Допустим Вы решили купить себе настоящие high-end наушники, например LCD-2, отличный выбор. К чему их подключать, характеристики LCD-2 говорят, что их сопротивление равно 70Ом, чувствительность 101дБ на 1мВ, максимальное звуковое давление более 130дБ, на этом многие останавливаются не понимая что делать с этими параметрами. Давайте разбираться…
Итак главная сложность состоит в том чтобы разобраться в соотношении трёх главных факторов: чувствительность наушников, выходная мощность усилителя, как эта мощность будет преодолевать сопротивление наушников. Тут важно понимать и цифры и то как мозг воспринимает громкость и прочие параметры звука, это дает понимание того почему нам может понадобиться дополнительная мощность за пределами достаточных паспортных цифр устройства.
Определения:
Вся сложность работы наушников состоит в том что им необходимо передать звуки во всём их богатстве, а это не то же самое что формирует указанные паспортные характеристики. При замерах наушников используется тестовый звук в виде равномерного шума на всём диапазоне частот. В реальном мире множество звуков разной громкости сменяют друг друга. Здесь нам надо познакомиться с термином транзиенты. Транзиент– это пик звука в момент его воспроизведения. Например, вступление барабанщика или фраза солиста, на фиксируется измерительным прибором как короткий пик вырывающийся вверх из звуковой волны.
На графиках изображена джазовая композиция, где видны пики разной высоты, все это начала какого-то звука разной громкости, эти пики и есть транзиенты.
Для воспроизведения транзиентов, требуется дополнительная мощность, прирост мощности не линеен относительно прироста громкости. Например, чтобы получить дополнительные 10дБ громкости, т.е. +10% к базовому уровню чувствительности, требуется в 10 раз больше напряжения. Таким образом чтобы достичь паспортного SPL/громкости в 131дБ, необходимо подать 1000мВт мощности, хотя для уровня в 101дБ достаточно 1мВт.
Транзиенты могут иметь пики громкости на 30-50дБ выше чем средний SPL записи. Такие пики требуют качественно более высокой мощности чем указанные в характеристиках значения для ровного тестового звука. Если усилитель недостаточно мощный, то пики будут обрезаны, т.е. звуки не воспроизведутся в своей полноте. В итоге это приводит к погрешностям в воспроизведении, в динамике и даже в том как звучит тот или иной инструмент.
Возвращаясь к нашей джазовой композиции “Black Arthur’s Bounce”, видно, что с первой половиной маломощный усилитель справится. Однако во второй части кульминационные моменты будут воспроизведены с ошибками, выделено красным.
Запас мощности нужен усилителю, чтобы он мог отработать весь динамический диапазон записи. Этот запас мощности называется Потолок (headroom). Потолок – это зона в которой транзиенты достигают своих пиков избавляя слушателя от помех.
Внимательный читатель может спросить: Зачем мне пики в 130дБ, это громкость работающего реактивного двигателя дующего прямо в уши, т.е. гарантированное повреждение слуха. Все немного не так, пики длятся считанные миллисекунды, что совершенно безвредно. Наш мозг воспринимает эти пики и дает им оценку однако осознаем мы эти звуки как намного более тихие. Например, условно, пик в 120дБ будет осознан слушателем как уровень в 90дБ или даже ниже.
На картинке показано как мы осознаем воспринимаемый нами звук и его пики. Жёлтым выделено наше восприятие, синим реальный звук.
Таким образом, мы воспринимаем все нюансы, но осознаем их в ослабленном виде. Ослабленный не значит обрезанный, испорченный, скорее это похоже на сужение без потери самого рисунка и его деталей.
Последним важным пунктом, самым “научным”, если пытаться его описать в деталях, является сопротивление. Если простыми словами то этот термин показывает сопротивление звуковой катушки приходящему напряжению на определенной частоте. Но это не все, в последнем абзаце статьи про магнито-планарные драйверы сказано, что благодаря их конструкции, уровень сопротивления практически не меняется от частоты к частоте. Более привычные нам динамические драйверы, имеют порой, очень большие перепады сопротивления в зависимости от частоты. Это значит звуков в каждый момент времени нужны разные степени напряжения чтобы сохранить линейность звучания, это почти нереально. Вот почему лучшая чем у динамических, естественность и гармония звука магнито-планарных наушников чувствуется практически сразу.
ИТОГ:
Высокая мощность усилителя нужна не столько для громкости, сколько для аккуратности воспроизведения всех нюансов записи.
