Что такое импеданс в колонках
Перейти к содержимому

Что такое импеданс в колонках

  • автор:

Импеданс и особенности этого параметра в акустике

Среди основных параметров любых акустических систем, влияющих на их выбор, немаловажную роль играет так называемый «акустический импеданс». Слово произошло от английского impedance, что означает «сопротивление», «препятствие». С точки зрения физики импеданс в акустике определяет уровень сопротивления среды колебаниям. Можно сказать, что этот параметр характеризует среду, через которую проходязвуковые волны.

Наущники

Формула акустического импеданса: Z = P/ ν, где P – звуковое давление, а ν – колебания. В средах, где сильно теряется акустическая энергия, величина Z является комплексной, но чаще можно считать её действительной и определять как произведение плотности среды на скорость звука: Z = pc Формула указывает на тот факт, что чем больше плотность вещества, тем выше значение акустического импеданса. Именно этот принцип используют производители различной акустической аппаратуры, подбирая материалы и разрабатывая конструкции с целью максимального снижения потерь звуковой энергии. А, что на практике? Переходя от теории к реальным современным акустическим системам, где используется понятие импеданс, можно говорить об этом параметре как об определённом сопротивлении подаваемому музыкальному сигналу. И в зависимости от частоты этого сигнала, который фактически является переменным электротоком, будет меняться и сопротивление головки. Определяется эта величина как полное электрическое сопротивление, измеряемое на частоте 1000Гц. Импеданс в стационарных акустических системах составляет 4,6 и 8Ом. Часто задают вопрос, в чём разница между понятиями сопротивление и импеданс. Ответ простой. Под сопротивлением подразумевают только активную (резистивную часть), а импеданс – это полное сопротивление, т.е. сумма активной и реактивной составляющих, понимая, что реактивное сопротивление – это ёмкость и индуктивность. Однако на практике часто эти два понятия путают и называют просто сопротивлением.

Импенданс

Величина импеданса не влияет на качество звучания конкретного акустического изделия. Производители указывают импеданс динамиков акустики только для того чтобы эта характеристика была учтена при создании системы колонка-усилитель. В случаях, если сопротивление акустики будет ниже рекомендуемого для конкретной модели усилителя, то звук может быть сильно искажён или сработает система защиты от перегрузок. А если выше, то колонки будут звучать очень тихо, и их потенциал не буден реализован. Что такое импеданс в наушниках и как его можно измерить? Среди часто задаваемых вопросов именно темы об импедансе наушников занимают главные места. И это понятно, ведь выбор наушников колоссальный и не всегда получается быстро подобрать подходящую модель. Импеданс наушников – это величина, характеризующая полное сопротивление переменному электрическому току на их входе. Основное правило выбора заключается в сопоставлении сопротивления наушников с той аппаратурой, с которой предполагается их использовать, например, для портативных устройств обычно подходят наушники с сопротивлением 16-32Ом, максимум до 50Ом. Полноразмерные наушники, или, как их ещё называют «высокоомные» имеют сопротивление от 100Ом и выше. Этот параметр указывается в спецификации или на упаковке устройства и обозначается значком «Ω». При этом сопротивление в наушниках или акустике можно измерить и самостоятельно.

Импенданс

Для этого достаточно подключить мультиметр одним щупом к минусовому сектору «джека», который расположен ближе к его основанию, а другим сначала к одному плюсовому сектору, а затем к другому. Прибор покажет соответствующее сопротивление каждого канала. На что влияет импеданс? Прежде всего, он влияет на чувствительность, которую для обычного потребителя можно сопоставить с громкостью. Чем ниже сопротивление, тем выше этот параметр и, наоборот, чем выше значение импеданса, тем чувствительность ниже. Получается, что на мощность влияет чувствительность, которая сама зависит от импеданса.

Импенданс

Учитывая, на что влияет сопротивление в наушниках или в других акустических системах, при их выборе важно смотреть на цифру со значком «Ω», которая поможет принять правильное решение.

Импеданс — что это такое в колонках?

Импеданс

Импеданс – комплексное сопротивление электрической цепи из резистора, ёмкости и индуктивности, которое действует при поступлении переменного тока высоких частот на вход этой цепи. В зависимости от величин ёмкости и индуктивности меняется импеданс цепи. На низких частотах большее влияние оказывает активный элемент (резистор). На высоких частотах – реактивные элементы (ёмкости и индуктивности).

Сопротивление колонок, какой параметр выбрать

Акустические системы состоят в основном из усилителей мощности, частотных разделительных фильтров и громкоговорителей.

Пропускная способность составляет 20-20 000 Гц. Усилители мощности бывают широкополосные и разделённые по диапазону частот.

  1. Низкочастотные (20–300 Гц).
  2. Среднечастотные (300–5000 Гц).
  3. Высокочастотные (5 000–20 000 Гц) относятся к классу 3 полосных.

Усилители 2 полосные имеют два диапазона частот НЧ-СЧ и ВЧ. Входной сигнал распределяется фильтрами по частотным каналам и поступает на соответствующие усилители.

Радиолюбителям для расчёта разделительных фильтров необходимо знать входной импеданс на разных частотных диапазонах. Для низких частот активное сопротивление громкоговорителя равно 4 или 8 Ом. Импеданс можно принять равным примерно на 10% от этих величин.

Можно его измерить, подключив генератор звуковой частоты, настроенный на частоту раздела (не ниже 6 к Гц) через резистор 1 ком к громкоговорителю. Отношение напряжений на резисторе и громкоговорителе покажет искомую величину. Таким же способом находится импеданс высокочастотной головки.

Особенности подключения звуковых колонок

Измерение параметра

Подключение нескольких акустических систем к источнику сигнала осуществляется последовательным, параллельным и параллельно-последовательным способом. Соответственно, параметр группы динамиков вычисляется по Закону Ома. На этикетках и в инструкциях по эксплуатации динамиков, наушников указывается их сопротивление (4,8,16 Ом). Если ваши колонки не новые, утеряна инструкция по эксплуатации или по другой причине сопротивление колонок вам неизвестно, его можно измерить мультиметром. Что это такое? Это специальный прибор для измерения данного параметра.

Освободив динамики в колонках от аппаратуры, замеряете их сопротивление. Мультиметр будет показывать несколько заниженные значения сопротивлений близкие стандартным.

Импеданс — что это такое в колонках? Сопротивление колонок, какой параметр выбрать, особенности подключения звуковых колонок

Импеданс – комплексное сопротивление электрической цепи из резистора, ёмкости и индуктивности, которое действует при поступлении переменного тока высоких частот на вход этой цепи. В зависимости от величин ёмкости и индуктивности меняется импеданс цепи. На низких частотах большее влияние оказывает активный элемент (резистор). На высоких частотах – реактивные элементы (ёмкости и индуктивности).

  • Сопротивление или импеданс
  • Диапазон воспроизводимых частот
  • Чувствительность
  • Что это такое – импеданс: смысл характеристики с точки зрения физики
  • Импеданс и особенности параметра в акустике
  • Коэффициент нелинейных искажений
  • Мощность
  • Особенности подключения звуковых колонок

Сопротивление или импеданс

Итак, по порядку. Сопротивление или импеданс. В одних случаях указывается одно, в других — другое, и в этом есть определенное лукавство. Да, если подсоединить омметр к клеммам акустического кабеля, мы получим требуемые 4, 6 или 8 Ом с точностью ±10%. Только вот беда, это измерение некорректно: мы используем постоянный ток, а нас интересует сопротивление переменному току в звуковом диапазоне частот. И заметим: голосовая катушка динамика по определению не может иметь линейное (не зависящее от частоты) электрическое сопротивление — ведь это индуктивность! А если учесть, что у динамика есть резонансные частоты, и в составе колонки таких динамиков несколько, плюс все это объединяет и вовсе нелинейная схема кроссовера, то измеренное нами сопротивление постоянному току становится просто ориентировочной цифрой.

Корректным параметром становится импеданс, под которым, как правило, имеется в виду сопротивление переменному току — в нашем случае различное на разных частотах. Чаще всего, он представляется в виде графика такой зависимости. В серьезных моделях колонок такой график часто прилагается. Для колонок сопротивлением 8 Ом на определенных частотах импеданс может «проседать» втрое — скажем, до 2-3 Ом — и это способно стать серьезной проблемой для работы подключенного к колонке усилителя. Более-менее ровная кривая импеданса у многополосной системы — признак серьезного уровня разработки АС.

Диапазон воспроизводимых частот

Следующий параметр — диапазон воспроизводимых частот. Если в этом пункте указано что-то типа «35 Гц – 25 кГц» — и все, то в этом случае я рекомендую сразу воскликнуть что-то типа режиссерского «Не верю!». Поскольку перед нами — очередное лукавство, и у продавцов недорогих систем оно встречается довольно часто. Да, наша колонка может воспроизводить 35 герц. Но на этой частоте ее чувствительность (о которой, в данном случае, изготовитель скромно умолчал) может быть очень небольшой. В результате в этом месте (оно называется нижний предел) частотная характеристика может иметь «завал» — спад децибел на 20. А это, в свою очередь, означает, что на этой заветной низкой частоте, которая так важна для воспроизведения «панча», колонка звучит, по ощущениям, тише раза в 3-4. То есть, практически молчит… То же самое касается и верхней граничной частоты диапазона.

Корректно диапазон частот, указанный в технических характеристиках, будет выглядеть только в сочетании с показателем неравномерности частотной характеристики в децибелах во всем этом диапазоне. И данные типа «диапазон частот 35 Гц – 25 кГц при неравномерности ±3 децибела» сразу же вызывают уважение и серьезное отношение к продукту. Оптимально, если в документации эти данные проиллюстрированы графиком АЧХ — амплитудно-частотной характеристики, где по горизонтальной оси отложена частота, а по вертикальной — звуковое давление.

Важным, хотя и не так часто встречающимся, является указание диапазона частот и его неравномерности при отклонении от оси на угол, как правило, 15-30 градусов. Этот параметр позволяет оценить, насколько широка направленность звучания колонок. От нее, в частности, зависит величина «пятна» объемного звучания — области, в которой слушатели получат качественный пространственный эффект. От этого, в свою очередь, зависит, сколько «посадочных мест» может располагаться в образованном новыми колонками зрительном зале в условиях конкретной комнаты, что особенно важно не только для классического стерео, но и при использования акустики в системах домашнего кинотеатра.

Чувствительность

В связи со всем вышесказанным, перейдем и к параметру «чувствительность». Она измеряется в децибелах. Этот показатель, в какой-то степени указывает на степень совершенства нашей колонки. Практически это — ее КПД, коэффициент полезного действия. Для современной акустики этот параметр находится в пределах около 83-95 децибел. Понятно, что высокие значения чувствительности, особенно для классической многополосной системы, достигаются путем множества серьезных и часто затратных технологических усовершенствований.

Повышение чувствительности на 6 децибел приводит к ощущению, что при том же входном сигнале акустика звучит приблизительно вдвое громче! И кстати, для того чтобы поднять громкость на 3 децибела, диффузор динамика должен колебаться с приблизительно удвоенной амплитудой. Для маломощного усилителя, а это, в частности, большинство ламповых моделей, звук которых столь привлекателен, нужна акустика именно с высокой чувствительностью.

Что это такое – импеданс: смысл характеристики с точки зрения физики

Для начала давайте обратимся к теоретическим знаниям, заглянув в раздел электротехники. Итак, что такое импеданс? Это полное (комплексное) сопротивление (единица измерения – Ом) в двухполюсной электрической цепи при колебаниях переменного тока. Величина это довольно сложная в вычислении, поскольку складывается из активного и реактивного сопротивлений.Также на этот параметр оказывает непосредственное влияние частота колебаний.

Помимо электрического импеданса существует ещё несколько разновидностей. Наиболее актуальным в нашем случае будет акустический импеданс. Что это? По аналогии с основным подвидом, под этим определением скрывается сопротивление материального объекта различного рода колебаниям.

Импеданс и особенности параметра в акустике

Со стороны физики, надеемся, всё понятно. Но сейчас нас в первую очередь интересует, что означает импеданс (сопротивление) в наушниках и тому подобной портативной аппаратуре. Итак, импеданс наушников – это значение сопротивления, получаемое на входе. Обозначается он символом «», единицей измерения служит Ом.

Данная характеристика определённым образом влияет на громкость звука (об этом позднее) и зависит от выходной мощности устройства. Притом имеет место обратная зависимость, что видно в представленной ниже таблице.

Значение показателя, Ом

Что такое импеданс в наушниках, какое сопротивление лучше и на что оно влияет

Автор Владислав Феронин Просмотров 13.1к. Обновлено 04 января 2021 г.

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.

импеданс в наушниках

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 такое номинальный импеданс

Термин «импеданс» уже означает номинальное входное сопротивление. В свою очередь номинальное значение приближено к предназначенному показателю. Это число и должно интересовать потребителя при выборе устройства.

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:

  1. 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.
  2. Чувствительность отражает разницу в уровнях громкости при изменении параметров входящего сигнала.
  3. Чем выше чувствительность – тем громче звучание устройства. Это касается и микрофонов, и динамиков, и сабвуферов.
  4. Не каждый производитель показывает конкретное значение чувствительности. Но солидные фирмы указывают его либо без единиц измерения, либо в виде соотношения частоты и мощности.
  5. Когда потребитель меняет громкость на усилителе или источнике звука, он не меняет мощность, но корректирует уровень выходного напряжения.
  6. Уровень импеданса также влияет на качество звука, поскольку может убрать искажение. Это касается и автозвука, и смартфона, и других источников.
  7. 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.

влияние сопротивления на качество звучания

Можно сделать выводы о том, что:

  1. У однодрайверных наушников арматурного типа показатель среднего сопротивления выше, чем у других разновидностей. С ними время автономной работы будет больше.
  2. 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.

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).

импеданс в разных видах наушников

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.

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.

измерить сопротивление наушников

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.

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.

Какое сопротивление наушников лучше

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.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *