодинамических аудиоаксессуарах с планарным излучателем кривая импеданса характеризуется прямой горизонтальной линией. При выборе таких устройств нужно помнить про их низкую чувствительность, хотя на высоких частотах возможны отклонения.

Показатель импеданса наушников зависит от того, в сочетании с каким оборудованием будут работать эти акустические девайсы. Например, для обычных стационарных устройств подходят аудиоаксессуары с рекомендуемым сопротивлением в 120-150 Ом. А для телефона, планшета и плеера подойдут значения намного меньше, всего 16-40 Ом.

Для компьютера, музыкальной системы нужны полноразмерные высокоомные наушники с сопротивлением до 120 Ом. Это приборы с выходным напряжением больше 4 В. Такое большое значение могут выдавать только стационарные аппараты, подключенные к электросети. Поэтому для связки с ними следует подбирать аксессуары с соответствующим импедансом.

При высоком выходном напряжении (больше 200 мВ) лучше подобрать «уши» с низкой чувствительностью, с уровнем сопротивления от 32 Ом. Они меньше тратят электроэнергию. Для успешного функционирования высокоомных аудиоаксессуаров требуется специальный усилитель звука.

В устройствах небольших размеров выходное напряжение в основном не превышает 1 В, поэтому и импеданс в наушниках не должен быть высоким. В противном случае звук станет тише. По такому же принципу можно определить, какой импеданс нужен для смартфона. Согласовать аудиоаксессуары с источником может помочь правило 1/8. Оно предполагает, что уровень сопротивления источника на выходе должен быть в 8 раз меньше импеданса в наушниках. Например 2 Ом к 16 Ом.

Но если нет возможности рассчитать, следует запомнить следующее.

• Низкоомные «уши» дают большую громкость, но снижают время автономной работы устройства. Они подходят для портативных устройств.
• Высокоомные гаджеты будут звучать тише, но более экономно расходовать батарею. Их лучше использовать в сочетании со стационарным оборудованием.

Здесь стоит решить для себя, что в приоритете – желание наслаждаться звуком на большой громкости или экономно расходовать заряд. Для выбора подходящих наушников нужно учитывать наивысший уровень напряжения, от которого зависит выходная мощность устройства (закон Ома). То есть при увеличении громкости напряжение на выходе будет расти, и ток будет расходоваться в зависимости от сопротивления нагрузки. Согласно этой формуле можно сделать расчет. Чтобы узнать, какой импеданс требуется для устройства, можно попробовать найти оптимальный показатель вслепую. Нужно просто послушать звучание на средних параметрах и подвинуть значения Ом в нужную сторону.

Понимание такого технического показателя, как сопротивление поможет упростить выбор подходящих наушников и насладиться качественным звучанием.

• Bowers&Wilkins P7.1– это низкоомные наушники со стандартным диапазоном звуковых частот. Тщательно продуманные динамики четко передают каждую ноту. Согласно отзывам покупателей, аксессуары имеют только один недостаток – высокую цену. Но высокое качество прибора соответствует своей стоимости. Это идеальные гаджеты для использования вместе с iPhone. Показатели модели: Frequency Response – 10 Hz 20 kHz; Impedance – 22 OHM; SPL – 111 dB (+/- 3 dB).
• Focal Spirit One – основной конкурент предыдущих аксессуаров. При наличии телефона с малой мощностью потребуется усилитель для громкости. В остальных случаях полностью раскрывает свой потенциал. Характеризуется естественным звучанием, хорошей звукоизоляцией и достаточной чувствительностью. Совместим с плеерами, iPhone. Характеристика прибора: Frequency Response – 40 Hz 15 kHz; Impedance – 36 OHM; SPL – 116 dB (+/- 3 dB).
• Audio-Technica ATH-CKR10 – акустические девайсы с хорошим диапазоном воспроизведения и достаточным уровнем звукоизоляции. Несмотря на категорию «вкладыши», по некоторым характеристикам они намного превосходят некоторые модели полноразмерных мониторных устройств. На смартфоне желательно слушать через усилитель. Техническая характеристика: Frequency Response – 5 Hz 40 kHz; Impedance составляет 32 OHM; SPL – 102 dB (+/- 3 dB).
• Beyerdynamic DR 990 Pro – высокоомные акустические устройства, которые подходят скорее для профессионального использования. Имеют превосходное чистое качество звучания. К сожалению, из-за большого значения импеданса они не совместимы с малопортативной техникой, в том числе и с iPhone. Для них требуется отдельный усилитель или аудио-плеер с мощной звуковой картой. Имеет следующие технические показатели: Frequency Response – 5 Hz 35 kHz; Impedance – 250 OHM; SPL – 96 dB (+/- 3 dB).
• Denon AH-D7100 – низкоомные наушники закрытого типа. С телефона Samsung выдают детальный, четкий, прозрачный звук. В сочетании с гаджетами Apple работает достаточно громко, но для полного раскрытия их возможностей желателен качественный источник с соответствующим усилителем. Характеристика модели: Frequency Response – 100 Hz 10 kHz; Impedance – 30 OHM; SPL – 112 dB (+/- 3 dB).
• Final Audio Design Adagio II Indigo – портативные внутриканальные устройства с одним драйвером. Легкие ретро-аксессуары предпочитают любители баса. Обладают достаточной громкостью и отлично передают все нюансы музыки в сочетании с телефоном и с iPhone. Если потребуется усилитель громкости, то он нужен не для громкости, а для получения низкого уровня искажений. Аксессуары имеют сопротивление 18 Ом; диапазон воспроизводимых частот: 40 Hz 15 kHz; уровень громкости: 127 dB (+/- 3 dB).
• Ultrasone IQ – внутриканальные многодрайверные наушники гибридного типа. Они используют два разных типа излучателя (динамический для низкочастотного диапазона и арматурный для высокочастотного). Сочетают в себе достоинства динамических и арматурных акустических устройств. Прекрасно совместим как с iPhone, так и с Android. Характеристика: Frequency Response – 40 Hz 15 kHz; Impedance – 19 OHM; SPL – 129 dB (+/- 3 dB).

О том, как правильно выбрать наушники для плеера, смартфона или ПК, смотрите в следующем видео.