Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) в Reference Audio Analyzer

F.A.Q. / Наушники и усилители - взаимодействие

Амплитудно-частотная характеристика при взаимодействии импедансов усилителя и наушников

Электрическая схема и формулы

Рассмотрим подробно влияние взаимосвязи сопротивлений наушников и усилителя на общее звучание.

В типовой упрощенной электрической схеме из источника тока и сопротивления нагрузки RHeadphones мы имеем дело с дополнительным сопротивлением RAmplifier.

Само сопротивление принято называть импедансом или полным выходным сопротивлением усилителя. Более сложное название подчеркивает, что сопротивление может быть непостоянным и меняться в зависимости от частоты т.к. помимо активного сопротивления в нем содержится и реактивное. Это справедливо как для сопротивления наушников, так и усилителя. В более серьезном представлении импеданс обозначается не через букву R, а Z. Но в данном случае мы рассматриваем общие основы и делаем ряд упрощений.


электрическая схема в упрощенном виде


Когда наушники подключаются к усилителю, то их АЧХ меняется из-за индивидуального согласования импеданса наушников, сопротивления проводов и полного выходного сопротивления усилителя.

Закономерный вопрос, как именно это происходит? Вернемся в электрической схеме и школьному курсу физики, и составим уравнение как для напряжения на наушниках UHeadphones, так и изменение уровня в дБ.

Из-за сопротивления усилителя будет дополнительное падение напряжения в цепи, зависящее от сопротивления нагрузки (в данном случае наушников). Две основные зависимости:





Примеры


Наушники с постоянным сопротивлением


Для примера включим усилитель и выставим уровень равный 1 VRMS (0 dBV).

Если у усилителя выходное сопротивление 300 Ом во всем воспроизводимом частотном диапазоне, то при подключении наушников с сопротивлением в 32 Ом на выходе будет не 1 В, а всего 0.096 В (или -20 dBV). Таким образом, уровень громкости будет снижен на 20 дБ.

Графики напряжений для усилителей с любым выходным сопротивлением наушников можно построить отдельно в сервисе "Напряжение и чувствительность". В примере усилитель с напряжением без нагрузки в 0 dBV и выходным сопротивлением 300 Ом показан пунктирной линией. Настраивается в "усилитель по параметрам".

Как считать?

Подставляем данные по формулам:

Напряжение в VRMS, где:
  • 1 VRMS - напряжение без нагрузки
  • 32 Ом - сопротивление наушников
  • 300 Ом - сопротивление усилителя
0.096 = 1*32/(32+300)

Отклонение в дБ:
-20.3 = 20*Log10(32/(32+300))
You have an error in your SQL syntax; check the manual that corresponds to your MySQL server version for the right syntax to use near '' at line 1