На что влияет мощность наушников
Гид по выбору наушников (часть 3): читаем характеристики
Как известно, знание — сила, особенно в технических вопросах. Основные характеристики наушников, обычно указанные на упаковке, дают представление об их возможностях до прослушивания. Надо лишь разобраться, что к чему.
Чувствительность
Все сталкивались с ситуацией, когда одни наушники звучат громче других при том, что уровень на плеере (или смартфоне) выставлен одинаково. Часто этот факт связывают с разницей в мощности наушников. Но наушники — не усилитель, такая предпосылка в корне неверна.
На самом деле то, насколько громко зазвучат наушники, зависит от их чувствительности. Традиционно этот параметр лежит в пределах 90–120 дБ, причем для большинства моделей доступных на рынке эти рамки уже 95–105 дБ. Чувствительность показывает, насколько громко будут играть наушники при прочих равных. Чем она выше, тем выше максимальная громкость и меньше нагрузка на встроенный усилитель плеера или смартфона. Мной замечена еще одна прямая зависимость: чем дешевле наушники, тем меньше шансов, что их реальная (а не указанная в техническом паспорте) чувствительность будет высокой.
Наушники AKG K 315. Чувствительность — 126 дБ, импеданс — 32 Ом, максимальная входная мощность — 15 мВт.
Мощность
А вот в вопросе мощности не стоит гнаться за ваттами. Особенно когда основной источник музыки смартфон или портативный плеер. При высокой чувствительности достаточно нескольких милливат, чтобы музыка играла громко, а усилитель гаджета не перегружался и экономно расходовал заряд аккумулятора. Да, если выбрать наушники с высокой мощностью, звук, возможно (только возможно), получится солидным и напористым. Но продлится это не так долго, как вам бы хотелось — батарея гаджета под такой нагрузкой начнет стремительно разряжаться. Более того, нередки случаи, когда встроенный усилитель попросту не справляется с мощными наушниками. В итоге и звука хорошего не услышите (рыхлый неглубокий бас), и получите искажения на громкости выше средней.
Для наушников, используемых дома, высокая мощность уже не проблема, ведь предполагается, что они будут использоваться со стационарным усилителем. Тогда высокая мощность поспособствует высокому качеству звука.
Наушники Beyerdynamic DT 1350. Чувствительность — 129 дБ, импеданс — 80 Ом, максимальная входная мощность — 100 мВт
Сопротивление
Еще один фактор, существенно влияющий на качество звучания, расход энергии и в целом определяющий совместимость наушников с усилительной частью, — импеданс. С точки зрения физики импеданс несколько отличается от более понятного термина «сопротивление», но с потребительской точки зрения это не столь важно, поэтому на упаковке наушников вполне можно встретить и такое написание.
Любой усилитель имеет некоторый диапазон нагрузок, с которым он способен работать в оптимальном режиме. Величина импеданса наушников, измеряемая в омах, соответственно, определяет режим работы усилителя. В портативной технике обычно стоят усилители, рассчитанные на работу с импедансом от 16 до 32 Ом. Поэтому именно такие цифры вы встретите у большинства наушников. Однако вполне допустимо использовать с портативной техникой наушники с импедансом 40–60 Ом. Принципиальная разница состоит в том, что для работы последних потребуется больше мощности, а значит, увеличится расход аккумулятора. Также помните, что если сопротивление наушников значительно отличается от рекомендованного, усилитель будет работать во «внештатном» режиме, результатом чего могут стать искажения и общее понижение качества звука. А в крайних случаях, еще и приведет к выходу из строя усилителя или наушников.
Наушники Denon AH-C250. Чувствительность — 109 дБ, импеданс — 87 Ом, максимальная входная мощность — 100 мВт
Высокоомные наушники, чей импеданс исчисляется сотнями омов, стоит использовать только со стационарными усилителями. Чаще всего высокоомные наушники делают для профессиональных целей, хотя их также можно встретить и среди дорогих High End-моделей для бытового использования.
Внимание, если выбираете модель для дома: импеданс наушников должен попадать в пределы рекомендованного диапазона нагрузки, который указывается в технических данных усилителя. Вообще, большинство наушников и усилителей довольно четко делятся на низко- и высокоомные, так что особенных проблем с поиском подходящей пары возникнуть не должно.
Частотный диапазон
Частотный диапазон наушников, наверное, самая простая и понятная величина. Чем он шире, тем качественней звук. Выход заводских параметров за пределы слышимого диапазона, например, 5 Гц – 25 кГц, свидетельствует о том, что края этого самого слышимого диапазона будут воспроизведены без особых потерь. Может быть, потому что это простая величина, да еще и с большими цифрами, производители склонны ее приукрашивать. Часто встречаются стандартные цифры, типа 20 Гц – 20 кГц. И никаких указаний о том, при каких условиях были произведены измерения, не говоря уж о графике АЧХ. 20Г ц и правда могут быть, но с такой громкостью, что услышат их лишь приборы в глухой акустической комнате, где, возможно (только возможно), проходили замеры.
Наушники Sony MDR-1R. Чувствительность — 105 дБ, импеданс — 48 Ом, максимальная входная мощность — 1500 мВт, частотный диапазон — 4–80 000 Гц
Уши против цифр
В заключение обзора основных характеристик хочу избавить читателей от одной распространенной иллюзии, что «наушники с одинаковыми паспортными данными одинаково звучат». Ничуть.
При равном частотном диапазоне, одинаковых чувствительности, мощности и импедансе разные наушники, вероятней всего, заиграют совсем непохоже друг на друга. Поскольку наше впечатление от звучания формируется точностью реакции излучателя, формой частотной характеристики и ряда иных показателей, которые публикуются разработчиками крайне редко, а другие и вовсе не могут быть измерены. К сожалению или к счастью, но современные измерительные приборы еще не достигли тех высот, когда они научатся воспринимать музыкальный сигнал комплексно, как человек. Поэтому, изучив характеристики на предмет совместимости с остальным комплектом оборудования (источник, усилитель), соизмерив их стоимость со своим кошельком, нужно все-таки пойти и послушать их. Иначе никак.
Имеющий «уши», да услышит – критерии выбора наушников
Сегодня наушники используют практически все. Выбор той или иной модели, конструкции, принципа действия наушников во многом обусловлен сферой их применения. В данном материале мы описали то, что в первую очередь следует учесть при выборе наушников. Намеренно дистанцировавшись от гарнитур и узкоспециализированных устройств, мы сконцентрировали внимание на тех наушниках которые используют для прослушивания музыки, просмотра видео, а также рассказали о некоторых профессиональных устройствах для студий звукозаписи и концертного применения.
В связи с тем, что тема очень обширна и факторов, которые влияют на выбор, хватит на 10 статей, в этом материале мы решили дать общую информацию о конструктивных и технических особенностях наушников разных типов и назначения. В дальнейшем каждый из затронутых в этой статье вопросов станет поводом для отдельной публикации.
Отмечу, что для людей, которые подходят к качеству передаваемого звука с позиции «лишь бы звук был», полезной окажется только часть этого материала. Также сходу подчеркну, что любые упоминания брендов и моделей будут минимизированы, носят лишь информационный характер. Эта статья не даст ответ на вопрос «какие наушники лучше?». Материал создан лишь для того, чтобы облегчить выбор, подробно рассказать о существующих технологиях и принципах.
Тип конструкции
Появились на рынке в качестве бытового гаджета в 1991-м стараниями компании Etymotic Research. В силу достаточно низкой стоимости, сегодня вкладыши входят в базовую комплектацию большинства мобильных устройств. Основным их достоинством можно считать компактный размер. Среди недостатков стоит выделить низкую эргономичность — придется подобрать правильный размер для своих ушей.
В ряде случаев недостатком является посредственное звучание. Последнее не является обязательным, но более 80 % ассортимента не дотягивают до hi-fi класса. Раньше этот тип был весьма распространён, и в линейках нескольких известных брендов можно выделить достойные вкладыши. Но конъюнктура рынка делает своё дело, и производители всё больше склоняются в сторону внутриканальных образцов при разработке флагманских моделей.
«Затычки» — один из наиболее распространённых сегодня типов портативных наушников. Принцип: драйвер находится снаружи, трубки с латексными или пенными амбушюрами помещаются в наружный слуховой проход. Многие ошибочно полагают, что внутриканальная конструкция появилась позже вставной, но это не так. На рынке «затычки» начали появляться как концертные мониторы ещё в 70-е, откуда позже перекочевали в менее специфические сегменты, но первое упоминание о подобной конструкции относится к 1895 году, в котором Томас Эдисон оснастил, вероятно, первыми внутриканальными наушниками свой Кинетофон.
Основные достоинства конструкции:
• мобильность (по размерам меньше или равны вставным);
• хорошо подойдут любителям выраженного, динамичного баса (акустические свойства конструкции часто перекашивают АЧХ в сторону низов);
• Хорошо сидят в ухе, что делает их удобными при занятиях спортом.
Недостатки: искажения, нередко возникающие в связи с особенностями конструкции и размером, высокая вероятность влияния на слух (интенсивность звукового давления + расположение в наружном слуховом проходе). В большинстве случаев не имеют оголовья. Как и прежде, прилично звучащие внутриканальные системы используют в качестве концертных и студийных мониторов.
Этот тип получил широкое распространение как периферийное устройство для ПК, а также как наушники для плейеров. Сравнительно небольшие габариты и масса сделали этот тип наиболее популярным в офисах. Ощутимыми недостатками конструкции являются:
Многие модели снабжены микрофоном и функциональным блоком с регулятором громкости, что как бы намекает на стационарное применение и использование в качестве гарнитуры. Некоторое количество накладных моделей создается для прослушивания музыки, часть из них рассчитаны на применение вне помещений. Ряд экспертов считают, что накладная конструкция априори менее склонна искажать звук, нежели вкладыши и внутриканальные образцы. Ещё один тренд накладных систем – офис, рабочее место, PC.
Как уже ясно из названия, этот тип не может похвастаться компактностью. Что не умаляет его достоинств. Большие габариты и зачастую масса таких устройств положительно сказываются на акустических свойствах конструкции. Это тот случай, когда размер имеет значение.
К полноразмерным наушникам относится подавляющее большинство систем для студий звукозаписи. Полноразмерными являются практически все референсные прецизионные студийные наушники, специализированные диджейские мониторы, а также очень многие представители класса Hi-End.
Классические референсные наушники, как правило, открытого типа – это связано с тем, что в закрытом типе искажается передача низких. За точную передачу АЧХ открытый тип любим многими аудиофилами. При этом некоторые звукорежиссёры придерживаются мнения, что референсные наушники должны быть полузакрытого типа, так как позволяют без искажений воспроизводить низкие и при этом обладают достаточной степенью звукоизоляции. Закрытый тип используется в качестве мониторов исполнителя при записи в студии, работы на живом выступлении, а также популярен у ди-джеев.
Полноразмерными создают также наушники для геймеров и многочисленные системы для PC. Последние далеко не всегда обладают качеством звучания, близким по уровню к профессиональным собратьям, а полноразмерная конструкция скорее используется как маркетинговый ход, нежели осознанная техническая необходимость.
Существует устойчивый стереотип о том, что полноразмерные наушники обязательно должны хорошо звучать. Банальный АЧХ-тест и беглый взгляд на процент КНИ многое может сказать о качестве, и в случае с многими «псевдостудийниками» эти параметры выдают самозванцев. Миф об обязательном превосходстве больших «ушей» родился тогда, когда полноразмерных головных телефонов на рынке было немного и в подавляющем большинстве они были студийными. Но миф не более чем миф: имеющий уши — да услышит, имеющий осциллограф — да увидит.
Несколько слов об АЧХ, КНИ, сопротивлении, и чувствительности
На всякий случай:
АЧХ – график разницы величин амплитуд выходного и входного сигналов во всем диапазоне воспроизводимых частот. (Гц)
КНИ – коэффициент нелинейных искажений (%)
Чувствительность – интенсивность звукового давления (Дцб)
Мощность – характеристика, определяющая динамический диапазон и звуковое давление (мВт – в случае с наушниками)
Всё, что касается амплитудной составляющей (громкости) сигнала наушников, зависит от чувствительности. Нижней границей нормы считается отметка в 100 Дцб. Хорошие наушники обеспечивают чувствительность не менее 100 Дцб. Меньшая чувствительность не обеспечит достаточного уровня громкости.
Любой уважающий себя производитель уведомляет покупателя об уровне КНИ наушников. Критичным уровнем гармонических искажений для наушников в диапазоне от 100 до 2 Гц считается превышение границы в 1%, ниже 100 Гц допускают значения до 7-10%. При этом стоит сказать о том, что звук с максимально допустимыми искажениями не отличается «кристальной чистотой». Притязательные слушатели чувствительны к КНИ, поэтому в некоторых профессиональных и Hi-end моделях этот показатель умудряются снизить до 0,1 % (от 100 Гц.) и 0,9% (ниже 100 Гц).
Напрямую влияет на качество звука и появление искажений сопротивление наушников. Чем оно выше, тем меньше тока требуется усилителю, чтобы их «раскачивать», а соответственно — меньше искажений возникает на этапе усиления. По сопротивлению принято делить наушники на высоко- и низкоомные. Для внутриканальных и вставных низкоомными принято считать устройства с сопротивлением до 32 Ом, высокоомными — от 32 Ом. Для полноразмерных низкоомными принято считать наушники с сопротивлением ниже 100 Ом, и соответственно выше 100 Ом – высокоомными. Практически все головные телефоны для профессионалов, а также относящиеся к hi-fi/hi-end классу являются высокоомными.
Известно, что точность и возможности передачи частот находятся в зависимости от АЧХ. Чем шире диапазон и равномернее АЧХ, тем реалистичнее, детальнее, точнее передача сигнала. Большинство людей способно воспринимать диапазон от 20 до 20 000 Гц. У многих с возрастом порог восприятия высоких частот снижается и не превышает 16 000 Гц. Существуют люди, воспринимающие более широкий диапазон. Более того, многие из тех, кто предпочитает hi-end аппаратуру, убеждены и в том, что воспроизведение частот за пределами диапазона восприятия влияет на качество звука. В том или ином случае действительно качественные наушники будут обладать диапазоном частот, по крайней мере, в пределах от 20 до 20 000 Гц. В профессиональной и hi-end технике он, как правило, значительно шире.
Большие пики и провалы в графике АЧХ — суть «окрашенный» звук. Маловероятно, что наушники с подобными характеристиками можно причислить к профессиональной и даже просто качественной аппаратуре. Они будут передавать с существенными частотными искажениями, неестественно «окрашивать» его. Не могу не отметить, что для людей, не слишком тяготеющих к качеству звука, проявляется большая любовь к агрессивно выраженным низким частотам. Для сверхпритязательных аудиофилов особо ценным оказывается верхний порог частотного диапазона.
Сразу отмечу, что прямой зависимости между качеством звука и типом излучателя в наушниках – нет. Пожалуй, единственным исключением из этого правила является электростатические драйверы. При этом косвенно тип излучателя влияет как на качество звука, так и на отдельные его характеристики.
Мы рассмотрим 4 наиболее распространённых излучателя для наушников:
Динамики – классика всегда и везде
Наиболее распространённым типом излучателя в наушниках, как, впрочем, в других акустических системах, является классический электродинамический громкоговоритель. На качество звука, передаваемого таким излучателем, влияет множество факторов: материал диффузора, конструкция катушки и т.п. Зачастую динамики обладают более широким диапазоном частот, что является наиболее существенным преимуществом перед «арматурой».
Ощутимым минусом классических электродинамических драйверов является низкая в сравнении с остальными надёжность (большое количество подвижных деталей, чувствительность катушки к большим нагрузкам) и большая вероятность появления гармонических искажений. В итоге всё зависит от качества конкретных динамиков.
Сегодня наушники с динамиками остаются наиболее популярными в мире и используются во всех существующих классах.В связи с этим цена на наушники, оснащённые динамиками, может быть любой, всё зависит от класса, при этом наушники с излучателями других типов (при приблизительно равных технических параметрах), в сравнении с классическими, в большинстве случаев стоят дороже.
Арматурные – от военных телефонов к высокопроизводительным «in ear»
Излучатели этого типа, до использования их аудиотехнике, широко применялись в военной и медицинской аппаратуре, после чего нашли свою нишу в потребительском сегменте. Принцип действия: воздействие подвижного якоря П-образной формы с катушкой на излучающую мембрану, что снижает количество подвижных частей, а соответственно, уменьшает вероятность появления искажений и повышает надёжность.
Чаще всего излучатели этого типа используются при создании внутриканальных наушников. Для этого типа часто характерно множество излучателей в одном наушнике (2 и более), что сложнее реализовать с более габаритными динамиками. 
Для устройств с этим излучателем характерны такие особенности, как выраженность высоких и средних частот, высокая детальность передачи сигнала, более ровная АХЧ. Низы ощутимо менее акцентированы, нежели у наушников с электродинамическим принципом работы. Стоимость арматурных наушников как правило выше, чем у оснащённых динамиками, при прочих равных характеристиках.
Выпускаются также системы с комбинированным арматурным и электродинамическим излучателем, где первый служит для передачи высоких и средних, а второй используется для низких частот.
Изодинамические (планарно-магнетические) – хорошо забытое новое
Сравнительно редкий тип излучателей для головных телефонов, который, по заявлениям ряда экспертов, превосходно подходит для достоверной и точной передачи звука. Среди приверженцев изодинамической звукопередачи немало любителей симфонической классики, джаза и сложной камерной музыки – наиболее требовательных к аудиоаппаратуре жанров.
Изодинамические излучатели используют в качестве колебательного элемента сверхтонкую мембрану, на которую наносятся металлические дорожки и постоянные стержневые магниты, что позволяет максимально точно и без искажений передавать звук.
Любителям перенасыщенного низами звука этот тип, вероятно, не подойдёт, так как конструкция не предполагает частотных искажений в сторону низких, как это нередко бывает с классическими электродинамическими драйверами. Серьезной проблемой наушников с этим типом излучателя является цена. Как правило, стоимость таких наушников запредельно высока для простых смертных, что автоматически делает их предметом для небедных аудиофилов и профессионалов. Нижний порог стоимости наушников с изодинамическими драйверами начинается с 30-60 000 рублей.
При близком к электростатическим излучателям качестве изодинамические наушники не требуют обязательного предусиления, что снижает расходы на приобретение аппаратуры и упрощает эксплуатацию.
Электростатические – восторг аудиофила
Наушники с этим типом излучателей занимает особое место, так как в конструкции отсутствует магнит, что фактически исключает возможность появления существенных искажений, а тончайшая мембрана «электростатов» способна передавать почти неуловимые отзвуки. Те, кто трепетно относится к чистоте и достоверности звучания, признают этот тип излучателя лучшим.
Точнейшая передача сигнала электростатических наушников сделала девайс предметом обожания аудиофилов. Принцип действия излучателей в случаях с такими наушниками требует использования специального предусиления, так как напряжение, требуемое для раскачки, может превышать 5000 V. Совершенно закономерно, что цена устройства с предусилителем достигает почти астрономических величин, и найти этакую прелесть в ценовом диапазоне до 90 000 рублей почти невозможно.
Главное, с чем стоит определиться перед выбором наушников, – как их будут использовать. Наушники – те устройства, которые не предполагают универсального применения, и каждый их тип соответствует своим задачам. Безусловно, толстый кошелек значительно расширит возможности выбора. При этом, даже если у вас нет 15 000 на крутые «затычки» или 100 000 на полноразмерные hi end «электростаты», рекомендую внимательно подойти к изучению характеристик, оценить эргономичность для именно ваших ушей и, естественно, послушать, ведь решающим критерием выбора всё равно останется ваше восприятие. Настоятельно не рекомендую покупать наушники в метро и т.п. местах, а также с осторожностью относиться к «суперпредложениям» на площадках типа AliExpress, в большинстве случаев аналоги моделей известных брендов из Поднебесной очень существенно уступают «породистым» оригиналам.