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.
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.