Auf der RAA-Website starten wir einen weiteren Online-Vergleichsdienst für Änderungen des Frequenzgangs und des Schalldrucks in Abhängigkeit von der angelegten Spannung und der Quellenimpedanz.
Über das Erscheinungsbild des Dienstes
Der Online-Dienst „
Frequenzgang aus der Interaktion von Kopfhörern und Verstärker “ zeigt den Frequenzgang in Bezug auf 0 dB in Form des Endergebnisses, ähnlich wie beim Einstellen des Equalizers.
Im
neuen Dienst wird dies durch den Frequenzgang auf den absoluten Schalldruck in dB SPL angezeigt, wobei die Empfindlichkeit der Kopfhörer beim Anlegen eines Signals mit bekannter Spannung und bekanntem Widerstand am Verstärkerausgang berücksichtigt wird.
Diese Konstruktion zeigt die Grundursache für die Änderung des Frequenzgangs. Da der Dienst nicht nur informativ, sondern auch für den praktischen Gebrauch konzipiert wurde, wurden zusätzliche Parameter hinzugefügt.
Im ersten Artikel über den neuen Dienst wird es nun einen informativeren theoretischen Teil geben.
Betrachten wir alles in Ordnung.
Campfire Andromeda- Kopfhörer werden in den Hauptbeispielen vorgestellt. Eine solche Ehre dieses Modells fiel auf den Anstoß zur Schaffung dieses Online-Dienstes. Tatsache ist, dass Andromeda eine sehr niedrige und ungleichmäßige Impedanz hat. Dieses Modell, egal wie gelobt es ist, ist sehr widersprüchlich und launisch. Und durch einen so neuen Online-Service ist es einfacher, seine Funktionen zu zeigen.
Diese Darstellung in der Reference Audio Analyzer-Software wurde Ende 2010 festgelegt. Diagramme wurden in einer Reihe von Artikeln verwendet. Wir gingen davon aus, schrittweise die Erstellung von Diagrammen im Online-Vergleichsdienst verfügbar zu machen. Das Campfire Andromeda-Modell gab uns diesen Anstoß.
Aufgrund dessen, was und wie ändert sich der Frequenzgang der Kopfhörer, wenn sie an einen Verstärker angeschlossen werden?
Die Abhängigkeit des Spannungspegels vom Widerstand der Kopfhörer und des Verstärkers
Verstärker haben eine Ausgangsimpedanz.
Wenn es nahe bei 0 Ohm liegt, wird es "Null" genannt. Ein Merkmal solcher Verstärker ist eine konstante Ausgangsspannung, unabhängig von der angeschlossenen Nennlast. Das heißt, wenn der Ausgang des Verstärkers auf 0 dBV eingestellt wurde (0 dBV ist die Spannung von 1 V
RMS in Dezibel), beträgt der Anschluss von Kopfhörern mit Impedanzen von 16, 32, 60, 150 und 600 Ohm genau 0 dBV für die Kopfhörer. (1 V
RMS ).
In der Ausgangsspannungskurve sieht dies wie eine gerade Linie aus. Das horizontale Diagramm zeigt die Kopfhörerimpedanz in Ohm und dB (Ohm) und die vertikale Spannung in dBV (wobei 1 V
RMS als 0 dB angenommen wird). Die Spannung wird für einfache weitere Berechnungen mit Kopfhörerempfindlichkeit in Dezibel (dBV) ausgedrückt.
Wenn die Ausgangsimpedanz des Verstärkers nicht Null ist, nimmt der Spannungspegel ab, wenn die Last angeschlossen ist. Darüber hinaus nimmt der Spannungspegel umso mehr ab, je höher der Widerstand des Verstärkers und / oder je niedriger der Widerstand der Last (Kopfhörer) ist. Das Beispiel zeigt einen Verstärker mit einem Widerstand von 300 Ohm, der wie im vorherigen Beispiel ohne Last einen Ausgang von 0 dBV ergibt. Die Differenz in dB für die Spannung in der Grafik zeigt, um wie viel der Schalldruckpegel der Kopfhörer abnimmt. Beim Anschließen einer Last (in Form von Kopfhörern) von 20 Ohm sehen wir in der Grafik einen Wert von -24 dBV. Dies bedeutet, dass der Verstärker beim Anschließen solcher Kopfhörer 24 dB leiser arbeitet! Und es kann sich herausstellen, dass Kopfhörer mit niedriger Impedanz und hoher Empfindlichkeit mit einem solchen Verstärker leiser spielen können als Kopfhörer mit hoher Impedanz und niedriger Empfindlichkeit.
Im Online-Vergleichsdienst kann „
Leistung und Empfindlichkeit “ experimentiert werden, indem verschiedene Werte für „Verstärker nach Parametern“ eingestellt werden. Referenzbeispiele:
0 Ohm ,
30 Ohm und
300 Ohm .
Im Allgemeinen kann der Widerstand eines Verstärkers als zusätzlicher Serienwiderstand am Kabel des Kopfhörers betrachtet werden. Das heißt, Sie können einen Verstärker mit einem Widerstand von Null und einen dünnen Draht mit einem Widerstand von 10 Ohm verwenden oder Kopfhörer mit einem dicken Kabel mit einem Widerstand von Null anschließen. Bei einem Verstärker mit einem Widerstand von 10 Ohm ist das Ergebnis jedoch dasselbe.
Wenn unser Verstärker keinen Nullwiderstand hat, nimmt der Spannungspegel (Lautstärke) ab, wenn Kopfhörer angeschlossen werden. Wenn der Kopfhörerwiderstand im gesamten Frequenzband konstant ist, nimmt der Signalpegel einfach ab und der Frequenzgang bleibt gleich. Eine andere Situation besteht bei Kopfhörern mit unterschiedlichen Impedanzen im wiedergegebenen Frequenzband.
Separat können Sie sich
die Berechnungsformeln ansehen.
Der Einfluss der Impedanzen von Verstärker und Kopfhörer auf den Frequenzgang
In der Widerstandsgrafik sind horizontal Frequenzen von 20 bis 20.000 Hz und vertikal der Widerstand die logarithmische Skala angegeben. Die Grafik für Campfire Andromeda zeigt, dass der Widerstand im Niederfrequenzbereich im Bereich von 4 Ohm liegt und im Hochfrequenzbereich (7-9 kHz) 30 Ohm erreicht.
Das Empfindlichkeitsdiagramm zeigt den Frequenzgang der Kopfhörer in Form des absoluten Schalldrucks, der beim Spielen eines Sinus mit einem Verstärker mit Nullwiderstand und Spannungspegel V
RMS erhalten wird .
Mit einem so niedrigen Widerstand wird eine sehr hohe Empfindlichkeit über 140 dB / V SPL erhalten. Dementsprechend können solche Kopfhörer aus leisen Quellen sehr laut spielen.
Es ist auch zu sehen, dass die niedrigen Frequenzen von Campfire Andromeda 9 dB lauter als die hohen sind und die Kopfhörer als Bass bezeichnet werden könnten. Aber bei weitem nicht alle Besitzer von Campfire Andromeda sind sich einig, dass die Kopfhörer wirklich laut und bassig sind (und außerdem wird mit Vergnügen erwähnt, dass die Grafik „lügt“ und der Klang völlig anders ist - die Empfindlichkeit ist normal, aber es gibt keinen Bass). Und zum Teil werden sie Recht haben.
Wechseln wir zu einem neuen
Online-Dienst, bei dem wir die Änderung des Frequenzgangs unter Berücksichtigung der Empfindlichkeit verfolgen können.
Um ein Diagramm zu erstellen, müssen Sie ein Bundle aus dem Modell von Kopfhörern und Verstärkern auswählen. Standardmäßig ist der Verstärker auf 0 dBV (1 V
RMS ) und 0 Ohm eingestellt. Es wird jeweils ein Bündel zum Diagramm hinzugefügt. Die Anzahl der Bundles wird beim Generieren der POST-Anforderung nur durch die Länge der URL-Zeichenfolge begrenzt.
Hier wird ein Paar
Campfire Andromeda- Kopfhörer
und ein Verstärker mit ausgewählten Parametern in Form einer Spannung am Ausgang von 0 dBV (1 V
RMS ) und einer Ausgangsimpedanz von 0 Ohm
ausgewählt . Das heißt, Dies ist das erste allgemein akzeptierte Sensitivitätsdiagramm, wie in einem professionellen Bericht. Ein ähnliches Diagramm wird also in einem
einfachen Online-Frequenzgang-Vergleichsdienst im Empfindlichkeitsanzeigemodus angezeigt.
Fügen Sie Paare für
Campfire Andromeda mit Verstärkern hinzu, die sich nur in der Ausgangsimpedanz unterscheiden .
Wir sehen, dass mit einem Verstärker mit 600 Ohm die niedrigste Linie erhalten wird, je höher der Widerstand der Verstärker ist, desto niedriger ist die Frequenzgangkurve. Gleichzeitig nehmen niedrige Frequenzen stärker ab als hohe Frequenzen. Wenn die Kopfhörer mit einem 0-Ohm-Verstärker als Bass bezeichnet werden können, sind sie mit einem 20-Ohm-Verstärker bereits neutral. Der Niederfrequenzpegel ist vergleichbar mit dem Hochfrequenzpegel (mit Ausnahme des Peaks in der Region) 8 kHz). Mit einer weiteren Erhöhung des Widerstands des Verstärkers ändert sich der Frequenzgang nicht wesentlich, sondern sinkt im Pegel.
Wir werden die meisten Diagramme ausblenden und nur ein paar Frequenzgänge übrig lassen.
Wenn Campfire Andromeda an Verstärker mit Widerständen von 20 und 600 Ohm angeschlossen wird, unterscheidet sich der Frequenzgang kaum, die Lautstärke jedoch um 28 dB. Bei anderen Kopfhörern mit höherer Impedanz ist der Unterschied zwischen den Verstärkern jedoch geringer.
Beispielsweise
beträgt bei
Sennheiser CX 5.00 mit einem Widerstand von etwa 20 Ohm unter ähnlichen Bedingungen die Differenz bereits 24 dB.
Wenn wir Sennheiser CX 5.00 und Campfire Andromeda in einem Diagramm kombinieren, Verstärker ohne Widerstand hinzufügen und die Option mit 600 Ohm nicht berücksichtigen, erhalten wir das folgende Bild:
Bei einem Verstärker mit 0 Ohm beträgt die Lautstärkedifferenz zwischen Campfire Andromeda und Sennheiser CX 5.00 17 dB, während sie bei Anschluss an einen Verstärker mit 20 Ohm zwischen 6 dB im Niederfrequenzbereich und 13 dB im Hochfrequenzbereich liegt.
Kontrastreichere Situation mit den
Sunrise Dragon Ear Tips Ohrhörer R130 Close (Kopfhörerwiderstand 120 Ohm)
Bei Anschluss an einen Verstärker mit einem Widerstand von 0 Ohm beträgt der Unterschied zwischen Campfire Andromeda und Sunrise Dragon Ear Tips Earbuds R130 Close 16 dB. Bei Anschluss an einen Verstärker mit einem Widerstand von 20 Ohm beträgt der Unterschied zwischen den Kopfhörern bereits nur 3 dB. Und wenn der Sunrise Dragon an einen 600-Ohm-Verstärker angeschlossen ist, ist er bereits um 11 dB lauter!
In der Realität sind Verstärker mit einem Widerstand von 600 Ohm in der Regel äußerst selten, normalerweise mit transformatorlosen Röhrenverstärkern. Der Widerstand variiert zwischen 60 und 150 Ohm, und Leistungsverstärker für Lautsprecher mit zusätzlicher Kopfhörerbuchse sind mit 300 Ohm ausgestattet.
Wenn Sie jedoch
die Quellen (Verstärker) nach dem Ausgangswiderstand in der Messdatenbank sortieren , hat das Fly FS504 Cirrus 2-Smartphone einen hohen Widerstand und einen Wert von 130 Ohm.
Mit diesem Smartphone ist Campfire Andromeda etwas lauter als das HiFiMan RE 400 und leiser als das Sunrise Dragon Ear Tips Earbuds R130 Close. Und natürlich wird der Besitzer eines ähnlichen Telefons (wenn auch teurer, aber mit demselben Ausgangswiderstand) argumentieren, dass die hohe Empfindlichkeit von Campfire Andromeda ein Mythos im Gehirn von Verkäufern und Vermarktern sowie bezahlten Autoren und Bloggern ist. Da die Kopfhörer "leise" sind, wer nicht zustimmt, wurden die Kopfhörer nur auf dem Bild gesehen ...
Lagerfeuer Andromeda und HiFiMan HM901 Balanced Card
Nehmen wir ein alternatives Beispiel, das der Realität nahe kommt und mit dem Besitzer teurer Kopfhörer und eines Smartphones nicht komisch ist (leider ist dies im Leben nicht ungewöhnlich). Zum Beispiel mit Campfire Andromeda und einem High-End-HiFiMan HM901-Player mit einer symmetrischen Karte (Verstärker). Mit einer ausgeglichenen Karte kann der Player sowohl im normalen Modus als auch in einem „lauteren“ ausgeglichenen Modus arbeiten.
Im
symmetrischen Modus beträgt der Verstärkerwiderstand 11,3 Ohm und die maximale Spannung ohne Last 13,46 dBV. Im
unsymmetrischen Modus 0,3 Ohm bzw. 7,44 dBV.
Das heißt, Im unsymmetrischen Modus ist der Verstärker um 6 dB leiser - zweimal. Aufgrund der höheren Impedanz im symmetrischen Modus für niederohmige Kopfhörer ist der Lautstärkeunterschied jedoch geringer, für 16 Ohm sind es 1,5 dB. Das Spannungsdiagramm zeigt deutlich, wie die Kurve für den ausgeglichenen Modus im Bereich geringer Widerstandslasten gleichmäßig abnimmt.
Dem Diagramm wurde eine Korrektur des Pegels von -20 dB für den Erstellungsmodus „Musik“ hinzugefügtIn der Grafik mit
Campfire Andromeda und Verstärkern mit Parametern von der HiFiMan Balanced Card sehen wir, dass unsere Kopfhörer im unsymmetrischen Modus im Niederfrequenzbereich um 6 dB lauter spielen, d. H. zweimal. Im Hochfrequenzbereich sind im symmetrischen Modus 3 dB lauter als bei hohen Frequenzen.
Ist das wirklich so? Lügen die Grafiken? Dank des Vorhandenseins eines HiFiMan HM901 mit einer symmetrischen Karte war dies leicht zu überprüfen - die Grafik zeigte wirklich, was beim Umschalten des Modus zu hören ist.
Es war eine „kognitive“ Anwendung des Online-Dienstes, im nächsten Teil werden Optionen mit praktischer Anwendung betrachtet.