Impedancja słuchawek i czułość: Co to jest?

Impedancja i czułość to dwa z najważniejszych parametrów obecnych w specyfikacjach słuchawek audio, niezależnie od tego, czy są one używane w studiu, czy w kontekście audiofilskim.

Tak więc, zapewne już widzieliście, że słuchawki, jak ten bardzo znany model, miały “impedancję 80 omów” lub że inne miały “czułość 105 dB SPL/mW”.

Jednakże, chociaż są one kluczowe dla zrozumienia, czy dane słuchawki będą w stanie dostarczyć sygnał audio wysokiej jakości (a przede wszystkim wystarczająco głośny), gdy będą podłączone do twojego wzmacniacza słuchawkowego lub interfejsu audio, te dwa liczby są często szczególnie źle rozumiane…

…szczególnie dlatego, że są często źle wyjaśniane.

Zauważywszy, że wielu z was zadaje mi pytanie o kompatybilność różnych słuchawek z waszym sprzętem, szczególnie w odniesieniu do impedancji, postanowiłem przygotować dla was kompletny dossier na ten temat.

Więc, czy należy wybrać słuchawki o impedancji 32 omów? 80 omów? 250 omów?

Czy słuchawki, które wybierasz, będą dobrze współpracować z twoim interfejsem audio, Focusrite Scarlett czy innym? Z twoim DAC?

Cóż, otrzymasz odpowiedź w tym artykule — a przynajmniej maksimum elementów, które pozwolą ci lepiej zrozumieć, jak to wszystko działa.

(i zobaczysz, producenci sprzętu nie zawsze mówią nam wszystko, co trochę skomplikowało sprawę…)

W skrócie, artykuł, który następuje, będzie podzielony na cztery główne części:

1. Słuchawki & Impedancja: szybka odpowiedź
2. Impedancja, kluczowy wybór
3. Czułość słuchawek, druga wartość do poznania
4. FAQ dotyczące impedancji i czułości słuchawek audio

Uwaga: Ogólnie rzecz biorąc, wiele moich komentarzy w tym artykule będzie skupionych na użyciu w studiu / home studio.

To normalne, to temat strony 🙂

Jednakże, wyjaśnienia techniczne i ogólna logika będą równie prawdziwe, jeśli planujesz kupić słuchawki audiofilskie, gamingowe lub na przykład słuchawki do słuchania muzyki w pociągu.

Słuchawki & Impedancja: szybka odpowiedź

Jeśli szukasz tylko szybkiej odpowiedzi, aby dowiedzieć się, czy powinieneś wybrać słuchawki o niskiej impedancji czy wysokiej impedancji, to poniższa tabela powinna cię pokierować w dobrym kierunku, chociaż jest ekstremalnie uproszczona:

Pamiętaj, że to tylko wytyczne, ale jeśli wybierzesz znane i sprawdzone modele słuchawek, opierając się na tych informacjach, wszystko powinno pójść dobrze.

Jeśli jednak (i polecam to) chcesz mieć trochę więcej informacji, zapraszam do dalszej lektury… 🙂

Impedancja, kluczowy wybór

W kontekście (home) studio, impedancja jest dla mnie pierwszym kryterium, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze słuchawek, ponieważ pod względem czułości zwykłe słuchawki studyjne są dość dobrze umiejscowione.

Problem, konkretnie

Kiedy kupujesz słuchawki, masz do wyboru różne modele, które mają różne impedancje.

A nawet, ta sama referencja może mieć wiele możliwych impedancji.

Żeby to skomplikować! 😀

Tak jest w przypadku słynnego Beyerdynamic DT 770, który występuje w wersji 32 Ohm, 80 Ohm i 250 Ohm

👉 Kliknij tutaj, aby zobaczyć cenę :

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

Ale który kupić?

Jaką impedancję wybrać?

Jesteśmy wyraźnie przed poważnym problemem, zwłaszcza że zły wybór może okazać się szkodliwy w odniesieniu do tego, co usłyszycie w swoich uszach po podłączeniu słuchawek.

Dlatego lepiej nie popełnić błędu.

Czym jest impedancja?

Spójrzmy najpierw na definicję, którą Wikipedia podaje na temat tego parametru fizycznego:

Impedancja elektryczna mierzy opór obwodu elektrycznego wobec przepływu prądu przemiennego sinusoidalnego. Definicja impedancji jest uogólnieniem prawa Ohma dla prądu przemiennego.

Wikipedia

Dobrze.

To niewiele nam pomaga.

To tak naprawdę nie odpowiada na pytanie “czym jest impedancja słuchawek?”.

W rzeczywistości ważnym słowem w powyższym cytacie jest “opór”.

Impedancja słuchawek (czasami używa się terminu “impedancja nominalna”), typowo odpowiada sposobowi, w jaki będą one opierać się przepływowi prądu w obwodzie.

Prawie moglibyśmy mówić o oporności przepływu prądu, ale to inny termin w elektronice, który odnosi się do czegoś nieco innego.

Ale dla uproszczenia można by powiedzieć, że rzeczywiście:

• jeśli impedancja słuchawek jest wysoka, będą one bardziej opierać się przepływowi prądu;
• jeśli impedancja słuchawek jest niska, będą one łatwiej przepuszczać prąd.

Na koniec warto wiedzieć, że ta impedancja jest mierzona w omach (Ω) i często jest reprezentowana przez literę Z.

Uwaga: mimo że ten artykuł głównie używa terminu “słuchawki”, jeśli masz pytania dotyczące impedancji słuchawek, temat jest ściśle ten sam — więc możesz kontynuować czytanie.

Impedancja słuchawek, wartość zmienna

Faktem jest, że wszystkie słuchawki mają różne wartości impedancji, które można łatwo znaleźć na stronach internetowych producentów, w specyfikacjach słuchawek lub czasami na samych słuchawkach.

Kategorie impedancji

Ogólnie rzecz biorąc, słuchawki mają impedancję od 16 omów do 600 omów — innymi słowy, bardzo szeroki zakres wartości.

Nie ma to jednak nic wspólnego z wartościami impedancji głośników dostępnych w handlu, które mają raczej ustandaryzowane wartości 4 lub 8 omów.

Chociaż nie ma absolutnie nic oficjalnego w tej klasyfikacji, można mniej więcej podzielić słuchawki audio na różne kategorie w zależności od ich impedancji:

• 16 – 32 Ohmów — słuchawki i słuchawki konsumenckie, raczej przeznaczone do użytku mobilnego / przenośnego
• 32 – 100 Ohmów — słuchawki (domowe) studio, słuchawki hi-fi
• > 100 Ohmów — słuchawki audiophile / profesjonalne
• > 1000 Ohmów — słuchawki specjalistyczne, szczególnie używane w radiodifuzji

W praktyce te kategorie są bardzo przepuszczalne.

Na przykład wiele słuchawek o impedancji poniżej 100 omów jest używanych w kontekście profesjonalnym w studiu.

Możliwe jest również używanie DT770 Pro o impedancji 80 omów w transporcie, podłączonych do telefonu komórkowego…

To powiedziawszy, dla mnie ważna granica znajduje się w okolicach 100 omów, ponieważ poniżej znajdziemy słuchawki, które można dość łatwo podłączyć do różnych urządzeń, a oczywiście wszystko, co dotyczy słuchawek — podczas gdy powyżej 100 omów zaczynamy mieć słuchawki, które określiłbym jako nieco bardziej specjalistyczne, w sensie, że bez odpowiedniego sprzętu może być trudno je poprawnie napędzać.

Zauważ, że w niektórych przypadkach te same słuchawki mogą być dostępne w kilku modelach z różnymi impedancjami.

Tak jest typowo w przypadku DT-770 Pro niemieckiej marki Beyerdynamic, które są dostępne w wersjach 32, 80 i 250 omów.

Dlaczego wszystkie słuchawki mają różną impedancję?

Impedancja słuchawek jest związana z ich konstrukcją, a szczególnie z projektem cewek miedzianych znajdujących się w każdej słuchawce.

Długość drutu miedzianego, jego kształt, grubość, liczba zwojów wykonanych w celu utworzenia cewki — wszystkie te parametry wpływają na określenie impedancji słuchawek.

W latach 60. do 80., przed pojawieniem się przenośnego sprzętu audio, słuchawki miały wysoką impedancję — szczególnie aby ułatwić parowanie z systemami stereo, które miały wysoką impedancję wyjściową (o tym pojęciu impedancji wyjściowej porozmawiamy nieco później).

W 1996 roku ustanowiono normę IEC 61938, która zalecała impedancję wyjściową 120 omów, wskazując dodatkowo, że ta impedancja wyjściowa ma niewielki wpływ na wydajność słuchawek, co, chociaż jest szczególnie fałszywe, prawdopodobnie skłoniło producentów do produkcji słuchawek o wysokiej impedancji.

Jednakże, pojawienie się odtwarzaczy przenośnych, a następnie iPodów od 2009 roku, spowodowało głębokie zmiany w konstrukcji słuchawek audio, szczególnie z powodu tego, że słuchawki o wysokiej impedancji źle działają z urządzeniami zasilanymi z baterii (ponieważ nie mają możliwości dostarczenia wystarczającej mocy do zasilania słuchawek).

Wynik: dzisiaj słuchawki dostępne na rynku mają szczególnie zmienne impedancje. Tak więc, można znaleźć zarówno:

• słuchawki o niskiej impedancji, których użycie na wszelkiego rodzaju urządzeniach jest ułatwione;
• jak i słuchawki o wysokiej impedancji, które są raczej dedykowane dla audiophile z powodu ich często niższej zniekształcenia sygnału.

Dlaczego impedancja słuchawek jest ważna?

Kiedy kupujesz nowe słuchawki audio, czy to do (domowego) studia, czy do słuchania muzyki w bardziej audiophile kontekście, wybór modelu z odpowiednią impedancją jest szczególnie ważny.

Ale ten wybór impedancji w rzeczywistości nie zależy od słuchawek, ale od sprzętu, do którego je podłączysz.

A dokładniej, od adaptacji impedancji między twoimi słuchawkami a źródłem dźwięku.

Pojęcie adaptacji impedancji Słuchawki/Źródło Dźwięku

Kiedy definiowaliśmy impedancję na początku artykułu, wziąłem jako przykład impedancję słuchawek. Mówimy o impedancji obciążenia (load impedance po angielsku).

Jednak źródło dźwięku, czyli typowo wzmacniacz, do którego podłączasz swoje słuchawki, ma również parametr impedancji — mówimy o impedancji wyjściowej (output impedance po angielsku).

Na powyższym schemacie:

• znajdujemy nasz generator sygnału, który może być dedykowanym wzmacniaczem słuchawkowym lub zintegrowanym z innym urządzeniem, takim jak telefon lub interfejs audio;
• ten generator ma impedancję wyjściową oznaczoną jako Z_wyjściowa
• wszystko jest podłączone do obciążenia, w tym przypadku słuchawek, które mają impedancję obciążenia oznaczoną jako Z_obciążenie

Na marginesie, jeśli nie jesteś zaznajomiony(-a) z tego typu schematami, to nie jest wielki problem: jedyną rzeczą, którą naprawdę ważne jest zrozumieć, jest to, że zarówno słuchawki, jak i wzmacniacz mają swoją własną impedancję.

Problem polega na tym, że oba obwody będą oddziaływać ze względu na te dwie impedancje.

I w zależności od impedancji słuchawek w stosunku do impedancji wyjściowej wzmacniacza, mogą pojawić się problemy audio, które zaszkodzą jakości dźwięku słuchawek.

W rzeczywistości większość problemów zgłaszanych przez użytkowników słuchawek jest związana z niewłaściwą adaptacją impedancji między ich słuchawkami a urządzeniem, do którego je podłączają.

Problem #1: Utrata mocy

Kiedy podłączasz słuchawki do źródła dźwięku, następuje utrata mocy, i to w sposób nieunikniony.

Mały punkt matematyczny, jest ona regulowana przez następującą formułę (jeśli to nie brzmi zbyt znajomo, nie ma problemu, nie przeszkodzi ci to w zrozumieniu dalszej części):

z:

• Z_wyjściowa = Impedancja wyjściowa źródła
• Z_obciążenie = Impedancja obciążenia słuchawek

Teoretycznie, aby przesłać maksymalną moc między źródłem dźwięku a słuchawkami, impedancje muszą być ściśle takie same.

Jednakże, jeśli wykonasz obliczenie utraty mocy za pomocą powyższej formuły (jeśli nie jesteś na to uczulony 🙂 ), zauważysz, że kiedy impedancja wyjściowa i obciążenia są identyczne, nadal mamy utratę mocy rzędu 6 dB (decibeli).

Wiedząc, że -3dB odpowiada mocy podzielonej przez 2, to -6 dB oznacza, że moc sygnału została podzielona przez 4!

I jak możesz zobaczyć na poniższym wykresie, jeśli impedancja słuchawek różni się od impedancji wyjściowej źródła dźwięku, nastąpi jeszcze większe osłabienie:

Dobra wiadomość jest taka, że w większości przypadków ta utrata mocy ma ostatecznie niewielki wpływ na jakość dźwięku — wzmacniacz wciąż jest w stanie dostarczyć wystarczającą moc.

Chciałem jednak wspomnieć o tym temacie, ponieważ jest to jeden z punktów, które należy wziąć pod uwagę.

Problem #2: moc zmienia się w zależności od impedancji

Kiedy parujesz słuchawki z źródłem dźwięku, problem będzie głównie dotyczył mocy, którą może dostarczyć źródło.

W rzeczywistości, w zależności od impedancji obciążenia, która jest mu przedstawiana (innymi słowy, w zależności od impedancji słuchawek, które podłączasz), moc, którą może emitować źródło, będzie się znacznie różnić.

Jest to oczywiście związane z utratą mocy wspomnianą wcześniej, ale także z tym, jak zaprojektowany jest obwód.

Dość trudno jest znaleźć szczegółowe specyfikacje w kartach technicznych producentów interfejsów audio, aby zilustrować ten punkt — ale oto konkretny przykład z karty technicznej Focusrite Scarlett 2i2 (pierwszej generacji):

Jak widać, przechodząc od słuchawek o impedancji 50 omów do słuchawek o impedancji 150 omów, moc, którą może dostarczyć Focusrite Scarlett, jest podzielona przez dwa.

Drugi przykład z odtwarzaczem audiofilskim FiiO M11:

Znów ta sama uwaga: moc wyjściowa wyraźnie spada, gdy zwiększamy impedancję słuchawek.

I wyraźnie, interfejsy audio zasilane przez USB i przenośne DAC są pierwszymi, które są dotknięte tym problemem, ponieważ ilość mocy, którą można wygenerować, jest koniecznie ograniczona.

Problem #3: Tłumienie głośników

Ostatni problem, a potem porozmawiamy o rozwiązaniach: tłumienie.

Aby wyjaśnić sprawy w prosty sposób:

• Kiedy używasz słuchawek, niektóre komponenty głośników w słuchawkach poruszają się (lub wibrują) w zależności od muzyki: to generuje dźwięk.
• Jednak jeśli nic nie zostanie zrobione, aby je powstrzymać, będą one kontynuować wibracje, gdy muzyka się skończy.
• W zależności od słuchawek różne technologie mechaniczne lub elektryczne są stosowane w celu tłumienia wibracji głośników.

Domyślnie tłumienie elektryczne jest najlepsze.

Jednak jest ono skuteczne tylko wtedy, gdy impedancja wyjściowa źródła dźwięku (czyli wzmacniacza) jest znacznie niższa niż impedancja słuchawek.

Jeśli obie impedancje są zbyt bliskie — lub co gorsza, jeśli impedancja słuchawek jest niższa niż impedancja wzmacniacza — napotkasz szereg problemów, szczególnie w zakresie precyzji odpowiedzi w niskich częstotliwościach.

Jaką impedancję należy wybrać przy zakupie słuchawek?

Jak już zrozumiałeś, biorąc pod uwagę wszystkie problemy, które mogą się pojawić, jeśli impedancja słuchawek nie jest dostosowana do impedancji wzmacniacza / wyjścia słuchawkowego interfejsu audio / źródła dźwięku w ogóle, ryzykujesz, że nie będziesz mógł w pełni cieszyć się muzyką, którą chcesz słuchać.

Głośność może być zbyt niska, lub odpowiedź częstotliwościowa może być zaburzona.

Krok 1: Zidentyfikuj impedancję wyjściową

Pierwszą rzeczą, którą należy zrobić, jest sprawdzenie, jaka jest impedancja wyjściowa sprzętu, do którego chcesz podłączyć swoje słuchawki.

Aby to zrobić, zalecam sprawdzenie w instrukcji obsługi lub odwiedzenie strony internetowej producenta.

Na przykład, na stronie Focusrite możesz znaleźć szereg informacji na temat wyjścia słuchawkowego, w tym impedancji:

Jednak w wielu przypadkach informacje przekazywane przez producentów nie są pełne lub nie odpowiadają dokładnie na pytanie.

Oto przykład z UR22 mk2 firmy Steinberg:

Tutaj impedancja wyjściowa nie jest wymieniona, ale znajduje się wskazanie w omach, co może sugerować impedancję wyjściową.

Jednakże, to po prostu impedancja umożliwiająca wyjście 6 mW na kanał (patrz problem #2 nieco wyżej).

Rzeczywista impedancja jest prawdopodobnie znacznie niższa.

Uważaj więc na liczby, które bierzesz za punkt odniesienia…

Zasada 8

Teraz, gdy znasz impedancję wyjściową swojego sprzętu, musisz określić impedancję słuchawek.

Ogólnie zaleca się wybór słuchawek o impedancji co najmniej 8 razy wyższej niż impedancja wyjściowa.

To jest zasada 8.

Na przykład, jeśli impedancja wyjściowa wynosi 10 omów, potrzebujesz słuchawek o impedancji 80 omów lub więcej.

Ta zasada 8 może wydawać się arbitralna na pierwszy rzut oka — ale w rzeczywistości wynika z różnych obliczeń mających na celu zminimalizowanie wahań głośności w słyszalnych częstotliwościach.

To powiedziawszy, w praktyce zasada nie musi być stosowana zbyt rygorystycznie: lepiej traktować ją jako wskazówkę.

Zwłaszcza, że impedancja słuchawek zmienia się w zależności od częstotliwości, więc impedancja podawana przez producentów słuchawek jest w najlepszym przypadku tylko średnią:

Czułość słuchawek audio, kolejna wartość do poznania

Do tej pory głównie rozmawialiśmy o impedancji słuchawek i o tym, jak powinna być dostosowana do źródła dźwięku.

Jednak istnieje inny parametr, który należy bezwzględnie wziąć pod uwagę: czułość.

Małe wprowadzenie ostrzegawcze

Podczas gdy część dotycząca impedancji była stosunkowo prosta, część dotycząca czułości słuchawek audio może być nieco bardziej skomplikowana.

Zwłaszcza, że informacje przekazywane przez producentów na temat ich sprzętu są czasami niekompletne lub nieprecyzyjne.

Dlatego, jeśli chcesz wybrać słuchawki do swojego studia domowego lub studia bez zbędnych komplikacji, oto kilka wskazówek:

• wybierz słuchawki uznawane za skuteczne w użyciu w studiu, takie jak te;
• wybierz słuchawki o impedancji między 40 a 100 omów i unikaj tych powyżej 100 omów, aby nie mieć problemów z mocą (chyba że przeczytałeś dalszą część artykułu i wiesz, co chcesz zrobić).

Na przykład używam moich ATH M50X, które mają impedancję 38 omów, zarówno na moim interfejsie audio, jak i na moim laptopie — i nigdy nie napotykam żadnych problemów.

W tej samej idei, mój AKG k240 mkII o impedancji 55 ohmów lub mój DT 770 Pro w wersji 80 ohmów działają bardzo dobrze, zarówno na standardowych interfejsach audio, jak i na moim smartfonie.

Więc jeśli chcesz wiedzieć, jaka impedancja słuchawek jest odpowiednia dla twojego smartfona, nie ma co się za bardzo martwić…

…jednakże, unikałbym słuchawek o impedancji 250 ohmów, jeśli nie byłbym pewien mocy wbudowanego wzmacniacza słuchawkowego w mojej karcie dźwiękowej — zwłaszcza jeśli jest zasilana przez port USB.

Krótko mówiąc, po tym wstępie mającym na celu zrelatywizowanie złożoności wyboru słuchawek do studia, możemy przejść do tematu czułości…

Czułość słuchawek audio, co to jest?

Najpierw poświęćmy chwilę na zrozumienie, o co chodzi.

Definicja czułości słuchawek

Czułość, to miara głośności emitowanej przez słuchawki przy danym poziomie mocy.

Przykład: jeśli masz słuchawki A o wysokiej czułości i słuchawki B o niskiej czułości, jeśli impedancja jest taka sama, a moc emitowana przez wzmacniacz jest stała, to słuchawki A będą głośniejsze niż słuchawki B.

Aby słuchawki B osiągnęły poziom głośności słuchawek A, trzeba będzie zwiększyć poziom wyjściowy (a więc moc) emitowany przez wzmacniacz.

Uproszczając, oznacza to, że jeśli twój wzmacniacz nie jest zbyt mocny (bo jest zasilany przez USB na przykład) i czułość twoich słuchawek nie jest zbyt dobra, to te ostatnie będą emitować dość niski poziom głośności.

Jednostka czułości słuchawek

Czułość słuchawek jest zazwyczaj mierzona w dB SPL/mW — to znaczy w decybelach SPL na miliwat. Odpowiada to poziomowi głośności związanej z mocą (w miliwatach).

Generalnie, słuchawki mają czułość w zakresie od 75 do 120 dB SPL/mW.

Zauważ, że ta sama jednostka jest czasami podawana w formie “dB/mW”, ale to oznacza to samo.

Alternatywnie, czułość może być przedstawiana w niektórych kartach technicznych w innej jednostce: dB SPL/V — to znaczy w decybelach SPL na wolt.

Tym razem mamy więc poziom głośności związany z napięciem.

Uwaga: W tym artykule będziemy używać pierwszej jednostki, więc dB SPL/mW.

Jednakże, jeśli potrzebujesz przeliczyć dB SPL/V na dB SPL/mW (lub odwrotnie), zachęcam cię do użycia mojego konwertera czułości, który zaprojektowałem specjalnie do tego artykułu 🙂

Jeśli słuchawki mają na przykład czułość 104 dB SPL/mW, oznacza to, że emitują sygnał o poziomie 104 dB SPL, jeśli są zasilane sygnałem elektrycznym o mocy 1 miliwat.

Decybele SPL są standardowym pomiarem poziomu dźwięku.

Aby dobrze zobrazować, do czego odnosi się ta jednostka, poniższa tabela przedstawia kilka punktów odniesienia z codziennego życia:

Zauważ, że ta skala poziomu hałasu mierzona w dB SPL nie jest liniowa: dźwięk o poziomie 20 dB SPL nie jest dwa razy głośniejszy niż dźwięk o poziomie 10 dB SPL.

W rzeczywistości, moc dźwięku “dwa razy głośniejsza” odpowiada wzrostowi o +3 dB (SPL).

Użycie czułości słuchawek do oszacowania poziomu hałasu

Teraz już rozumiesz, czym jest czułość i jak możesz ją znaleźć w specyfikacji technicznej.

Ale jaką informację naprawdę nam to przynosi?

Otóż, będzie to kluczowe dla zrozumienia poziomu hałasu, jaki będą mogły emitować twoje słuchawki po podłączeniu do interfejsu audio lub DAC.

I także, aby upewnić się, że używasz swojego wzmacniacza słuchawkowego w najlepszych warunkach.

W rzeczywistości:

• jeśli twoje słuchawki mają zbyt niską czułość, prawdopodobnie będziesz musiał maksymalnie podkręcić wzmacniacz, co przełoży się na zwiększenie zniekształceń (zjawisko, które można łatwo zauważyć w telefonach komórkowych, typowo);
• jeśli twoje słuchawki mają zbyt wysoką czułość, a twój wzmacniacz jest bardzo mocny, wtedy będziesz używać go na poziomie 1 lub 2% jego rzeczywistej mocy — co może skutkować większym szumem tła.

Jakiej mocy potrzebują moje słuchawki, aby były wystarczająco głośne?

Ogólnie rzecz biorąc, możesz uznać, że twoje słuchawki będą wystarczająco głośne, jeśli będą mogły wydobyć dźwięk na poziomie 110 dB SPL w szczycie (peak po angielsku).

To będzie odpowiadać mniej więcej poziomowi 95 lub 100 dB SPL RMS — co jest więcej niż wystarczające.

W rzeczy samej, ogólnie rzecz biorąc, słuchamy raczej na poziomie 60 do 80 dB RMS. Jeśli słuchałbyś dźwięku na poziomie 100 dB SPL RMS przez kilka minut, mogłoby to mieć nieodwracalny wpływ na twój słuch.

Uwaga na rozróżnienie między dB SPL szczytowym a dB RMS: gdy mówimy o szczycie, odnosi się to do maksymalnego poziomu, podczas gdy gdy mówimy o RMS, odnosi się to raczej do średniego poziomu postrzeganego.

Teraz, używając czułości, którą przeczytałeś w specyfikacji technicznej swoich słuchawek, możesz obliczyć ilość mocy (w miliwatach) potrzebną do osiągnięcia 110 dB SPL.

Wracając do naszego przykładu słuchawek o czułości 104 dB/mW.

Jak nauczyliśmy się z definicji czułości, oznacza to, że aby wydobyć sygnał na poziomie 104 dB, potrzebna jest moc 1 miliwata.

Aby podwoić moc dźwięku (+3 dB), trzeba podwoić moc.

Więc aby osiągnąć 107 dB, potrzebne będą 2 miliwaty.

I ponownie, aby osiągnąć słynne 110 dB SPL, trzeba będzie ponownie podwoić moc: będziemy potrzebować 4 miliwatów.

Teraz możesz obliczyć moc potrzebną dla swoich słuchawek w zależności od ich czułości.

Jednak aby ułatwić ci zadanie, proponuję skorzystać z poniższej tabeli:

1. Zidentyfikuj w lewej kolumnie czułość w dB/mW swoich słuchawek;
2. Następnie znajdź w kolumnie 110 dB SPL wartość mocy, której potrzebujesz.

(dla informacji, dodałem również kolumnę 105 i kolumnę 115 dB, abyście mogli zobaczyć poziomy mocy, które byłyby potrzebne do osiągnięcia tych głośności)

Dla odniesienia, oto wzór do rekonstrukcji tej tabeli:

Czy moje słuchawki będą wystarczająco głośne?

Jeśli myślałeś, że w końcu możesz spokojnie wybrać swoje słuchawki, to się myliłeś 🙂

Rzeczywiście, w poprzednim akapicie po prostu określiliśmy poziom mocy, jakiej potrzebują twoje słuchawki, aby osiągnąć 110 dB SPL w szczycie.

Ale wciąż nie wiemy, czy twój wzmacniacz słuchawkowy, twój DAC, twoje interfejs audio — krótko mówiąc, źródło dźwięku, do którego je podłączysz — może dostarczyć tę moc!

Po pierwsze, jeśli ponownie spojrzysz na tabelę tuż powyżej, zdasz sobie sprawę, że w niektórych przypadkach, aby osiągnąć teoretyczny poziom 110 dB SPL z niektórymi słuchawkami o niskiej czułości, potrzebna byłaby naprawdę duża moc.

Na przykład, jeśli twoje słuchawki mają czułość 83 dB/mW, potrzebujesz pół wata, aby je uruchomić na pełnym poziomie… co w niektórych przypadkach może być skomplikowane.

Uwaga: Na przykład, jeśli odniesiemy się do normy portów USB 2.0, mogą one dostarczać maksymalnie moc 2,5 wata.

Na interfejsie audio, który byłby zasilany wyłącznie przez USB, znaczna część dostępnej mocy jest już wykorzystywana przez przedwzmacniacze, konwertery, wskaźniki LED, zasilanie phantom…

Nie zostaje więc wiele do wzmocnienia słuchawek!

Ważne jest więc, aby sprawdzić, czy poziom wyjścia, który może zapewnić Twoje źródło dźwięku pod względem mocy (w watach), jest zgodny z poziomem, którego potrzebujesz (i który zidentyfikowałeś w poprzednim akapicie).

Innymi słowy, jeśli Twoje słuchawki o czułości 104 dB/mW potrzebują 4 mW, aby osiągnąć słynne 110 dB SPL, potrzebujesz źródła dźwięku, które może wyjść przynajmniej 4 mW (a najlepiej więcej) przy impedancji Twoich słuchawek.

Czy pamiętasz tę tabelę, pochodzącą ze specyfikacji Focusrite Scarlett 2i2 (1. generacja), którą widzieliśmy w rozdziale o impedancji? :

Cóż, stwierdziliśmy, że moc wyjściowa tego Scarlett 2i2 różni się w zależności od impedancji.

W rzeczywistości dotyczy to wszystkich obwodów wzmacniaczy słuchawek audio.

W związku z tym w zależności od czułości Twoich słuchawek i ich impedancji, możliwe jest, że Twoje źródło nie jest wystarczająco mocne, aby umożliwić Ci osiągnięcie 110 dB SPL!

Niestety, w kartach technicznych interfejsów audio informacje dotyczące mocy wyjściowej są czasami brakujące lub podawane dla impedancji bardzo różniącej się od impedancji Twoich słuchawek.

W takim przypadku możesz jedynie zgadywać, jaka byłaby wartość mocy przy impedancji Twoich słuchawek, lub zanurzyć się w skomplikowane matematyki, aby spróbować odtworzyć brakujące wartości.

Uwaga: naturalnie, źródła dźwięku zasilane baterią lub przez USB są ograniczone pod względem mocy wyjściowej. Z drugiej strony, źródła dźwięku podłączone do sieci mają zazwyczaj znacznie więcej dostępnej mocy.

FAQ dotyczące impedancji i czułości słuchawek audio

Po przeczytaniu całego powyższego artykułu powinieneś mieć już maksymalną ilość informacji, aby zrozumieć wpływ impedancji i czułości na dźwięk Twoich słuchawek.

Jednak w uzupełnieniu, oto precyzyjne odpowiedzi na najczęściej zadawane pytania, które nie mogły być, z powodów jasności, omówione bezpośrednio w artykule.

Czy można coś uszkodzić, jeśli słuchawki nie są dobrze dopasowane do źródła dźwięku?

99% czasu nie ma ryzyka podłączenia słuchawek do źródła dźwięku, jeśli obie są źle sparowane (szczególnie pod względem impedancji).

Dla mnie jedynym realnym ryzykiem jest podłączenie bardzo czułych słuchawek i/lub o bardzo niskiej impedancji do bardzo mocnego źródła: możesz uszkodzić słuchawki, które będą narażone na zbyt dużą moc.

Jednakże zauważ, że karty techniczne słuchawek często wskazują maksymalną moc, którą możesz wysłać do słuchawek.

Jeśli głośność słuchawek nie jest wystarczająco głośna, czy można dodać dodatkowy wzmacniacz słuchawkowy?

Jeśli głośność Twoich słuchawek nie jest wystarczająco głośna, nawet gdy Twój wzmacniacz jest ustawiony na maksimum, radzę Ci albo:

• zaktualizować do bardziej odpowiedniego wzmacniacza (może z niższą impedancją i/lub większą mocą);
• lub zmienić słuchawki na takie o niższej impedancji lub po prostu bardziej czułe.

Domyślnie odradzam podłączanie jednego wzmacniacza słuchawkowego do drugiego. Oczywiście zyskasz na głośności, ale kosztem jakości sygnału (odpowiedź w częstotliwościach, zniekształcenia, poziom szumów).

Dlaczego wiele źródeł dźwięku ma stosunkowo wysoką impedancję wyjściową?

To zjawisko jest rzeczywiste, chociaż nieco mniej widoczne wśród sprzętu studyjnego/domowego studia.

Istnieje kilka wyjaśnień:

• Wytworzenie obwodu o wysokiej impedancji wyjściowej jest prostsze i tańsze.
• Może to być sposób na ochronę słuchawek, jeśli wzmacniacz jest bardzo mocny.
• Wreszcie, może to być czynnik różnicujący dla marki, słusznie lub nie, wpływający na jej pozycjonowanie na rynku i marketing.

Czy powinienem wybrać słuchawki 32 Ohm czy 80 Ohm?

Jeśli na przykład wahasz się między tym modelem (32 Ohm) a tym (80 Ohm), zalecam domyślnie wybrać 80 Ohm. Dźwięk będzie nieco lepszy, a w praktyce będziesz mógł go używać bez problemów na większości urządzeń.

Jeśli jednak chcesz szczególnie zasilać go przez słabe wzmacniacze (na przykład urządzenie zasilane bateriami AA), to wybierz wersję 32 Ohm.

Czy powinienem wybrać słuchawki 250 Ohm czy 80 Ohm?

Jeśli teraz wahasz się między tym modelem (250 Ohm) a tym (80 Ohm), również polecam wybrać 80 Ohm, który będzie bardziej uniwersalny.

Natomiast jeśli masz zamiar używać słuchawek tylko w kontekście studia/domowego studia i z interfejsami audio zasilanymi z sieci (lub wydajnymi wzmacniaczami słuchawkowymi), to możesz wybrać 250 Ohm.

Czy mogę podłączyć słuchawki 250 Ohm do PC / MacBooka?

Tak, możesz, a dźwięk często będzie poprawny.

Mówiąc inaczej, zazwyczaj nie będzie to nieużyteczne.

Jednak jest duża szansa, że nie będzie to optymalne. Jeśli twoje użycie nie obejmuje korzystania z dedykowanych wzmacniaczy słuchawkowych (jak te)

Czy warto mieć słuchawki o wysokiej impedancji w domowym studiu?

Jeśli pracujesz w domowym studiu, uważam, że nie powinieneś rezygnować z słuchawek o wysokiej impedancji.

Szczególnie jeśli potrzebujesz dobrych słuchawek otwartych do miksowania. Na przykład, Sennheiser HD650 ma impedancję 300 Ohm — ale dźwięk jest bardzo szczegółowy.

Może to być więc dobra inwestycja: nie jest to zarezerwowane dla profesjonalistów, jeśli chcesz.

Jednak upewnij się najpierw, że masz interfejs audio lub wzmacniacz słuchawkowy, który naprawdę pozwoli na odpowiednie zasilanie słuchawek, aby móc w pełni z nich korzystać.

Podsumowanie

Oto, myślę, że z tym dużym artykułem masz teraz wszystkie niezbędne informacje, aby zrozumieć, czym jest impedancja i czułość słuchawek audio — a przede wszystkim ich znaczenie dla jakości reprodukcji dźwięku.

Chciałem powiedzieć “aby pójść dalej”, ale ten artykuł jest już bardzo szczegółowy — więc, aby kontynuować czytanie, po prostu polecam zajrzeć do mojej selekcji słuchawek do domowego studia.