Нужен ли вам усилитель для наушников?

Мне нужен усилитель — что я могу купить?

Большинство наушников не нужно усиливать при использовании с iPhone или другим портативным устройством. Это целенаправленно; Раньше наушники имели в среднем более высокое сопротивление, чем сегодня. Производители скорректировали способ создания наушников, чтобы обеспечить их разумную работу с мобильным оборудованием.

Однако, если вы обнаружили, что вам нужен усилитель (например, вы хотите использовать свои Sennhesier HD800 в самолете), вам захочется подобрать что-то тонкое, но мощное. Вы должны стремиться к усилителю, который может обеспечить по крайней мере 500 милливатт мощности и имеет очень низкий выходной импеданс (предпочтительно пару Ом или меньше).

FiiO E12 является популярным примером. Номинальная мощность 850 мВт и встроенная батарея

Этот усилитель стоимостью $ 129, который может длиться до шести часов, может питать практически любые наушники на рынке и может иметь выходное сопротивление менее 1 Ом, но при этом может поместиться в вашем кармане. Это отличный выбор для аудиофилов.

Кроме того, вы можете пойти с чем-то меньшим и легче, как FiiO E11. Это устройство рассчитано на мощность до 300 мВт, поэтому оно не будет полностью управлять самыми мощными наушниками, но отлично подходит для меломанов среднего класса и стоит всего 65 долларов.

Если вы хотите что-то более экзотическое и более компактное, попробуйте V-Moda Vamp Verza. В отличие от других отдельно стоящих усилителей, Vamp предназначен для крепления на iPhone, iPod, смартфоне Android или аналогичном устройстве, что обеспечивает более компактный форм-фактор. Устройство может выдавать до 150 мВт сока и работает до 7 часов. Недостатком, однако, является цена; это колоссальные 600 долларов.

DC-DC преобразователь

Уже были рассмотрены две интересных микросхемы dc-dc преобразователей, это MAX660 и TPS16533. Чтобы не мучиться сборкой лишних схем, мы воспользуемся готовым дешевым и очень вкусным модулем DC-DC преобразователя. 

Изначально планировалось использовать этот модуль с очень интересными заявленными характеристиками. Но были некоторые сомнения, с питанием от аккумулятора, да и цена в 9 долларов немного напрягала. На днях был получен другой модуль, который превзошел все ожидания. 

Стоит такое чудо всего 3 доллара. На АлиЭкспресс очень много продавцов торгующих этим модулем. При заказе просто ориентировался на самую низкую сторону. Уже после получения понял, что это был официальный магазин производителей модуля. Поэтому заказывать рекомендую именно в магазине eletechsup Outlet Store.

Модули продаются под готовые напряжения  ±5, ±6, ±9, ±12, ±15 или ±24 вольта.  В случае необходимости оно может быть изменено перепайкой резистора R1.

Параметры зависят от выбранного выходного напряжения.  Для интересующего нас модуля на ±5 вольт входное напряжение должно составлять 3-4.5 В. При этом выходной ток может достигать 1А для положительного напряжения и 200мА для отрицательной полярности. Что для нас в самый раз.

Реальные характеристики и подробное описание возможностей модуля в скором времени будут рассмотрены в отдельной статье. Пока же могу сказать, что этот модуль потянул 6 сдвоенных ОУ, два из которых составляли описываемый в статье усилитель. Фона нет, да и просадка по напряжению минимальна. Так что модуль своих денег точно стоит. 

Следующим шагом станет выбор корпуса.

На данный момент разработка схемы завершена, модуль питания ожидает испытаний, а я нахожусь в ожидании корпуса и других составных частей. 

Следите за новостями проекта в Твиттере Follow @AudioGeek_ru

C.E.C. HD53R Ver.8.0, Scythe KamaBay Amplifier SDA-1000, Behringer UB502, Audiotrak Dr.Dac2, Laconic LunchBox Pro, E-MU 1616m PCI, Audiotrak Prodigy7.1, Auzen X-Fi Prelude, Asus Xonar D2 и усилитель на базе AD815

Условия тестирования

Тест выхода на наушники

Усилители подключались к роутеру на галетном переключателе с возможностью мгновенного переключения. Уровень громкости у всех  выставлялся одинаковым. Усилители подключались к линейным выходам профессионального интерфейса E-MU1616m. Благодаря гибкости внутренней панели управления PatchMixDSP была возможность использовать один плеер, воспроизводящий звуковые треки, а далее склонировать звуковой поток на аналоговые выходы. Управление треками в плеере осуществлялось через пульт ДУ. Из наушников были задействованы высокоомные аудиофильские Senheiser HD650 и низкоомные изодинамические Fostex T50RP.

Для каждого усилителя приведен график максимальной выходной мощности в зависимости от сопротивления.

График мощности Audiotrak Dr.Dac2 

Общая линия построена одной кривой, как минимум по 5-ти значениям. Промежуточные значения являются довольно условными.

Внизу видна полоска, которая может быть красной, оранжевой или зеленой.

• Красный участок показывает, что уровень мощности ограничен ростом искажений, т.е. усилитель может дать еще больше мощности, но при этом звучание будет со слышимыми искажениями в виде хрипа. Выше этого уровня в спектре сигнала начинается рост гармоник высших порядков.
• Желтый участок показывает, что при дальнейшем росте громкости искажения растут плавно и поймать порог, когда их будет реально слышно в зависимости от звукового материала невозможно. Показатель уровня мощности здесь весьма условный. При увеличении мощности спектр может изменится за счет роста гармоник низких порядков, или может наблюдаться рост всех гармоник, но без изменения распределения гармоник и их относительных уровней.
• Зеленая область это значит, что громче усилитель играть уже не может и при этом искажений нет.

Тест выхода на АС (для C.E.C. HD53R Ver.8.0 и Scythe KamaBay Amplifier SDA-1000)

На все усилители сигнал одновременно подавался с профессионального звукового интерфейса E-MU1616m. Благодаря гибкости внутренней панели управления PatchMixDSP была возможность использовать один плеер, воспроизводящий звуковые треки, а далее склонировать звуковой поток на аналоговые выходы. Управление треками в плеере осуществлялось через пульт ДУ.

Переключения между усилителями осуществлялось через роутер на электромагнитных реле через проводной пульт ДУ. Это позволило переключать усилители между собой не привлекая ассистента, сделать переключения мгновенными и именно в тот момент, когда это наиболее удобно для тестирующего, плюс никаких отвлекающих факторов.

В качестве акустических систем высшего уровня выступили акустические системы на базе Eton8-800/37HEX + Vifa XT25. Такой же вуфер используется в ADAM S2.5A, а аналогичный твиттер в сателлитах BlueSky SAT 6.5 MK II. Для тех, кто ориентируется «качество=цена» стоимость аналогичных пассивных колонок на аналогичных комплектующих составит примерно $2000-2500 пара. Импеданс АС составляет 6 Ом. Альтернативные АС широкополосные Fostex FE103 в оформлении закрытый ящик (стоимость данных динамиков без корпуса $100). Третьи АС для теста пассивные колонки Jetbalance JB381 MK2 ($100).

Усилители сравнивались с усилителем на базе LM3886. Это сделано для того, чтобы оценить потенциал усилителей и спрогнозировать, не является ли покупка активной акустики выгоднее, либо отдельного усилителя для пассивных АС. Усилитель на базе LM3886 сделан Ерофеевым Иваном по  заказу iXBT.com для тестов усилителей в максимально простом исполнении, специально без выжимания максимального качества из LM3886. Подробно об усилителе на базе LM3886.

1. общее качество звучания на умеренной громкости
2. зависимость изменения качества звучания при увеличении громкости
3. резкий или плавный переход в искажения
4. хватает ли мощности для низкочувствительных наушников

Топ-4. Sony PHA3

Рейтинг (2021): 4.60

• Номинация

  Лучший для наушников Sony Усилитель, который лучше всех работает в связке с флагманскими наушниками Sony, например, MDR-Z7. Он раскрывает полный потенциал наушников.

• Характеристики
  • Средняя цена: 34990 руб.
• Страна: Япония
• Мощность: 0.1 Вт
• Динамический диапазон: 115 дБ
• ЦАП: есть, 384 кГц/32 бит
• Коэффициент гармоник: 0.01%
• Время работы от батареи: 5 часов
• Размеры и вес: 140х80х29 мм, 230 г

Это почти портативный ЦАП и усилитель для наушников в одном корпусе. Модель выпущена в 2021 году и все еще актуальна – она умеет работать с балансными наушниками, у которых оба канала подключаются по отдельности. Комплект поставки удивительно богатый, и это отчасти объясняет высокую стоимость изделия. В коробке, помимо самого усилителя, найдутся кабели для Walkamp и акустический с двумя 3,5 мм разъемами, резиновые кольца и прокладки, а также micro-USB для подключения к смартфону. Звук PHA-3 детализированный и без выраженных акцентов – он нейтральный. С наушниками Sony эта модель раскрывается особенно хорошо.

Плюсы и минусы

• Металлический корпус
• Богатая комплектация
• Много входов

• Высокая цена
• Малое время работы от батареи (5 часов)
• Долго заряжается (около 15 часов)

Четыре контакта

О балансных наушниках мы знаем два факта. Первый — балансными могут стать обычные наушники, если к ним подключить специальный кабель. Более того, даже наушники изначально не заявленные производителем как балансные, превращаются в таковые при использовании соответствующего кабеля стороннего производителя. Как правило, речь идет о внутриканальных наушниках или полноразмерных с Y-образным подключением кабеля, у которых динамики левого и правого каналов не связаны общим «минусовым» кабелем. Примеров тому может быть масса, начиная от High-End наушников типа Audeze и Astell&Kern AK T5p, включая добротные модели Hi-Fi вроде Sennheiser HD660 и заканчивая копеечными «затычками» QKZ с Aliexpress.

Вот так (буквально) подается сигнал на правый и левый канал наушников при балансном подключении. Для передачи сигнала используются по два контакта из трех

Второй факт — балансный кабель и выход балансного усилителя имеют не три, а четыре контакта. Причина все та же — у каналов нет и не должно быть общих проводов. И вновь, можно найти немало примеров и среди техники High-End, и среди бюджетного китайского Hi-Fi. В качестве примеров можно привести усилители Bryston BHA-1F как High-End решение, хорошим примером среднебюджетного Hi-Fi является Musical Fidelity MX-HPA, а ультрабюджетный класс вполне можно оценить по SMSL SAP-10.

Зачем нужен усилитель звука для наушников

Замена наушников не всегда может оправдать ожидания по качеству звука, а подключение усиливающего устройства неизменно гарантирует достойный результат.

Усилитель получает аудио-сигнал с источника и усиливает его ток и напряжение до необходимого уровня наушников, чтобы получить качественное воспроизведение.

Hi-Res-Аудио

Современные смартфоны способны поддерживать подобный стандарт, и Hi-Res выходит из узко-сегментной ниши в большую жизнь.

Качество звучания имеет более высокую частоту, нежели CD. Формат Hi-Res характеризуется частотой дискретизации от 96 до 192 кГц, с частотой 24 бита. Для CD звучания параметры составляют 16 бит и 44,1 кГц.

Частота дискретизации – это количество обращений для выборки сигнала в секунду в целях преобразования его в «цифру» из аналогового состояния.

Достоинства Hi-Res-Audio:

• высокий уровень качества звучания;
• доступность сайтов для скачивания в форматах сжатия на низком битрейте.

Недостатки Hi-Res-Audio:

• большой размер файла, что затрудняет передачу по Wi-Fi, мобильной сети;
• наличие ограничений форматов Hi-Res-аудио по совместимости.

ЦАП

Цифроаналоговый преобразователь является элементом цепи источник-ЦАП-наушники для увеличения качества звучания. В наушниках и колонках воспроизведение звука ведётся по аналоговому сигналу. Аудио-диски и жесткий диск хранят файлы в цифровом формате.

Из чего следует, что для получения звучания в наушниках должно происходить цифро-аналоговое преобразование. Встроенная микросхема ЦАП – неотъемлемая часть усилителей.

Балансный выход

При балансном подключении аудио используется тип соединения балансной линии. Зона использования изначально была на концертных площадках, на студиях звукозаписи, так как даёт преимущество подключения через длинные кабели, не пропускающие внешние помехи.

При балансном подключении используется схема «фаза-противофаза-земля», что позволяет «вычитать» помехи, сохраняя сигнал.

Электричество и водопровод

Для того, чтобы на простом примере объяснить, как это работает представьте водопроводную трубу, где вольтаж будем представлять, как давление воды, а сопротивление как диаметр трубы. Эта аналогия, конечно, не абсолютно точная, но для первоначального представления подойдёт хорошо.

Итак, вам надо прокачать определённое количество воды по трубе, для этого нужно, чтобы либо у трубы был больший диаметр при неизменном давлении, либо более высокое давление при неизменном диаметре. Точно также происходит с наушниками.

Но только в случае с наушниками ток должен быть постоянно, в каждый момент времени для того, чтобы точно управлять движением драйвера. Воду можно подождать, пока она наберется нужного количества, а электричество ждать нельзя, иначе начнутся заметные искажения в звуке.

Именно для этого нужен усилитель, он, используя собственный источник энергии (в нашей аналогии это резервуар) помогает достичь электрическому сигналу необходимых параметров, чтобы в должной мере обеспечить их питанием для нормальной работы.

1. Почему нужен отдельный источник звука?

С физической точки зрения, нормальная звуковая схема (состоящая минимум из ЦАПа, обвязки и усилителя) занимает немало места, как ни странно. Все эти резисторы, транзисторы и прочие каскады должны быть определённых размеров для качественного результата. Плюс архитектура, логика расположения.

Если мы звуковую схему уменьшаем, то влияние на конечный результат, как ни крути, будет. Чем схема меньше, тем хуже. Конечно, не только в размере дело, но это важный момент. Поэтому, реализация на одном чипе в смартфоне – так себе идея, много физических ограничений, о качестве не идёт речь, был бы какой-то результат (звук).

HiFiMAN HM-901 – хороший портативный плеер

Портативный плеер с этой стороны – самый оптимальный вариант. Его размеры и однонаправленность позволяют инженерам при проектировании больше упор делать на качество звука, без компромиссов устройств «всё в одном».

Главное – понять, что идеального звука не бывает, рынок всегда сможет предложить что-то возможно лучше и уж точно дороже. Нужно просто понять, какой звук нравится и найти «свой», а не лучший.

1.1 Так зачем же нужен отдельный источник?

• Вы хотите получать удовольствие от музыки;
• Вы знаете\верите, что можно получить более качественный звук;
• Вы хотите проверить, действительно ли mp3 звучит хуже, чем flac;
• Вас не устраивает звук со смартфона, а наушники, которые вы уже попробовали, сильно ситуации не изменили.

Что такое битность записи, динамический диапазон и на что они влияют

Если вы послушаете старые mp3 файлы или плохие MIDI записи вы заметите, что вам сложно различать музыкальные инструменты, если они играют одновременно, они просто сливаются в «звуковую кашу» и разобрать в ней ничего невозможно.

Это происходит от того, что у записи узкий динамический диапазон. Чем он больше, тем более глубоким слышится звук, более приятным и реалистичным. Узкий динамический диапазон просто не позволяет разным инструментам, которые звучат одновременно, иметь различную громкость и один инструмент глушит другой, от этого возникает мутный неприятный звук и слушать такую музыку совершенно не хочется.

Теоретически за динамический диапазон отвечает битность звука во время его кодирования в цифровой вид. Чем выше битность, тем больше значений может принимать звуковая волна за единицу времени и тем шире может быть динамический диапазон. Но это в теории, т.к. это кроме битности на громкость могут влиять много других факторов и битность начинает влиять на динамический диапазон тогда, когда все другие факторы исключены.

Например, почти вся современная музыка выпускается со значительной компрессией, чтобы увеличить базовую громкость всего материала, от этого сильно страдает динамический диапазон, т.к. все тихие места композиции подтягиваются и становятся более громкими, а очень громкие пики инструментов срезаются до среднего значения

Таким образом, после процедуры компрессии уже почти не важно какой была битность записи. Но в том случае если вы слушаете качественный материал, который не испортили на студии, битность действительно начинает играть значительную роль в динамическом диапазоне

Самое распространённое значение сегодня это 16 битная запись, но уже набирает популярность 24 битная музыка, а в скором времени в общее пользование начнут попадать 32 битные записи музыкальных произведений. При качественной обработки музыкального материала на студии и без ужасающей компрессии 16 битная точность записи, в общем, достаточна для того, чтобы не испытывать проблем с динамическим диапазоном.

Но в определении качества звука мы снова сталкиваемся с особенностями человеческого восприятия звука. Что такое 16 битная запись звука? Это значит, что одно измерение изменения амплитуды звуковой волны может принимать 65536 значений, что даёт нам динамический диапазон до 96,33 Дб. В свою очередь это означает, что звук с громкостью до 96,33 Дб должен быть записан без искажений по уровню громкости.

Если вы похожи на меня, то в большинстве случаев вы слушаете музыку в наушниках, а в наушниках довольно опасно долго слушать громкую музыку и, поверьте, 96,33 Дб это очень громко. Я стараюсь не превышать 60-65 Дб при прослушивании, этого вполне достаточно чтобы в полной мере насладиться звуком, но недостаточно чтобы повредить слух. И, как видите, у меня остается значительный запас по громкости до заветных 96,33 дб. По этой причине записи с 24 битной точностью для меня не дадут никакого преимущества, я просто не буду слышать разницы из-за того, что не слушаю музыку достаточно громко. Если кто-то из ваших знакомых, слушающий музыку в наушниках, говорит вам, что есть разница между 16 битной записью и 24 битной — не верьте ему. Он стал жертвой маркетинга и просто верит, что разница есть, хоть он её и не слышит. Добавим к этому тот факт, что наш слух имеет разную чувствительность по громкости к разным частотам звука, поэтому 16 битных записей для прослушивания в наушниках хватит для любых ситуаций.

Так почему многие люди верят, что 24 битная запись музыки значительно превосходит 16 битную? Для некоторых ситуаций это действительно так. Например, если вы слушаете живую запись симфонического оркестра, вам действительно нужна 24 битная запись, т.к. вам придется значительно повышать громкость, чтобы услышать все нюансы. Вы повышаете громкость технически, на вашем устройстве, но та громкость, которую вы услышите будет нормальной, потому что записи симфонической музыки делаются довольно тихими как раз для того, чтобы можно было расслышать все нюансы звука. Но это правило не работает для современных записей поп музыки, т.к. уже на студии записи делают предельно громкими и если вы будете слушать её на той же громкости, что и качественную запись оркестра, вы просто рискуете повредить свой слух.

Также 24 битная запись подходит для записи звука. Гораздо эффективнее сделать запись в более высокой битности и потом, при финальной обработке снизить её до 16, чем наоборот. Если вы сделаете запись в 16 битах и потом искусственно увеличите её до 24, то качество будет даже ниже, чем при исходных 16 битах, а возможно и такое, что в звуке появится посторонний фоновый шум.

Немного математики

Наш орган слуха воспринимает громкость чуть иначе, так увеличение громкости на 10 dB мы воспринимаем как в 2 раза более громкий звук. Например, громкость в 70 dB для нас звучит в 2 раза громче, чем 60 dB и в 4 раза громче, чем 50 dB. Это непривычно, но, если задаться целью, вы быстро освоитесь с логарифмической шкалой.

Для вычислений можно выбрать базовой громкостью значение 85 dB, потому что это довольно громко, но при этом недостаточно громко, чтобы было возможно повредить слух краткосрочным прослушиванием звука с такой громкостью.

Чуть выше я предложил вам узнать значение чувствительности ваших наушников и это н случайно. Это значение покажет нам как громко будут звучать наушники если подать на них сигнал мощностью один милливат.

Обычно, если мы говорим о наушниках, которые предназначены для прослушивания музыки, это значение довольно громкое и слушать на таком уровне музыку я не советую, т.к. можно безвозвратно повредить слух. Но это значение поможет нам произвести необходимые подсчёты для того, чтобы понять нужен нам усилитель или нет.

Для того, чтобы увеличить громкость на 10 dB нам нужно подать на наушники в 10 раз более мощный сигнал. Верно и обратное, чтобы уменьшить уровень громкости, нам нужно уменьшить мощность сигнала в 10 раз.

Но как сюда вписывается напряжение?

Для расчётов будем использовать следующую формулу: Voltage(Vrms)=√

И не забудьте, что все расчёты для наушников ведутся в милливаттах, поэтому не забудьте разделить указанную мощность на 1000 перед вычислениями.

Хорошо, теперь давайте разберём пару примеров, чтобы вам было более понятно, как происходит расчёт.

Наушники 1. Имеют сопротивление 300 Ом и чувствительность 85dB/mW. Это значит, что для того, чтобы звучать на уровне 85 dB нужно подать ток мощностью 1mW с напряжением 0.55Vrms. Однако, чтобы увеличить громкость на 10 dB нам уже понадобиться сигнал с параметрами 10 mW и 1,73 Vrms. Это достаточно высокие параметры и обычный телефон с этим никак не справится. В этом случае отдельный усилитель нам необходим.

Наушники 2. Имеют сопротивление 32 Ом и чувствительность 105dB/mW. Для того, чтобы они достигли уровня громкости 85 dB нужен сигнал с параметрами 0.01mW и 0.02Vrms, что легко достижимо силами обычного телефона. Поэтому таким наушникам отдельный усилитель не нужен, они могут звучать с максимальной громкостью даже будучи подключенными к обычному телефону.

Топ-9. OPPO HA-2SE

Рейтинг (2021): 4.40

• Номинация

  Самый красивый Этот усилитель облачен в кожаный чехол, благодаря чему выглядит стильно и презентабельно. Его не стыдно выложить на стол.

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

• Характеристики
  • Средняя цена: 28000 руб.
• Страна: Китай
• Мощность: 0.22 Вт
• Динамический диапазон: 115 дБ
• ЦАП: есть, 384 кГц/32 бит
• Коэффициент гармоник: неизвестно
• Время работы от батареи: 13 часов
• Размеры и вес: 137х68х12 мм, 175 г

Усилитель для наушников имеет встроенный двухканальный ЦАП, который способен обрабатывать PCM-сигнал в самом высоком качестве (до 380 КГц/32 бит), выдавая на выходе мощный звук, открывающий все грани музыки. Устройство снабжено большим количеством разъемов, что говорит о его невероятной эргономичности. Два 3,5 порта Line Out и Line In предоставляют пользователю самостоятельно выбрать качество звучания – при подключении к первому возможности ЦАП не задействуются, музыка звучит без какой-либо обработки, а с помощью второго входа можно прокачать любой трек и почувствовать всю мощь преобразователя. На корпусе также находятся microUSB-разъем (для Android-устройств) и полноразмерный USB-порт (для флешки, ПК или кабеля Lightning).

Плюсы и минусы

• Стильный внешний вид
• Компактные размеры
• Функция повербанка

• Присутствует музыкальный окрас
• Со временем расшатывается регулятор громкости

Громкость не главная цель

Многие считают что усилитель для наушников нужен только для более громкого прослушивания музыки. На самом деле ценность этого гаджета несколько больше. Любые наушники являются сложной нагрузкой для источника звука. Еще больше это высказывание справедливо, если наушники арматурные, гибридные, изо-/орто- динамические или более экзотичные.

Основной проблемой обычно является нехватка выходного тока источника звука. С другой стороны большинство современных источников не могут выдать сигнал достаточного уровня для раскачки высокоомных наушников, например студийных наушников.

Еще больше картину портит тот факт, что любой динамик имеет паразитные параметры — индуктивность и емкость. Для источника звука они создают определенные проблемы. Импеданс наушников зависит от частоты, и источник звука должен уметь с эти справляться. Есть и другие важные для звука аспекты, но не будет глубоко уходить в технические дебри.

Если обобщить, то главной задачей усилителя для наушников является согласование источника сигнала с наушниками. При этом должно быть сохранено исходное качество звука, а сигнал на выходе должен иметь бОльшую мощность чем на входе.

Полная симметрия

А теперь предлагаю заглянуть внутрь балансного устройства. В качестве испытуемого возьмем уже знакомый нам Schiit Audio Jotunheim, который является полностью балансным предварительным усилителем, балансным усилителем мощности и имеет дополнительные модули в виде балансных ЦАПа и фонокорректора. Таким образом, мы можем наблюдать все возможные варианты балансного тракта.

Начнем с простого. Подключение к балансному усилителю происходит при помощи трехконтактных входов и выходов на разъемах XLR. Схема балансного соединения подразумевает наличие трех сигнальных проводников: «плюс», «минус» и «земля» (расположена посередине). Фактически мы видим удвоенную небалансную схемотехнику.

Как видите — у левого и правого каналов в балансном включении мало общего, а при небалансном они были бы связаны «земляным» проводом

В небалансной схеме полезный сигнал проходит между «плюсом» и «землей», а в балансном появляется еще одна сигнальная линия между «минусом» и «землей» —зеркальное отражение «плюсового» сигнала. Таким образом, удваивается амплитуда сигнала. Однако главный положительный эффект возникает благодаря тому, что различного рода помехи, проникающие в звуковой тракт извне, являются однополярными. Поэтому когда помеха приходит на «плюсовое» плечо в фазе, то в «минусовом» плече она оказывается в противофазе, и в итоге мы получаем взаимное погашение.

Вся суть балансной схемотехники: ведем параллельно положительные и отрицательные ветви сигнала и полностью устраняем все помехи при сложении сигналов на выходе

С точки зрения схемотехники один канал в балансном усилителе по сути своей представляет два обычных небалансных канала. Вместо одного транзистора или операционного усилителя, работающего между «плюсом» и «землей», используются симметричные пары транзисторов или операционных усилителей, один из которых работает в «плюсовом», другой в «минусовом» плече, а земля является средней точкой между ними. Условно говоря, мы можем взять один стереофонический усилитель и сделать из него монофонический балансный, усиливая «минусовое» плечо, скажем, левым каналом и «плюсовое» правым.

В цифровой балансной схеме используются два ЦАПа, оба канала одного заняты левым, а другого — правым каналом

Соответственно, заглянув внутрь балансного устройства, мы увидим два звуковых тракта с симметричным расположением элементов. Важный момент: в балансной схеме каждый канал имеет свою «землю», которая не связана с «землей» другого канала, в то время как в небалансной схеме «земля» общая и очень часто усиление обоих каналов происходит в одной микросхеме или одной лампе.

Принцип работы

Чтобы понять принцип работы усилителей, рассмотрим часть.

По значению делятся на:

• Низкоомные.
• Высокоомные.

Сопротивление наушников называют «импеданс». Что это означает? Данное слово подразумевает, что имеется в виду полное сопротивление – активное и реактивное в целом. Производители обычно указывают только активное сопротивление, поэтому импеданс сложно узнать. От импеданса зависит чувствительность наушников.

Для полноразмерных наушников:

• Сопротивление низкоомных – доходит до 100 Ом.
• Значение Ом у высокоомных начинается от 100.

Для внутриканальных (классических вкладышей):

• Низкоомные — до 32 Ом.
• Высокоомные – более 32 Ом.

Звучание из вкладышей сложно улучшить. Наушники с шумоподавлением имеют встроенный усилитель. Однако полноразмерные наушники могут выдать больше качества и громкости, если использовать их с усилителем для наушников.

С помощью усилителя для наушников можно проконтролировать уровень напряжения, идущий на них. Сопротивление наушников определяет, сколько тока они тратят. От этого и зависит конечный уровень мощности.
Напряжение образуется, когда сила поступающего тока сталкивается с сопротивлением наушников. Мощность образуется из столкновения показателей силы тока и напряжением на выходе усилителей для наушников.

Низкоомные наушники, нуждаются в подаче низкого напряжения с высоким уровнем тока. Для высокоомных наушников подходит, напротив, высокое напряжение. Однако уровень тока должен быть пониже. Выбор усилителя для высокоомных наушников должен осуществляться с учетом этого.

Чувствительность наушников составляет 96 дБ/мВт, это общее значение для устройств такого типа при подаче на них напряжения в 1мВт.

При низком сопротивлении, выше чувствительность дБ/В. При высоком сопротивлении получается низкая чувствительность. Громкость наушников определяется чувствительностью к напряжению.

При высоком сопротивлении наушников, портативное устройство работает дольше. У большинства дешевых плееров и смартфонов низкое напряжение на выходе. Поэтому при использовании высокоомных наушников звук получается очень тихим. В низкоомных же звук становится «грязным» и слушать его может быть неприятно. Конечно, люди привыкают к плохому качеству звука и даже нахваливают его перед знакомыми. Просто делают громкость выше и полностью погружаются в звуковые вибрации. Любители такого времяпровождения (если у них не разовьется какое-нибудь нарушение слуха), могут быть сильно удивлены при прослушивании своих любимых композиций, доведись им воспользоваться подходящими усилителями.

Если ваше звукопроигрывающее устройство выдает напряжение на выходе в 200-300 Ом, можно рассматривать не только упомянутый выше вариант. Такие модели имеют возможность хорошо проигрывать звук на высокоомных наушниках с низкой чувствительностью. Высокоомные наушники подходят для прослушивания музыки и речи с мощной техники. Они являются предпочтительным вариантом при работе со стационарным устройством – таким как домашний компьютер или аудиосистема.

Если вы недовольны тем, что ваши наушники с высоким сопротивлением дают небольшую громкость от плеера или телефона, попробуйте использовать их с усилителем. Он снизит энергопотребление вашего устройства и позволит четче слышать звуки. Усилитель должен располагать аккумулятором, чтобы обеспечить автономное питание. Стационарные усилители питаются от сети.

Внешние усилители также очищает звук и позволяет ощущать гамму полнее. Становится проще различить оттенки вибраций. Прослушивание музыки с помощью усилителей для наушников позволяет по-новому взглянуть на возможности своей техники и любимые композиции.

Особенности различных типов усилителей для наушников

Ламповые усилители в своем большинстве помогают создать теплое и комфортное звучание. Чаще всего они используются при работе с высокоомными наушниками. Особенно привлекательна работа этих усилителей в темноте, когда лампы своим свечением придают особый шарм окружающей обстановке. Лампы могут располагаться как внутри корпуса усилителя, так и снаружи. В последнем случае следует иметь в виду, что у усилителей этого типа лампы разогреваются до значительной температуры.

Транзисторные усилители способны очень четко и точно воспроизводить звук, не создавая при этом какого-либо «вкусового» окраса. Этот тип усилителей отлично работает и с низкоомными наушниками. Их размеры меньше, чем у ламповых, а для работы требуется гораздо меньшее количество электроэнергии.

Гибридные усилители имеют в своей конструкции как лампы, так и транзисторы, в связи с чем им присущи достоинства обоих типов усилителей. Чаще всего гибридные усилители используются для низкоомных наушников. Лампа придает звуку мягкость, а транзистор достаточную для качественной работы мощность.

Усилители на ОУ (операционных усилителях) имеют высокое входное и низкое выходное сопротивление. На выходе они создают ток порядка 20-50 мА на канал. Этот усилитель не изменяет получаемый аудиосигнал, поэтому музыка в наушниках звучит именно так, как ее передает первоисточник, без искажений. Уменьшение уровня сигнала достигается с помощью регулятора громкости.

Стационарные усилители работают только будучи подключенными к электрической сети, что не позволяет их использовать вдали от розетки, то есть в дороге. Они незаменимы при работе с ноутбуком или компьютером. Тогда как портативные усилители, питаясь от батарей или аккумулятора, могут быть использованы всегда и везде.