Содержание:
Нужен ли отдельный усилитель для наушников? Этот вопрос мучаем многих начинающих любителей High-End звука, и, наверное, вас. Если зайти на форумы, посвящённые наушникам, то многие завсегдатаи будут настаивать на том, что усилитель для наушников жизненно необходим, что звук с ним всегда становится лучше, и более того, нужен не только усилитель, но и отдельный ЦАП для достижения наилучшего качества звучания.
Но на практике, когда дело касается бытовых наушников, пусть и дорогих, усилитель, скорее всего, вам не понадобится.
Усилитель нужен тогда, и только тогда, когда исходящая мощность источника звука меньше, чем рекомендуемая для конкретной модели наушников.
То, что нужно знать о параметрах наушников для определения необходимости в усилители
У вас есть наушники, которые вы недавно купили, или давно, но вы хотите убедится, что вам не нужен усилитель. Подключите их к тому источнику, который обычно используете, теперь начните понемногу увеличивать громкость воспроизведения музыки. Если вам ещё далеко до 100%, но уже становится слишком громко, чтобы продолжать длительное прослушивание музыки, поздравляю, усилитель вам не нужен.
Работа усилителя заключается в том, чтобы дать достаточно мощности наушникам, чтобы они вышли на проектную мощность своей работы, т.е. обеспечивали расчётную и достаточную громкость.
Но если вы значительно увеличили громкость, а её уровень всё ещё не достиг того, что вам тяжело слушать музыку, значит, боюсь, вам нужен отдельный усилитель.
Есть три причины того, что наушники не выдают высокий уровень громкости:
- У вас повреждён слух и даже громкий звук кажется вам нормальным
- Ваши наушники сломаны
- Источник звука не обеспечивает достаточной мощности, чтобы наушники зазвучали в полную силу
Первая проблема не устранима, на сегодня нет медицинских способов вернуть слух, это грустно, но раз мы не можем помочь, то пропустим этот пункт.
Второй пункт, конечно, тоже останется без нашего внимания, вам нужно либо отремонтировать, либо купить новые наушники.
А вот третий пункт – наша тема и именно про усилитель мы поговорим ниже.
Теперь ещё немного скуки, однако, она необходима. Найдите технические спецификации вашей модели наушников, а конкретнее нас интересует два параметра: сопротивление и чувствительность.
Сопротивление покажет нам какие внутреннее сопротивление имеют наушники, т.е. к какому сопротивлению должен быть приспособлен посылать сигнал источник звука.
Чувствительность нам покажет какую громкость способны развить наушники, если на них подать сигнал мощностью 1 милливатт.
Эти значения нам нужны для того, чтобы понять какой усилитель полностью удовлетворит требования наушников, а какой будет слабоват для них.
В интернете есть несколько калькуляторов, которые, если использовать эти два значения, смогут подсчитать мощность, которой должен обладать усилитель для того, чтобы раскрыть весь потенциал ваших наушников.
Могу порекомендовать калькулятор Digizoid, он наглядный и простой, правда, на английском языке.
Электричество и водопровод
Для того, чтобы наушники работали так, как нужно, они должны в каждый момент времени получать достаточный электрический сигнал. Если сигнал будет недостаточным, наушники будут продолжать работать, но с заметным искажением звука.
Для того, чтобы на простом примере объяснить, как это работает представьте водопроводную трубу, где вольтаж будем представлять, как давление воды, а сопротивление как диаметр трубы. Эта аналогия, конечно, не абсолютно точная, но для первоначального представления подойдёт хорошо.
Итак, вам надо прокачать определённое количество воды по трубе, для этого нужно, чтобы либо у трубы был больший диаметр при неизменном давлении, либо более высокое давление при неизменном диаметре. Точно также происходит с наушниками.
Но только в случае с наушниками ток должен быть постоянно, в каждый момент времени для того, чтобы точно управлять движением драйвера. Воду можно подождать, пока она наберется нужного количества, а электричество ждать нельзя, иначе начнутся заметные искажения в звуке.
Именно для этого нужен усилитель, он, используя собственный источник энергии (в нашей аналогии это резервуар) помогает достичь электрическому сигналу необходимых параметров, чтобы в должной мере обеспечить их питанием для нормальной работы.
Немного математики
Вы знаете, что такое децибел (dB)? Ничего страшного, если не знаете. Децибел – это единица измерения громкости. Важно тут понять, что шкала измерения громкости не алгоритмическая, а логарифмическая. Это значит, что увеличение громкости на 10 dB требует 10-ти кратного увеличения мощности подаваемого сигнала. Например, громкость в 100 dB требует в 10 раз больше мощности сигнала, чем громкость в 90 dB и в 100 раз больше, чем громкость 80 dB.
Наш орган слуха воспринимает громкость чуть иначе, так увеличение громкости на 10 dB мы воспринимаем как в 2 раза более громкий звук. Например, громкость в 70 dB для нас звучит в 2 раза громче, чем 60 dB и в 4 раза громче, чем 50 dB. Это непривычно, но, если задаться целью, вы быстро освоитесь с логарифмической шкалой.
Для вычислений можно выбрать базовой громкостью значение 85 dB, потому что это довольно громко, но при этом недостаточно громко, чтобы было возможно повредить слух краткосрочным прослушиванием звука с такой громкостью.
Чуть выше я предложил вам узнать значение чувствительности ваших наушников и это н случайно. Это значение покажет нам как громко будут звучать наушники если подать на них сигнал мощностью один милливат.
Обычно, если мы говорим о наушниках, которые предназначены для прослушивания музыки, это значение довольно громкое и слушать на таком уровне музыку я не советую, т.к. можно безвозвратно повредить слух. Но это значение поможет нам произвести необходимые подсчёты для того, чтобы понять нужен нам усилитель или нет.
Для вычислений будем использовать закон Ома.
Для того, чтобы увеличить громкость на 10 dB нам нужно подать на наушники в 10 раз более мощный сигнал. Верно и обратное, чтобы уменьшить уровень громкости, нам нужно уменьшить мощность сигнала в 10 раз.
Но как сюда вписывается напряжение?
Для расчётов будем использовать следующую формулу: Voltage(Vrms)=√[Power in Watts*Impedance]
И не забудьте, что все расчёты для наушников ведутся в милливаттах, поэтому не забудьте разделить указанную мощность на 1000 перед вычислениями.
Хорошо, теперь давайте разберём пару примеров, чтобы вам было более понятно, как происходит расчёт.
Наушники 1. Имеют сопротивление 300 Ом и чувствительность 85dB/mW. Это значит, что для того, чтобы звучать на уровне 85 dB нужно подать ток мощностью 1mW с напряжением 0.55Vrms. Однако, чтобы увеличить громкость на 10 dB нам уже понадобиться сигнал с параметрами 10 mW и 1,73 Vrms. Это достаточно высокие параметры и обычный телефон с этим никак не справится. В этом случае отдельный усилитель нам необходим.
Наушники 2. Имеют сопротивление 32 Ом и чувствительность 105dB/mW. Для того, чтобы они достигли уровня громкости 85 dB нужен сигнал с параметрами 0.01mW и 0.02Vrms, что легко достижимо силами обычного телефона. Поэтому таким наушникам отдельный усилитель не нужен, они могут звучать с максимальной громкостью даже будучи подключенными к обычному телефону.
Заключение
Как мы убедились выше, скорее всего, вам не понадобится отдельный усилитель для наушников по причине того, что очень малое число моделей в нём нуждаются. Из-за стремительного распространения смартфонов и стриминговых сервисов подавляющее большинство современных популярных наушников имеют такие параметры, которые позволяют им нормально работать при подключении к любому современному телефону.
Конечно, есть модели, которые требуют отдельный усилитель, но эти наушники надо выбирать специально, я сильно сомневаюсь, что вы придёте в ближайший магазин и купите их по ошибке.