对于放大器,您经常会看到诸如“建议的耳机阻抗”之类的阻抗范围的特性。

制造商通常会在尝试使用不同型号的耳机的放大器时,主观地确定该特性。 如果其他特征相似,则其他人则关注竞争者的特征并适应它们。 通过这种方法,不可避免地会出现产品,其中某些特征被夸大了,而其他特征则被低估了。 此特性没有单一公式。
但是,经常发生的情况是,如果许多制造商指出了相似的特性(类似于耳机的“频率范围”),那么就会有错误的印象,认为对此存在某种标准。
如果我们从特征的本义上解决这个问题并概括制造商的数据,则可以推导并计算该特征。 如果制造商主观地获取这些数据,则可以将其视为经验数据并作为参考点。 了解计算算法后,您始终可以进行必要的更正。
表征
该特性的主要本质是确定放大器可以使用哪种耳机提供可接受的音量水平,同时又可以定性工作(具有良好的声音)。
我们知道,对于高阻抗耳机,主要限制是电压,而对于低阻抗-电流。 由于主要区别主要是针对高阻抗耳机的边界,因此我们需要从大多数制造商的角度确定哪种声压水平是高阻抗型号可以接受的。
RAA样本中的产品制造商建议其耳机阻抗最高为600欧姆。
型号/最大电压等级:
华硕Essence One MK2 16.2 dBV
华硕Essence 3平衡16.5 dBV
华硕Essence 3不平衡15.7 dBV
华硕Xonar Essence STX Hi 16.3 dBV
华硕STRIX RAID DLX Hi 15.4 dBV
华硕STRIX RAID PRO Hi 15.4 dBV
华硕ROG Xonar Phoebus 15.4 dBV
卡里音频HH-1 18.9 dBV
Creative Sound Blaster X7 LE 15.7 dBV
Creative Sound BlasterX AE-5 14.5 dBV
Creative Sound Blaster E5 14.8 dBV
Erzetich Perfidus 17.0分贝
ze树芽孢杆菌(Erzetich Bacillus Tilia)18.1 dBV
Musatoff HA-4 14.8分贝
MyST DAC 1866OCU V.2 17.6分贝
OPPO HA-1 16.7分贝
OPPO HA-1平衡24.5 dBV
通过引用,可以在RAA测量数据库中选择相同的列表,但具有其他模型,例如 过滤是由品牌完成的。该列表显示600欧姆的最小电压值为14.5 dBV(电压已经以分贝表示)。
对于耳机,灵敏度参数表示为电压和功率。 第一个选项使我们可以得出结论,即耳机的“音量”没有考虑其阻抗,这在比较具有不同阻抗的耳机时非常方便。 第二个选项显示了它们的效率。 此外,如果您制造相同的耳机,但电感器的电阻不同,则它们的效率将相同(对功率的灵敏度相同),但对电压的灵敏度将根据其电阻比(10 * Log10(R1 / R2))而有所不同。
在以分贝为单位计算电压比时,使用公式20 * Log10(V1 / V2),对功率的灵敏度差异为10 * Log10(R1 / R2)。在其他相同设计下,16欧姆/ 600欧姆的阻抗比为-15.7 dB,电阻为600欧姆的耳机将比电阻为16欧姆的耳机低15.7 dB。
因此,我们需要确定高阻抗耳机中功率灵敏度的平均水平,以消除非标准设计的耳机。
因为 因为样品主要是用于高电阻型号的耳机的设计,而不是仅严格用于高电阻型号,所以这使您可以在更宽的电阻范围内选择各种型号,并获得更合适的平均灵敏度值。
通过引用,该列表相同,但具有非标准设计的其他型号或具有主动放大功能的型号。 以下是电阻为150欧姆的耳机数据。AKG K 340 ED 91.7 dB / mW SPL 398.6欧姆
Beyerdynamic DT 770 Pro 250欧姆94.5 dB / mW SPL 254.4欧姆
Beyerdynamic DT 880 Pro 95.6 dB / mW SPL 252.9欧姆
Beyerdynamic DT 990 Pro 250欧姆93.4 dB / mW SPL 267.4欧姆
Beyerdynamic DT 150250欧姆99.3 dB / mW SPL 280.1欧姆
Beyerdynamic DT 250250欧姆101 dB / mW SPL 268.7欧姆
Beyerdynamic DT 48 E 200欧姆99.2 dB / mW SPL 200.1欧姆
Beyerdynamic DT 660 mk 2 85.6 dB / mW SPL 568.6欧姆
Beyerdynamic DT 770600欧姆96.6 dB / mW SPL 570.8欧姆
Beyerdynamic DT 797 99.5 dB / mW SPL 259.4欧姆
Beyerdynamic DT 831 106.2 dB / mW SPL 348.2欧姆
Beyerdynamic DT 911 106.5 dB / mW SPL 298.6欧姆
Beyerdynamic DT 931 107.3 dB / mW SPL 328.2欧姆
Beyerdynamic DT 990600欧姆95.4 dB / mW SPL 612欧姆
Beyerdynamic T1 99.3 dB / mW SPL 819.3欧姆
Beyerdynamic T70 99.6 dB / mW SPL 394.2欧姆
Beyerdynamic T90 97.6 dB / mW SPL 406.2欧姆
Beyerdynamic DT 250250欧姆Mod 103.1 dB / mW SPL 238.9 Ohm
德国Maestro GMP 400 98.2 dB / mW SPL 292.8 Ohm
德国Maestro GMP 435 S 111.9 dB / mW SPL 347.4 Ohm
德国Maestro GMP 450 PRO 105.8 dB / mW SPL 301欧姆
德国Maestro GMP 8.300 D 99.9 dB / mW SPL 303.2 Ohms
MB Quart QP 400 98.8 dB / mW SPL 292.5欧姆
森海塞尔HD 280-13 103.9 dB / mW SPL 405.9 Ohm
森海塞尔HD 700 94.4 dB / mW SPL 235.1欧姆
Sennheiser PC 350 Xense 101 dB / mW SPL 253.9欧姆
Sennheiser HD 600 100.6 dB / mW SPL 352.2欧姆
森海塞尔HD 650 100.5 dB / mW SPL 344.9 Ohm
Sennheiser HD 800 100.1 dB / mW SPL 429.4欧姆
森海塞尔HD 800s 101.6 dB / mW SPL 442.8 Ohms
平均值为99.6 dB / mW。 对于600欧姆,这是101.82 dB / V(可以通过
在线计算器进行转换)
将所有值四舍五入为600欧姆的上限的整数:
- 最低电压水平:14 dBV
- 耳机灵敏度达600欧姆:102 dB / V
推荐的声压级为:14 dBV +102 dB / V SPL = 116 dB SPL
因此,要确定上限,我们只需要确定在100 dB / mW SPL的耳机灵敏度下,放大器在什么负载下将无法提供116 dB SPL。
乍一看,这种说法似乎也是正确的-在什么连接电阻范围内,放大器将为灵敏度为100 dB / mW的耳机提供16 dBm的功率。 (16 dBm是40 mW
的在线计算器 )。
但是,第二个选项对于计算下边界不正确,因为 默认功率是针对正弦而不是音乐信号计算的。 为了限制电压,这是微不足道的,对于电流,有必要引入+12 dB的附加校正并以“音乐”功率工作。 这些细微之处将在单独的材料中考虑。
116 dB SPL-是很多还是一点? 实际上,如果您打开音乐并使用声级计进行测量,那么实际上,平均值将比所计算的116 dB SPL低约20 dB。 这是因为音乐曲目不是最大音量的连续噪音,而是由具有不同能量密度的安静且响亮的部分组成。 因此,这20 dB是一种“峰值因子”,在计算音乐中的声音时,会引入它们作为附加校正。 如果所进行的研究比在RAA实验室中进行的研究更广泛,则可以将该值上调或下调,但幅度很小。
即 计算得出的值为116 dB SPL,但实际上它将是音乐的平均声压级为96 dB SPL。耳机阻抗范围示例
在新的Sound Sound BlasterX AE-5声卡示例的最大电压图上,看起来像这样:
链接到Creative Sound BlasterX AE-5的交互式图表虚线表示灵敏度为100 dB / mW的耳机所需的电压电平,以获得116 dB SPL的声压。
X轴显示负载范围,此处为示例清楚起见,标度为0.001欧姆至2000欧姆。 在一般报告中,刻度显示在从10到1000欧姆的较窄范围内。
在Y轴上,放大器输出端的电压以dBV为单位。
因为 放大器的内部电阻为1.1欧姆,然后在低欧姆负载区域中,空心线的曲线下降。
蓝色区域表示放大器在等效A类(AE-5声卡的放大器可以工作的最佳模式)下的操作。 绿色模式表示等效AB级模式下的操作区域。 过渡到模式B的边界和削波前的最大值小于1 dB,并且不可见。 灰色区域的上部显示了可能的电压水平,没有电流限制。
关于图上的等价类 。
下界
在低电阻负载的左侧,我们观察到三个交点。
灰色区域
交点为0.0007欧姆/ -63 dB(欧姆)。 无论播放什么信号,当连接了较低的电阻时,在物理上都不可能提供高于耳机灵敏度为100 dB / mW SPL时获得116 dB所需电压的电压。 建立灰色区域时没有电流限制,在大多数情况下,这意味着在该区域中,音乐信号将伴随削波产生强烈失真。 即 这是理论上可以再现任何脉冲信号或为PMPO中的功率制造大量信号的水平。
因此,无法浏览灰色区域。
红/黄/绿
在AE-5中,这些区域重合。
交叉:0.17欧姆/ -15dB(欧姆)。 这个负载值,由于缺少电流,可以清楚地听到喘息声。 实际上,该边界应指示连接耳机时允许的最小值。
但是有一个警告。 由于相交发生在电流限制区域(图形的斜角)中,因此这已经意味着音量旋钮不应设置为最大值,而在这种情况下应设置为-19 dB(灰色和绿色区域的最大值之差)。
即 为了使我们听到的音乐信号没有喘息和明显失真,必须将无负载的放大器输出设置为14.5 dBV -19 dB = -4.5 dBV。
如果将音量旋钮设置为最大,则在0.17欧姆的负载下,我们将获得-3 dBV的电压,以及高达0.7 W的功率,并且放大器的内部电阻上将建立13.25 dBV的电压,并且耗散高达4.8 W (在计算功率时,由于音乐信号的密度,电流被认为以-12 dB的形式进行了校正)。 是的,由于电源的电流限制,实数可能会降低,但这仅使电源部分可能已经发生故障。
问题是,放大器输出端的电阻足够大吗?意外设置最大音量是否是致命的问题? 并且,如果输出的不是音乐,而是正弦或曲折形式的技术信号,具有高密度和相应更高的功率?
即 从理论上讲,我们可以考虑任何因素,但是很明显,实际上在负载电阻值非常低的区域中,我们不能保证放大器的生存能力。
因此,我想降低限制,但不能仅由耳机输出的音量来确定。
蓝色区域
交叉点:0.35欧姆--9 dB(Ohm)。 这是保持高质量声音以使放大器工作在等效的A类时所要承受的负载量。此处的音量水平应设置为最大时的-24 dB。
底线摘要
确定下边界时,必须考虑两个因素:
- 在不失真的情况下所需的音量
- 如果您不小心将音量设置得过高,放大器的功能将不会耗尽。
可以测试和确定第一个选项,第二个选项充满了测试期间放大器的故障。
今天,一个合理的选择是检查耳机的条件低典型阻抗。 今天,罕见的耳机将为8欧姆,质量为16欧姆。
对于AE-5,将得出一个结论,则放大器支持8欧姆的负载。
假定在RAA中测试期间的最小负载为16欧姆,然后对音乐信号进行12 dB的校正,则可以在最高4欧姆的下限进行估算。上限
所有区域的上限在707欧姆/ 57分贝(欧姆)处相交。 没有“陷阱”,一切都非常简单,600欧姆AE-5放大器支持。 超过700欧姆,则没有足够的音量。
入耳式耳机
回到开始,全尺寸耳机采用了100 dB / mW和116 dB。
入耳式耳机由于采用了较轻的振膜而设计,因此具有更高的灵敏度,因此,对于100dB / mW的灵敏度,应考虑其范围,而不是109dB / mW。
入耳式耳机的选择,仅应为动态型号,链接为所有类型否则,我们得到的结果是,默认情况下,绝大多数便携式播放器,智能手机和平板电脑都过于安静,而电阻为16欧姆的入耳式耳机还不够。 但实际上,通常入耳式耳机的音量就足够了。
在播放来自PowerAmp软件播放器的声音并输出到Hi-Rez(当前唯一可以绕过Android 6/7输出数据并因此确保这些OS的最佳音质的播放器)时,请使用Xiaomi Redmi Note 4X智能手机。
链接到100 dB / mW SPL的Xiaomi Redmi Note 4X的交互式图表如果确定全尺寸耳机的边界,则可以得到8欧姆的下限。 但这仍然是上限。
在这种情况下,现代全尺寸耳机的下限从罕见的16欧姆开始,而在更常见的24和32欧姆开始,这是荒谬的。 通常仅在老式耳机中发现8欧姆,例如TDS-7和带纸宽带扬声器的更古老的耳机。
链接到109 dB / mW SPL的Xiaomi Redmi Note 4X交互式图表如果我们画出一条灵敏度为109 dB / mW的线,那么我们将看到更清晰的画面。 下边界可以放心地装入8欧姆,而上边界大约为60欧姆。
从主观上讲,配备小米Redmi Note 4X的阻抗为16欧姆(Sennheiser CX300-II,IE-8)和32欧姆(Sennheiser CX 980,HiFiMan Re400)的耳机确实具有足够的音量,并且在调节音量方面有很小的余量。
下面是智能手机的示例,其中Sennheiser IE-8的音量不足,但仅处于“不响”级别。
链接到109 dB / mW SPL的Fly FS504 Cirrus 2 PowerAmp的交互式图表
链接到109 dB / mW SPL的Lenovo s820交互式图表因此,应确定所用耳机的两个范围:全尺寸和声道内。 对于某些来源,该范围也将变得“对于所有典型的耳机都太安静了”。 该功能包含在RAA数据库的放大器“简单”报告中。