Информация об усилителях для наушников

Статистика свидетельствует, что 68% наших соотечественников, достигших 18-ти летнего возраста, ежедневно пользуются Интернетом, а число подростков в возрасте 12-17 лет, выходящих ежедневно в Сеть, составляет 89%. Установлено, что основное количество пользователей Интернета занято поиском и прослушиванием музыки. Однако качество звука, получаемого с современного гаджета (телефона, планшета, плеера или ноутбука) оставляет желать лучшего, так как несмотря на огромное количество существующих на сегодняшний день моделей наушников, не все они в паре с источником сигнала способны выдавать отличное звучание. Каждая модель нуждается в индивидуальном устройстве, которое смогло бы помочь ей раскрыть все свои технические возможности и передать звучание именно так, как и было задумано разработчиками. Это и явилось основной причиной создания различных конструкций усилителей для наушников, которые оказались весьма и весьма востребованными.

Нужны ли усилители для наушников?

Существует довольно устойчивое заблуждение, что усилители для наушников необходимы только для увеличения громкости получаемого звукового сигнала. Но на самом деле усилители служат для выполнения двух задач одновременно: усиливать получаемый от аудиосистемы звуковой сигнал и передавать этот сигнал без малейших искажений. Именно вторая задача и является для усилителей для наушников главной, так как при нормальной громкости у современных моделей телефонов и планшетов качество звукового сигнала все еще не на высоте.

Обычно для убеждения очередного потенциального покупателя усилителя для наушников продавцы приводят следующий пример из нашей жизни: две автомашины едут с одинаковой скоростью 100 км/час. Но одна машина едет уверенно, а вторую заносит из-за разбалансированности двигателя и плохой подвески. Так и усилитель, справляясь с увеличением силы звука, должен уметь передать и качество звучания. К примеру, линейный выход от аудиосистемы при низкоомной нагрузке создает достаточно сильные искажения, буквально коверкая звук, и только усилитель может исправить положение и доставить пользователю истинное наслаждение от прослушивания той или иной мелодии. Современные модели усилителей достаточно уверенно контролируют работу наушников, создавая высочайшее качество звучания.

Классификация усилителей для наушников

Название прибора говорит о его предназначении: усилитель используется для усиления электрических колебаний, соответствующих тому диапазону частот, который может восприниматься человеческим слухом. Таким образом, главной задачей усилителя является получение сигнала от аудиоустройства и усиление напряжения и тока этого сигнала до уровня, необходимого динамикам для качественного воспроизведения звука.

История усилителей берет свое начало с 1904 года, когда уроженец Соединенных Штатов Ли де Форест изобрел электронную лампу и собрал первый прибор. Стремительное развитие в последующие годы других электронных технологий и особенно изобретение в 1948 году транзистора сопутствовало появлению новых типов усилителей. Их классификация зависит от принципа обработки входного сигнала, от схем, используемых для согласования выходного каскада с нагрузкой, а также от типа используемых активных элементов в составе прибора и строится в зависимости от следующих параметров:

1.От элементной базы:

ламповые;

бестрансформаторные (OTL);

полупроводниковые;

гибридные;

квантовые;

2.От источника питания:

стационарные;

портативные.

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.

Значение отдельных технических параметров

Любой электроприбор характеризуется мощностью, зависящей, естественно, от величины сопротивления. Для акустических колонок производитель всегда указывает максимальную мощность. Зная, что значение сопротивления у колонок равняется 4, 8 Ом, легко просчитать громкость, которую они смогут воспроизвести. В отличие от колонок, у наушников несколько значений мощности для разного сопротивления (8- 600 Ом), причем производители не предоставляют информацию о мощности по каждому из номиналов. Получается, что наиболее простой способ подстройки усилителя и наушников состоит в регулировке уровня подаваемого напряжения, соответствующего нагрузке.

Вспоминая формулу тока I=U/R, известную еще со времен изучения курса физики в школе, где литерой U обозначено напряжение, а R сопротивление, понимаешь, что чем больше значение сопротивления, тем меньше будет ток, а чем сопротивление меньше, тем большая сила тока требуется. Этим и объясняется, что высокоомным наушникам нужен ток малой силы, тогда как низкоомным большой.

Сообщая потребителям уровень максимального выходного тока и напряжения, производитель усилителя для наушников тем самым стремится снизить риск его некачественной работы, так как если в процессе настройки выставить предельно высокую громкость, то усилителю может не хватить напряжения или силы тока, что приведет к неприятным искажениям получаемого звука. Некоторые модели усилителей оборудованы двумя выходами для наушников высокоомным и низкоомным.

Отдельные пользователи наушников недоумевают: почему нельзя вместо усилителя для наушников использовать усилитель для колонок? Ответ прост: они рассчитаны на воспроизведение высокоуровневого звукового сигнала. Поэтому на малом уровне звука прослушиванию мешает фоновый шум, издаваемый усилителем, или же на входе в наушники появляется множество искажений, что снижает качество звучания.

Советы по подбору усилителя для наушников

Легче всего осуществлять подбор нужной модели усилителя, ознакомившись с данными значений максимальной мощности для всех видов сопротивления, имеющихся в наушниках. Но производители обычно ограничиваются указанием только одного максимального уровня, что не позволяет определить уровень напряжения (тока) для остальных значений. В этом случае следует принять во внимание значения допусков сопротивления для определенной модели усилителя. К примеру, значение нижнего ограничения в 30 Ом означает, что наушники с сопротивлением вдвое меньше воспроизведут звук с искажениями. Если же значение максимального сопротивления равняется 300 Ом, то звучание наушников с сопротивлением в 600 Ом будет недостаточно громким и мощным. Поэтому остальные параметры усилителя, сообщаемые производителем (например, уровень искажений или частотный диапазон) имеют лишь справочный характер и не могут оказать действенную помощь в выборе усилителя.

Выбирая усилитель, первый делом следует оценить его габариты. Понятно, что усилитель небольшого размера (меньше сотового телефона) вряд ли окажется в состоянии хорошо обслужить полноразмерные наушники. Если в приведенных в инструкции технических характеристиках усилителя указывается выходное напряжение, сопротивление и максимальная выходная мощность, то, зная чувствительность наушников, можно легко определить итоговый уровень громкости звука. Следует учитывать, что для внутриканальных наушников напряжение на выходе будет порядка 1-2 В, тогда как для полноразмерных до 5 В. Если усилитель способен выдать такое напряжение без перегрузки, то это является решающим фактором, характеризующим его пригодность.

Другим условием, которое оказывает существенное влияние на подбор усилителя, считается соблюдение следующего условия: параметры усилителя должны удовлетворять значению внутреннего сопротивления наушников. Если оно ниже минимального расчетного значения, то выходной каскад может перегружаться, что приведет к росту нелинейных и линейных искажений.

Разделение усилителей по классам

Разделение усилителей по классам производится на основании параметров их режимов работы, которые характеризуются зависимостью выходного тока усилителя от электродвижущей силы (ЭДС) входного сигнала. В некоторых случаях классами (режимами работы) усилителей называют способы, использованные для построения оконечных каскадов. В случае усилителей для наушников рассматриваются три класса:

1. класс «А» - усиление звука происходит на линейном участке вольтамперной характеристики, отсутствуют переходные искажения. Приборы этого класса имеют наилучшую линейность усиления и характеризуются полным отсутствием искажений получаемого сигнала, но их КПД низок от 10 до 20%, вследствие чего приборы этого класса считаются неэкономичными, так как расходуют относительно много энергии буквально впустую. Еще один недостаток усилителей этого класса заключается в их сильном нагреве в процессе работы. Тем не менее, усилители для наушников данного класса на сегодняшний день до сих пор считаются самыми лучшими;

2. класс «В» - усиление звука происходит только в течение полупериода прохода звукового сигнала, то есть усилитель работает с отсечкой. Получается, что для каждой полуволны как бы работает свой усилитель класса «А». Значение выходного тока при этом снижается, а КПД достигает значения в 60-70%;

3. класс «АВ» является промежуточным звеном между первыми двумя классами. Усилители этого класса снижают искажения сигнала за счет его начального смещения. Значение КПД у приборов этого класса тоже как бы промежуточное и равняется 40-50%.

Различие в усилителях разных классов можно заметить, определив значение тока покоя оконечного каскада. У усилителей класса «А» этот параметр равняется нескольким амперам, тогда как у усилителей класса «АВ» он составляет от 30 до 150 мА.