Правда или нет? Высокоомные наушники звучат лучше

Любой меломан знает — стоит только натянуть на голову здоровенные высокоомные наушники с огромными «чашками», как окружающие начинают смотреть с нескрываемым уважением, мол, вот кто понимает в звуке! При этом совершенно неважно, откуда этот звук идёт, хоть из дешёвого смартфона. Но то мнение непрофессионалов — а как на самом деле? Чем больше сопротивление, тем лучше звук? А зазвучат ли «тугие» наушники со смартфоном? Разбираемся!

Наушники с высоким сопротивлением действительно дают лучший звук?

Да, правда. Как ни странно, высокоомные наушники — более простая нагрузка для источника звука. Это связано с тем, что на них подаётся меньший ток. (Помните закон Ома? I=U/R, где I — сила тока, U — напряжение на выходе источника звука, R — сопротивление наушников). Чем меньше сила тока, проходящего через усилитель гаджета, тем ниже уровень искажений.

Также высокое сопротивление снижает искажения от мембраны излучателя — она лучше контролируется и быстрее реагирует на изменения аудиосигнала. Такой эффект называется электрическим демпфированием. При его нехватке бас может срываться в гудение, а высокие частоты становиться грязными и сыпучими.

Так что, высокоомные наушники улучшат звук моего смартфона?

Нет, это не так. Чтобы высокоомные наушники раскрыли свои плюсы, им нужен мощный усилитель. Правда, сперва надо выяснить, какие наушники стоит считать высокоомными. Для этого понадобится сравнительная величина, относительно которой можно понять, насколько велико сопротивление наушников. Такой величиной является выходное сопротивление источника.

Любой смартфон или плеер имеет усилитель, через который звук подаётся на наушники. Все компоненты усилителя обладают собственным сопротивлением, а их совокупность образует выходное сопротивление источника.

Чтобы звучание наушников не искажалось, нужно их правильное согласование с источником. В этом нам поможет правило одной восьмой:

Выходное сопротивление источника должно быть менее 1/8 сопротивления наушников. Например, для 32-омных наушников выходное сопротивление должно быть не более 32/8 = 4 Ом. В противном случае в наушниках могут возникать заметные на слух искажения.

У современных смартфонов выходное сопротивление составляет не более 2 Ом. По правилу одной восьмой к ним можно брать наушники с сопротивлением от 16 Ом. Притом мощность их усилителей сильно ограничена, а максимальное выходное напряжение не превышает 1 В. Из-за этого они плохо справляются с нагрузкой выше 50 Ом — ухудшается проработка низких частот, может не хватать громкости. Такое сопротивление уже можно назвать высоким для большинства смартфонов.

Hi-Fi плееры тоже обладают низким выходным сопротивлением, но к ним допустимо брать и более высокоомные наушники — выходного напряжения в 2-4 В хватит, чтобы прокачать модели с сопротивлением до 100-120 Ом.

Очень высокое сопротивление (250/300/600 Ом) обычно встречается у студийных мониторов. Оно необходимо, потому что выходы студийного оборудования имеют сопротивление 20-50 Ом.

Что ещё учитывать при выборе: чувствительность

Обычно чем выше сопротивление наушников, тем ниже их чувствительность. Следовательно, требуется более высокое напряжение, чтобы вывести наушники на рабочую громкость. Маломощный усилитель тут не справится, а значит, добиться от такой связки достаточной громкости не получится. Для смартфонов лучше брать наушники с высокой чувствительностью (от 100 дБ/мВт). Если она ниже 95 дБ/мВт, скорее всего, наушникам потребуется мощный усилитель.

Однако низкое сопротивление не всегда означает, что наушники лёгкие на раскачку. Например, некоторые модели с планарно-магнитными излучателями могут быть низкоомными, но при этом чрезвычайно тугими. Так, MyST Ortophones при сопротивлении 18 Ом имеют чувствительность всего 77 дБ/мВт.

MyST Ortophones

Есть также исключения, когда высокоомные наушники обладают достаточной чувствительностью для использования со смартфоном. Пожалуй, самый «народный» пример — Koss Porta Pro. При довольно высоком сопротивлении в 60 Ом их чувствительность составляет 101 дБ/мВт, чего достаточно для современного смартфона. Но даже если громкости хватает, звучание всё ещё страдает от нехватки усиления, что в первую очередь сказывается на низких частотах — с более мощным источником их проработка будет лучше.

Koss Porta Pro

Что ещё учитывать при выборе: импеданс и конструкция наушников

На самом деле, вопрос сопротивления наушников сложнее, чем кажется на первый взгляд. Часто вообще нельзя точно сказать, низкое оно или высокое. И вот почему.

Наушники не работают на одной частоте, а воспроизводят весь слышимый человеком спектр. Поэтому у них сложное сопротивление, значение которого зависит от частоты — такая характеристика называется импедансом. Именно его указывают на коробках с наушниками, беря сопротивление для частоты 1 кГц.

В разных наушниках характеристика импеданса отличается. Например, в динамических и планарно-магнитных моделях импеданс линейный. То есть если на коробке написано, что он равен 32 Ом, то это справедливо для всего диапазона частот. Следовательно, снижается зависимость от источника, поскольку падение напряжения на всех частотах примерно одинаковое — АЧХ не будет искажаться от разного выходного сопротивления.

Импеданс динамических Beyerdynamic DT 250 (250 Ом). Незначительный подъём сопротивления на низких частотах до 200 Гц. На остальном спектре импеданс линейный — зависимость от источника минимальна. Источник: Reference Audio Analyzer

Импеданс планарно-магнитных HIFIMAN He-400 (35 Ом). Значение сохраняется на всём спектре частот, поэтому зависимость от источника минимальна. Источник: Reference Audio Analyzer

В арматурных наушниках импеданс нелинейный. Однодрайверные модели имеют подъём сопротивления на высоких частотах, что улучшает их контроль и не вызывает трудностей с подбором источника. У импеданса многодрайверных наушников множество подъёмов и спадов, а его неравномерность на всём диапазоне может достигать 100 Ом. Вот и получается, что на одной частоте они низкоомные, а на другой уже высокоомные.

Импеданс арматурных Etymotic ER-4 (32 Ом на 1 кГц, 60 Ом на частотах выше 10 кГц). Высокий импеданс на ВЧ улучшает их контроль, что положительно сказывается на качестве звука. Источник: Reference Audio Analyzer

Импеданс многодрайверных FitEar 335 DW (57 Ом на 1 кГц, 112 Ом на 3 кГц). На частоте 10 кГц значение импеданса всего 17 Ом — нужен качественный источник, чтобы избежать искажений на ВЧ. Источник: Reference Audio Analyzer

Именно многодрайверные модели ведут себя непредсказуемо с разными источниками, особенно если те обладают высоким сопротивлением на выходе — разница в падении напряжения на разных частотах увеличивает неравномерность АЧХ. К тому же такие наушники могут подчеркнуть нелинейные искажения источника, поэтому им нужен качественный Hi-Fi плеер.

Влияние разного выходного сопротивления на АЧХ FitEar 335 DW. Чем выше выходное сопротивление источника, тем сильнее искажается АЧХ. Источник: Reference Audio Analyzer

Выводы

В теории чем выше импеданс, тем лучше: наушники требуют меньше тока, снижаются уровень искажений и зависимость от источника. Нужно только учитывать мощность усилителя и чувствительность самих наушников.

В итоге для смартфона лучшим решением будут динамические и однодрайверные арматурные наушники с импедансом 16-50 Ом и чувствительностью от 100 дБ/мВт. С Hi-Fi плеером выбор уже шире — можно взять капризные многодрайверы или более высокоомные модели (до 100-120 Ом). В студии понадобятся мониторы с импедансом от 250 Ом, а к крутому домашнему усилителю подойдут тугие на раскачку планарно-магнитные наушники.

Сам по себе высокий импеданс ещё не гарантирует хороший звук — есть много других факторов, не затронутых в данной статье. Поэтому лучше выбирать наушники на слух, а не руководствоваться голыми цифрами. Тем не менее знание основы упростит выбор, ведь получится отбросить модели, которые однозначно не подойдут к вашему источнику. Иначе можно по незнанию взять к смартфону наушники хоть и низкоомные, но с низкой чувствительностью, и удивляться, почему звук такой тихий.