Słuchawki podłącza się do wzmacniacza słuchawkowego. Wzmacniacz słuchawkowy jest niezbędnym elementem interfejsu czy karty dźwiękowej. Niestety, jak wiemy, zwykle słuchawki są za cicho. Dlaczego tak jest? Spróbujmy zmierzyć, jaka jest rzeczywista moc wzmacniacza słuchawkowego i jak wzmacniacze słuchawkowe radzą sobie w praktyce. Sprawdźmy, dlaczego odsłuch w słuchawkach jest za cichy i co za to odpowiada.

Pomiar, jak wszystkie moje pomiary, będzie raczej orientacyjny. Nie zamierzam mierzyć rzeczywistej mocy wyjściowej przy określonych zniekształceniach, nie mam odpowiedniej aparatury – wystarczyć nam musi poziom sygnału wyjściowego przy jakim wzmacniacz słuchawkowy zaczyna obcinać szczyty, w końcu chodzi nam o moc maksymalną możliwą do uzyskania podczas nagrań, a nie o jakieś audiofilskie rozważania. Oscyloskop kalibrowany fabrycznie i na wszelki wypadek sprawdzony bateryjką 9V i woltomierzem musi wystarczyć 😉

Do testów wybrałem (wybrałem, akurat, po prostu je mam albo pożyczyłem) różne wzmacniacze słuchawkowe: klasyczny, zintegrowany na płycie głównej Realtek, wbudowane w interfejsy USB i firewire oraz dedykowane wzmacniacze słuchawkowe – Fostex PH-50 i Furman HDS-6/HR-6. Procedura testowa była następująca: sygnał z generatora o częstotliwości około 1kHz i poziomie 0dBFS w Cubase albo w Pro-Tools kierowany był na wyjście słuchawkowe, wyjście było obciążane rzeczywistymi słuchawkami 32Ω albo 400Ω (zdjęcie w nagłówku) i pod tym obciążeniem sprawdzałem maksymalny możliwy do uzyskania poziom wyjściowy – na granicy obcinania szczytów.

Na pierwszy ogień idzie karta zintegrowana Realtek z płyty głównej komputera stacjonarnego:

Do panela tylnego podłączyłem słuchawki i układ pomiarowy, a w Cubase zmieniłem sterowniki na ASIO multimedia. Oczywiście wszystkie suwaki w sterownikach na maksa.
Ciekawa rzecz – nie udało mi się doprowadzić do obcinania sygnału. Oczywiście, mogłem zwiększyć poziom wyjściowy w Cubase, ale to oznacza obcinanie cyfrowe, przez przetwornik cyfrowo-analogowy, a nie przez wzmacniacz słuchawkowy. Żadne manipulacje w panelu i w korektorze nie doprowadziły do przesterowania. Poziom wyjściowy bez obciążenia oraz dla impedancji obciążenia 32Ω i 400Ω był praktycznie identyczny:

Wzmacniacz słuchawkowy karty zintegrowanej Realtek przy obciążeniu 32Ω

Wzmacniacz słuchawkowy karty zintegrowanej Realtek przy obciążeniu 400Ω

W obu przypadkach czułość oscyloskopu to 1V/dz, tak więc napięcie międzyszczytowe wynosi trochę więcej niż 3V, niech będzie 3,5V. Jest to około 1,2V napięcia skutecznego a więc uzyskujemy całkiem sensowną moc 45mW na obciążeniu 32Ω i tylko 3mW na obciążeniu 400Ω. Jak widać, ze słuchawkami niskoimpedancyjnymi coś jeszcze zrobimy, ale na 400Ω słychać nie będzie zbyt wiele. Co ciekawe, poziom napięcia na wyjściu nie zmienia się wraz ze zmianą obciążenia, co oznacza brak szeregowych oporników zabezpieczających. To zaleta, bo jakiekolwiek zabezpieczenia tego typu obniżałyby moc dostępną przy obciążeniu 32Ω.

Niemiłą niespodzianką z punktu widzenia zastosowań studyjnych jest swojego rodzaju „idiotoodporność” karty zintegrowanej – nawet maksymalny poziom wyjściowy 0dBFS z wyjścia przetwornika nie przesteruje wzmacniacza słuchawkowego. W zasadzie to jest oczywiste i wszystko jest poprawnie skalibrowane, ale… niestety, to właśnie jest sporym problemem. Wprawdzie wzmacniacz słuchawkowy ma nawet całkiem sporą moc, jednak jej wykorzystanie jest w pracy studyjnej praktycznie niemożliwe z powodu małego wzmocnienia. Przy niższych niż maksymalny poziomach wyjściowych z przetwornika cyfrowo-analogowego będzie po prostu za cicho… Głośne będą tylko gotowe, „zmasterowane” do zera nagrania komercyjne, odsłuch podczas nagrań materiału nagrywanego z rozsądnym zapasem poziomu będzie zbyt cichy, a poziomu na wyjściu słuchawkowym zwiększyć nie ma jak – mimo zapasu mocy i poziomu napięcia wyjściowego. Karta zintegrowana służy do słuchania muzyki i z tej perspektywy niemożność zwiększenia wzmocnienia i co za tym idzie przesterowania wzmacniacza jest dobrą czy może nawet konieczną cechą, niestety, do pracy nawet „półprofesjonalnej” się nie nadaje – głośność odsłuchu „niedobitych” nagrań w trakcie produkcji jest niewystarczająca.