Um die gestellte Frage kurz zu beantworten: Der Grund liegt in den unterschiedlichen Ausgangspegeln der verschiedenen Geräte, die zum Musikhören mit demselben Kopfhörer verwendet werden.
Inhalt:
Grundlegende Theorie
Ob Smartphone, Computer oder Spitzenkino - alle haben einen Verstärker, dessen Aufgabe es ist, eine schwankende Ausgangsspannung mit der Tonfrequenz (VF) zu erzeugen.
Diese Spannungsschwankungen sind der Grund dafür, dass die dynamischen Köpfe Schallwellen aussenden. Die durchschnittliche Ausgangsspannung variiert jedoch stark von Klasse zu Klasse.
Der Leistungsverstärker (PA) eines Smartphones liefert durchschnittlich 200 mV (milliVolt). Kopfhörer, die an den Ausgang eines Verstärkers angeschlossen sind, haben einen spezifischen Widerstands- und Reaktanzwert für die verschiedenen Frequenzen der angelegten Spannung. Der Durchschnittswert der Summe dieser Impedanzen wird als Impedanz bezeichnet.
Der Einfachheit halber und um zu vermeiden, dass Sie sich versehentlich in die Berechnung Ihres eigenen Klangwandlers mit perfekten Parametern stürzen und sich dann in der Impedanzanpassung verzetteln, gehen wir davon aus, dass die Summe der internen Impedanzen der Kopfhörer über den gesamten Frequenzbereich konstant ist.
In voller Übereinstimmung mit dem Ohm'schen Gesetz klingen sie auf verschiedenen Geräten unterschiedlich, da unterschiedliche Spannungen an sie angelegt werden, während die Impedanz als konstanter und unveränderlicher Wert angesehen wird.
Das bedeutet, dass unter diesen Bedingungen eine ungleiche Strommenge durch den Wandler oder den dynamischen Kopf fließt und der Kopfhörer mit einer Erhöhung oder Verringerung des Lautstärkepegels reagiert.
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Die Herausforderung der Auswahl
Unter den Tausenden von Modellen verschiedener Typen mit einer einzigartigen Kombination von Eigenschaften kann man leicht den Überblick verlieren, aber lassen wir die Gesamtheit ihrer Vor- und Nachteile beiseite und teilen sie in Gruppen ein, die nur einen Parameter berücksichtigen - den Widerstand.
Sein Wert für Produkte von 8 bis 600 Ohm, aber zum Beispiel, nehmen Sie die beliebtesten und erschwinglich - Kanal Ohrhörer mit einer Impedanz von 16 bis 64 Ohm, weil das Verständnis des Grundprinzips, können Sie die Wahl dieser Zubehör für jedes Gerät zu navigieren.
Kopfhörer für Ihr Smartphone
Ein Mobiltelefon ist ein kompaktes Gerät, und es ist normal, Kopfhörer zu wählen, die im Vergleich zu älteren Modellen weniger Platz einnehmen. Aber im Zusammenhang mit dieser Überprüfung ist nicht ihre Größe der ausschlaggebende Faktor.
Für den Vergleich von Parametern wie Lautstärke, Stromverbrauch (nicht zuletzt bei einem batteriebetriebenen Gerät) und Empfindlichkeit ist es wichtig, den Widerstandsbereich der Ohrpassstücke sowie den Spannungspegel des UHF-Ausgangs des Smartphones zu kennen. Keine der beiden Gruppen von Merkmalen ist ein Geheimnis:
- Der durchschnittliche Impedanzwert der gewählten Gruppe liegt zwischen 16 und 32 Ohm, obwohl auch Modelle mit einer Impedanz von 64 Ohm hergestellt werden;
- Ein durchschnittliches Smartphone verfügt selten über eine Ausgangsspannung von mehr als 200 mV.
Spezifikationen für gute Kopfhörer
Lautstärke und Leistung
Um zu beurteilen, inwieweit die Impedanz die Qualität des Hörerlebnisses beeinflusst, muss zunächst der Strom berechnet werden, der durch den Treiber fließt. Sein Wert beeinflusst die Lautstärke und den Stromverbrauch.
Anhand der gebräuchlichsten 16-Ohm-Modelle können Sie das erkennen:
Wenn
I(Strom)=U(Strom)/R(Widerstand)
dann wird bei den gängigsten Modellen bei maximaler Lautstärke auf dem Smartphone (200 mV Ausgang) der aktuelle Wert sein:
I(A)= 0,2V /16 Ohm = 0,0125 A oder 12,5 mA
Wenn jedoch ein 32-Ohm-Modell angeschlossen wird, fließt genau die Hälfte des Stroms:
I(A)=0,2V /32Ohm = 0,00625A oder 6,25mA
Das bedeutet, dass Kopfhörer mit einer höheren Impedanz spürbar leiser sind.
Lassen Sie uns die Leistung berechnen:
W(Wattzahl)=I(Stromstärke, A)*U(Impedanz, V)
Bei einer Impedanz von 16 Ohm liegt die maximale Leistungsaufnahme bei 2,5 mW, bei 32 Ohm bei 1,25 mW. Für den Verbraucher bedeutet dies, dass Kopfhörer mit hoher Impedanz zwar leiser klingen, aber sparsamer mit der Batterie umgehen. Niederohmige hingegen sind viel lauter, verbrauchen mehr Strom und verkürzen die Akkulaufzeit Ihres Smartphones, wenn auch nur geringfügig.
Empfindlichkeit
Zunächst einmal ist es ein Merkmal, das angibt, wie sich der Schalldruckpegel (Lautstärke) ändert, wenn sich das Eingangssignal um einen bestimmten Betrag ändert.
Je höher die Empfindlichkeitskennlinie, desto lauter klingt der Kopfhörer. Eine zu hohe Empfindlichkeit fügt der Musik jedoch Verstärkerrauschen und elektrische Störungen unterschiedlicher Art hinzu.
Es ist etwas schwieriger zu verstehen, inwieweit sich die Impedanz auf die Empfindlichkeit auswirkt, denn nicht alle Hersteller machen den Verbraucher auf den Empfindlichkeitswert aufmerksam, der von der Impedanz abhängt.
Im besten Fall gibt das Feld die Empfindlichkeit ohne Einheiten an, aber manchmal wird auch dB/mW angegeben - in diesen Einheiten ist das Verhältnis bei allen Frequenzen das gleiche.
Wenn Sie die Lautstärke mit den Reglern Ihres Telefons oder Verstärkers ändern, ändern Sie nicht die Leistung, sondern nur den Pegel der Ausgangsspannung. Um das Wort "Macht" überhaupt verwenden zu können, braucht man einen Verbraucher.
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Führen Sie dazu ein Gedankenexperiment durch: Drehen Sie den Lautstärkeregler am Verstärker bei angeschlossenem Lautsprecher auf Maximum. Erhöhte Leistung? Perfekt.
Ziehen Sie nun die Lautsprecherkabel ab und drehen Sie an den Reglern - wie verändert sich die Leistung? Das ist nicht der Fall.
Der Widerstand des Verbraucherkreises tendiert gegen unendlich. Es fließt kein Strom. Es gibt keine Macht. Wenn Sie also Kopfhörer mit unterschiedlichen Impedanzen an den Ausgang des UHF anschließen, erhalten Sie garantiert unpassende Verstärkerleistungen.
Das bedeutet, dass ein 16-Ohm-Kopfhörer mit einer Empfindlichkeit von 97 dB/mW, der für jedes ausgegebene mW 97 dB Klang liefern muss, und derselbe 32-Ohm-Kopfhörer mit ähnlicher Empfindlichkeit, wenn er an dieselbe Quelle angeschlossen ist, bei unterschiedlichen tatsächlichen Lautstärkepegeln arbeiten und unterschiedliche Leistung erzeugen.
Daher klingen 32-Ohm-Kopfhörer deutlich leiser, da für die Bereitstellung des gleichen Stroms bei unterschiedlichen Impedanzen unterschiedliche Spannungen angelegt werden müssen, die am Ausgang des Schallwandlers möglicherweise nicht zur Verfügung stehen.
Machen Sie keinen Fehler
Für die Auswahl der Kopfhörerimpedanz für ein bestimmtes Gerät muss man idealerweise den maximalen Spannungspegel kennen, der am SPL-Ausgang ohne Verzerrung möglich ist. Mit diesen Informationen ist es einfach, den Strom und die tatsächliche Ausgangsleistung für Kopfhörer mit unterschiedlichen Impedanzen zu berechnen.
Aber wenn es keine Möglichkeit gibt, die Berechnung durchzuführen, kann man sich eine einfache Lösung einfallen lassen:
- Kopfhörer mit niedrigerer Impedanz bieten mehr Lautstärke bei höherer Empfindlichkeit (Rauschen und Verzerrungen sind möglich). Dies ist ideal für Smartphones und Abspielgeräte, bei denen die Ausgangsspannung des UHF begrenzt ist.
- Hohe Impedanz - ist bei niedriger Empfindlichkeit deutlich leiser (Induktion kann den Klang nicht beeinflussen, die Amplitude ist dafür zu gering), erfordert aber einen Verstärker mit hohem Ausgangsspannungspegel - eine gute Lösung für stationäre Geräte.
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Mehr Theorie
Um die gestellte Frage kurz zu beantworten: Der Grund liegt in den unterschiedlichen Ausgangspegeln der verschiedenen Geräte, die zum Musikhören mit demselben Kopfhörer verwendet werden.
Ob Smartphone, Computer oder Spitzenkino - alle haben einen Verstärker am Ausgang, dessen Aufgabe es ist, oszillierende Tonfrequenz-Ausgangsspannungen (VF) zu erzeugen. Diese Spannungsschwankungen bewirken, dass die dynamischen Köpfe Schallwellen aussenden. Die durchschnittliche Ausgangsspannung variiert jedoch stark von Klasse zu Klasse. Der VF-Verstärker eines Smartphones hat eine durchschnittliche Spannung von 200 mV (Millivolt), während ein Kopfhörer der Hi-End-Klasse Einheiten von Volt oder sogar mehr verarbeiten kann! Kopfhörer, die an einen Verstärkerausgang angeschlossen sind, haben einen bestimmten Widerstands- und Reaktanzwert für verschiedene Frequenzen der angelegten Spannung. Der Durchschnittswert der Summe dieser Widerstände wird als Impedanz bezeichnet.
Der Einfachheit halber und damit wir nicht versehentlich zur Berechnung eines perfekten Wandlers übergehen und uns dann in der Impedanzanpassung verzetteln, gehen wir davon aus, dass die Summe der internen Impedanzen der Kopfhörer über den gesamten Frequenzbereich konstant ist. In voller Übereinstimmung mit dem Ohm'schen Gesetz klingen sie auf verschiedenen Geräten unterschiedlich, da an sie unterschiedliche Spannungen angelegt werden, wobei die Impedanz als konstanter und unveränderlicher Wert gilt. Das bedeutet, dass unter diesen Bedingungen ungleiche Strommengen durch den Treiber oder den Treiberkopf fließen und der Kopfhörer mit einer höheren oder niedrigeren Lautstärke reagiert.
Die Herausforderung der Auswahl
Bei Tausenden von verschiedenen Modellen und einzigartigen Kombinationen von Merkmalen kann man sich leicht im Gewirr verlieren. Lassen Sie jedoch die Vor- und Nachteile einer breiten Palette von Produkten beiseite und kategorisieren Sie sie nach einem einzigen Parameter: Widerstand. Sein Wert für Produkte von 8 bis 600 Ohm, aber zum Beispiel, nehmen Sie die beliebtesten und erschwinglich - Kanal Ohrhörer mit einer Impedanz von 16 bis 64 Ohm, weil das Verständnis des Grundprinzips, können Sie die Wahl dieser Zubehör für jedes Gerät zu navigieren.
Kopfhörer für Ihr Smartphone
Ein Mobiltelefon ist eine kompakte Sache, und es ist normal, Ohrpassstücke zu wählen, die weniger Platz benötigen als ältere Modelle. Aber im Rahmen dieser Überprüfung ist es nicht ihre Größe, die die richtige Entscheidung trifft. Um Parameter wie Lautstärke, Stromverbrauch (nicht das geringste Argument für ein batteriebetriebenes Gerät) und Empfindlichkeit vergleichen zu können, ist es wichtig, den Widerstandsbereich der Ohrpassstücke sowie den Spannungspegel am UHF-Ausgang des Smartphones zu kennen. Keine der beiden Gruppen von Merkmalen ist ein Geheimnis:
Der durchschnittliche Impedanzwert der gewählten Gruppe liegt zwischen 16 und 32 Ohm, obwohl auch Modelle mit einer Impedanz von 64 Ohm hergestellt werden;
Ein durchschnittliches Smartphone verfügt selten über eine Ausgangsspannung von mehr als 200 mV.
Lautstärke und Leistung
Um zu beurteilen, inwieweit die Impedanz die Qualität des Hörerlebnisses beeinflusst, berechnen Sie zunächst den Strom, der durch den Lautsprecher fließt. Sein Wert bestimmt die Lautstärke des Tons und den Stromverbrauch. Nehmen Sie die gebräuchlichsten 16-Ohm-Modelle und Sie können das sehen:
Wenn
I(Strom) = U(Strom)/R(Widerstand)
bei den gängigsten Modellen beträgt der Stromwert bei maximaler Lautstärke des Smartphones (200mV Ausgang):
I(A)= 0,2V /16Ohm = 0,0125 A oder 12,5 mA
Wenn jedoch ein 32-Ohm-Modell angeschlossen wird, fließt genau die Hälfte des Stroms:
I(A)=0,2V /32Ohm = 0,00625A oder 6,25mA
Das bedeutet, dass Kopfhörer mit einer höheren Impedanz spürbar leiser sind.
Lassen Sie uns die Leistung berechnen:
W(Wattzahl)=I(Stromstärke, A)*U(Impedanz, V)
Bei einer Impedanz von 16 Ohm liegt die maximale Leistungsaufnahme bei 2,5 mW, bei 32 Ohm bei 1,25 mW. Für den Verbraucher bedeutet dies, dass Kopfhörer mit hoher Impedanz zwar leiser klingen, aber sparsamer mit der Batterie umgehen. Niederohmige hingegen sind viel lauter, verbrauchen mehr Strom und verkürzen die Akkulaufzeit des Smartphones, wenn auch nur geringfügig.
Empfindlichkeit
Erstens ist es ein Merkmal, das angibt, wie der Schalldruckpegel (Lautheit) beeinflusst wird, wenn sich das Eingangssignal um einen bestimmten Betrag ändert. Je höher die Empfindlichkeitskennlinie, desto lauter klingt der Kopfhörer. Eine zu hohe Empfindlichkeit fügt der Musik jedoch Verstärkerrauschen und elektrische Störungen unterschiedlicher Art hinzu.
Es ist etwas schwieriger zu verstehen, inwieweit die Impedanz die Empfindlichkeit beeinflusst, denn nicht alle Hersteller machen den Verbraucher auf den Empfindlichkeitswert aufmerksam, der von der Impedanz abhängt. Im besten Fall gibt das Feld die Empfindlichkeit ohne Einheiten an, aber manchmal wird auch dB/mW angegeben - in diesen Einheiten ist das Verhältnis bei allen Frequenzen gleich. Es mag für den Durchschnittskäufer einfacher sein, aber die Verknüpfung von Empfindlichkeit und Leistung hilft bei der Wahl überhaupt nicht!
Wenn Sie die Lautstärke an Ihrem Telefon oder Verstärker ändern, ändert sich nicht die Leistung, sondern nur die Ausgangsspannung. Um überhaupt mit dem Wort "Macht" arbeiten zu können, braucht man einen Verbraucher.
Machen Sie zum Beweis ein Gedankenexperiment: Drehen Sie den Lautstärkeregler am Verstärker auf, während der Lautsprecher angeschlossen ist. Mehr Leistung? Perfekt. Ziehen Sie nun die Lautsprecherkabel ab und drehen Sie an den Reglern - wie verändert sich die Leistung? Das ist nicht der Fall. Der Widerstand des Verbraucherkreises tendiert gegen unendlich. Es fließt kein Strom. Es gibt keine Macht. Wenn Sie also Kopfhörer mit unterschiedlichen Impedanzen an den Ausgang des UHF anschließen, erhalten Sie garantiert unpassende Verstärkerleistungen.
Das bedeutet, dass ein 16-Ohm-Kopfhörer mit einer Empfindlichkeit von 97 dB/mW, der 97 dB Klang für jedes ausgegebene mW liefern sollte, und derselbe 32-Ohm-Kopfhörer mit ähnlicher Empfindlichkeit, wenn er an dieselbe Quelle angeschlossen ist, definitiv bei unterschiedlichen tatsächlichen Lautstärkepegeln funktionieren und unterschiedliche Leistung liefern.
Daher klingen 32-Ohm-Kopfhörer deutlich leiser, denn um bei unterschiedlichen Impedanzen den gleichen Strom zu liefern, müssen unterschiedliche Spannungen angelegt werden, die am Ausgang des Schallwandlers möglicherweise nicht zur Verfügung stehen.
Machen Sie keinen Fehler
Für die Auswahl der Kopfhörerimpedanz für ein bestimmtes Gerät muss man idealerweise den maximalen Spannungspegel kennen, der am SPL-Ausgang ohne Verzerrung möglich ist. Mit diesen Informationen ist es einfach, den Strom und die tatsächliche Ausgangsleistung für Kopfhörer mit unterschiedlichen Impedanzen zu berechnen.
Wenn es aber keine Möglichkeit gibt, die Berechnung durchzuführen, kann man sich eine einfache Lösung einprägen:
Kopfhörer mit niedrigerer Impedanz bieten mehr Lautstärke bei höherer Empfindlichkeit (Rauschen und Verzerrungen können auftreten). Ideal für Smartphones und Abspielgeräte, bei denen die Ausgangsspannung des Prüflings begrenzt ist.
Hohe Impedanz - deutlich leiser bei niedriger Empfindlichkeit (Induktion kann den Klang nicht beeinflussen, dafür ist die Amplitude zu klein), erfordert aber einen Verstärker mit hoher Ausgangsspannung - eine gute Lösung für stationäre Geräte
