Что такое импеданс наушников и на что влияет сопротивление

При выборе наушников покупатель хочет получить устройство с чистым и приятным звучанием. Но для этого перед покупкой изучают все параметры. Важную роль играет импеданс наушников – это показатель полного входного сопротивления гаджета. Пользователю предстоит узнать, как работа целой акустической системы зависит от показателя сопротивления, на что он влияет, какое значении должно быть у импеданса в зависимости от характеристик источника звука.

Что такое импеданс наушников простыми словами

С практической точки зрения импеданс – это полное сопротивление, измеренное на входе гаджета. Такое определение дает Википедия.

У каждого акустического устройства, а также у смартфона, компьютера со встроенными динамиками, домашнего кинотеатра, на выходе есть усилитель. Он формирует колебания выходного напряжения. Они заставляют динамики излучать выходные волны. Для разных видов устройств показатели выходного напряжения различаются. К этой технике подключаются наушники. Для нормальной работы они должны обладать конкретной величиной реактивного и активного сопротивления для различных показателей частот. Импеданс представляет собой усредненный показатель совокупности этих чисел.

Слушает ли человек вокал или инструментальную музыку, использует ли беспроводные модели для спорта, современные наушники подстраиваются под нужную для этого громкость благодаря импедансу. Он влияет на их чувствительность, а значит, и на громкость.

Что означает сопротивление наушников?

А теперь рассмотрим подробнее, что означает сопротивление. По сути, это один из технических параметров, обеспечивающих правильную работу звуковоспроизводящих устройств. Чем ниже сопротивление, тем большей акустической мощностью обладает та или иная наушников марка. Измеряют импеданс в Омах, как упоминалось ранее.

Технический показатель импеданс делит сами наушники на два вида:

Высокоомные – сопротивляемость этого вида обычно выше, чем шестьдесят Ом
Низкоомные — сопротивляемость от тринадцати до тридцати двух Ом

Но тут важно отметить один нюанс – наушники также бывают внутриканальные, полноразмерные. И сопротивление у этих категорий будет своеобразное. Приведём пример:

Наушники полного размера задают сопротивлению наушников своеобразную планку. Меньше ста Ом для них будут считаться низким импедансом. Те, что больше ста – высоким.
Наушники внутриканальные: низкое сопротивление для них означает не более тридцати Ом. Те, чье сопротивление превышает допустимый порог в тридцать – любой специалист назовёт высокоомными.

Выбирая их, не отмахивайтесь от того, каким импедансом они обладают. Поверьте, его не зря указывают в технических параметрах объекта одним из первейших. При выборе своём обращать внимание особое следует на эти детали:

Для портативных плееров и компьютерных аудиокарт рекомендуется с низким импедансом — в диапазоне от тридцати до восьмидесяти Ом.
Для стационарных звуковых систем — сопротивление в триста и больше Ом.

Повышенная сопротивляемость необходима в том случае, чтобы небольшие мембраны справились с довольно сильным импульсом так называемого источника. При этом не уши не должны пострадать. Уменьшается же уровень помех при высоком импедансе. Говоря конкретнее, в отсутствии источника звука в самих наушниках ничего не будет слышно. Даже потрескивания и пощёлкивания.

ВАЖНО: Любителям экспериментировать не советуем подключать их с высокой сопротивляемостью к плееру. Ни к чему хорошему такое действие не приведёт. Громкость будет довольно низкой, так весь сигнал большое сопротивление «скушает» быстрое. Да и устройство разряжаться станет в секунды считаные.

В чем разница между сопротивлением и импедансом

Термин “impedance” не употребляют как синоним термина “сопротивление”. Это разные понятия. То сопротивление устройства, которое указано в технической документации, это активное сопротивление (или резистивное). В то время как импеданс – это совокупность активного и реактивного сопротивления (также называют полным).

Производители, как правило, не указывают значение этого показателя в документации. Полное сопротивление приходится измерять отдельно.

На что влияет сопротивление наушников

Величина полного сопротивления отражается прежде всего на чувствительности наушников. Пользователи считают, что чувствительность равняется громкости. Если речь идёт о колонках к ПК, то такой подход оправдан, потому что сопротивление составляет либо 4, либо 8 Ом. Соответственно указывают мощность усилителя, и видна взаимосвязь между этими показателями.

Но наушники – устройство, обладающее рядом технических особенностей, большим диапазоном значений сопротивления. Связь между показателями не настолько очевидна. Но высокий импеданс убирает искажение сигнала и опосредованно – на уровень громкости.

Специалисты показатель импеданса приводят к мощности, при этом учитываются одновременно напряжение и сила тока. Чем ниже сопротивление, тем выше чувствительность наушников. И наоборот – высокое сопротивление означает низкую чувствительность. Этот показатель влияет и на расход электротока. Но это – в теории. Потребитель должен понять, какая чувствительность устройства нужна, и как на нее влияет сопротивление.

Здесь нужно запомнить следующее:

Импеданс влияет не на громкость, а на чувствительность, а также на максимальное время работы аккумулятора смартфона, планшета или плеера. При подключении к домашнему кинотеатру или компьютеру о продолжительности автономной работы речь не идет.
Чувствительность отражает разницу в уровнях громкости при изменении параметров входящего сигнала.
Чем выше чувствительность – тем громче звучание устройства. Это касается и микрофонов, и динамиков, и сабвуферов.
Не каждый производитель показывает конкретное значение чувствительности. Но солидные фирмы указывают его либо без единиц измерения, либо в виде соотношения частоты и мощности.
Когда потребитель меняет громкость на усилителе или источнике звука, он не меняет мощность, но корректирует уровень выходного напряжения.
Уровень импеданса также влияет на качество звука, поскольку может убрать искажение. Это касается и автозвука, и смартфона, и других источников.
Сопротивление наушников влияет на амплитудно-частотные характеристики модели. Если оно увеличивается, то уменьшаются волновые искажения, и можно добиться равномерных характеристик.

Как влияет сопротивление на качество звучания

В целом влияние импеданса соответствует описанным правилам. Но есть и определенные оговорки, которые следует учесть.

Хотя импеданс влияет на время автономной игры, это – не единственный фактор, снижающий уровень заряда. Качество зависит от того, на какой громкости пользователь слушает музыку, и какая мощность требуется для поддержания работы в таком режиме. Кроме того, нужно учитывать качество самих наушников. Чем лучше сделана звукоизоляция, тем меньше громкости требуется. Поэтому даже с высоким показателем импеданса, но при использовании моделей закрытого типа, смартфон или плеер будет работать дольше.

Можно сделать выводы о том, что:

У однодрайверных наушников арматурного типа показатель среднего сопротивления выше, чем у других разновидностей. С ними время автономной работы будет больше.
Многодрайверные наушники выпускают с меньшим сопротивлением. С ними смартфон чаще нуждается в подзарядке.

Сопротивление влияет на наличие или отсутствие искажения. Но роль играют и характеристики усилителя. Если он не может обеспечить номинальные показатели тока, или емкость фильтра не соответствует требованиям, искажения всё равно появятся, независимо от того, каковы показатели сопротивления и чувствительности наушников.

Опытные люди по акустике утверждают, что небольшие искажения неизбежны. Внутреннее ухо человека устроено так, что само по себе становится источником искажений. Например, звук струнных инструментов человек всегда слышит с определенными искажениями.

Диапазон слухового нерва составляет около 60 дБ. Так что большинство внешних искажений пользователь и так не сможет расслышать. Помешать могут линейные искажения, образующиеся из-за изменения амплитуды. И вот тут импеданс помогает их сгладить.

Сопротивление наушников и усилителя

Часто можно встретить утверждение, что при равном значении сопротивления наушников и усилителя будет самое лучшее сочетание, т.к. в этом случае усилитель будет способен отдать наибольший уровень мощности. С математической точки зрения в ряде случаев так оно и будет, но на практике это не более чем миф, т.к:

очень часто у усилителей при сопротивлении меньше 100 Ом существует ограничение тока для нагрузки ниже 100 Ом и соответственно при равном сопротивлении уже максимальной мощности может не быть
качество звучание никак не связано с одинаковостью сопротивления наушников и усилителя
более низкое сопротивление усилителя обеспечивает потенциально большее демпфирование
более низкое сопротивление усилителя меньше влияет на итоговую АЧХ
более высокое сопротивление обеспечивает потенциально более низкие искажения, за счет меньшей зависимости от температуры катушки индуктивности наушников (главное преимущество токовых усилителей)

Какой импеданс в разных видах наушников?

Эти устройства делятся на два типа – полноразмерные и внутриканальные (маленькие наушники, в быту их называют «затычками» или вкладышами). Внутри каждой группы – есть дополнительное деление. Полноразмерные наушники делятся на низкоомные (импеданс составляет до 100 Ом) и высокоомные (импеданс выше 100 Ом).

Внутриканальные гаджеты тоже делятся на низко- и высокоомные, только цифры будут другие – до 32 Ом (выпускают стандартные варианты с показателями 16 и 24 Ом) и больше 32 Ом соответственно.

Значение импеданса производители обычно указывают в усредненном виде. Но для внутриканальных моделей оно обычно соответствует реальности. А для динамических полноразмерных гаджетов возможна большая разница, поскольку значение зависит от положения в пространстве, и для одного и того же устройства могут быть характерны подъёмы сопротивления в диапазоне 32-64 Ом. Многое зависит от конкретного изделия, его конструкции, особенностей корпуса и т.д.

Но это не означает, что обязательно нужно искать полноразмерные динамические наушники с прямой линией импеданса. Часто для достижения такого показателя производитель снижает другие характеристики. В моделях топ-класса могут встречаться устройства с большими отклонениями значений импеданса. Нужно учесть это при покупке и подбирать модель так, чтобы она соответствовала сопротивлению усилителя.

Беспроводные наушники также могут быть полноразмерными и внутриканальными. Требуемый уровень сопротивления отвечает приведенным правилам.

Бывают также гибридные наушники, оснащенные динамическими и арматурными драйверами. Они тоже могут быть низко- и высокоомными, но для них характерны значительные скачки сопротивления на средних и высоких частотах, поэтому выбирать их сложнее.

Высокоомные и низкоомные

По сопротивлению наушники разделяют на два вида. Граница отличается для полноразмерных и внутриканальных приспособлений.

Тип наушников	Значение сопротивления, Ом
Тип наушников	Низкоомные	Высокоомные
Внутриканальные	До 32	Свыше 32
Полноразмерные	До 100	Свыше 100

Как измерить сопротивление наушников?

Иногда процедуру измерения показателя ошибочно называют импедансометрией. Но на самом деле это название диагностической медицинской процедуры. А для наушников проводится стандартное измерение сопротивления. Чтобы получить детальные соотношения и графики потребуются лабораторный стенд и специальное программное обеспечение.

Импеданс измеряется в Омах. Но это не значит, что его можно определить с помощью омметра. Это только допущение, как будто бы в электрическую цепь включается резистор вместо настоящей нагрузки. Если наушники подключены к компьютеру, то измерение производит его звуковая карта, используя специальное ПО.

Потребителю знать следует активное сопротивление. Узнать, сколько составляет этот показатель можно с помощью мультиметра – это бюджетное устройство, которое легко купить в интернет-магазине или одолжить у электрика.

Какой вид импеданса у разных наушников?

Внутриканальные наушники

Большинство внутриканальных динамических наушников

обладают ровной кривой импеданса и значение в 16, 24 или 32 Ом не имеют отклонений для частот от 20 до 20 кГц.

На графике по горизонтали указаны частоты, от 20 Гц до 20 кГц. По вертикали – сопротивление (в логарифмическом масштабе).

Полноразмерные динамические наушники

У полноразмерных динамических наушников

довольно часто можно встретить неравномерную кривую импеданса, с локальным подъемов в области низких частот и небольшим подъемом в области высоких частот.

Сопротивление может быть равно 32 Ом без учета реактивной части (условно, это 0 Гц, измеряется любым универсальным мультиметром), но на практике может быть вдвое выше на определенных частотах.

Неравномерность (подъемы) могут указывать как на резонансы, так и на конструктивные особенности излучателя в данном корпусе наушников. Так, при измерении сопротивления, частота и величина подъема может сильно меняться от того, лежат наушники свободно на столе, или одеты на манекен (в этом случае внутреннее пространство наушников задемпфировано).

У некоторых динамических наушников нет заметных резонансов или отклонений. Такая линия условна идеальна, но подбирать наушники таким путем не рекомендуется. В погоне за улучшением одной характеристики, приходится жертвовать другой. Среди наушников топ-класса можно встретить кривые импеданса как с минимальными отклонениями, так и со значительными. Если у наушников виден узкополосной подъем (на графике выше это Grado GS1000), то усилитель стоит подбирать с низким выходным сопротивлением для лучшего контроля низких частот (как к слову сделано у фирменного усилителя Grado RA1).

Изодинамические (ортодинамические) наушники

Помимо динамических излучателей широкое распространение сейчас получает изодинамический тип излучателя

(и его схожий тип — ортодинамический). У таких наушников всегда прямая линия импеданса. Изодинамические наушники сейчас выпускают: Abyss, Audez’e, HiFiMan, Oppo, Fostex. В советское время были наушники ТДС-5/м, ТДС-7, ТДС-15, ТДС-16 и ТДС-25. Сегодня для моделей ТДС-7 и ТДС-15 чаще всего делают моддинг.

Формально, это идеальная нагрузка для усилителя, однако в области ультравысоких частот (мегагерцы и гигагерцы) у некоторых моделей сопротивление снижается и стремится к нулю. Такое коварство на стандартном графике не увидеть и с некоторыми усилителями это может привести к некачественному режиму работы.

Внутриканальные арматурные наушники

Едва предсказуемо выглядит импеданс у внутриканальных наушников с арматурным излучателем

. Для однодрайверных моделей есть общая черта — всегда существует локальный подъем в области верхних средних частот (в районе 1-3 кГц) и в области самых высоких частот. Благодаря подъему в области высоких частот, большинство однодрайверных арматурных моделей «звучат чисто» в области высоких частот, т.к. в этой области частот усилитель дает меньше искажений.

В низкочастотной области обычно типовое сопротивление в виде 8, 16, 24 или 32 Ом. Выше 500 Гц начинаются подъемы. В случае, если указано сопротивление в 100 Ом на 1 кГц – то это не означает, что наушники высокоомные, их сопротивление может быть и всего 16 Ом по показаниям мультиметра (в области низких частот).

Гибридные и многодрайверные наушники

Нельзя предугадать кривую импеданса для многодрайверных

и
гибридных внутриканальных наушников
. Кривая импеданса может быть какой угодно выше 500 Гц. Просадка сопротивления может спокойно доходить до 4 Ом при заявленных 100 Ом на 1 кГц.

Общие выводы

Сопротивление в реальности будет как на коробке
, если наушники:
Внутриканальные динамические
или
изодинамические
Сопротивление в реальности будет как на коробке и обладать неизвестными подъемами
, если наушники:
Динамические накладные
и п
олноразмерные
Сопротивление в реальности НЕ будет как на коробке
, если наушники:
арматурные
или
гибридные

Зачем собственно это все знать? Иногда производители усилителей и плееров указывают, какое сопротивление наушников будет совместимо и на эту информацию полезно ориентироваться.
Если надо узнать реальное сопротивление у арматурных или гибридных наушников, то можно попробовать поискать результаты измерений в интернет. Методы измерения импеданса обычно дают единый результат и не зависят от ПО со стендом или измерительного комплекса.

Какое сопротивление наушников лучше

Подбирают этот параметр в зависимости от того, к какому устройству будут подключать наушники. Например, если это смартфон или ноутбук, то люди с опытом рекомендуют покупать для них модели со значением импеданса не свыше 50 Ом. Больше не нужно, поскольку компактные устройства вроде телефона или планшета не могут обеспечить высокий уровень громкости и соответствующую мощность.

Если потребитель подбирает гаджет к смартфону, то исходить придется из того, что сопротивление на уровне 22 Ом будет давать громче звук. Модель с импедансом в 32 Ом дает тихое звучание. Зато музыка будет играть дольше на 25% (ориентировочно) по сравнению с первым примером.

Для подключения к компьютеру нужны модели с показателем не ниже 50-60 Ом. Такие высокоомные наушники подключать допускается даже к музыкальному центру. Опытные люди рекомендуют перед покупкой таких моделей рекомендуется проверить качество и громкость звучания. Для этого наушники подключают к тому устройству, с которым их планируют использовать в дальнейшем. Модели, которые дают чистый звук, необязательно стоят дорого, это могут быть изделия со средними показателями, но надежной сборкой,

Если даны конкретные указания производителя акустики или смартфона – лучше следовать им. Наушники с высоким показателем импеданса означают повышенные энергозатраты, но зато лучше защищены от короткого замыкания или перегрева.

На уровень громкости устройства влияет чувствительность. Показатель зависит от импеданса наушников. Поэтому при выборе модели нужно проверять или измерять самостоятельно и этот показатель энергозатраты.

Какой импеданс наушников лучше выбрать вразличных ситуациях

Поскольку в различных плеерах, смартфонах и прочих звуковых системах используется определённая номинальная мощность, перед покупкой следует знать, сколько Ом должно быть в наушниках для тех или иных потребностей. Предлагаем вам рассмотреть несколько наиболее распространённых вариантов. К сожалению, визуально отличить высокоомные модели от низкоомных не получится, только на слух и по спецификации

Оптимальное сопротивление в наушниках для телефона, аудиоплеера или ноутбука

Если вы собираетесь слушать музыку или смотреть фильмы и сериалы при помощи смартфона или компактного ноутбука, то не имеет никакого смысла брать наушники, значение импеданса в которых превышает 50 Ом.

Во-первых, низкий уровень громкости не позволит вам в полной мере насладиться каждой нотой любимых композиций. Во-вторых, компактные устройства в некоторых случаях не смогут предоставить столь высокую мощность – вы поймёте, что значит превышение Омов в наушниках, когда прибор прекратит работу в самый неподходящий момент. Низкоомные (всего 8 Ом!) «уши» AKG K3003 позволят выжать максимум из вашего гаджета, однако высокая нагрузка быстро выведет их из строя

AKG K3003

Какое сопротивление наушников лучше подойдёт для стационарных ПК, музыкальных систем и профессиональной работы

В отличие от своих портативных коллег, более крупные устройства с соответствующим усилителем звука обладают значительными возможностями и производительностью. В связи с этим наушники с импедансом ниже 32 Ом на подобном оборудовании лучше использовать с осторожностью: слишком высока вероятность того, что прибор наглядно покажет вам, что значит – не соблюдать правила выбора сопротивления в наушниках, устроив короткое замыкание или иную серьёзную поломку.

А вот если на упаковке и в спецификациях красуется сопротивление на уровне 50-60 Ом и выше – можете смело использовать такой высокоомный девайс с музыкальным центром или игровым ПК. Сверхмощные, ставшие культовыми Sennheiser HD800 с ошеломляющим сопротивлением в 300 Ом предоставят незабываемые ощущения любому пользователю

Sennheiser HD800

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!

Наушники с высоким значением импеданса хоть и требуют больших энергозатрат, но обладают высокой степенью защищённости от замыкания, перегрева или иных непредвиденных повреждений.