Импеданс наушников и уровень звукового давления

Единственная характеристика, которая имеет значение, это чувствительность . Для обычных динамиков чувствительность обычно указывается в дБ на ватт на расстоянии 1 метра. Для наушников он обычно указывается в дБ на милливатт на «расстоянии до уха».

Есть много вещей, которые могут повлиять на чувствительность, и импеданс — лишь одна из них.

Что я могу сказать, так это то, что при одинаковой «настройке громкости» один из этих наушников будет потреблять примерно в 7,8 раза больше мощности, чем другой. Но то, как это влияет на громкость, полностью неизвестно, потому что мы не знаем чувствительности.

Если бы все остальные были равны, то да, в теории. Тем не менее, вы действительно не можете сделать такое предположение, потому что существует так много других переменных, касающихся того, как могут быть спроектированы два разных наушника. Могут быть значительные различия в массе вибрирующего элемента, его площади, расстоянии, на которое он может перемещаться, магнитной связи, силе подмагничивающего поля, способе управления давлением с обратной стороны вибрирующего элемента, насколько хорошо давление передней стороны связано с вашим ухом и т. д. и т. д.

Вы действительно не можете сделать какие-либо осмысленные предположения о громкости только по импедансу.

Наушники B могут быть более чувствительными, чем наушники A — у них больше витков на магнитах, и это может сделать их более чувствительными к сигналам и в некоторых случаях сделать их громче.

РЕДАКТИРОВАТЬ - я изначально сделал ошибку в расчетах ниже, поэтому я редактирую этот бит...

Разъем для наушников усилителя обычно имеет резисторы, включенные последовательно с выходом, чтобы ограничить мощность, потребляемую наушниками, и если резистор, скажем, 100 Ом, напряжение на A будет намного ниже, чем B. Принимая во внимание только импеданс, это будет означать, что мощность в B примерно на 0,5 дБ больше, чем в A

Обратите внимание, что это всего лишь простые примеры, показывающие, насколько ошибочным может быть предположение, что A громче, чем B.

Если$R_1$- выходное сопротивление усилителя, а$R_2$сопротивление наушников, мощность через наушники$I^2 R_2$, и$I=\frac{V}{R_1+R_2}$. Если вы выполните упражнение по максимизации мощности (взяв производную по отношению к R2, приравняв ее к нулю, ляда-ляда-ляда), вы обнаружите, что мощность максимизируется, когда$R_2=R_1.$

Таким образом, ответ на ваш вопрос: «это зависит от того, что движет наушниками». Если усилитель имеет выходное сопротивление 250 Ом, напряжение на наушниках с низким импедансом будет слишком низким для подачи реальной мощности, а наушники с высоким импедансом выигрывают по мощности.

^{смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab}

РЕДАКТИРОВАТЬ:

Поскольку некоторые (то есть я) делают предположения о наушниках и говорят, что мы не можем делать предположения о драйвере, а другие делают предположения о драйвере и говорят, что мы не можем делать предположения о наушниках, а другие правильно указывают что нам не хватает параметра, я удаляю все предположения и предлагаю реальный пример с использованием банок и усилителей, которые я могу купить или одолжить и получить через несколько дней.

Для усилителя Presonus HP4, выходное сопротивление 51 Ом, входное сопротивление 10 кОм.

Что касается наушников А, давайте возьмем Grados — хороший набор телефонов, но немного неудобный для длительного ношения. RS1i SPL/1 мВт 98 Импеданс 32 Ом

Наушники B производства Sennheiser Уровень звукового давления (SPL) (предполагается / мВт!) 102 Сопротивление 64 Ом

Давайте просто сделаем вход для усилителя синусоидой 0,2 В на частоте 5 кГц, поступающей от источника с низким импедансом), и усиление будет 0 дБ.

Мощность на телефонах будет равна I * Vphones, где I = Vin/(Rphones+Ramp), а Vphones = Vin*Rphones/(Rphones+Ramp).

Таким образом, мощность = (Vin ^ 2) Rphones / ((Rphones + Ramp) ^ 2), а «громкость» = чувствительность к мощности.

«Громкость» 32-омного Grados составит 18,2 дБ.
«Громкость» 64-омных Sennheiser составит 19,7 дБ.

Если вы используете другой усилитель с выходным сопротивлением 0,01 Ом, то:

«Громкость» 32-омного Grados составит 122,4 дБ.
«Громкость» 64-омных Sennheiser составит 63,7 дБ.