Estamos lançando no site da RAA outro serviço de comparação on-line para alterações na resposta de frequência e pressão sonora, dependendo da tensão aplicada e da impedância da fonte.
Sobre a aparência do serviço
O serviço on-line “
Resposta de frequência da interação de fones de ouvido e amplificador ” mostra a resposta de frequência em relação a 0 dB na forma do resultado final, semelhante à configuração do equalizador.
No
novo serviço, isso é exibido pela resposta em frequência à pressão absoluta do som em dB SPL, levando em consideração a sensibilidade dos fones de ouvido ao aplicar um sinal com tensão e resistência conhecidas na saída do amplificador.
Essa construção mostra a causa raiz da mudança na resposta em frequência. Como o serviço foi concebido não apenas informativo, mas também útil para uso prático, foram adicionados parâmetros adicionais.
Agora, no primeiro artigo sobre o novo serviço, haverá uma parte teórica mais informativa.
Vamos considerar tudo em ordem.
Os fones de ouvido
Campfire Andromeda aparecerão nos principais exemplos. Uma honra desse modelo caiu no ímpeto da criação desse serviço on-line. O fato é que Andrômeda tem uma impedância muito baixa e desigual. Este modelo, por mais elogiado que seja, é muito contraditório e caprichoso. E é através de um serviço on-line tão novo que é mais fácil mostrar seus recursos.
Essa plotagem no software Reference Audio Analyzer foi estabelecida no final de 2010. Os gráficos foram usados em vários artigos. Assumimos, gradualmente, disponibilizar a construção de gráficos no serviço de comparação on-line. O modelo da Fogueira de Andrômeda nos deu esse ímpeto.
Por que e como a resposta de frequência dos fones de ouvido muda quando conectado a um amplificador?
A dependência do nível de tensão na resistência dos fones de ouvido e do amplificador
Os amplificadores têm uma impedância de saída.
Se estiver próximo de 0 ohms, será chamado "zero". Uma característica de tais amplificadores é uma tensão de saída constante, independentemente da carga nominal conectada. Ou seja, se a saída do amplificador foi definida como 0 dBV (0 dBV é a tensão de 1 V
RMS em decibéis), quando fones de ouvido com impedâncias de 16, 32, 60, 150 e 600 Ohms estiverem conectados, é precisamente 0 dBV que será fornecido aos fones de ouvido. (1 V
RMS ).
No gráfico de tensão de saída, isso parece uma linha reta. O gráfico horizontal mostra a impedância do fone de ouvido em Ohms e dB (Ohms) e a tensão vertical em dBV (onde 1 V
RMS é considerado como 0 dB). A tensão é expressa em decibéis (dBV) para cálculos adicionais simples com sensibilidade do fone de ouvido.
Se a impedância de saída do amplificador não for zero, quando a carga estiver conectada, o nível de tensão diminuirá. Além disso, quanto maior a resistência do amplificador e / ou menor a resistência da carga (fones de ouvido), mais o nível de tensão diminuirá. O exemplo mostra um amplificador com uma resistência de 300 Ohms, que, como no exemplo anterior, sem carga, fornece uma saída de 0 dBV. A diferença em dB para a voltagem no gráfico mostra quanto o nível de pressão sonora dos fones de ouvido diminui. Ao conectar uma carga (na forma de fones de ouvido) de 20 ohms, vemos no gráfico um valor de -24 dBV. Isso significa que, ao conectar esses fones de ouvido, o amplificador funcionará 24 dB mais silenciosamente! E pode acontecer que fones de ouvido de baixa impedância com alta sensibilidade com esse amplificador possam tocar mais silenciosamente do que fones de ouvido de alta impedância com baixa sensibilidade.
No serviço de comparação on-line, "
potência e sensibilidade " podem ser experimentadas configurando diferentes valores de "amplificador por parâmetros". Exemplos de referência:
0 Ohm ,
30 Ohm e
300 Ohm .
Em geral, a resistência de um amplificador pode ser considerada como uma resistência em série adicional no fio dos fones de ouvido. I.e. você pode usar um amplificador com resistência zero e um fio fino com resistência de 10 ohms ou conectar fones de ouvido com um cabo grosso com resistência zero, mas com um amplificador com resistência de 10 ohms, o resultado será o mesmo.
No total, se o nosso amplificador não tiver resistência zero, o nível de tensão (volume) diminuirá quando os fones de ouvido estiverem conectados. Se a resistência do fone de ouvido for constante em toda a banda de frequência, haverá simplesmente uma diminuição no nível do sinal e a resposta de frequência permanecerá a mesma. Uma situação diferente será com fones de ouvido com impedâncias diferentes na banda de frequência reproduzida.
Separadamente, você pode observar
as fórmulas de cálculo .
A influência das impedâncias do amplificador e fones de ouvido na resposta de frequência
No gráfico de resistência horizontalmente, são indicadas frequências de 20 a 20.000 Hz e verticalmente a resistência, a escala logarítmica. O gráfico da Fogueira de Andrômeda mostra que na região de baixa frequência a resistência está na região de 4 Ohms, e na região de alta frequência (7-9 kHz) atinge 30 Ohms.
O gráfico de sensibilidade mostra a resposta de frequência dos fones de ouvido na forma de pressão sonora absoluta, que é obtida ao tocar um seno com um amplificador com resistência zero e nível de tensão V
RMS .
Com uma resistência tão baixa, é obtida uma sensibilidade muito alta, acima de 140 dB / V SPL. Consequentemente, esses fones de ouvido são capazes de tocar muito alto a partir de fontes silenciosas.
Também é visto que as baixas frequências do Campfire Andromeda são 9 dB mais altas que as agudas e os fones de ouvido podem ser chamados de graves. Porém, longe de todos os proprietários de Campfire Andromeda concordam que os fones de ouvido são realmente altos e baixos (e, além disso, é mencionado com prazer que os gráficos “mentem” e o som é completamente diferente - a sensibilidade é normal, mas não há graves). E em parte eles estarão certos.
Vamos para um novo
serviço on-line no qual podemos rastrear a alteração na resposta em frequência, levando em consideração a sensibilidade.
Para criar um gráfico, você precisa selecionar um pacote do modelo de fones de ouvido e amplificador. Por padrão, o amplificador é definido como 0 dBV (1 V
RMS ) e 0 ohms. Um grupo de cada vez é adicionado ao gráfico. O número de pacotes configuráveis será limitado apenas pelo comprimento da cadeia de URLs ao gerar a solicitação POST.
Aqui, um par de fones de ouvido
Campfire Andromeda e um amplificador com parâmetros selecionados na forma de uma tensão na saída de 0 dBV (1 V
RMS ) e uma impedância de saída de 0 Ohms são
selecionados . I.e. Este é o gráfico de sensibilidade inicial geralmente aceito, como em um relatório profissional. Portanto, um gráfico semelhante estará em um serviço
simples de comparação de resposta em frequência on-line no modo de exibição de sensibilidade.
Adicione pares para o
Campfire Andromeda com amplificadores que diferem apenas na impedância de saída .
Vemos que quanto maior a resistência dos amplificadores, a curva de resposta em frequência desliza para baixo, a linha mais baixa é obtida com um amplificador de 600 Ohms. Ao mesmo tempo, as frequências baixas diminuem mais visivelmente do que as altas, e se fones de ouvido com um amplificador de 0 ohm podem ser chamados de graves, então com um amplificador com resistência de 20 ohms eles já são neutros, o nível de baixas frequências é comparável ao nível de altas frequências (excluindo o pico na região 8 kHz). Com um aumento adicional na resistência do amplificador, a resposta de frequência não muda muito, mas diminui de nível.
Ocultaremos a maioria dos gráficos , deixando apenas algumas respostas de frequência.
Quando a Campfire Andromeda é conectada a amplificadores com resistências de 20 e 600 Ohms, a resposta de frequência dificilmente será diferente, mas o volume será de 28 dB. No entanto, com outros fones de ouvido com impedância mais alta, a diferença entre os amplificadores será menor.
Por exemplo, com o
Sennheiser CX 5.00 com uma resistência de cerca de 20 ohms em condições semelhantes, a diferença já será de 24 dB.
Se combinarmos o Sennheiser CX 5.00 e o Campfire Andromeda em um gráfico, adicionando amplificadores com resistência zero e sem considerar a opção com 600 Ohms, obteremos a seguinte imagem:
Com um amplificador com 0 ohms, a diferença de volume entre o Campfire Andromeda e o Sennheiser CX 5.00 será de 17 dB, enquanto quando conectado a um amplificador com 20 ohms, passará de 6 dB na faixa de baixa frequência a 13 dB na faixa de alta frequência.
Situação mais contrastante com o
Sunrise Dragon Ear Tips Earbuds R130 Close (resistência dos fones de ouvido 120 Ohms)
Quando conectado a um amplificador com uma resistência de 0 ohms, a diferença entre Campfire Andromeda e Sunrise Dragon Ear Tips Ear Ruds R130 Close é 16 dB. Quando conectado a um amplificador com uma resistência de 20 ohms, a diferença entre os fones de ouvido já é de apenas 3 dB. E quando conectado a um amplificador de 600 ohm, o Sunrise Dragon, já com baixa sensibilidade e alta resistência, é mais alto em 11 dB!
Obviamente, na realidade, os amplificadores com resistência de 600 Ohms são extremamente raros, geralmente com amplificadores de tubo sem transformador, a resistência varia de 60 a 150 Ohms e 300 Ohms podem ser encontrados em amplificadores de potência para alto-falantes com um fone de ouvido adicional.
No entanto, se você
classificar as fontes (amplificadores) pela resistência de saída do banco de dados de medição , o smartphone Fly FS504 Cirrus 2 tem alta resistência e é 130 Ohms.
Com este smartphone, o Campfire Andrômeda será um pouco mais alto que o HiFiMan RE 400 e mais silencioso que o Sunrise Dragon Ear Tips Ear Earbuds R130 Close. E, é claro, o proprietário de um telefone semelhante (embora seja mais caro, mas com a mesma resistência de saída) argumentará que a alta sensibilidade da Campfire Andromeda é um mito no cérebro dolorido de vendedores e comerciantes, autores pagos e blogueiros. Como os fones de ouvido estão "silenciosos", quem não concorda, os fones de ouvido foram vistos apenas na imagem ...
Fogueira Andromeda e HiFiMan HM901 Cartão Equilibrado
Vamos dar um exemplo alternativo que seja próximo da realidade e não cômico com o proprietário de fones de ouvido caros e um smartphone (infelizmente, isso não é incomum na vida). Por exemplo, com o Campfire Andromeda e um HiFiMan HM901 de alta qualidade com uma placa balanceada (amplificador). Com uma carta balanceada, o jogador pode trabalhar tanto no modo normal quanto no modo balanceado mais "alto".
No
modo balanceado , a resistência do amplificador é de 11,3 ohms e a tensão máxima sem carga é de 13,46 dBV. No
modo desequilibrado, 0,3 ohms e 7,44 dBV, respectivamente.
I.e. no modo desequilibrado, o amplificador fica mais silencioso em 6 dB - duas vezes. No entanto, devido à maior impedância no modo balanceado para fones de ouvido de baixa impedância, a diferença de volume será menor; para 16 ohms, será de 1,5 dB. O gráfico de tensão mostra claramente como a curva para o modo balanceado diminui suavemente na região de cargas de baixa resistência.
Uma correção de -20 dB no nível para o modo de compilação "música" foi adicionada ao gráficoNo gráfico com
Campfire Andromeda e amplificadores com parâmetros do HiFiMan Balanced Card, vemos que no modo desequilibrado, nossos fones de ouvido tocam mais alto na região de baixa frequência em 6 dB, ou seja, duas vezes. Na região de alta frequência, no modo balanceado, 3 dB mais alto que as altas frequências.
Isso é realmente assim? Os gráficos mentem? Graças à presença de um HiFiMan HM901 com uma placa balanceada, isso foi fácil de verificar - o gráfico realmente mostrou o que é ouvido ao alternar os modos.
Foi uma aplicação “cognitiva” do serviço on-line, na próxima parte serão consideradas opções com aplicação prática.