Impedanz von Kopfhörern und Empfindlichkeit: Was ist das?

Die Impedanz und die Empfindlichkeit sind zwei der wichtigsten Parameter, die in den technischen Daten von Kopfhörern zu finden sind, egal ob sie im Studio oder im audiophilen Kontext verwendet werden.

So haben Sie wahrscheinlich schon gesehen, dass ein Kopfhörer wie dieses sehr bekannte Modell “eine Impedanz von 80 Ohm” hatte oder dass ein anderer “eine Empfindlichkeit von 105 dB SPL/mW” hatte.

Doch obwohl sie entscheidend sind, um zu verstehen, ob ein bestimmter Kopfhörer ein qualitativ hochwertiges (und vor allem ausreichend lautes) Audiosignal liefert, wenn er an Ihren Kopfhörerverstärker oder Ihr Audio-Interface angeschlossen wird, werden diese beiden Zahlen oft besonders missverstanden…

…insbesondere, weil sie oft schlecht erklärt werden.

Da ich bemerkt habe, dass viele von Ihnen mir die Frage zur Kompatibilität verschiedener Kopfhörer mit Ihrer Hardware gestellt haben, insbesondere bezüglich der Impedanz, habe ich beschlossen, Ihnen eine umfassende Akte zu diesem Thema zu erstellen.

Also, sollte man einen Kopfhörer mit 32 Ohm? Mit 80 Ohm? Mit 250 Ohm?

Wird der Kopfhörer Ihrer Wahl gut mit Ihrem Audio-Interface, Focusrite Scarlett oder anderem, funktionieren? Mit Ihrem DAC?

Nun, Sie werden die Antwort in diesem Artikel finden – oder zumindest eine maximale Anzahl von Elementen, die Ihnen helfen werden, besser zu verstehen, wie das alles funktioniert.

(und Sie werden sehen, die Hersteller von Geräten sagen uns nicht immer alles, was die Sache ein wenig komplizierter macht…)

Kurz gesagt, der folgende Artikel wird in vier große Teile unterteilt:

1. Kopfhörer & Impedanz: die schnelle Antwort
2. Die Impedanz, eine entscheidende Wahl
3. Die Empfindlichkeit des Kopfhörers, der andere Wert, den man kennen sollte
4. FAQ zur Impedanz und Empfindlichkeit von Kopfhörern

Hinweis: Im Allgemeinen werden viele meiner Kommentare in diesem Artikel auf die Verwendung im Studio / Home-Studio ausgerichtet sein.

Das ist normal, das ist das Thema der Seite 🙂

Dennoch werden die technischen Erklärungen und die Logik insgesamt auch dann zutreffen, wenn Sie einen audiophilen Kopfhörer, einen Gaming-Kopfhörer oder beispielsweise einen Freizeitkopfhörer zum Musikhören im Zug kaufen möchten.

Kopfhörer & Impedanz: die schnelle Antwort

Wenn Sie nur eine schnelle Antwort suchen, um zu wissen, ob Sie einen Kopfhörer mit niedriger oder hoher Impedanz wählen sollten, dann sollte die folgende Tabelle Sie in die richtige Richtung leiten, obwohl sie extrem vereinfacht ist:

Beachten Sie, dass dies nur Richtlinien sind, aber wenn Sie bekannte und bewährte Kopfhörermodelle auswählen und sich auf diese Informationen stützen, sollte alles gut gehen.

Wenn Sie jedoch (und ich empfehle es Ihnen) etwas mehr Informationen wünschen, lade ich Sie ein, weiterzulesen… 🙂

Die Impedanz, eine entscheidende Wahl

Im (Home) Studio-Kontext ist die Impedanz für mich das erste Kriterium, das bei der Wahl eines Kopfhörers berücksichtigt werden sollte, da die üblichen Studio-Kopfhörer in Bezug auf die Empfindlichkeit recht gut platziert sind.

Das Problem, konkret

Wenn Sie einen Kopfhörer kaufen, haben Sie die Wahl zwischen verschiedenen Modellen, die alle unterschiedliche Impedanzen aufweisen.

Oder sogar, dass ein und dasselbe Modell mehrere mögliche Impedanzen haben kann.

Um die Sache komplizierter zu machen, oder? 😀

Das ist der Fall beim berühmten Beyerdynamic DT 770, der in Versionen von 32 Ohm, 80 Ohm und 250 Ohm erhältlich ist.

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Aber welches sollte man kaufen?

Welche Impedanz sollte man wählen?

Wir stehen eindeutig vor einem wichtigen Problem, insbesondere da eine falsche Wahl sich negativ auf das auswirken kann, was Sie hören, sobald die Kopfhörer angeschlossen sind.

Es ist also besser, keinen Fehler zu machen.

Was ist Impedanz?

Schauen wir uns zunächst die Definition an, die Wikipedia uns zu diesem physikalischen Parameter gibt:

Die elektrische Impedanz misst den Widerstand eines elektrischen Kreises gegen den Fluss eines sinusförmigen Wechselstroms. Die Definition der Impedanz ist eine Verallgemeinerung des Ohmschen Gesetzes für Wechselstrom.

Wikipedia

Gut.

Das hilft uns nicht viel weiter.

Es beantwortet nicht wirklich die Frage: “Was ist die Impedanz eines Kopfhörers?”.

Tatsächlich ist das wichtige Wort in dem obigen Zitat “Widerstand”.

Die Impedanz des Kopfhörers (manchmal sieht man den Begriff “nominelle Impedanz”), entspricht typischerweise der Art und Weise, wie er dem Fluss des Stroms im Schaltkreis widersteht.

Man könnte fast von Widerstand gegen den Fluss des Stroms sprechen, aber es handelt sich um einen anderen, sehr spezifischen Begriff der Elektronik, der etwas anderes bedeutet.

Um es zu vereinfachen, könnte man sagen, dass:

• Wenn die Impedanz des Kopfhörers hoch ist, wird er mehr Widerstand gegen den Fluss des Stroms leisten;
• Wenn die Impedanz des Kopfhörers niedrig ist, wird er den Strom leichter fließen lassen.

Schließlich sollte man wissen, dass diese Impedanz in Ohm (Ω) gemessen wird und oft durch den Buchstaben Z dargestellt wird.

Hinweis: Obwohl dieser Artikel hauptsächlich den Begriff “Kopfhörer” verwendet, wenn Sie Fragen zur Impedanz von Kopfhörern haben, ist das Thema im Wesentlichen dasselbe – Sie können also weiterlesen.

Die Impedanz von Kopfhörern, ein variabler Wert

Die Tatsache ist, dass alle Kopfhörer unterschiedliche Impedanzwerte haben, die man leicht auf den Websites der Hersteller, in den technischen Datenblättern der Kopfhörer oder manchmal direkt auf den Kopfhörern selbst finden kann.

Impedanzkategorien

Im Allgemeinen haben Kopfhörer eine Impedanz von 16 Ohm bis 600 Ohm – mit anderen Worten, ein sehr breites Spektrum.

Im Gegensatz dazu haben handelsübliche Lautsprecher standardisierte Impedanzwerte von 4 oder 8 Ohm.

Obwohl es keine offizielle Klassifizierung gibt, könnte man die Kopfhörer mehr oder weniger in verschiedene Kategorien basierend auf ihrer Impedanz einteilen:

• 16 – 32 Ohm – Kopfhörer & Consumer-Headsets, eher für mobile / tragbare Nutzung gedacht
• 32 – 100 Ohm – Studio-Kopfhörer, HiFi-Kopfhörer
• > 100 Ohm – Audiophile / professionelle Kopfhörer
• > 1000 Ohm – spezielle Kopfhörer, insbesondere in der Rundfunktechnik verwendet

In der Praxis sind diese Kategorien sehr durchlässig.

Zum Beispiel werden viele Kopfhörer mit weniger als 100 Ohm in professionellen Studio-Umgebungen verwendet.

Oder es ist völlig möglich, seinen DT770 Pro mit einer Impedanz von 80 Ohm im Transport zu verwenden, angeschlossen an ein Mobiltelefon…

Das gesagt, für mich liegt eine ziemlich wichtige Grenze bei etwa 100 Ohm, da man darunter Kopfhörer findet, die man relativ einfach an verschiedene Geräte anschließen kann, und natürlich alles, was Kopfhörer betrifft – während man über 100 Ohm beginnt, Kopfhörer zu haben, die ich als etwas spezialisierter bezeichnen würde, da es ohne das geeignete Equipment kompliziert sein kann, sie richtig zu betreiben.

Beachten Sie, dass in einigen Fällen ein und derselbe Kopfhörer in mehreren Modellen mit unterschiedlichen Impedanzen erhältlich sein kann.

Das ist typischerweise der Fall bei den DT-770 Pro der deutschen Marke Beyerdynamic, die in Versionen von 32, 80 und 250 Ohm erhältlich sind.

Warum haben alle Kopfhörer eine unterschiedliche Impedanz?

Die Impedanz eines Kopfhörers hängt von dessen Konstruktion ab, insbesondere von der Gestaltung der Kupferspulen, die sich an jedem Ohr befinden.

Die Länge des Kupferdrahts, seine Form, seine Dicke, die Anzahl der Windungen, die zur Bildung der Spule gemacht werden – all diese Parameter spielen eine Rolle bei der Bestimmung der Impedanz des Kopfhörers.

In den 60er bis 80er Jahren, also vor dem Aufkommen tragbarer Audiogeräte, hatten Kopfhörer eine hohe Impedanz – insbesondere um die Kopplung mit Stereoanlagen zu erleichtern, die eine hohe Ausgangsimpedanz hatten (wir werden später noch auf das Konzept der Ausgangsimpedanz zurückkommen).

1996 wurde die Norm IEC 61938 festgelegt, die eine Ausgangsimpedanz von 120 Ohm empfahl und zudem angab, dass diese Ausgangsimpedanz nur wenig Einfluss auf die Leistung der Kopfhörer hat, was, obwohl es besonders falsch ist, wahrscheinlich die Hersteller dazu brachte, Kopfhörer mit hoher Impedanz zu produzieren.

Allerdings führte das Aufkommen tragbarer Player und später der iPods ab 2009 zu tiefgreifenden Veränderungen in der Konstruktion von Kopfhörern, insbesondere weil Kopfhörer mit hoher Impedanz schlecht mit batteriebetriebenen Geräten funktionieren (da diese nicht genügend Leistung liefern können, um den Kopfhörer zu betreiben).

Ergebnis: Heutzutage weisen die auf dem Markt erhältlichen Kopfhörer besonders variable Impedanzen auf. So finden sich sowohl:

• Kopfhörer mit niedriger Impedanz, deren Verwendung an allen Arten von Geräten erleichtert wird;
• als auch Kopfhörer mit hoher Impedanz, die eher für ein audiophiles Publikum gedacht sind, da sie oft eine geringere Signalverzerrung aufweisen.

Warum ist die Impedanz eines Kopfhörers wichtig?

Wenn Sie einen neuen Kopfhörer kaufen, sei es für das (Home-)Studio oder um Musik in einem audiophilen Kontext zu hören, ist es besonders wichtig, ein Modell mit der richtigen Impedanz auszuwählen.

Aber diese Wahl der Impedanz hängt in Wirklichkeit nicht vom Kopfhörer ab, sondern von dem Gerät, an das Sie ihn anschließen werden.

Und genauer gesagt von der Impedanzanpassung zwischen Ihrem Kopfhörer und der Audioquelle.

Begriff der Impedanzanpassung Kopfhörer/Audiosource

Als wir die Impedanz zu Beginn des Artikels definiert haben, habe ich die Impedanz des Kopfhörers als Beispiel genommen. Wir sprechen von der Lastimpedanz (load impedance auf Englisch).

Die Audioquelle, das heißt typischerweise der Verstärker, an den Sie Ihren Kopfhörer anschließen, hat ebenfalls einen Impedanzparameter — wir sprechen von der Ausgangsimpedanz (output impedance auf Englisch).

In dem obigen Diagramm:

• finden wir unseren Signalgenerator, der ein dedizierter Kopfhörerverstärker oder in ein anderes Gerät integriert sein kann, wie ein Telefon oder eine Audio-Interface;
• dieser Generator hat eine Ausgangsimpedanz, die als Z_ausgang bezeichnet wird;
• alles ist mit einer Last verbunden, in diesem Fall einem Kopfhörer, der eine Lastimpedanz hat, die als Z_last bezeichnet wird.

Im Grunde, wenn Sie mit dieser Art von Diagrammen nicht vertraut sind, ist das nicht so schlimm: Das einzige, was wirklich wichtig zu verstehen ist, ist, dass sowohl der Kopfhörer als auch der Verstärker eine eigene Impedanz haben.

Das Problem ist, dass die beiden Schaltungen aufgrund dieser beiden Impedanzen interagieren werden.

Und je nach Impedanz des Kopfhörers im Verhältnis zur Ausgangsimpedanz des Verstärkers können Audio-Probleme auftreten und die Klangqualität des Kopfhörers beeinträchtigen.

Übrigens sind die meisten Probleme, die von Nutzern von Kopfhörern festgestellt werden, auf eine schlechte Impedanzanpassung zwischen ihrem Kopfhörer und dem Gerät, an das sie ihn anschließen, zurückzuführen.

Problem #1: Der Leistungsverlust

Wenn Sie einen Kopfhörer an eine Audioquelle anschließen, tritt ein Leistungsverlust auf, und das ist unvermeidlich.

Ein kleiner mathematischer Punkt, dieser wird durch die folgende Formel geregelt (wenn das nicht so klar ist, kein Problem, das wird Sie nicht daran hindern, den Rest zu verstehen):

mit:

• Z_ausgang = Ausgangsimpedanz der Quelle
• Z_last = Lastimpedanz des Kopfhörers

Theoretisch muss die Impedanz identisch sein, um eine maximale Leistung zwischen der Audioquelle und dem Kopfhörer zu übertragen.

Wenn Sie jedoch die Berechnung des Leistungsverlusts mit der vorherigen Formel durchführen (wenn Sie nicht allergisch dagegen sind 🙂 ), werden Sie feststellen, dass, wenn die Ausgangsimpedanz und die Lastimpedanz identisch sind, dennoch ein Leistungsverlust von etwa 6 dB (Dezibel) auftritt.

Da -3dB einer Leistung entspricht, die halbiert wurde, bedeutet -6 dB, dass die Leistung des Signals um 4 geteilt wurde!

Und wie Sie im folgenden Diagramm sehen können, wenn die Impedanz des Kopfhörers von der Ausgangsimpedanz der Audioquelle abweicht, tritt eine noch größere Dämpfung auf:

Die gute Nachricht ist, dass in den meisten Fällen dieser Leistungsverlust letztendlich nur wenig Einfluss auf die Klangwiedergabe hat — der Verstärker ist dennoch in der Lage, eine ausreichende Leistung zu liefern.

Ich wollte dieses Thema dennoch erwähnen, da es einer der Punkte ist, die zu berücksichtigen sind.

Problem #2: Die Leistung variiert je nach Impedanz

Wenn Sie einen Kopfhörer mit einer Audioquelle koppeln, liegt das Problem hauptsächlich in der Leistung, die die Quelle ausgeben kann.

Tatsächlich variiert die Leistung, die die Quelle abgeben kann, stark, je nach der Impedanz, die ihr präsentiert wird (anders gesagt, je nach der Impedanz des Kopfhörers, den Sie anschließen).

Dies hängt natürlich mit dem zuvor erwähnten Leistungsverlust zusammen, aber auch mit der Art und Weise, wie der Schaltkreis entworfen ist.

Es ist ziemlich schwierig, detaillierte Spezifikationen in den technischen Datenblättern der Audio-Interface-Hersteller zu finden, um diesen Punkt zu veranschaulichen — aber hier ist dennoch ein konkretes Beispiel aus dem technischen Datenblatt eines Focusrite Scarlett 2i2 (erste Generation):

Wie Sie sehen können, wird die Leistung, die von der Focusrite Scarlett ausgegeben werden kann, halbiert, wenn man von einem Kopfhörer mit einer Impedanz von 50 Ohm zu einem Kopfhörer mit einer Impedanz von 150 Ohm wechselt.

Zweites Beispiel mit dem audiophilen Player FiiO M11:

Wieder die gleiche Bemerkung: Die Ausgangsleistung sinkt deutlich, sobald die Impedanz des Kopfhörers erhöht wird.

Und klarerweise sind USB-betriebene Audio-Interfaces und tragbare DACs die ersten, die von diesem Problem betroffen sind, da die Menge an erzeugbarer Leistung notwendigerweise begrenzt ist.

Problem #3: Dämpfung der Lautsprecher

Letztes Problem und danach sprechen wir über die Lösungen: die Dämpfung.

Um die Dinge einfach zu erklären:

• Wenn man einen Kopfhörer verwendet, bewegen sich bestimmte Komponenten der Lautsprecher des Kopfhörers (oder vibrieren) je nach Musik: das erzeugt den Klang.
• Wenn jedoch nichts unternommen wird, um sie daran zu hindern, werden sie weiter vibrieren, nachdem die Musik beendet ist.
• Je nach Kopfhörern werden verschiedene mechanische oder elektrische Technologien eingesetzt, um die Vibrationen der Lautsprecher zu dämpfen.

Standardmäßig ist die elektrische Dämpfung die beste.

Allerdings ist sie nur dann effektiv, wenn die Ausgangsimpedanz der Audioquelle (also des Verstärkers) deutlich niedriger ist als die Impedanz des Kopfhörers.

Wenn die beiden Impedanzen zu nah beieinander liegen — oder schlimmer, wenn die Impedanz des Kopfhörers niedriger ist als die des Verstärkers — dann werden Sie auf eine Reihe von Problemen stoßen, insbesondere in Bezug auf die Präzision der Antwort in den tiefen Frequenzen.

Welche Impedanz sollte man also wählen, wenn man einen Kopfhörer kauft?

Sie haben es verstanden, angesichts aller Probleme, die auftreten können, wenn die Impedanz des Kopfhörers nicht zur Impedanz des Verstärkers / des Kopfhörerausgangs des Audio-Interfaces / der Audioquelle im Allgemeinen passt, riskieren Sie, die Musik, die Sie hören möchten, nicht richtig genießen zu können.

Die Lautstärke könnte zu niedrig sein, oder die Frequenzantwort könnte beeinträchtigt sein.

Schritt 1: Identifizieren Sie die Ausgangsimpedanz

Das erste, was zu tun ist, ist zu überprüfen, was die Ausgangsimpedanz des Geräts ist, an das Sie Ihren Kopfhörer anschließen möchten.

Dazu empfehle ich Ihnen, im Benutzerhandbuch nachzusehen oder die Website des Herstellers zu konsultieren.

Zum Beispiel finden Sie auf der Website von Focusrite eine Reihe von Informationen zum Kopfhörerausgang, einschließlich der Impedanz:

In vielen Fällen sind die von den Herstellern bereitgestellten Informationen jedoch nicht vollständig oder beantworten die Frage nicht ganz.

Hier ist ein Beispiel mit der UR22 mk2 von Steinberg:

Hier wird die Ausgangsimpedanz nicht erwähnt, aber es gibt einen Hinweis in Ohm, der tatsächlich auf eine Ausgangsimpedanz hindeuten könnte.

Dennoch handelt es sich einfach um die Impedanz, die es ermöglicht, 6 mW pro Kanal auszugeben (vgl. das Problem #2 etwas weiter oben).

Die tatsächliche Impedanz ist wahrscheinlich viel niedriger.

Achten Sie also auf die Zahlen, die Sie als Referenz nehmen…

Die “8-Regel”

Jetzt, wo Sie die Ausgangsimpedanz Ihres Geräts kennen, müssen Sie die Impedanz des Kopfhörers bestimmen.

Im Allgemeinen wird empfohlen, einen Kopfhörer mit einer Impedanz zu wählen, die mindestens 8-mal höher ist als die Ausgangsimpedanz.

Das ist die 8-Regel.

Wenn die Ausgangsimpedanz beispielsweise 10 Ohm beträgt, benötigen Sie einen Kopfhörer mit 80 Ohm oder mehr.

Diese 8-Regel mag auf den ersten Blick willkürlich erscheinen – aber sie basiert tatsächlich auf verschiedenen Berechnungen, die darauf abzielen, die Lautstärkevariationen bei hörbaren Frequenzen zu minimieren.

Das gesagt, in der Praxis muss die Regel nicht zu strikt angewendet werden: Es ist besser, sie als Richtlinie zu betrachten.

Insbesondere weil die Impedanz von Kopfhörern je nach Frequenz variiert, sodass die von den Herstellern angegebenen Impedanzen bestenfalls nur einen Durchschnitt darstellen:

Die Empfindlichkeit von Audiokopfhörern, der andere Wert, den man kennen sollte

Bisher haben wir hauptsächlich über die Impedanz von Kopfhörern gesprochen und wie sie an die Audioquelle angepasst werden sollte.

Es gibt jedoch einen weiteren Parameter, den man unbedingt berücksichtigen sollte: die Empfindlichkeit.

Eine kleine Warnung

Während der Teil über die Impedanz relativ einfach war, könnte dieser Teil über die Empfindlichkeit von Audiokopfhörern etwas komplizierter sein.

Insbesondere weil die Informationen, die von den Herstellern über ihr Material bereitgestellt werden, manchmal fehlen oder ungenau sind.

Wenn Sie also einen Kopfhörer für Ihr Home-Studio oder Ihr Studio ohne Kopfzerbrechen auswählen möchten, hier einige Tipps:

• wählen Sie einen Kopfhörer, der als effektiv für Studioanwendungen anerkannt ist, wie diese hier;
• wählen Sie einen Kopfhörer mit einer Impedanz zwischen 40 und 100 Ohm und vermeiden Sie solche mit mehr als 100 Ohm, um keine Leistungsprobleme zu haben (es sei denn, Sie haben den Rest des Artikels gelesen und wissen, was Sie tun möchten).

Als Beispiel benutze ich meinen ATH M50X, der eine Impedanz von 38 Ohm hat, sowohl an meinem Audio-Interface als auch an meinem Laptop – und ich habe nie Probleme.

In der gleichen Idee funktionieren mein AKG k240 mkII mit 55 Ohm oder mein DT 770 Pro in der 80 Ohm-Version sehr gut, sowohl an gängigen Audio-Interfaces als auch an meinem Smartphone.

Wenn Sie also herausfinden möchten, welche Impedanz für Ihr Smartphone geeignet ist, sollten Sie sich nicht zu viele Gedanken machen…

…aber ich würde Kopfhörer mit 250 Ohm vermeiden, wenn ich mir nicht sicher bin, wie stark der integrierte Kopfhörerverstärker meiner Soundkarte ist — insbesondere, wenn dieser über einen USB-Anschluss betrieben wird.

Zusammenfassend, nach dieser Einleitung, die die Komplexität der Wahl eines Studio-Kopfhörers relativiert, können wir über die Empfindlichkeit sprechen…

Was ist die Empfindlichkeit eines Audio-Kopfhörers?

Lassen Sie uns zunächst die Zeit nehmen, um zu verstehen, worum es geht.

Definition der Empfindlichkeit eines Kopfhörers

Die Empfindlichkeit ist das Maß für das Volumen, das ein Kopfhörer bei einem gegebenen Leistungsniveau abgibt.

Beispiel: Wenn Sie einen Kopfhörer A mit hoher Empfindlichkeit und einen Kopfhörer B mit niedriger Empfindlichkeit haben, und die Impedanz gleich ist und die vom Verstärker abgegebene Leistung konstant bleibt, dann wird Kopfhörer A lauter sein als Kopfhörer B.

Damit Kopfhörer B das Lautstärkeniveau von Kopfhörer A erreicht, muss also das Ausgangsniveau (also die Leistung), die vom Verstärker abgegeben wird, erhöht werden.

Vereinfacht gesagt bedeutet dies, dass, wenn Ihr Verstärker nicht sehr leistungsstark ist (da er beispielsweise über USB betrieben wird) und die Empfindlichkeit Ihres Kopfhörers nicht besonders gut ist, dieser eine relativ niedrige Lautstärke ausgeben wird.

Einheit der Empfindlichkeit eines Kopfhörers

Die Empfindlichkeit eines Kopfhörers wird normalerweise in dB SPL/mW gemessen — das heißt in Dezibel SPL pro Milliwatt. Dies entspricht also einem Schallpegel, der mit einer Leistung (in Milliwatts) verbunden ist.

Im Allgemeinen haben Kopfhörer eine Empfindlichkeit zwischen 75 und 120 dB SPL/mW.

Beachten Sie, dass dieselbe Einheit manchmal in der Form “dB/mW” angegeben wird, aber das entspricht dem Gleichen.

Alternativ kann die Empfindlichkeit in einigen technischen Datenblättern in einer anderen Einheit angegeben werden: dB SPL/V — das heißt in Dezibel SPL pro Volt.

Diesmal haben wir also einen Schallpegel, der mit einer Spannung verbunden ist.

Hinweis: In diesem Artikel verwenden wir die erste Einheit, also dB SPL/mW.

Wenn Sie jedoch dB SPL/V in dB SPL/mW (oder umgekehrt) umrechnen müssen, lade ich Sie ein, meinen Empfindlichkeitsumrechner zu verwenden, den ich speziell für diesen Artikel entworfen habe 🙂

Wenn ein Kopfhörer beispielsweise eine Empfindlichkeit von 104 dB SPL/mW hat, bedeutet das, dass er ein Signal mit einem Pegel von 104 dB SPL abgibt, wenn er mit einem elektrischen Signal mit einer Leistung von 1 Milliwatt versorgt wird.

Die Dezibel SPL sind ein Standardmaß für den Schallpegel.

Um sich gut vorzustellen, was diese Einheit bedeutet, listet die folgende Tabelle einige Bezugspunkte aus dem Alltag auf:

Beachten Sie, dass diese Skala des Schallpegels, gemessen in dB SPL, nicht linear ist: Ein Geräusch von 20 dB SPL ist nicht doppelt so laut wie ein Geräusch von 10 dB SPL.

Tatsächlich entspricht eine “doppelt so laute” Schallleistung einer Erhöhung von +3 dB (SPL).

Die Empfindlichkeit eines Kopfhörers nutzen, um den Schallpegel zu schätzen

Nun, Sie haben jetzt verstanden, was Empfindlichkeit ist und wie Sie sie auf einem Datenblatt finden können.

Aber welche Informationen liefert uns das wirklich?

Nun, sie wird entscheidend sein, um das Schallniveau zu verstehen, das Ihr Kopfhörer ausgeben kann, wenn er an Ihr Audio-Interface oder Ihren DAC angeschlossen ist.

Und auch, um sicherzustellen, dass Sie Ihren Kopfhörerverstärker unter den besten Bedingungen verwenden.

Tatsächlich:

• Wenn Ihr Kopfhörer eine zu geringe Empfindlichkeit hat, müssen Sie wahrscheinlich Ihren Verstärker ganz aufdrehen, was zu einer Erhöhung der Verzerrung führen wird (ein Phänomen, das man typischerweise bei Mobiltelefonen bemerkt);
• Wenn Ihr Kopfhörer eine zu hohe Empfindlichkeit hat und Ihr Verstärker sehr leistungsstark ist, dann verwenden Sie diesen nur bei 1 oder 2 % seiner tatsächlichen Leistung – was zu einem höheren Hintergrundgeräusch führen kann.

Wie viel Leistung benötigt mein Kopfhörer, um laut genug zu sein?

Im Allgemeinen können Sie davon ausgehen, dass Ihr Kopfhörer laut genug ist, wenn er einen Schallpegel von 110 dB SPL im Peak ausgeben kann.

Das entspricht mehr oder weniger einem Niveau von 95 oder 100 dB SPL RMS – was mehr als ausreichend ist.

Übrigens hören wir im Allgemeinen eher bei einem Niveau von 60 bis 80 dB RMS. Wenn Sie einen Schall von 100 dB SPL RMS über mehrere Minuten hören, könnte das irreversible Auswirkungen auf Ihr Gehör haben.

Achtung, unterscheiden Sie gut zwischen dB SPL Peak und dB RMS: Wenn man von Peak spricht, bezieht sich das auf das maximale Niveau, während sich RMS eher auf ein wahrgenommenes Durchschnittsniveau bezieht.

Jetzt können Sie mit der Empfindlichkeit, die Sie auf dem Datenblatt Ihres Kopfhörers gelesen haben, die benötigte Leistung (in Milliwatt) berechnen, um 110 dB SPL zu erreichen.

Nehmen wir unser vorheriges Beispiel eines Kopfhörers mit einer Empfindlichkeit von 104 dB/mW.

Wie wir durch die Definition der Empfindlichkeit gelernt haben, bedeutet dies, dass zur Erzeugung eines Signals auf einem Niveau von 104 dB eine Leistung von 1 Milliwatt erforderlich ist.

Um die Schallleistung zu verdoppeln (+3 dB), muss die Leistung verdoppelt werden.

Um also 107 dB zu erreichen, benötigen wir 2 Milliwatt.

Und erneut, um die berühmten 110 dB SPL zu erreichen, müssen wir die Leistung erneut verdoppeln: Wir benötigen 4 Milliwatt.

Sie können nun die benötigte Leistung für Ihren Kopfhörer basierend auf seiner Empfindlichkeit berechnen.

Um Ihnen die Aufgabe zu erleichtern, schlage ich vor, dass Sie sich auf die folgende Tabelle beziehen:

1. Identifizieren Sie in der linken Spalte die Empfindlichkeit in dB/mW Ihres Kopfhörers;
2. Finden Sie dann in der Spalte 110 dB SPL den Wert der benötigten Leistung.

(zur Information habe ich auch eine Spalte für 105 und 115 dB hinzugefügt, damit Sie die Leistungspegel sehen können, die erforderlich wären, um diese Lautstärken zu erreichen)

Zur Referenz, hier ist die Formel, um diese Tabelle zu rekonstruieren:

Wird mein Kopfhörer laut genug sein?

Wenn Sie dachten, Sie könnten endlich in Ruhe Ihren Kopfhörer auswählen, haben Sie sich getäuscht 🙂

Tatsächlich haben wir im vorherigen Absatz einfach den Leistungsbedarf Ihres Kopfhörers bestimmt, um 110 dB SPL im Spitzenbereich zu erreichen.

Aber wir wissen immer noch nicht, ob Ihr Kopfhörerverstärker, Ihr DAC, Ihre Audio-Schnittstelle — kurz gesagt, die Audioquelle, an die Sie ihn anschließen werden — diese Leistung bereitstellen kann!

Zunächst einmal, wenn Sie sich die Tabelle direkt oben noch einmal ansehen, werden Sie feststellen, dass in einigen Fällen, um ein theoretisches Niveau von 110 dB SPL mit bestimmten Kopfhörern mit niedriger Empfindlichkeit zu erreichen, wirklich viel Leistung erforderlich wäre.

Zum Beispiel, wenn Ihr Kopfhörer eine Empfindlichkeit von 83 dB/mW hat, benötigen Sie ein halbes Watt, um ihn auf voller Lautstärke zu betreiben… was in einigen Fällen kompliziert sein könnte.

Hinweis: Wenn man sich beispielsweise auf den Standard der USB 2.0-Ports bezieht, können diese maximal eine Leistung von 2,5 Watt liefern.

Auf einer Audio-Schnittstelle, die nur über USB mit Strom versorgt wird, wird ein großer Teil der verfügbaren Leistung bereits von den Vorverstärkern, den Wandlern, den LED-Anzeigen, der Phantomversorgung… verwendet.

Es bleibt also nicht viel für die Verstärkung des Kopfhörers!

Es ist daher wichtig zu überprüfen, ob das Ausgangsniveau, das Ihre Audioquelle in Bezug auf Leistung (in Watt) liefern kann, mit dem Niveau übereinstimmt, das Sie benötigen (und das Sie im vorherigen Absatz identifiziert haben).

Mit anderen Worten, wenn Ihr Kopfhörer mit einer Empfindlichkeit von 104 dB/mW 4 mW benötigt, um die berühmten 110 dB SPL zu erreichen, benötigen Sie eine Audioquelle, die mindestens 4 mW (und idealerweise mehr) bei der Impedanz Ihres Kopfhörers liefern kann.

Erinnern Sie sich an diese Tabelle, die aus den Spezifikationen des Focusrite Scarlett 2i2 (1. Generation) stammt, die wir im Kapitel über Impedanz gesehen haben? :

Nun, wir hatten festgestellt, dass die Ausgangsleistung dieses Scarlett 2i2 je nach Impedanz unterschiedlich war.

Tatsächlich ist dies bei allen Schaltungen zur Verstärkung von Kopfhörern der Fall.

Daher kann es sein, dass Ihre Quelle nicht leistungsstark genug ist, um Ihnen zu ermöglichen, 110 dB SPL zu erreichen, abhängig von der Empfindlichkeit Ihres Kopfhörers und seiner Impedanz!

Leider fehlen in den technischen Datenblättern von Audiointerfaces manchmal die Informationen zur Ausgangsleistung oder sie beziehen sich auf Impedanzen, die sehr unterschiedlich von der Ihres Kopfhörers sind.

In diesem Fall können Sie nur raten, welcher Wert für die Leistung bei der Impedanz Ihres Kopfhörers gelten würde, oder sich in komplizierte Mathematik vertiefen, um die fehlenden Werte zu rekonstruieren.

Hinweis: Natürlich sind batteriebetriebene oder über USB gespeiste Audioquellen in Bezug auf die Ausgangsleistung begrenzt. Im Gegensatz dazu haben netzbetriebene Audioquellen in der Regel viel mehr verfügbare Leistung.

FAQ zur Impedanz und Empfindlichkeit von Kopfhörern

Mit dem gesamten Artikel oben sollten Sie bereits eine maximale Menge an Informationen haben, um den Einfluss von Impedanz und Empfindlichkeit auf den Klang Ihres Kopfhörers zu verstehen.

Dennoch finden Sie hier präzise Antworten auf die häufigsten Fragen, die aus Gründen der Klarheit nicht direkt im Artikel behandelt werden konnten.

Kann man etwas beschädigen, wenn der Kopfhörer nicht gut zur Audioquelle passt?

99 % der Zeit besteht kein Risiko, einen Kopfhörer an eine Audioquelle anzuschließen, wenn die beiden schlecht angepasst sind (insbesondere in Bezug auf die Impedanz).

Für mich besteht das einzige echte Risiko darin, einen sehr empfindlichen und/oder mit einer sehr niedrigen Impedanz ausgestatteten Kopfhörer an eine sehr leistungsstarke Quelle anzuschließen: Sie riskieren, den Kopfhörer zu beschädigen, da er dann einer zu hohen Leistung ausgesetzt wird.

Bitte beachten Sie jedoch, dass die technischen Datenblätter von Kopfhörern oft die maximale Leistung angeben, die Sie in den Kopfhörer einspeisen können.

Wenn die Lautstärke eines Kopfhörers nicht laut genug ist, kann man dann einen zusätzlichen Kopfhörerverstärker hinzufügen?

Wenn die Lautstärke Ihres Kopfhörers nicht laut genug ist, selbst wenn Ihr Verstärker auf Maximum eingestellt ist, empfehle ich Ihnen entweder:

• auf einen besser geeigneten Verstärker umzusteigen (vielleicht mit einer niedrigeren Impedanz und/oder mehr Leistung);
• oder den Kopfhörer gegen einen mit niedrigerer Impedanz oder einfach empfindlicheren Kopfhörer zu wechseln.

Standardmäßig rate ich davon ab, einen Kopfhörerverstärker über einen anderen Kopfhörerverstärker zu verbinden. Sicherlich werden Sie an Lautstärke gewinnen, aber auf Kosten der Signalqualität (Frequenzgang, Verzerrung, Rauschpegel).

Warum haben viele Audioquellen eine relativ hohe Ausgangsimpedanz?

Dieses Phänomen ist real, auch wenn es unter Studio-/Home-Studio-Ausrüstung etwas weniger sichtbar ist.

Es gibt mehrere Erklärungen:

• Ein Schaltkreis mit hoher Ausgangsimpedanz zu erstellen, ist einfacher und kostengünstiger.
• Dies kann eine Möglichkeit sein, Kopfhörer zu schützen, wenn der Verstärker sehr leistungsstark ist.
• Schließlich kann dies ein Unterscheidungsmerkmal für eine Marke sein, ob zu Recht oder zu Unrecht, was sich auf ihre Positionierung auf dem Markt und ihr Marketing auswirkt.

Soll ich einen Kopfhörer mit 32 Ohm oder 80 Ohm wählen?

Wenn Sie beispielsweise zwischen dieses Modell (32 Ohm) und dieses hier (80 Ohm) schwanken, empfehle ich Ihnen standardmäßig, eher den 80 Ohm zu wählen. Der Klang wird etwas besser sein, und in der Praxis können Sie ihn ohne Probleme mit den meisten Geräten verwenden.

Wenn Sie jedoch besonders vorhaben, ihn über schwache Verstärker zu betreiben (ich erfinde, ein Gerät, das mit AA-Batterien betrieben wird), dann nehmen Sie die 32 Ohm-Version.

Soll ich einen Kopfhörer mit 250 Ohm oder 80 Ohm wählen?

Wenn Sie jetzt zwischen diesem Modell (250 Ohm) und diesem hier (80 Ohm) schwanken, empfehle ich Ihnen ebenfalls, den 80 Ohm zu wählen, der universeller einsetzbar ist.

Wenn Sie jedoch vorhaben, den Kopfhörer nur in einem Studio-/Home-Studio-Kontext und mit netzbetriebenen Audio-Interfaces (oder leistungsstarken Kopfhörerverstärkern) zu verwenden, können Sie den 250 Ohm wählen.

Kann ich einen 250 Ohm Kopfhörer an einen PC / MacBook anschließen?

Ja, das können Sie, und oft wird der Klang in Ordnung sein.

Anders ausgedrückt, es wird in der Regel nicht unbrauchbar sein.

Es ist jedoch sehr wahrscheinlich, dass es nicht optimal ist. Wenn Ihre Nutzung nicht den Einsatz von dedizierten Kopfhörerverstärkern umfasst (wie diese hier)

Ist es nützlich, einen Hochimpedanz-Kopfhörer im Home Studio zu haben?

Wenn Sie im Home Studio arbeiten, denke ich, dass Sie sich nicht scheuen sollten, zu Hochimpedanz-Kopfhörern zu greifen.

Vor allem, wenn Sie einen guten offenen Kopfhörer zum Mischen benötigen. Zum Beispiel hat der Sennheiser HD650 eine Impedanz von 300 Ohm — aber der Klang ist sehr detailliert.

Das kann also eine gute Investition sein: es ist nicht nur für Profis reserviert, wenn Sie so wollen.

Stellen Sie jedoch zunächst sicher, dass Sie ein Audio-Interface oder einen Kopfhörerverstärker haben, der den Kopfhörer wirklich richtig antreiben kann, um ihn wirklich genießen zu können.

Fazit

Das ist es, ich denke, dass Sie mit diesem umfassenden Artikel nun alle notwendigen Informationen haben, um zu verstehen, was Impedanz und Empfindlichkeit von Audiokopfhörern sind — und vor allem deren Bedeutung für die Klangqualität.

Ich wollte sagen “um weiterzumachen”, aber dieser Artikel ist bereits sehr detailliert — also, um weiterzulesen, empfehle ich Ihnen einfach, einen Blick auf meine Auswahl an Kopfhörern für das Home Studio zu werfen.