Impedans og følsomhet er to av de viktigste parameterne som finnes på spesifikasjonsarkene til hodetelefoner, enten de brukes i studio eller i audiophile sammenhenger.
Dermed har du sikkert allerede sett at et headset som denne svært kjente modellen hadde “en impedans på 80 ohm” eller at et annet hadde “en følsomhet på 105 dB SPL/mW”.
Likevel, selv om de er essensielle for å forstå om et bestemt headset vil gi et kvalitetslydsignal (og spesielt sterkt nok) når det er koblet til forsterkeren din eller din lydgrensesnitt, er disse to tallene ofte spesielt misforstått…
…spesielt fordi de ofte er dårlig forklart.
Etter å ha lagt merke til at mange av dere har stilt meg spørsmål om kompatibiliteten til forskjellige hodetelefoner med utstyret deres, spesielt når det gjelder impedans, har jeg bestemt meg for å lage en omfattende guide om emnet.
Så, bør du velge et headset med 32 ohm? med 80 ohm? med 250 ohm?
Vil hodetelefonene du velger fungere bra med lydgrensesnittet ditt, Focusrite Scarlett eller annet? Med DAC-en din?
Vel, du vil få svaret i denne artikkelen — eller i det minste et maksimum av elementer som vil hjelpe deg å forstå hvordan alt dette fungerer.
(og du vil se, utstyrsprodusentene forteller oss ikke alltid alt, noe som har komplisert oppgaven litt…)
Uansett, artikkelen som følger vil bli delt opp i fire hoveddeler:
- Hodetelefoner & Impedans: det raske svaret
- Impedans, et avgjørende valg
- Følsomheten til hodetelefonene, den andre verdien å kjenne til
- FAQ om impedans og følsomhet for hodetelefoner
Merk: Generelt sett vil mange av kommentarene mine i denne artikkelen være fokusert på bruk i studio / hjemmestudio.
Det er normalt, det er temaet for nettstedet 🙂
Likevel vil de tekniske forklaringene og den overordnede logikken være like gyldige hvis du planlegger å kjøpe et audiophile headset, et gaming headset eller for eksempel et fritidshodetelefon for å høre på musikk på toget.
Hodetelefoner & Impedans: det raske svaret
Hvis du bare leter etter et raskt svar på om du bør velge et headset med lav impedans eller høy impedans, så bør tabellen nedenfor veilede deg i riktig retning selv om den er ekstremt forenklet:
| Bruk | Anbefalt impedans |
|---|---|
| Lytting på smarttelefon, nettbrett, PC eller bærbar PC… | 50 ohm maksimum |
| Studio, hjemmestudio eller DJ-bruk (grensesnitt drevet via USB) | 32 – 100 ohm |
| Studio, hjemmestudio eller DJ-bruk (grensesnitt drevet koblet til stikkontakt) | 32 – 250 ohm |
| Audiophile bruk med et dedikert hodetelefonforsterker | 250 ohm og mer (men hodetelefoner med mindre enn 250 ohm vil også fungere bra) |
Merk at dette bare er retningslinjer, men hvis du velger kjente og pålitelige hodetelefonmodeller basert på denne informasjonen, bør alt gå bra.
Hvis du derimot (og jeg anbefaler det) ønsker å ha litt mer informasjon, inviterer jeg deg til å fortsette å lese… 🙂
Impedans, et avgjørende valg
I (hjem) studio-sammenheng er impedans for meg det første kriteriet å ta hensyn til når du velger hodetelefoner, siden hodetelefonene som brukes i studio vanligvis har god følsomhet.
Problemet, konkret
Når du kjøper et headset, har du valget mellom forskjellige modeller som alle har forskjellige impedanser.
Faktisk kan selv en og samme referanse ha flere mulige impedanser.
For å komplisere saken, selvfølgelig! 😀
Dette er tilfellet med den berømte Beyerdynamic DT 770, som finnes i versjoner med 32 Ohm, 80 Ohm og 250 Ohm.
👉 Klikk her for å se prisen :
Men hvilken skal man kjøpe?
Hvilken impedans skal man velge?
Vi står klart overfor et viktig problem, spesielt siden et dårlig valg kan vise seg å være skadelig for hva du vil høre i ørene dine når hodetelefonene er koblet til.
Så det er best å ikke gjøre feil.
Hva er impedans?
La oss først se på definisjonen som Wikipedia gir oss av denne fysiske parameteren:
Elektrisk impedans måler motstanden i en elektrisk krets mot strømmen av en sinusformet vekselstrøm. Definisjonen av impedans er en generalisering av Ohms lov for vekselstrøm.
Greit.
Det hjelper oss ikke mye.
Det svarer ikke egentlig på spørsmålet om “hva er impedansen til et headset?”.
Faktisk, det viktige ordet i sitatet ovenfor er “motstand”.
Impedansen til hodetelefonene (man ser noen ganger termen “nominell impedans”), tilsvarer typisk hvordan de vil motsette seg strømmen i kretsen.
Man kan nesten snakke om motstand mot strømmen, men det er et annet spesifikt elektronikkbegrep som refererer til noe litt annet.
Men for å forenkle, kan man si at:
- hvis impedansen til hodetelefonene er høy, vil de motsette seg strømmen mer;
- hvis impedansen til hodetelefonene er lav, vil de lettere la strømmen passere.
Til slutt, det er viktig å vite at denne impedansen måles i ohm (Ω) og ofte representeres med bokstaven Z.
Merk: selv om denne artikkelen hovedsakelig bruker begrepet “hodetelefoner”, hvis du har spørsmål om impedansen til ørepropper, er emnet strengt det samme — så du kan fortsette å lese.
Impedansen til hodetelefoner, en variabel verdi
Faktum er at alle hodetelefoner har forskjellige impedansverdier, som lett kan finnes på produsentenes nettsteder, på spesifikasjonsarkene til hodetelefonene eller noen ganger på hodetelefonene selv.
Impedanskategorier
Generelt har hodetelefoner en impedans som kan variere fra 16 ohm til 600 ohm — med andre ord, et veldig bredt verdifelt.
Det har derimot ingenting å gjøre med impedansverdiene til kommersielle høyttalere, som har mer standardiserte verdier på 4 eller 8 ohm.
Selv om det ikke finnes noe offisielt ved denne klassifiseringen, kan man mer eller mindre gruppere hodetelefoner i forskjellige kategorier basert på deres impedans:
- 16 – 32 Ohm — ørepropper & hodetelefoner for forbrukere, hovedsakelig dedikert til mobil / bærbar bruk
- 32 – 100 Ohm — studiohodetelefoner, hifi-hodetelefoner
- > 100 Ohm — audiophile / pro hodetelefoner
- > 1000 Ohm — spesifikke hodetelefoner, spesielt brukt i kringkasting
I praksis er disse kategoriene veldig permeable.
For eksempel brukes mange hodetelefoner med mindre enn 100 ohm i profesjonelle studioer.
Det er også helt mulig å bruke sin DT770 Pro med en impedans på 80 ohm i kollektivtransport, koblet til en mobiltelefon…
Når det er sagt, for meg er en ganske viktig grense rundt 100 ohm, siden under dette nivået finner man hodetelefoner som kan kobles ganske enkelt til alle slags utstyr, og selvfølgelig alt som er ørepropper — mens over 100 ohm begynner man å få hodetelefoner som jeg ville karakterisere som litt mer spesialiserte, i den forstand at uten riktig utstyr kan det være komplisert å drive dem skikkelig.
Merk også at i noen tilfeller kan samme hodetelefon komme i flere modeller med forskjellige impedanser.
Dette er typisk tilfelle med DT-770 Pro fra det tyske merket Beyerdynamic, som er tilgjengelig i versjoner med 32, 80 og 250 ohm.
Hvorfor har hodetelefoner alle forskjellige impedanser?
Impedansen til en hodetelefon er knyttet til konstruksjonen av den, og mer spesifikt til utformingen av kobbertrådene som er plassert ved hvert øre.
Lengden på kobbertråden, formen, tykkelsen, antall omdreininger som er gjort for å lage spolen — alle disse parameterne spiller inn for å bestemme impedansen til hodetelefonen.
På 60- og 80-tallet, før fremkomsten av bærbar lydutstyr, hadde hodetelefoner høy impedans — spesielt for å lette paringen med stereosystemer, som hadde høy utgangsimpedans (vi vil snakke mer om konseptet utgangsimpedans litt senere).
I 1996 ble IEC 61938-standarden etablert, som anbefalte en utgangsimpedans på 120 ohm og påpekte at denne utgangsimpedansen hadde lite innvirkning på ytelsen til hodetelefonene, noe som, selv om det var spesielt feil, sannsynligvis presset produsentene til å lage hodetelefoner med høy impedans.
Imidlertid, komme av bærbare spillere og deretter iPods fra 2009 førte til dype transformasjoner i designet av hodetelefoner, spesielt på grunn av det faktum at hodetelefoner med høy impedans fungerer dårlig med batteridrevne enheter (da disse ikke har mulighet til å levere nok kraft til å drive hodetelefonene).
Resultat: i dag har hodetelefonene som er tilgjengelige på markedet, spesielt variable impedanser. Dermed finner vi både:
- hodetelefoner med lav impedans, som gjør det lettere å bruke dem på alle slags enheter;
- og hodetelefoner med høy impedans, som er mer dedikert til et audiophil publikum på grunn av deres ofte lavere forvrengning av signalet.
Hvorfor er impedansen til hodetelefonene viktig?
Når du kjøper et nytt lydhodetelefon, enten det er for (hjemme)studio eller for å lytte til musikk i en mer audiophil kontekst, er det spesielt viktig å velge en modell med riktig impedans.
Men valget av impedans avhenger egentlig ikke av hodetelefonene, men av utstyret du skal koble dem til.
Og mer spesifikt, av impedansadapsjonen mellom hodetelefonene dine og lydkilden.
Begrepet impedansadapsjon Hodetelefon/Kilde Lyd
Da vi definerte impedansen i begynnelsen av artikkelen, tok jeg som eksempel impedansen til hodetelefonene. Vi snakker om belastningsimpedans (load impedance på engelsk).
Imidlertid har lydkilden, det vil si typisk forsterkeren som du kobler hodetelefonene til, også en impedansparameter — vi snakker om utgangsimpedans (output impedance på engelsk).
I diagrammet ovenfor:
- finner vi vår signalgenerator, som kan være en hodetelefonforsterker dedikert eller integrert i en annen enhet, som en telefon eller et lydgrensesnitt;
- denne generatoren har en utgangsimpedans merket Zutgang
- alt er koblet til en belastning, i dette tilfellet et hodetelefon, som har en belastningsimpedans merket Zbelastning
I teorien, hvis du ikke er kjent med denne typen diagrammer, er det ikke så farlig: det eneste som virkelig er viktig å forstå, er at både hodetelefonene og forsterkeren har sin egen impedans.
Problemet er at de to kretsene vil interagere på grunn av disse to impedansene.
Og avhengig av hodetelefonens impedans i forhold til forsterkerens utgangsimpedans, kan det oppstå lydproblemer som kan skade kvaliteten på hodetelefonenes ytelse.
Faktisk er de fleste problemene som brukere av hodetelefoner opplever, relatert til dårlig impedansadapsjon mellom hodetelefonene deres og enheten de kobler dem til.
Problem #1: Effektap
Når du kobler hodetelefonene til en lydkilde, oppstår det et effektap, og dette er uunngåelig.
Litt matematikk, dette styres av følgende formel (hvis dette ikke gir mening for deg, ikke bekymre deg, det vil ikke hindre deg i å forstå resten):
med:
- Zutgang = Utgangsimpedans til kilden
- Zbelastning = Belastningsimpedans til hodetelefonene
I teorien, for å overføre maksimalt med effekt mellom lydkilden og hodetelefonene, må impedansene være strengt like.
Imidlertid, hvis du gjør beregningen av effektapet med den forrige formelen (hvis du ikke er allergisk mot det 🙂 ), vil du oppdage at når utgangsimpedansen og belastningsimpedansen er identiske, har vi fortsatt et effektap på omtrent 6 dB (desibel).
Med tanke på at -3dB tilsvarer en effekt delt med 2, betyr -6 dB at effekten av signalet har blitt delt med 4!
Og som du kan se på grafen nedenfor, hvis impedansen til hodetelefonene avviker fra utgangsimpedansen til lydkilden, vil det oppstå en enda større demping:
Den gode nyheten er at i de fleste tilfeller har dette tapet av kraft bare liten effekt på lydgjengivelsen — forsterkeren er fortsatt i stand til å levere tilstrekkelig kraft.
Jeg ønsket likevel å nevne dette emnet, da det er et av punktene man må ta hensyn til.
Problem #2: Kraften varierer avhengig av impedansen
Når du kobler et hodetelefon til en lydkilde, vil problemet hovedsakelig ligge i kraften som kilden kan levere.
Faktisk, avhengig av belastningsimpedansen som presenteres for den (med andre ord, avhengig av impedansen til hodetelefonene du kobler til), vil kraften som kilden kan sende ut variere sterkt.
Dette er selvfølgelig knyttet til krafttapet nevnt tidligere, men også til hvordan kretsen er designet.
Det er ganske vanskelig å finne detaljerte spesifikasjoner på databladene til produsentene av lydgrensesnitt for å illustrere dette punktet — men her er likevel et konkret eksempel hentet fra databladet til en Focusrite Scarlett 2i2 (første generasjon):
| Parameter | Verdi |
|---|---|
| Utgangsimpedans | < 10 ohm |
| Utgangseffekt (belastning 50 Ω) | 30 mW (milliwatt) |
| Utgangseffekt (belastning 150 Ω) | 15 mW (milliwatt) |
Som du kan se, når man går fra et hodetelefon med en impedans på 50 ohm til et hodetelefon med en impedans på 150 ohm, blir kraften som kan sendes ut av Focusrite Scarlett halvert.
Andre eksempel med audiophile-spilleren FiiO M11:
| Parameter | Verdi |
|---|---|
| Utgangsimpedans | < 1 ohm |
| Utgangseffekt (belastning 16 Ω) | ≥ 255mW |
| Utgangseffekt (belastning 32 Ω) | ≥ 195mW |
| Utgangseffekt (belastning 300 Ω) | ≥ 22mW |
Igjen, samme bemerkning: utgangseffekten faller betydelig så snart man øker impedansen til hodetelefonene.
Og klart, lydgrensesnitt drevet via USB og bærbare DAC-er er de første som blir påvirket av dette problemet, siden mengden kraft som kan genereres nødvendigvis er begrenset.
Problem #3: Dempe høyttalerne
Det siste problemet, og deretter vil vi snakke om løsninger: demping.
For å forklare ting enkelt:
- Når man bruker hodetelefoner, beveger (eller vibrerer) enkelte komponenter i hodetelefonenes høyttalere seg i takt med musikken: det er dette som genererer lyden.
- Imidlertid, hvis ingenting gjøres for å hindre dem, vil de fortsette å vibrere når musikken er over.
- Avhengig av hodetelefonene, er forskjellige mekaniske eller elektriske teknologier implementert for å dempe vibrasjonene fra høyttalerne.
Som standard er elektrisk demping den beste.
Imidlertid, er den bare effektiv hvis utgangsimpedansen til lydkilden (altså forsterkeren) er betydelig lavere enn impedansen til hodetelefonene.
Hvis de to impedansene er for nære — eller verre, hvis impedansen til hodetelefonene er lavere enn forsterkerens — vil du møte en rekke problemer, spesielt når det gjelder presisjon i bassresponsen.
Så hvilken impedans bør man velge når man kjøper hodetelefoner?
Du har forstått, gitt alle problemene som kan oppstå hvis impedansen til hodetelefonene ikke er tilpasset impedansen til forsterkeren / hodetelefonutgangen til lydgrensesnittet / lydkilden generelt, risikerer du å ikke kunne nyte musikken du ønsker å høre skikkelig.
Volumet kan være for lavt, eller så kan frekvensresponsen bli forvrengt.
Trinn 1: Identifisere utgangsimpedansen
Det første du må gjøre, er å se hvilken utgangsimpedans utstyret du vil koble hodetelefonene til har.
For å gjøre dette, anbefaler jeg at du ser i brukermanualen eller besøker produsentens nettsted.
For eksempel, på Focusrite sin nettside kan du finne en rekke informasjon om hodetelefonutgangen, inkludert impedansen:
Derimot, i mange tilfeller er informasjonen som gis av produsentene ikke fullstendig eller svarer ikke helt på spørsmålet.
Her er et eksempel med UR22 mk2 fra Steinberg:
Her er ikke utgangsimpedansen nevnt, men vi finner en indikasjon i ohm, som kan gi inntrykk av en utgangsimpedans.
Likevel er det rett og slett impedansen som gjør det mulig å levere 6 mW per kanal (se problem #2 litt høyere opp).
Den reelle impedansen er sannsynligvis mye lavere.
Vær derfor oppmerksom på tallene du tar som referanse…
“8-regelen”
Nå som du kjenner utgangsimpedansen til utstyret ditt, må du bestemme impedansen til hodetelefonene.
Som en generell regel anbefales det å velge hodetelefoner med en impedans som er minst 8 ganger høyere enn utgangsimpedansen.
Det er 8-regelen.
For eksempel, hvis utgangsimpedansen er 10 ohm, trenger du hodetelefoner med 80 ohm eller mer.
Denne 8-regelen kan virke vilkårlig ved første øyekast — men den er faktisk basert på ulike beregninger for å minimere volumvariasjoner på hørbare frekvenser.
Det sagt, i praksis trenger ikke regelen å bli anvendt for strengt: det er bedre å se på den som en retningslinje.
Spesielt fordi impedansen til hodetelefonene varierer avhengig av frekvens, så den impedansen som oppgis av hodetelefonprodusentene er i beste fall bare et gjennomsnitt:
Følsomheten til hodetelefoner, den andre verdien å kjenne
Så langt har vi hovedsakelig snakket om impedansen til hodetelefonene og hvordan den bør tilpasses lydkilden.
Likevel er det en annen parameter som absolutt må tas i betraktning: følsomheten.
En liten advarsel
Mens delen om impedans var relativt enkel, kan denne delen om følsomheten til hodetelefoner bli litt mer komplisert.
Spesielt fordi informasjonen som leveres av produsentene om utstyret deres noen ganger mangler eller er unøyaktig.
Så hvis du vil velge hodetelefoner til hjemmestudioet ditt eller studioet ditt uten stress, her er noen tips:
- velg hodetelefoner kjent for å være effektive i studio som disse;
- velg hodetelefoner med en impedans mellom 40 og 100 ohm, og unngå de med mer enn 100 ohm for å unngå problemer med kraft (med mindre du har lest resten av artikkelen og vet hva du vil gjøre).
Som et eksempel bruker jeg mine ATH M50X, som har en impedans på 38 ohm, både på lydgrensesnittet mitt og på min bærbare datamaskin — og jeg har aldri problemer.
I samme idé, min AKG k240 mkII på 55 ohm eller min DT 770 Pro i 80 ohm versjon fungerer begge veldig bra, både på vanlige lydgrensesnitt og på min smarttelefon.
Så hvis du lurer på hvilken impedans av hodetelefoner som passer for din smarttelefon, trenger du ikke å bekymre deg for mye…
…men jeg ville unngått hodetelefoner på 250 ohm hvis jeg ikke var sikker på kraften til den innebygde hodetelefonforsterkeren på lydkortet mitt — spesielt hvis den drives via en USB-port.
Uansett, etter denne innledningen som likevel skal relativisere kompleksiteten ved å velge hodetelefoner for studio, kan vi snakke om følsomhet…
Hva er følsomheten til hodetelefoner?
La oss først ta oss tid til å forstå hva det handler om.
Definisjon av følsomhet til hodetelefoner
Følsomhet, er målingen av volumet som avgis av et par hodetelefoner for et gitt effekt nivå.
Eksempel: hvis du har et par hodetelefoner A med høy følsomhet og et par hodetelefoner B med lav følsomhet, hvis impedansen er den samme og effekten som avgis av forsterkeren er konstant, så vil hodetelefoner A være høyere enn hodetelefoner B.
For at hodetelefoner B skal nå lydnivået til hodetelefoner A, må derfor utgangsnivået (altså effekten) som avgis av forsterkeren økes.
For å forenkle, betyr det at hvis forsterkeren din ikke er veldig kraftig (fordi den drives av USB for eksempel) og følsomheten til hodetelefonene dine ikke er så bra, så vil de gi et ganske lavt volum.
Enhet for følsomhet til hodetelefoner
Følsomheten til hodetelefoner måles vanligvis i dB SPL/mW — det vil si i desibel SPL per milliwatt. Dette tilsvarer derfor et lydnivå relatert til en effekt (i milliwatt).
Generelt har hodetelefoner en følsomhet som varierer mellom 75 og 120 dB SPL/mW.
Merk forresten at den samme enheten noen ganger er angitt i form av “dB/mW”, men det tilsvarer det samme.
Alternativt kan følsomheten presenteres på noen spesifikasjonsark i en annen enhet: dB SPL/V — det vil si i desibel SPL per volt.
Denne gangen har vi derfor et lydnivå relatert til en spenning.
Merk: I denne artikkelen vil vi bruke den første enheten, altså dB SPL/mW.
Men hvis du trenger å konvertere dB SPL/V til dB SPL/mW (eller omvendt), inviterer jeg deg til å bruke min følsomhetskonverterer, som jeg har laget spesielt for denne artikkelen 🙂
Hvis et par hodetelefoner for eksempel har en følsomhet på 104 dB SPL/mW, betyr det at det vil avgis et signal med et nivå på 104 dB SPL hvis det drives av et elektrisk signal med en effekt på 1 milliwatt.
Desibel SPL er et standardmål for lydnivå.
For å visualisere hva denne enheten tilsvarer, viser tabellen nedenfor noen referansepunkter fra hverdagen:
| Lydnivå (dB SPL) | Eksempler på lydkilder |
|---|---|
| 140 | Fly ved avgang, skudd |
| 130 | Borehammer |
| 120 | Smertegrense |
| 110 | Rockekonsert, Nattklubb |
| 100 | T-bane i nærheten, Horn fra 5 meters avstand |
| 90 | Intens trafikk i en gate |
| 80 | Intens trafikk (hørt fra innsiden av en bil) |
| 70 | Vaskemaskin, Oppvaskmaskin |
| 60 | Vanlig samtale, klimaanlegg |
| 40 | Stille auditorium, summing fra kjøleskapet |
| 30 | Hvisking |
| 20 | Ekstremt stille rom, lyden av et klokke |
| 10 | Pusting, anekoisk rom |
| 0 | Hørselsterskel |
Legg merke til at denne skalaen for lydnivå målt i dB SPL ikke er lineær: en lyd på 20 dB SPL er ikke to ganger sterkere enn en lyd på 10 dB SPL.
Faktisk, en “to ganger sterkere” lyd tilsvarer en økning på +3 dB (SPL).
Bruke følsomheten til hodetelefonene for å estimere lydnivået
Greit, nå har du forstått hva følsomhet er og hvordan du kan finne det på et spesifikasjonsark.
Men hvilken informasjon gir det oss egentlig?
Vel, det vil være avgjørende for å forstå lydnivået som hodetelefonene dine kan produsere når de er koblet til lydgrensesnittet eller DAC-en din.
Og også for å sikre at du bruker hodetelefonforsterkeren under de beste forholdene.
Faktisk:
- hvis hodetelefonene dine har for lav følsomhet, må du sannsynligvis skru opp forsterkeren til maks, noe som vil føre til en økning i forvrengning (et fenomen som lett kan observeres på mobiltelefoner, typisk);
- hvis hodetelefonene dine har for høy følsomhet, og forsterkeren din er veldig kraftig, vil du bruke den på 1 eller 2% av den faktiske effekten — noe som kan resultere i mer bakgrunnsstøy.
Hvor mye kraft trenger hodetelefonene mine for å være sterke nok?
Generelt kan du anta at hodetelefonene dine vil være sterke nok hvis de kan produsere lyd på et nivå av 110 dB SPL i topp (peak på engelsk).
Dette vil tilsvare, mer eller mindre, et nivå på 95 eller 100 dB SPL RMS — noe som er mer enn tilstrekkelig.
For øvrig, generelt lytter vi heller på et nivå mellom 60 og 80 dB RMS. Hvis du lyttet til en lyd på 100 dB SPL RMS i flere minutter, kan det ha en irreversibel innvirkning på hørselen din.
Vær oppmerksom på å skille mellom dB SPL topp og dB RMS: når vi snakker om topp, refererer det til maksimumsnivået, mens når vi snakker om RMS, refererer det mer til et gjennomsnittlig oppfattet nivå.
Nå, ved å bruke følsomheten du har lest på spesifikasjonsarket til hodetelefonene dine, kan du beregne mengden kraft (i milliwatt) som kreves for å oppnå 110 dB SPL.
La oss ta eksemplet fra tidligere med hodetelefonene som har en følsomhet på 104 dB/mW.
Som vi har lært fra definisjonen av følsomhet, betyr dette at for å produsere et signal på et nivå av 104 dB, kreves det en effekt på 1 milliwatt.
Hvis man ønsker å doble lydstyrken (+3 dB), må man doble effekten.
Så for å oppnå 107 dB, vil det være nødvendig med 2 milliwatt.
Og igjen, for å oppnå de berømte 110 dB SPL, må effekten dobles igjen: vi vil trenge 4 milliwatt.
Du kan nå beregne effekten som kreves for hodetelefonene dine basert på følsomheten deres.
For å gjøre det enklere for deg, foreslår jeg at du ser på tabellen nedenfor:
- Identifiser i venstre kolonne følsomheten i dB/mW for hodetelefonene dine;
- Deretter finner du i kolonnen 110 dB SPL verdien av effekten du trenger.
(til informasjon har jeg også lagt til en kolonne på 105 og en kolonne på 115 dB, slik at du kan se kraftnivåene som ville være nødvendige for å oppnå disse volumene)
| Hodetelefonfølsomhet (dB SPL/mW) | 105 dB SPL | 110 dB SPL | 115 dB SPL |
|---|---|---|---|
| 83 | 158,5 | 501,2 | 1584,9 |
| 86 | 79,4 | 251,2 | 794,3 |
| 89 | 39,8 | 125,9 | 398,1 |
| 92 | 20,0 | 63,1 | 199,5 |
| 95 | 10,0 | 31,6 | 100,0 |
| 98 | 5,0 | 15,8 | 50,1 |
| 101 | 2,5 | 7,9 | 25,1 |
| 104 | 1,3 | 4,0 | 12,6 |
| 107 | 0,6 | 2,0 | 6,3 |
| 110 | 0,3 | 1,0 | 3,2 |
| 113 | 0,2 | 0,5 | 1,6 |
| 116 | 0,1 | 0,3 | 0,8 |
| 119 | 0,04 | 0,1 | 0,4 |
| 122 | 0,02 | 0,06 | 0,2 |
| 125 | 0,01 | 0,03 | 0,1 |
For referanse, her er formelen for å rekonstruere denne tabellen:
Vil hodetelefonene mine ha en høy nok lyd?
Hvis du trodde at du endelig kunne velge hodetelefonene dine i fred, tok du feil 🙂
Faktisk, i forrige avsnitt, har vi bare bestemt kraftnivået som hodetelefonene dine trenger for å nå 110 dB SPL i topp.
Men vi vet fortsatt ikke om hodetelefonforsterkeren din, DAC-en din, lydgrensesnittet ditt — kort sagt, lydkilden du skal koble den til — kan levere denne kraften!
Først, hvis du ser på tabellen rett over, vil du innse at i noen tilfeller, for å oppnå et teoretisk nivå på 110 dB SPL med noen hodetelefoner med lav følsomhet, ville det virkelig kreve mye kraft.
For eksempel, hvis hodetelefonene dine har en følsomhet på 83 dB/mW, ville du trenge et halvt watt for å få dem til å spille på fullt volum… noe som i noen tilfeller kan bli komplisert.
Merk: For eksempel, hvis vi refererer til standarden for USB 2.0-porter, kan disse maksimalt levere en kraft på 2,5 watt.
På et lydgrensesnitt som kun drives via USB, brukes en stor del av den tilgjengelige kraften allerede av forforsterkere, konverterere, LED-indikatorer, phantom-strøm…
Det er derfor ikke mye igjen til hodetelefonforsterkningen!
Det er derfor viktig å sjekke at utgangsnivået som lydkilden din kan gi deg i form av effekt (i watt) er i samsvar med nivået du trenger (og som du har identifisert i forrige avsnitt).
Med andre ord, hvis hodetelefonene dine med en følsomhet på 104 dB/mW trenger 4 mW for å nå de berømte 110 dB SPL, må du ha en lydkilde som kan levere minst 4 mW (og ideelt mer) ved impedansen til hodetelefonene dine.
Husker du dette skjemaet, hentet fra spesifikasjonene til Focusrite Scarlett 2i2 (1. generasjon), som vi så i kapitlet om impedans? :
| Parameter | Verdi |
|---|---|
| Utgangsimpedans | < 10 ohm |
| Utgangseffekt (last 50 Ω) | 30 mW (milliwatt) |
| Utgangseffekt (last 150 Ω) | 15 mW (milliwatt) |
Vel, vi hadde konstatert at utgangseffekten til denne Scarlett 2i2 var forskjellig avhengig av impedansen.
I praksis er dette tilfelle for alle kretsene for forsterkning av hodetelefoner.
Dermed, avhengig av følsomheten til hodetelefonene dine og deres impedans, kan det hende at kilden din ikke er kraftig nok til å la deg nå 110 dB SPL!
Dessverre, på de tekniske spesifikasjonene til lydgrensesnittene, er informasjonen relatert til utgangseffekt noen ganger manglende eller oppgitt for impedanser som er veldig forskjellige fra hodetelefonene dine.
I så fall kan du bare gjette hva effektverdien ville vært ved impedansen til hodetelefonene dine, eller dykke ned i kompliserte matematiske beregninger for å prøve å rekonstruere de manglende verdiene.
Merk: naturligvis er lydkilder drevet av batteri eller via USB begrenset når det gjelder utgangseffekt. I motsetning til dette har lydkilder som er koblet til strømnettet vanligvis mye mer tilgjengelig effekt.
FAQ om impedans og følsomhet til hodetelefoner
Med hele artikkelen ovenfor, bør du allerede ha maksimalt med informasjon for å forstå innvirkningen av impedans og følsomhet på lyden fra hodetelefonene dine.
Likevel, som et tillegg, her er presise svar på de vanligste spørsmålene som ikke kunne bli behandlet direkte i artikkelen av klarhetsgrunner.
Kan man skade noe hvis hodetelefonene ikke er godt tilpasset lydkilden?
99% av tiden er det ingen risiko ved å koble hodetelefoner til en lydkilde hvis de to ikke er godt paret (spesielt når det gjelder impedans).
For meg er den eneste reelle risikoen å koble et veldig følsomt hodetelefonsett og/eller med en veldig lav impedans til en veldig kraftig kilde: du risikerer å skade hodetelefonene, som da vil bli utsatt for for mye effekt.
Merk imidlertid at de tekniske spesifikasjonene til hodetelefonene ofte angir den maksimale effekten du kan sende til hodetelefonene.
Hvis volumet på hodetelefonene ikke er høyt nok, kan man legge til en ekstra hodetelefonforsterker?
Hvis volumet på hodetelefonene dine ikke er høyt nok, selv når forsterkeren din er stilt inn på maksimum, anbefaler jeg at du enten:
- oppgraderer til en mer passende forsterker (kanskje med lavere impedans og/eller mer effekt);
- eller bytter til hodetelefoner med lavere impedans eller bare mer følsomme.
Som standard fraråder jeg deg å koble en hodetelefonforsterker over en annen hodetelefonforsterker. Selv om du vil få mer volum, vil det gå på bekostning av signalets kvalitet (frekvensrespons, forvrengning, bakgrunnsstøy nivå).
Hvorfor har mange lydkilder en ganske høy utgangsimpedans?
Dette fenomenet er reelt, selv om det er litt mindre synlig blant studio/home studio-utstyr.
Det er flere forklaringer:
- Å lage en krets med høy utgangsimpedans er enklere og billigere.
- Dette kan være en måte å beskytte hodetelefonene på hvis forsterkeren er veldig kraftig.
- Til slutt kan dette være en differensierende faktor for et merke, enten det er rett eller galt, og dermed påvirke posisjoneringen på markedet og markedsføringen.
Bør jeg velge hodetelefoner med 32 Ohm eller 80 Ohm?
Hvis du for eksempel er usikker på denne modellen (32 Ohm) og denne (80 Ohm), anbefaler jeg som standard å velge 80 Ohm. Lyden vil være litt bedre, og i praksis kan du bruke den uten problemer på de fleste enheter.
Men hvis du spesielt ønsker å drive den med lite kraftige forsterkere (jeg finner på, en enhet drevet av AA-batterier), så velg 32 Ohm-versjonen.
Bør jeg velge hodetelefoner med 250 Ohm eller 80 Ohm?
Hvis du nå er usikker på denne modellen (250 Ohm) og denne (80 Ohm), så anbefaler jeg også å ta 80 Ohm, som vil være mer allsidig.
Men hvis du har som mål å bruke hodetelefonene kun i en studio/home studio-kontekst og med lydgrensesnitt som drives fra stikkontakt (eller kraftige hodetelefonforsterkere), så kan du ta 250 Ohm.
Kan jeg koble hodetelefoner med 250 Ohm til en PC / MacBook?
Ja, du kan, og ofte vil lyden være grei.
Med andre ord, det vil vanligvis ikke være ubrukelig.
Men det er sannsynlig at det ikke vil være optimalt. Hvis bruken din ikke involverer dedikerte hodetelefonforsterkere (som disse)
Er det nyttig å ha hodetelefoner med høy impedans i home studio?
Hvis du jobber i et home studio, mener jeg at du ikke bør avstå fra å vurdere hodetelefoner med høy impedans.
Spesielt hvis du trenger et godt åpnet hodetelefon for mixing. For eksempel har Sennheiser HD650 en impedans på 300 Ohm — men lyden er veldig detaljert.
Så det kan være en god investering: det er ikke forbeholdt profesjonelle, hvis du vil.
Men sørg først for å ha et lydgrensesnitt eller en hodetelefonforsterker som virkelig kan drive hodetelefonene skikkelig, for å kunne nyte dem fullt ut.
Avslutning
Så, jeg tror at med denne omfattende artikkelen har du nå all informasjonen du trenger for å forstå hva impedans og følsomhet til hodetelefoner er — og spesielt deres betydning for lydkvaliteten.
Jeg skulle si “for å gå videre”, men denne artikkelen er allerede veldig detaljert — så for å fortsette å lese, anbefaler jeg bare å ta en titt på min utvalg av hodetelefoner for home studio.