Wybieramy słuchawki część 3

SluchawkiJuż wiemy, że im mniejsza impedancja słuchawek, tym większą moc możemy uzyskać ze wzmacniacza. Ale to nie koniec wniosków z prostego wzoru P=U²/R. Niestety, są dość dołujące – zwłaszcza dla urządzeń zasilanych ze złącza USB.

Drugi wniosek wynikający ze wzoru P=U²/R jest taki, że moc jest proporcjonalna do kwadratu napięcia – to znaczy dwukrotnie większe napięcie pozwala w tym samym układzie (zakładając, ze nic się nie spali) uzyskać cztery razy większa moc! I odwrotnie – dwukrotnie niższe napięcie zasilania to czterokrotnie niższa moc. Przy niskich napięciach jest nawet gorzej, bo nie całe napięcie zasilania „przedostaje się” na wyjście. Maksymalne wyjściowe napięcie międzyszczytowe jest w klasycznym układzie wzmacniacza jest nieco mniejsze od napięcia zasilania,tak więc z słuchawkami 400Ω wzmacniacz słuchawkowy zasilany z 5V może mieć moc maksymalną 5-7mW, a zasilany z 12V prawie 40mW. Są to bardzo duże różnice mocy – prawie dziesięciokrotne (oczywiście mówimy o mocy, głośność to inne zagadnienie) – niejako dyskwalifikujące słuchawki o wyższej impedancji, przynajmniej w domowo-studyjnych zastosowaniach. Dlaczego więc się je produkuje?

Większy prąd, większe natężenie prądu, to większe kłopoty przesyłowe. Nie bez powodu powstają wysokonapięciowe sieci przesyłowe – wyższe napięcie to przy takiej samej mocy mniejszy prąd, czyli mniejsze straty. Wzór na moc można również przedstawić w postaci P=I²*R – moc zależy od kwadratu natężenia prądu, czyli przy tej samej mocy dwukrotnie większe napięcie oznacza dwukrotnie mniejszy prąd i czterokrotnie mniejsze straty. W systemie słuchawkowym też są straty – znaczenie zaczyna mieć jakość i długość kabla, jakość i pewność styków w gniazdach, jakość wtyczek – zwłaszcza jakość złącz może zniweczyć lub przynajmniej utrudnić starania o jak największą moc. W niskiej klasy słuchawkach rezystancja kabla słuchawkowego w okolicach 1Ω nie jest niezwykła – a to przecież aż 3% całkowitej wartości obciążenia, a więc i 3% mocy. Nie zapominajmy, że nie wszędzie głośność jest priorytetem, a są też sytuacje, gdy stać nas na odpowiedni wzmacniacz dający wystarczająco wysokie napięcie. Niskoomowe słuchawki nie bardzo dają się łączyć równolegle, to znaczy dają się, ale dla wzmacniacza może to być już zbyt duże wyzwanie. Tak więc mimo wszystkich zastrzeżeń, wysokoomowe słuchawki nadal znajdują zastosowanie – zwłaszcza w sytuacjach, w których nie musimy się aż tak bardzo liczyć z pieniędzmi.

Wszystkie powyższe rozważania były dość teoretyczne i opierały się na optymistycznych założeniach. Rzeczywistość nie jest już tak różowa, i rzeczywiste wzmacniacze nie są idealne. Występują w nich straty mocy, i spadki napięcia, a napięcie zasilające spada pod obciążeniem lub ma ograniczoną wydajność prądową i uniemożliwia pobór wystarczającej ilości „watów”. Przykładowo, zasilanie USB to napięcie 5V i maksymalny pobór prądu 500mA. Daje to 2,5W na wszystko – zasilanie fantom, przedwzmacniacze, przetworniki, układy cyfrowe, diodki świecące i na końcu na nasz wzmacniacz słuchawkowy. To wystarcza na zasilanie całego interfejsu, ale z najwyższym trudem. Kiedyś dyski zewnętrzne USB miały dwie wtyczki USB, właśnie ze względu na zapotrzebowanie prądowe – w interfejsach rzadko spotyka się z takie rozwiązanie, a czasem byłoby sensowne. Tak czy inaczej, napięcie 5V, idealne do układów cyfrowych, dość słabo nadaje się do zasilania profesjonalnej elektroniki analogowej, w przypadku wzmacniaczy słuchawkowych choćby ze względu na nieuniknione spadki napięcia na elementach aktywnych. Jednocześnie ograniczenie prądu do 500mA daje wprawdzie możliwość zasilania nawet małych wiatraczków, ale tak naprawdę jest to zdecydowanie za mało. Prawdopodobnie jest to powodem tego, że interfejsy USB różnych firm mają różne moce wzmacniaczy słuchawkowych – każda firma inaczej gospodaruje energią. Wprawdzie i tak cudów nie można oczekiwać i wzmacniacz słuchawkowy w interfejsie USB nie nadaje się do zastosowania podczas nagrań wokalnych, ale warto ten parametr brać pod uwagę. Trzeba jednak z drugiej strony zauważyć, że większa moc wzmacniacza oznacza, że mniej prądu „przeznaczono” na pozostałe układy interfejsu – to może oznaczać na przykład słabe zasilanie fantomowe.

Również można stwierdzić, że im niższe napięcie zasilania, większy prąd wyjściowy i niższa impedancja obciążenia, tym generalnie zniekształcenia całego systemu będą większe. Ma to może niewielkie znaczenie podczas nagrań wokalnych, ale już jakby większe podczas zgrań czy po prostu słuchania muzyki. Tradycyjnie też lepsze słuchawki mają wyższą impedancję – nie wiem, dlaczego, ale często tak jest. W związku z tym jeżeli chcemy użyć lepszych słuchawek, nie mamy innego wyjścia i musimy zaopatrzyć się w porządny wzmacniacz słuchawkowy.

Reklamy

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Wyloguj / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Wyloguj / Zmień )

Zdjęcie na Facebooku

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Wyloguj / Zmień )

Zdjęcie na Google+

Komentujesz korzystając z konta Google+. Wyloguj / Zmień )

Connecting to %s