По ссылке есть формула F= B*I*L. Высокоомные наушники и низкоомные наушники при использовании одного провода отличаются количеством витков в катушке. Если смотреть на разницу между 32 и 600 Ом, то и длина L у 600 Ом модели будет больше в 18,75 раз (R=p*L/s). Если создать условия, в которых на обе модели наушников мы подадим одинаковое количество тока, то у высокоомных наушников F будет в 18,75 раз выше.
Но так как у усилителя мы выставляем не ток, а напряжение, то от сопротивления катушки будет определятся уровень тока. В нашем случае соотношение тока изменится в 18,75 раз. Таким образом сила F остается прежней: увеличивая длину провода в катушке, мы увеличиваем сопротивление катушки, что приводит к уменьшению величины тока при том же значении F.
Не готов пока выложить итоговую формулу. Зависимость получилась от практических наблюдей работы Hi-End плееров. Готовилась методика по измерению времени работы на разных нагрузках с разным уровнем для возможности расчета работы плеера с наушниками с известным сопротивлением и чувствительностью. Но серия измерений только под один плеер требовала нескольких дней (если плеер за один прогон разряжался хотя бы за день, а не за неделю).
Проверил дешевый мультиметр, который на фотографиях в статье (дешевле наверно таких и нет). От 50 до 5000 Гц расхождения данных незначительны. На 10 кГц уже «АЧХ» проседает. Нам для измерений достаточно всего одной частоты в 1 кГц.
Но конечно, среди дешевых от модели к модели кривизна может быть разной. Если есть в наличии нормальная звуковая карта, то это можно заранее проверить.
Ограничение по току вольтметром не измерить, т.к. это оценивается по искажениям.
У меня используется планшет на Win7. Измерений с высокой точностью необходимо подключать внешнюю звуковую карту, но для обсуждаемых нужд нам должно с лихвой хватить и встроенного АЦП. Проверку буду делать через телефон Lenovo на Android, уровень которого между низким и средним по качеству звуковой системы. Бесплатных спектроанализаторов под Android полным-полно.
Теоретически с помощью вольтметра можно снять часть характеристик. Если на руках будет еще планшет со спектроанализатором (под Андроид и Win есть различные), то можно снять большую часть необходимых характеристик.
А именно:
максимальный уровень напряжения без нагрузки,
выходное сопротивление усилителя
ограничение по току (тут нужен будет как раз спектр сигнала).
Для измерений потребуется по два резистора на канал. Возможно, дополнительно переменный на вход планшета.
Могу описать это в отдельном материале. И тогда можно будет заодно собирать базу характеристик по смартфонам и выделить как удачные, так и бестолковые модели.
По каким конкретным формулам ведете расчет? По каким формулам трансформаторы понижающие/повышающие считаете? Учитываете ли то, что имеем дело не с постоянным током и напряжением, а переменным?
Закон Ампера описывает два параллельных проводника. Динамические наушники используют катушку индуктивности и соответственно зависимость иная. С позиции КПД эффективность выражается в мощности, завися и от тока, и от напряжения…
Электростаты требуют специализированного усилителя с поляризующим напряжением и поэтому у них нет ряда привычных характеристик. Но отдельно о них позже напишем.
У изодинамики токопроводящие дорожки наносятся прямо на мембрану. Чем толще дорожки, тем меньше сопротивление. Но дополнительно с толстыми дорожками и мембрана становится менее гибкой или тяжелой. Это все приводит к разным компромиссам.
Высокоомную изодинамику не стремятся делать из-за риска разрыва дорожек, плюс чувствительность к напряжению будет очень низка.
Еще можно увеличить срок работы за счет внешнего усилителя.
Внешний усилитель всегда обладает высоким входным сопротивлением, соответственно, когда к телефону подключается внешний усилитель с отдельным аккумулятором, то для телефона это эквивалентно подключением очень высокоомных наушников (обычно порядка 10 кОм).
Совершенно верно, что бы определится с сопротивлением наушников, необходимо сопоставить с характеристиками плеера/телефона.
О характеристиках усилителей будет отдельный материал. Пока можно ориентироваться как:
Телефон -> низкий уровень сигнала на выходе -> только низкоомные и внутриканальные наушники. Исключения, если производитель заявляет, что выход «супермощный» и способен «раскачать» тугие наушники.
Звуковая карта компьютера -> усиление средней мощности. Можно брать полноразмерные наушники. Высокоомные, только если производитель заявляет такую поддержку. Внутриканальные как правило будут несовместимы, т.к. из-за высокой чувствительности в них будут отчетливо слышны все фоновые шумы.
обычно АЧХ не усредняют, дабы показать оную во всей красе…
Усреднение АЧХ в 1/3 октавы, это стандарт, который взят не с потолка. Начинающие аудиофилы часто не видят разницы в методиках измерения и это приводит к наличию пиков и провалов на графике, которые физически ухо не слышит. Ряд провалов, на которые так молятся аудиофилы, это обычная интерференция у микрофона, вызванная его малыми габаритами. Берем другой микрофон — другие частоты узких провалов.
Чего стоят измерения через мультитон в RMAA, где АЧХ строится по вершинам 120 гармоник? Эта методика предназначена только под измерения АЧХ усилителей и звуковых карт, где АЧХ может меняться плавно и где 120 точек достаточно. А аудиофил мало того, что измеряет неподходящим тестом, так еще и радуется, думая, что если линия получилась изрезанной — то вот она, «правда».
Начинать надо с чего-то простого и развивать тему в сторону того, что интересно. Сейчас видно, что есть интерес к характеристике сопротивления наушников, к чувствительности. Нет вопросов по особенностям АЧХ. Есть интерес к гармоническим и интермодуляционным искажениям. Нет реакции на взаимосвязь АЧХ от импедансов наушников и усилителя.
Т.е. можно было выпустить материал про что-то сразу «заумно-высокое», но мне кажется, что разумнее пойти постепенно. Слудующий материал будет посвящен именно сопротивлению наушников, и частично чувствительности наушников.
Т.к. эквалайзеры сейчас используются в основном цифровые, то стоит остро проблема клиппинга и конечно же качества самого эквалайзера, можно получить ровную АЧХ, но искаженный звук.
Уровни искажений представляют большой интерес, но очень трудоемки для измерений, т.к. они зависят не только от частоты, но и уровня громкости. Работа в этом направлении ведется.
Сопротивление влияет на качество косвенно. От сопротивления зависит, какой уровень напряжения и тока необходим для наушников. Например для высокоомных наушников требуется высокое напряжение и низкий уровень выходного тока, а для низкоомных наоборот — низкое напряжение и высокий уровень тока. Разные усилители оптимизированы под разные диапазоны сопротивлений наушников и при неправильном подборе связка будет звучать плохо: нехватка напряжения — тихо, нехватка тока — искаженный звук.
Но так как у усилителя мы выставляем не ток, а напряжение, то от сопротивления катушки будет определятся уровень тока. В нашем случае соотношение тока изменится в 18,75 раз. Таким образом сила F остается прежней: увеличивая длину провода в катушке, мы увеличиваем сопротивление катушки, что приводит к уменьшению величины тока при том же значении F.
Но конечно, среди дешевых от модели к модели кривизна может быть разной. Если есть в наличии нормальная звуковая карта, то это можно заранее проверить.
У меня используется планшет на Win7. Измерений с высокой точностью необходимо подключать внешнюю звуковую карту, но для обсуждаемых нужд нам должно с лихвой хватить и встроенного АЦП. Проверку буду делать через телефон Lenovo на Android, уровень которого между низким и средним по качеству звуковой системы. Бесплатных спектроанализаторов под Android полным-полно.
А именно:
Для измерений потребуется по два резистора на канал. Возможно, дополнительно переменный на вход планшета.
Могу описать это в отдельном материале. И тогда можно будет заодно собирать базу характеристик по смартфонам и выделить как удачные, так и бестолковые модели.
У изодинамики токопроводящие дорожки наносятся прямо на мембрану. Чем толще дорожки, тем меньше сопротивление. Но дополнительно с толстыми дорожками и мембрана становится менее гибкой или тяжелой. Это все приводит к разным компромиссам.
Высокоомную изодинамику не стремятся делать из-за риска разрыва дорожек, плюс чувствительность к напряжению будет очень низка.
Внешний усилитель всегда обладает высоким входным сопротивлением, соответственно, когда к телефону подключается внешний усилитель с отдельным аккумулятором, то для телефона это эквивалентно подключением очень высокоомных наушников (обычно порядка 10 кОм).
О характеристиках усилителей будет отдельный материал. Пока можно ориентироваться как:
Телефон -> низкий уровень сигнала на выходе -> только низкоомные и внутриканальные наушники. Исключения, если производитель заявляет, что выход «супермощный» и способен «раскачать» тугие наушники.
Звуковая карта компьютера -> усиление средней мощности. Можно брать полноразмерные наушники. Высокоомные, только если производитель заявляет такую поддержку. Внутриканальные как правило будут несовместимы, т.к. из-за высокой чувствительности в них будут отчетливо слышны все фоновые шумы.
Не слишком ли сложный материал, все ли изложенное понятно?
Усреднение АЧХ в 1/3 октавы, это стандарт, который взят не с потолка. Начинающие аудиофилы часто не видят разницы в методиках измерения и это приводит к наличию пиков и провалов на графике, которые физически ухо не слышит. Ряд провалов, на которые так молятся аудиофилы, это обычная интерференция у микрофона, вызванная его малыми габаритами. Берем другой микрофон — другие частоты узких провалов.
Чего стоят измерения через мультитон в RMAA, где АЧХ строится по вершинам 120 гармоник? Эта методика предназначена только под измерения АЧХ усилителей и звуковых карт, где АЧХ может меняться плавно и где 120 точек достаточно. А аудиофил мало того, что измеряет неподходящим тестом, так еще и радуется, думая, что если линия получилась изрезанной — то вот она, «правда».
Т.е. можно было выпустить материал про что-то сразу «заумно-высокое», но мне кажется, что разумнее пойти постепенно. Слудующий материал будет посвящен именно сопротивлению наушников, и частично чувствительности наушников.
Уровни искажений представляют большой интерес, но очень трудоемки для измерений, т.к. они зависят не только от частоты, но и уровня громкости. Работа в этом направлении ведется.