Impedantie van Hoofdtelefoons en Gevoeligheid: Wat is het?

De impedantie en de gevoeligheid zijn twee van de belangrijkste parameters die op de technische specificaties van hoofdtelefoons staan, of ze nu in de studio of in een audiophile context worden gebruikt.

U heeft ongetwijfeld al gezien dat een hoofdtelefoon zoals dit zeer bekende model “een impedantie van 80 ohm” had of dat een andere “een gevoeligheid van 105 dB SPL/mW” had.

Toch, hoewel ze essentieel zijn om te begrijpen of een bepaalde hoofdtelefoon een kwalitatief audiosignaal (en vooral voldoende luid) zal leveren wanneer deze is aangesloten op uw hoofdtelefoonversterker of uw audio-interface, worden deze twee cijfers vaak bijzonder slecht begrepen…

…met name omdat ze vaak slecht worden uitgelegd.

Omdat ik merkte dat velen van jullie mij de vraag stelden over de compatibiliteit van verschillende hoofdtelefoons met uw apparatuur, met name wat betreft de impedantie, heb ik besloten om een compleet dossier over het onderwerp op te stellen.

Dus, moet u een hoofdtelefoon van 32 ohm? van 80 ohm? van 250 ohm?

Past de hoofdtelefoon van uw keuze goed bij uw audio-interface, Focusrite Scarlett of iets anders? Bij uw DAC?

Welnu, u zult het antwoord in dit artikel krijgen — of in ieder geval een maximum aan elementen die u zullen helpen beter te begrijpen hoe dit allemaal werkt.

(en u zult zien, de fabrikanten van apparatuur vertellen ons niet altijd alles, wat de taak een beetje heeft bemoeilijkt…)

Kortom, het artikel dat volgt zal in vier grote delen worden verdeeld:

1. Hoofdtelefoons & Impedantie: het snelle antwoord
2. De impedantie, een cruciale keuze
3. De gevoeligheid van de hoofdtelefoon, de andere waarde die u moet kennen
4. FAQ over de impedantie en gevoeligheid van hoofdtelefoons

Opmerking: Over het algemeen zullen verschillende van mijn opmerkingen in dit artikel gericht zijn op gebruik in de studio / home studio.

Dat is normaal, dat is het thema van de site 🙂

Echter, de technische uitleg en de algemene logica zullen ook waar zijn als u van plan bent een audiophile hoofdtelefoon, een gaming hoofdtelefoon of bijvoorbeeld een vrijetijdshoofdtelefoon te kopen om muziek in de trein te luisteren.

Hoofdtelefoons & Impedantie: het snelle antwoord

Als u gewoon een snel antwoord zoekt om te weten of u een hoofdtelefoon met lage impedantie of hoge impedantie moet nemen, dan zou de onderstaande tabel u in de goede richting moeten leiden, hoewel deze extreem vereenvoudigd is:

Let op dat dit slechts richtlijnen zijn, maar als u kiest voor bekende en bewezen hoofdtelefoonmodellen op basis van deze informatie, zou alles goed moeten komen.

Als u echter (en ik raad het u aan) iets meer informatie wilt, nodig ik u uit om verder te lezen… 🙂

De impedantie, een cruciale keuze

In een (home) studio context is de impedantie voor mij het eerste criterium om rekening mee te houden bij de keuze van een hoofdtelefoon, aangezien de gebruikelijke studio hoofdtelefoons qua gevoeligheid behoorlijk goed zijn gepositioneerd.

Het probleem, concreet

Wanneer u een hoofdtelefoon koopt, heeft u de keuze tussen verschillende modellen die allemaal verschillende impedanties hebben.

Zelfs eenzelfde referentie kan meerdere mogelijke impedanties hebben.

Om het nog ingewikkelder te maken! 😀

Dit is het geval bij de beroemde Beyerdynamic DT 770, die beschikbaar is in versies van 32 Ohm, 80 Ohm en 250 Ohm.

👉 Klik hier om de prijs te zien:

• 32 Ohms : Thomann Amazon Woodbrass
• 80 Ohms : Thomann Amazon Woodbrass
• 250 Ohms : Thomann Amazon Woodbrass

Maar welke moet je kopen?

Welke impedantie moet je kiezen?

We staan duidelijk voor een belangrijk probleem, vooral omdat een verkeerde keuze nadelig kan zijn voor wat je in je oren hoort zodra de koptelefoon is aangesloten.

Dus, het is beter om geen fouten te maken.

Wat is impedantie?

<pLaten we eerst de definitie bekijken die Wikipedia ons geeft van deze fysieke parameter:

Elektrische impedantie meet de weerstand van een elektrisch circuit tegen de doorgang van een sinusvormige wisselstroom. De definitie van impedantie is een generalisatie van de wet van Ohm voor wisselstroom.

Wikipedia

Goed.

Dat helpt ons niet veel verder.

Het beantwoordt niet echt de vraag: “Wat is de impedantie van een koptelefoon?”.

Eigenlijk is het belangrijke woord in de bovenstaande citaat “weerstand”.

De impedantie van de koptelefoon (soms zie je de term ‘nominale impedantie’), komt typisch overeen met de manier waarop deze zich verzet tegen de doorgang van stroom in het circuit.

We zouden bijna kunnen spreken van weerstand tegen de doorgang van stroom, maar dat is een andere, specifieke elektronische term die iets anders betekent.

Maar om het eenvoudig te houden, kunnen we zeggen dat:

• als de impedantie van de koptelefoon hoog is, zal deze meer weerstand bieden tegen de doorgang van stroom;
• als de impedantie van de koptelefoon laag is, zal deze gemakkelijker stroom doorlaten.

Tenslotte moet je weten dat deze impedantie wordt gemeten in ohm (Ω) en vaak wordt weergegeven door de letter Z.

Opmerking: ook al gebruikt dit artikel vooral de term “hoofdtelefoon”, als je vragen hebt over de impedantie van oortelefoons, is het onderwerp strikt hetzelfde — dus je kunt blijven lezen.

De impedantie van hoofdtelefoons, een variabele waarde

Feit is dat alle hoofdtelefoons verschillende impedantiewaarden hebben, die je gemakkelijk kunt vinden op de websites van fabrikanten, op de datasheets van de hoofdtelefoons of soms op de hoofdtelefoons zelf.

Impedantiecategorieën

Over het algemeen hebben hoofdtelefoons een impedantie die varieert van 16 ohm tot 600 ohm — met andere woorden, een zeer breed bereik van waarden.

Dit staat echter in schril contrast met de impedantiewaarden van commerciële luidsprekers, die eerder gestandaardiseerde waarden van 4 of 8 ohm hebben.

Hoewel er absoluut niets officieel is aan deze classificatie, zou je de hoofdtelefoons min of meer in verschillende categorieën kunnen indelen op basis van hun impedantie:

• 16 – 32 Ohm — oortelefoons & consumentenhoofdtelefoons, voornamelijk bedoeld voor mobiel / draagbaar gebruik
• 32 – 100 Ohm — studiohoofdtelefoons, hifi-hoofdtelefoons
• > 100 Ohm — audiophile / professionele hoofdtelefoons
• > 1000 Ohm — specifieke hoofdtelefoons, met name gebruikt in de omroep

In de praktijk zijn deze categorieën zeer doorlatend.

Bijvoorbeeld, veel hoofdtelefoons van minder dan 100 ohm worden gebruikt in professionele studio-omgevingen.

Of het is ook volledig mogelijk om je DT770 Pro met een impedantie van 80 ohm in het openbaar vervoer te gebruiken, aangesloten op een mobiele telefoon…

Dat gezegd hebbende, voor mij ligt een vrij belangrijke grens rond de 100 ohm, aangezien we onder deze waarde hoofdtelefoons tegenkomen die vrij gemakkelijk op allerlei soorten apparatuur kunnen worden aangesloten, en natuurlijk alles wat oortelefoons zijn — terwijl we boven de 100 ohm beginnen te krijgen met hoofdtelefoons die ik als iets meer gespecialiseerd zou kwalificeren, in die zin dat het zonder de juiste apparatuur moeilijk kan zijn om ze goed aan te sturen.

Merk op dat in sommige gevallen eenzelfde hoofdtelefoon in verschillende modellen met verschillende impedanties kan worden aangeboden.

Dit is typisch het geval bij de DT-770 Pro van het Duitse merk Beyerdynamic, die beschikbaar zijn in versies van 32, 80 en 250 ohm.

Waarom hebben hoofdtelefoons allemaal een verschillende impedantie?

De impedantie van een hoofdtelefoon is gerelateerd aan de constructie ervan, en meer specifiek aan het ontwerp van de koperen spoelen die zich bij elk oor bevinden.

De lengte van de koperdraad, de vorm, de dikte, het aantal windingen dat nodig is om de spoel te vormen — al deze parameters spelen een rol bij het bepalen van de impedantie van de hoofdtelefoon.

Tussen de jaren 60 en 80, dus vóór de opkomst van draagbare audio-apparatuur, hadden hoofdtelefoons een hoge impedantie — vooral om de koppeling met stereoinstallaties te vergemakkelijken, die zelf een hoge uitgangsimpedantie hadden (we zullen later terugkomen op het concept van uitgangsimpedantie).

In 1996 werd de norm IEC 61938 vastgesteld, die een uitgangsimpedantie van 120 ohm aanbeval en bovendien aangaf dat deze uitgangsimpedantie weinig invloed had op de prestaties van hoofdtelefoons, wat, hoewel bijzonder onjuist, waarschijnlijk fabrikanten heeft aangespoord om hoofdtelefoons met hoge impedantie te produceren.

Echter, de opkomst van draagbare spelers en vervolgens van iPods vanaf 2009 leidde tot diepgaande veranderingen in het ontwerp van hoofdtelefoons, vooral omdat hoofdtelefoons met hoge impedantie slecht functioneren met apparaten die op batterijen werken (deze hebben niet de mogelijkheid om voldoende vermogen te leveren om de hoofdtelefoon van stroom te voorzien).

Resultaat : vandaag de dag hebben de op de markt beschikbare hoofdtelefoons bijzonder variabele impedanties. Zo zijn er zowel:

• hoofdtelefoons met een lage impedantie, waarvan het gebruik op allerlei apparaten wordt vergemakkelijkt;
• alsook hoofdtelefoons met een hoge impedantie, die eerder zijn gewijd aan een audiophile publiek vanwege hun vaak lagere vervorming van het signaal.

Waarom is de impedantie van een hoofdtelefoon belangrijk?

Wanneer u een nieuwe hoofdtelefoon koopt, of het nu voor de (thuis)studio is of om muziek te luisteren in een meer audiophile context, is het bijzonder belangrijk om een model met de juiste impedantie te selecteren.

Maar deze keuze van impedantie hangt in werkelijkheid niet van de hoofdtelefoon af, maar van het apparaat waarop u deze gaat aansluiten.

En meer specifiek, van de impedantie-aanpassing tussen uw hoofdtelefoon en de geluidsbron.

Notie van impedantie-aanpassing Hoofdtelefoon/Geluidsbron

Wanneer we de impedantie aan het begin van het artikel hebben gedefinieerd, heb ik de impedantie van de hoofdtelefoon als voorbeeld genomen. We spreken van belastingimpedantie (load impedance in het Engels).

Echter, de geluidsbron, dat wil zeggen typisch de versterker waarop u uw hoofdtelefoon aansluit, heeft ook een impedantieparameter — we spreken van uitgangsimpedantie (output impedance in het Engels).

Op het bovenstaande schema:

• vinden we onze signaalgenerator, die een hoofdtelefoonversterker kan zijn of geïntegreerd in een ander apparaat, zoals een telefoon of een audio-interface;
• deze generator heeft een uitgangsimpedantie aangeduid als Z_uitgang
• alles is aangesloten op een belasting, in dit geval een hoofdtelefoon, die een belastingimpedantie heeft aangeduid als Z_belasting

In principe, als u niet vertrouwd bent met dit soort schema’s, is dat niet zo erg: het enige wat echt belangrijk is om te begrijpen, is dat de hoofdtelefoon en de versterker beide een eigen impedantie hebben.

Het probleem is dat de twee circuits zullen interageren vanwege deze twee impedanties.

En afhankelijk van de impedantie van de hoofdtelefoon ten opzichte van de uitgangsimpedantie van de versterker, kunnen er audioproblemen optreden die de geluidskwaliteit van de hoofdtelefoon beïnvloeden.

Bovendien zijn de meeste problemen die gebruikers van hoofdtelefoons ervaren gerelateerd aan een slechte impedantie-aanpassing tussen hun hoofdtelefoon en het apparaat waarop ze deze aansluiten.

Probleem #1 : Vermogensverlies

Wanneer u een hoofdtelefoon op een geluidsbron aansluit, vindt er onvermijdelijk een vermogensverlies plaats.

Klein wiskundig punt, dit wordt geregeld door de volgende formule (als dit niet te veel voor u spreekt, geen probleem, het zal u niet verhinderen de rest te begrijpen):

met:

• Z_uitgang = Uitgangsimpedantie van de bron
• Z_belasting = Belastingimpedantie van de hoofdtelefoon

Theoretisch gezien, om een maximum aan vermogen tussen de geluidsbron en de hoofdtelefoon over te dragen, moeten de impedanties exact hetzelfde zijn.

Echter, als u de berekening van het vermogensverlies met de bovenstaande formule maakt (als u er niet allergisch voor bent :), zult u merken dat wanneer de uitgangsimpedantie en de belastingimpedantie identiek zijn, er nog steeds een vermogensverlies van ongeveer 6 dB (decibel) is.

Wetende dat -3dB overeenkomt met een vermogen dat door 2 is gedeeld, betekent -6 dB dat het vermogen van het signaal door 4 is gedeeld!

En zoals u op de onderstaande grafiek kunt zien, als de impedantie van de hoofdtelefoon verschilt van de uitgangsimpedantie van de geluidsbron, zal er een nog grotere demping optreden:

Het goede nieuws is dat in de meeste gevallen, dit verlies van vermogen uiteindelijk weinig effect heeft op de geluidsweergave — de versterker is immers nog steeds in staat om voldoende vermogen te leveren.

Ik wilde dit onderwerp toch even aanstippen, omdat het een van de punten is om rekening mee te houden.

Probleem #2: het vermogen varieert afhankelijk van de impedantie

Wanneer je een hoofdtelefoon koppelt aan een geluidsbron, ligt het probleem vooral bij het vermogen dat de bron kan leveren.

Inderdaad, afhankelijk van de belastingimpedantie die aan de bron wordt gepresenteerd (met andere woorden, afhankelijk van de impedantie van de hoofdtelefoon die je aansluit), zal het vermogen dat de bron kan uitstralen sterk variëren.

Dit is natuurlijk gerelateerd aan het eerder genoemde verlies van vermogen, maar ook aan de manier waarop de schakeling is ontworpen.

Het is vrij moeilijk om gedetailleerde specificaties te vinden op de datasheets van fabrikanten van audio-interfaces om dit punt te illustreren — maar hier is toch een concreet voorbeeld uit de datasheet van een Focusrite Scarlett 2i2 (eerste generatie):

Zoals je kunt zien, wanneer je van een hoofdtelefoon met een impedantie van 50 ohm naar een hoofdtelefoon met een impedantie van 150 ohm gaat, wordt het vermogen dat door de Focusrite Scarlett kan worden geleverd gehalveerd.

Tweede voorbeeld met de audiophile speler FiiO M11:

Opnieuw, dezelfde opmerking: het uitgangsvermogen daalt aanzienlijk zodra de impedantie van de hoofdtelefoon toeneemt.

En duidelijk, audio-interfaces die via USB worden gevoed en draagbare DAC’s zijn de eerste die door dit probleem worden getroffen, omdat de hoeveelheid vermogen die kan worden gegenereerd noodzakelijkerwijs beperkt is.

Probleem #3: Dempen van luidsprekers

Laatste probleem en daarna zullen we het over oplossingen hebben: demping.

Om het eenvoudig uit te leggen:

• Wanneer je een hoofdtelefoon gebruikt, bewegen (of trillen) bepaalde componenten van de luidsprekers in de hoofdtelefoon afhankelijk van de muziek: dit genereert het geluid.
• Echter, als er niets wordt gedaan om dit te voorkomen, blijven ze trillen zodra de muziek is afgelopen.
• Afhankelijk van de hoofdtelefoons worden verschillende mechanische of elektrische technologieën gebruikt om de trillingen van de luidsprekers te dempen.

Standaard is elektrische demping de beste.

Echter, dit is alleen effectief als de uitgangsimpedantie van de geluidsbron (dus van de versterker) veel lager is dan de impedantie van de hoofdtelefoon.

Als de twee impedanties te dicht bij elkaar liggen — of erger, als de impedantie van de hoofdtelefoon lager is dan die van de versterker — dan zul je een aantal problemen tegenkomen, vooral wat betreft de nauwkeurigheid van de respons in de lage frequenties.

Welke impedantie moet je kiezen bij het kopen van een hoofdtelefoon?

Je hebt het al begrepen, gezien alle problemen die kunnen optreden als de impedantie van de hoofdtelefoon niet is afgestemd op de impedantie van de versterker / de hoofdtelefoonuitgang van de audio-interface / de geluidsbron in het algemeen, loop je het risico niet goed van de muziek te kunnen genieten die je wilt luisteren.

Het volume kan misschien te laag zijn, of de frequentierespons kan vervormd zijn.

Stap 1: Identificeer de uitgangsimpedantie

De eerste stap is om te kijken wat de uitgangsimpedantie is van het apparaat waarop je je hoofdtelefoon wilt aansluiten.

Om dit te doen, raad ik je aan om de gebruikershandleiding te bekijken of de website van de fabrikant te raadplegen.

Bijvoorbeeld, op de website van Focusrite, kun je een aantal informatie vinden over de hoofdtelefoonuitgang, inclusief de impedantie:

In veel gevallen zijn de door de fabrikanten verstrekte informatie echter niet compleet of beantwoorden ze de vraag niet helemaal.

Hier is een voorbeeld met de UR22 mk2 van Steinberg :

Hier wordt de uitgangsimpedantie niet vermeld, maar er is een indicatie in ohm, wat zou kunnen doen denken aan een uitgangsimpedantie.

Toch is het gewoon de impedantie die nodig is om 6 mW per kanaal uit te voeren (zie probleem #2 iets hoger).

De werkelijke impedantie is waarschijnlijk veel lager.

Let dus op de cijfers die je als referentie neemt…

De “8-regel”

Nu je de uitgangsimpedantie van je apparatuur kent, moet je de impedantie van de koptelefoon bepalen.

Over het algemeen wordt aangeraden om een koptelefoon te kiezen met een impedantie die minstens 8 keer hoger is dan de uitgangsimpedantie.

Dat is de 8-regel.

Bijvoorbeeld, als de uitgangsimpedantie 10 Ohm is, heb je een koptelefoon van 80 ohm of meer nodig.

Deze 8-regel kan op het eerste gezicht arbitrair lijken — maar is in werkelijkheid voortgekomen uit verschillende berekeningen die gericht zijn op het minimaliseren van volumeveranderingen op hoorbare frequenties.

Dat gezegd hebbende, in de praktijk hoeft de regel niet te strikt te worden toegepast: het is beter om het als een richtlijn te beschouwen.

Met name omdat de impedantie van koptelefoons varieert afhankelijk van de frequentie, dus de door de fabrikanten opgegeven impedantie is hooguit een gemiddelde :

De gevoeligheid van audio-koptelefoons, de andere waarde die je moet kennen

Tot nu toe hebben we vooral gesproken over de impedantie van koptelefoons en hoe deze moet worden aangepast aan de geluidsbron.

Toch is er een andere parameter die absoluut in overweging moet worden genomen: de gevoeligheid.

Een kleine waarschuwing inleiding

Net zoals het gedeelte over de impedantie relatief eenvoudig was, kan dit gedeelte over de gevoeligheid van audio-koptelefoons iets ingewikkelder zijn.

Met name omdat de informatie die door fabrikanten over hun apparatuur wordt verstrekt soms ontbreekt of onnauwkeurig is.

Dus, als je een koptelefoon voor je home studio of studio wilt kiezen zonder gedoe, hier zijn enkele tips :

• kies een koptelefoon die erkend is als effectief voor studio gebruik zoals deze ;
• selecteer een koptelefoon met een impedantie tussen 40 en 100 ohm, en vermijd die van meer dan 100 ohm om problemen met vermogen te voorkomen (tenzij je de rest van het artikel hebt gelezen en weet wat je wilt doen).

Bijvoorbeeld, ik gebruik mijn ATH M50X, die een impedantie van 38 ohm heeft, zowel op mijn audio-interface als op mijn laptop — en ik heb nooit problemen.

In dezelfde geest, mijn AKG k240 mkII van 55 ohm of mijn DT 770 Pro in de 80 ohm versie werken beide heel goed, zowel op de gangbare audio-interfaces als op mijn smartphone.

Dus als je wilt weten welke impedantie van een hoofdtelefoon geschikt is voor je smartphone, hoef je je er niet te veel zorgen over te maken…

…maar, ik zou hoofdtelefoons van 250 ohm vermijden als ik niet zeker was van de kracht van de ingebouwde hoofdtelefoonversterker op mijn geluidskaart — vooral als deze via een USB-poort van stroom wordt voorzien.

Kortom, na deze inleiding die de complexiteit van de keuze van een hoofdtelefoon voor de studio relativeert, kunnen we het hebben over de gevoeligheid…

Wat is de gevoeligheid van een hoofdtelefoon?

Laten we eerst de tijd nemen om te begrijpen waar het om gaat.

Definitie van de gevoeligheid van een hoofdtelefoon

De gevoeligheid, is de maat voor het volume dat door een hoofdtelefoon wordt uitgezonden voor een gegeven vermogensniveau.

Voorbeeld: als je een hoofdtelefoon A hebt met een hoge gevoeligheid en een hoofdtelefoon B met een lage gevoeligheid, als de impedantie hetzelfde is en het vermogen dat door de versterker wordt uitgezonden constant is, dan zal hoofdtelefoon A luider zijn dan hoofdtelefoon B.

Om hoofdtelefoon B hetzelfde geluidsniveau als hoofdtelefoon A te laten bereiken, moet je dus het uitgangsniveau (dus het vermogen) dat door de versterker wordt uitgezonden verhogen.

Om het simpel te houden, dit betekent dat als je versterker niet erg krachtig is (omdat deze bijvoorbeeld via USB wordt gevoed) en de gevoeligheid van je hoofdtelefoon niet geweldig is, dan zal deze een vrij laag volume produceren.

Eenheid van de gevoeligheid van een hoofdtelefoon

De gevoeligheid van een hoofdtelefoon wordt doorgaans gemeten in dB SPL/mW — dat wil zeggen in decibel SPL per milliwatt. Dit komt overeen met een geluidsniveau dat is gekoppeld aan een vermogen (in milliwatts).

Over het algemeen hebben hoofdtelefoons een gevoeligheid die varieert tussen 75 en 120 dB SPL/mW.

Let op dat dezelfde eenheid soms wordt aangegeven als “dB/mW”, maar dit komt op hetzelfde neer.

Alternatief kan de gevoeligheid op sommige technische fiches in een andere eenheid worden gepresenteerd: dB SPL/V — dat wil zeggen in decibel SPL per volt.

Deze keer hebben we dus een geluidsniveau dat is gekoppeld aan een spanning.

Opmerking: In dit artikel zullen we de eerste eenheid gebruiken, dus dB SPL/mW.

Als je echter dB SPL/V naar dB SPL/mW (of omgekeerd) moet converteren, nodig ik je uit om mijn gevoeligheidsconverter te gebruiken, die ik speciaal voor dit artikel heb ontworpen 🙂

Als een hoofdtelefoon bijvoorbeeld een gevoeligheid van 104 dB SPL/mW heeft, betekent dit dat hij een signaal van 104 dB SPL zal uitzenden als hij wordt gevoed door een elektrisch signaal met een vermogen van 1 milliwatt.

De decibels SPL zijn een standaardmaat voor het geluidsniveau.

Om goed te visualiseren waar deze eenheid voor staat, geeft de onderstaande tabel enkele referentiepunten uit het dagelijks leven weer:

Let op dat deze schaal van geluidsniveaus gemeten in dB SPL niet lineair is: een geluid van 20 dB SPL is niet twee keer zo luid als een geluid van 10 dB SPL.

Inderdaad, een geluidsvermogen dat “twee keer zo luid” is, komt overeen met een toename van +3 dB (SPL).

Gebruik de gevoeligheid van een hoofdtelefoon om het geluidsvolume te schatten

Goed, je begrijpt nu wat gevoeligheid is en hoe je deze kunt vinden op een datasheet.

Maar welke informatie geeft het ons echt?

Welnu, het zal essentieel zijn om het geluidsniveau te begrijpen dat je hoofdtelefoon kan produceren zodra deze is aangesloten op je audio-interface of DAC.

En ook om ervoor te zorgen dat je je hoofdtelefoonversterker onder de beste omstandigheden gebruikt.

Inderdaad:

• als je hoofdtelefoon een te lage gevoeligheid heeft, moet je waarschijnlijk je versterker tot het maximum opvoeren, wat zal leiden tot een toename van de vervorming (een fenomeen dat je zonder problemen op mobiele telefoons opmerkt, typisch);
• als je hoofdtelefoon een te hoge gevoeligheid heeft, en je versterker is zeer krachtig, dan gebruik je deze waarschijnlijk op 1 of 2% van zijn werkelijke vermogen — wat kan leiden tot een grotere achtergrondruis.

Hoeveel vermogen heeft mijn hoofdtelefoon nodig om luid genoeg te zijn?

Over het algemeen kun je aannemen dat je hoofdtelefoon luid genoeg zal zijn als deze een geluid kan produceren op een niveau van 110 dB SPL in piek (peak in het Engels).

Dit komt meer of minder overeen met een niveau van 95 of 100 dB SPL RMS — wat meer dan voldoende is.

Overigens luisteren we over het algemeen liever op een niveau van 60 tot 80 dB RMS. Als je een geluid van 100 dB SPL RMS gedurende meerdere minuten zou beluisteren, kan dat een onomkeerbare impact op je gehoor hebben.

Let op dat je dB SPL piek en dB RMS goed onderscheidt: wanneer we het over piek hebben, verwijst dit naar het maximale niveau, terwijl we het bij RMS meer over een gemiddeld waargenomen niveau hebben.

Nu, door de gevoeligheid die je op de datasheet van je hoofdtelefoon hebt gelezen te gebruiken, kun je de hoeveelheid vermogen (in milliwatts) berekenen die nodig is om 110 dB SPL te bereiken.

Laten we ons eerdere voorbeeld van de hoofdtelefoon met een gevoeligheid van 104 dB/mW opnieuw bekijken.

Zoals we hebben geleerd via de definitie van gevoeligheid, betekent dit dat om een signaal op een niveau van 104 dB te produceren, een vermogen van 1 milliwatt nodig is.

Als we het geluidsvermogen willen verdubbelen (+3 dB), moeten we het vermogen verdubbelen.

Dus om 107 dB te bereiken, heb je 2 milliwatts nodig.

En opnieuw, om de beroemde 110 dB SPL te bereiken, moet je het vermogen weer verdubbelen: je hebt 4 milliwatts nodig.

Je kunt nu het benodigde vermogen voor je hoofdtelefoon berekenen op basis van zijn gevoeligheid.

Om het je gemakkelijker te maken, stel ik voor dat je de onderstaande tabel raadpleegt:

1. Identificeer in de linkerkolom de gevoeligheid in dB/mW van je hoofdtelefoon;
2. Zoek vervolgens in de kolom 110 dB SPL de waarde van het vermogen dat je nodig hebt.

(ter informatie, ik heb ook een kolom van 105 en een kolom van 115 dB toegevoegd, zodat u de vermogensniveaus kunt zien die nodig zijn om deze volumes te bereiken)

Ter referentie, hier is de formule om deze tabel te reconstrueren:

Zal mijn hoofdtelefoon luid genoeg zijn?

Als u dacht dat u eindelijk uw hoofdtelefoon in alle rust kon kiezen, dan heeft u het mis 🙂

Inderdaad, in de vorige paragraaf hebben we simpelweg het vermogensniveau bepaald dat uw hoofdtelefoon nodig heeft om 110 dB SPL piek te bereiken.

Maar we weten nog steeds niet of uw hoofdtelefoonversterker, uw DAC, uw audio-interface — kortom de geluidsbron waarop u het gaat aansluiten — deze kracht kan leveren!

Allereerst, als u opnieuw naar de tabel hierboven kijkt, zult u zich realiseren dat in sommige gevallen, om een theoretisch niveau van 110 dB SPL te bereiken met bepaalde hoofdtelefoons met lage gevoeligheid, er echt veel vermogen nodig is.

Bijvoorbeeld, als uw hoofdtelefoon een gevoeligheid van 83 dB/mW heeft, heeft u een halve watt nodig om deze op vol volume te laten draaien… wat in sommige gevallen ingewikkeld kan zijn.

Opmerking: Bijvoorbeeld, als we verwijzen naar de standaard van USB 2.0-poorten, kunnen deze maximaal een vermogen van 2,5 watt leveren.

Op een audio-interface die alleen via USB van stroom wordt voorzien, wordt een groot deel van het beschikbare vermogen al gebruikt door de voorversterkers, converters, LED-indicatoren, phantom voeding…

Er blijft dus niet veel over voor de versterking van de hoofdtelefoon!

Het is dus belangrijk om te controleren of het uitgangsniveau dat uw geluidsbron kan bieden in termen van vermogen (in watt) consistent is met het niveau dat u nodig heeft (en dat u in de vorige paragraaf heeft geïdentificeerd).

Met andere woorden, als uw hoofdtelefoon met een gevoeligheid van 104 dB/mW 4 mW nodig heeft om de beroemde 110 dB SPL te bereiken, heeft u een geluidsbron nodig die minimaal 4 mW kan leveren (en idealiter meer) bij de impedantie van uw hoofdtelefoon.

Herinnert u zich deze tabel, afkomstig uit de specificaties van de Focusrite Scarlett 2i2 (1e generatie), die we in het hoofdstuk over impedantie hebben gezien? :

Welnu, we hadden vastgesteld dat het uitgangsvermogen van deze Scarlett 2i2 verschilde afhankelijk van de impedantie.

In feite is dit het geval voor alle circuits van hoofdtelefoonversterkers.

Daarom, afhankelijk van de gevoeligheid van uw hoofdtelefoon en zijn impedantie, is het mogelijk dat uw bron niet krachtig genoeg is om u in staat te stellen 110 dB SPL te bereiken!

Helaas ontbreken op de technische fiches van audio-interfaces soms de informatie over het uitgangsvermogen of worden deze opgegeven voor impedanties die heel anders zijn dan die van uw hoofdtelefoon.

In dat geval kunt u alleen maar raden wat de waarde van het vermogen zou zijn bij de impedantie van uw hoofdtelefoon, of u moet zich verdiepen in ingewikkelde wiskunde om te proberen de ontbrekende waarden te reconstrueren.

Opmerking : natuurlijk zijn geluidsbronnen die door een batterij of via USB worden gevoed beperkt in termen van uitgangsvermogen. Omgekeerd hebben geluidsbronnen die op het net zijn aangesloten meestal veel meer beschikbare kracht.

FAQ over de impedantie en gevoeligheid van hoofdtelefoons

Met het hele artikel hierboven zou u al een maximum aan informatie moeten hebben om de impact van impedantie en gevoeligheid op het geluid van uw hoofdtelefoon te begrijpen.

Toch, ter aanvulling, hier zijn specifieke antwoorden op de meest voorkomende vragen die om redenen van duidelijkheid niet direct in het artikel konden worden behandeld.

Kan er iets beschadigd raken als de hoofdtelefoon niet goed is afgestemd op de geluidsbron?

99% van de tijd is er geen risico om een hoofdtelefoon op een geluidsbron aan te sluiten als de twee slecht zijn gepaard (vooral wat betreft impedantie).

Voor mij is het enige echte risico het aansluiten van een zeer gevoelige hoofdtelefoon en/of met een zeer lage impedantie op een zeer krachtige bron: u loopt het risico de hoofdtelefoon te beschadigen, die dan aan een te groot vermogen wordt blootgesteld.

Houd er echter rekening mee dat de technische fiches van hoofdtelefoons vaak het maximale vermogen aangeven dat u naar de hoofdtelefoon kunt sturen.

Als het volume van een hoofdtelefoon niet luid genoeg is, kan er dan een extra hoofdtelefoonversterker worden toegevoegd?

Als het volume van uw hoofdtelefoon niet luid genoeg is, zelfs wanneer uw versterker op maximaal is ingesteld, raad ik u aan om ofwel:

• te upgraden naar een meer geschikte versterker (misschien met een lagere impedantie en/of meer vermogen);
• of te wisselen naar een hoofdtelefoon met een lagere impedantie of gewoon meer gevoelig.

Standaard raad ik u af om een hoofdtelefoonversterker bovenop een andere hoofdtelefoonversterker aan te sluiten. Zeker, u zult in volume winnen, maar ten koste van de signaalkwaliteit (frequentierespons, vervorming, achtergrondgeluidniveau).

Waarom hebben veel geluidsbronnen een vrij hoge uitgangsimpedantie?

Dit fenomeen is reëel, ook al is het iets minder zichtbaar onder studio/home studio apparatuur.

Er zijn verschillende verklaringen:

• Een circuit met een hoge uitgangsimpedantie maken is eenvoudiger en kost minder.
• Dit kan een manier zijn om hoofdtelefoons te beschermen als de versterker erg krachtig is.
• Tenslotte kan dit een onderscheidende factor zijn voor een merk, terecht of onterecht, wat dus invloed heeft op de positionering op de markt en de marketing.

Moet ik een hoofdtelefoon van 32 Ohm of 80 Ohm nemen?

Als je bijvoorbeeld twijfelt tussen dit model (32 Ohm) en deze (80 Ohm), raad ik je standaard aan om de 80 Ohm te nemen. Het geluid zal iets beter zijn, en in de praktijk kun je het zonder problemen op de meeste apparaten gebruiken.

Als je echter bijzonder wilt voeden via zwakke versterkers (ik verzin maar wat, een apparaat dat op AA-batterijen werkt), neem dan de versie van 32 Ohm.

Moet ik een hoofdtelefoon van 250 Ohm of 80 Ohm nemen?

Als je nu twijfelt tussen dit model (250 Ohm) en deze (80 Ohm), dan raad ik ook aan om de 80 Ohm te nemen, die veelzijdiger zal zijn.

Als je echter van plan bent om de hoofdtelefoon alleen in een studio/home studio-context te gebruiken en met audio-interfaces die op netstroom werken (of krachtige hoofdtelefoonversterkers), dan kun je de 250 Ohm nemen.

Kan ik een hoofdtelefoon van 250 Ohm op een PC / MacBook aansluiten?

Ja, dat kan, en vaak zal het geluid goed zijn.

Anders gezegd, het zal over het algemeen niet onbruikbaar zijn.

Maar het is zeer waarschijnlijk dat het niet optimaal zal zijn. Als je gebruik niet inhoudt dat je dedicated hoofdtelefoonversterkers gebruikt (zoals deze)

Is het nuttig om een hoofdtelefoon met hoge impedantie in een home studio te hebben?

Als je in een home studio werkt, denk ik dat je niet moet aarzelen om hoofdtelefoons met hoge impedantie te overwegen.

Vooral als je een goede open hoofdtelefoon nodig hebt om te mixen. Bijvoorbeeld, de Sennheiser HD650 heeft een impedantie van 300 Ohm — maar het geluid is zeer gedetailleerd.

Dus het kan een goede investering zijn: het is niet gereserveerd voor professionals, als je wilt.

Maar zorg er eerst voor dat je een audio-interface of hoofdtelefoonversterker hebt die de hoofdtelefoon echt goed kan aansteken, zodat je er echt van kunt genieten.

Concluderend

Dat is het, ik denk dat je met dit grote dossier nu alle nodige informatie hebt om te begrijpen wat de impedantie en gevoeligheid van hoofdtelefoons zijn — en vooral hun belang met betrekking tot de geluidskwaliteit.

Ik wilde zeggen “om verder te gaan”, maar dit artikel is al zeer gedetailleerd — dus om verder te lezen, raad ik je gewoon aan om een kijkje te nemen op mijn selectie van hoofdtelefoons voor de home studio.