Что такое усилитель для наушников и зачем он нужен?
Большинство звуковых карт разработаны так, что предусматривают в том числе подключение низкоомных наушников. Выход на фронтальные колонки прекрасно раскачивает наушники на необходимую громкость. Стационарные бытовые усилители мощности так же зачастую имеют собственный выход на наушники и, как правило, он довольно неплохо справляется со своими обязанностями (особенно в случае высокоомных наушников). Тем не менее, иметь специализированный усилитель для наушников удобнее. Удобнее хотя бы тем, что разъем для наушников и регулятор громкости всегда находятся под рукой.
В случае слабых или чистых линейных источников сигнала усилитель просто необходим. Основная его цель — обеспечение необходимого тока и напряжения в нагрузке, не внося, по возможности, собственных искажений и шумов.
На громкость звучания наушников влияют два параметра: чувствительность и импеданс. Если с чувствительностью все ясно, то на импедансе остановимся подробнее.
Выход звуковых карт предназначен в первую очередь для подключения внешнего усилителя, и ток в этом случае достаточно мал. Для нормальной работы наушников необходимый ток гораздо больше, для чего на выходе должен стоять буферный операционный усилитель с повышенным выходным током и пониженным выходным сопротивлением. Напряжение сигнала на наушниках определяется делителем напряжения, который образован импедансом наушников и выходным импедансом источника. Чем больше импеданс наушников, тем большее напряжение к ним прилагается, но с другой стороны, при очень большом импедансе мощность уменьшится, поскольку ток, протекающий через наушники, начнет падать. Мощность, подаваемая на наушники, выражается следующим образом:
где Rout — выходной импеданс выхода звуковой карты, Х — импеданс наушников.
Максимум функции соответствует X = Rout, что означает, что наибольшая мощность получается при равных импедансах наушников и источника. Однако если импеданс наушников будет много больше импеданса источника, то это, в общем случае, даже хорошо, так как одновременно с уменьшением выделяемой мощности возрастет коэффициент демпфирования, и уменьшатся искажения, что благоприятно скажется на звуке. К слову, у полупроводниковых усилителей для наушников выходной импеданс составляет от долей Ома до нескольких Ом. У ламповых же он совсем не такой низкий (десятки Ом), что придает своеобразный окрас звучанию.
Описание и технические характеристики
Усилитель существует в нескольких вариантах: для использования с низкоомными (~50 Ом) и высокоомными (~300 Ом) наушниками. Также есть вариант HA -03 C с пониженным входным сопротивлением. В настоящей статье в основном рассматривается вариант для низкоомных наушников. В слуховом тесте использовался и высокоомный вариант.
| Входной уровень сигнала: | 0.25-1.0 В |
| Выходной уровень сигнала: | max 8,5 В |
| Частотный диапазон: | 5–22000 Гц ( ± 3 дБ) |
| Входное сопротивление: | 100 кОм (Вариант LACONIK HA-03) |
| 20 кОм (Вариант LACONIK HA-03C ) | |
| Уровень шума: | -78 дБ |
| Напряжение питания: | ~220 В |
| Входные разъемы: | RCA |
| Выходной разъем: | 6,3 мм JACK |
| Габариты ( mm ): | 120 × 140 × 115 |
| Вес : | 1.5 кг |
Усилитель собран на отечественных двойных триодах: 6Н3П и 6Н6П. Выходные лампы 6Н6П в усилителе включены по схеме катодного повторителя Уайта:
Основной смысл применения ламп в таком включении заключается в том, что оно позволяет снизить выходное сопротивление усилителя. К тому же звук обретает весьма высокую вторую гармонику, все это смягчает его и делает более теплым. Такой звук нравится определенному кругу меломанов.
«Низкоомность» и «высокоомность» усилителя определяется номиналом анодных резисторов. Изменяя его, можно «подстроить» усилитель для конкретных наушников. Так, в случае высокоомного усилителя и низкоомных наушников, коэффициент гармонических искажений будет значительно выше, чем в случае согласованных импедансов из-за разбалансировки верхней и нижней ламп каскада повторителя.
Тестовое прослушивание
В качестве оборудования для тестов использовались
наушники: Sennheiser HD555 (импеданс 50 Ом) и Sennheiser HD600 (импеданс 300 Ом),
источники: профессиональная карта ESI Juli@, CD- дека Arcam CD192, CD- дека Marantz CD-72 mk II, проигрыватель пластинок — Rega Planet 2, Тонарм — RB-250, головка звукоснимателя — Sumiko Blue Point Special EVO III (тип МС с высоким выходным уровнем), фонокорректор — Michell ISO.
(Персональная благодарность Gesha24 за предоставленную часть оборудования и участие в слуховом тесте).
Были использованы следующие музыкальные композиции:
Pink Floyd — Dark Side of the Moon,
Queen — Made in Heaven,
Wagoneers — Stout and High,
Metallica — Metallica,
Чайковский — Лебединое Озеро,
Бах — Ария из оркестровой сюиты №3, Ре мажор.
Надо сразу сказать, Juli@ и Marantz, имеющий выход на наушники, прекрасно раскачивают наушники на необходимую громкость без слышимых искажений. Arcam CD 192 и вертушка прослушивались только через усилитель.
Усилитель, по сравнению с эталонами, звучание приукрашивает, довольно ярко, надо сказать. Басы и средние стали более мягкими, ощущалась легкая недостача и мутноватость высоких частот. Такой характер звука больше подходит для живых инструментов и вокала, чем для рока и металла. Так, в классической музыке очень красиво передаются тембры инструментов, металлу же не хватает резкости и звучит он несколько непривычно.
Впечатление портит только шум, проявляющийся при выставленном на 9 и ниже часов регуляторе громкости. При мощном выходе источника этот шум представляет серьезную проблему, так как большую громкость, на которой он пропадает, ставить некомфортно.
Характер звучания высокоомных и низкоомных наушников на низкоомном усилителе оказался весьма близок. При использовании высокоомного усилителя с наушниками HD 600 мутноватость звука пропала, но появился некоторый подъем высоких частот. Также на нем было замечено небольшое изменение тембра звучания при изменении положения регулятора громкости.
Тестирование в RMAA
Для тестирования использовалась профессиональная звуковая карта ESI Juli@. Измерения производились как через делитель (50, 120, 300 Ом, аналогично типичным сопротивлениям наушников), так и напрямую на вход звуковой карты.
АЧХ представляет собой прекрасную ровную линию с легким спадом на низких частотах. Наушникам такие частоты не особенно и нужны. Рассогласование каналов очень небольшое.
Сильной зависимости АЧХ от сопротивления нагрузки не отмечено.
Экземпляр нам попался довольно шумный — при некоторых положениях регулятора громкости (9 часов и менее, 12 часов и более) отчетливо слышен фон и треск. Полученные при измерениях спектры сняты в режиме, когда шумы практически не слышны. Разработчик утверждает, что в новых выпусках такой проблемы не будет. Надеемся, что это так и есть.
График гармонических искажений демонстрирует высокие, быстро спадающие гармоники. При небольшой громкости наблюдается лишь вторая гармоника.
Общие результаты испытаний
Режим 24 бита, 96 кГц, делитель 50 Ом
| Frequency response (from 40 Hz to 15 kHz), dB: | +0.04, -0.38 | Good |
| Noise level, dB (A): | -93.6 | Very good |
| Dynamic range, dB (A): | 93.1 | Very good |
| THD, %: | 0.885 | Poor |
| IMD + Noise, %: | 0.758 | Poor |
| Stereo crosstalk, dB: | -64.1 | Average |
General performance: Average (подробнее)
Режим 24 бита, 96 кГц, делитель 120 Ом
| Frequency response (from 40 Hz to 15 kHz), dB: | +0.03, -0.25 | Very good |
| Noise level, dB (A): | -96.7 | Excellent |
| Dynamic range, dB (A): | 96.0 | Excellent |
| THD, %: | 0.507 | Poor |
| IMD + Noise, %: | 0.413 | Poor |
| Stereo crosstalk, dB: | -65.5 | Good |
General performance: Good (подробнее)
Режим 24 бита, 96 кГц, делитель 300 Ом
| Frequency response (from 40 Hz to 15 kHz), dB: | +0.03, -0.17 | Very good |
| Noise level, dB (A): | -96.1 | Excellent |
| Dynamic range, dB (A): | 95.1 | Excellent |
| THD, %: | 0.033 | Good |
| IMD + Noise, %: | 0.033 | Good |
| Stereo crosstalk, dB: | -69.1 | Good |
General performance: Very good (подробнее)
Режим 24 бита, 96 кГц, без делителя
| Frequency response (from 40 Hz to 15 kHz), dB: | +0.03, -0.11 | Excellent |
| Noise level, dB (A): | -89.9 | Good |
| Dynamic range, dB (A): | 90.1 | Very good |
| THD, %: | 0.146 | Average |
| IMD + Noise, %: | 0.141 | Average |
| Stereo crosstalk, dB: | -79.9 | Very good |
General performance: Good (подробнее)
Общие результаты
| Test | Laconic 50 Ohm | Laconic 120 Ohm | Laconic 300 Ohm | Laconic -> Juli@ In |
| Frequency response (from 40 Hz to 15 kHz), dB: | +0.04, -0.38 | +0.03, -0.25 | +0.03, -0.17 | +0.03, -0.11 |
| Noise level, dB (A): | -93.6 | -96.7 | -96.1 | -89.9 |
| Dynamic range, dB (A): | 93.1 | 96.0 | 95.1 | 90.1 |
| THD, %: | 0.885 | 0.507 | 0.033 | 0.146 |
| IMD + Noise, %: | 0.758 | 0.413 | 0.033 | 0.141 |
| Stereo crosstalk, dB: | -64.1 | -65.5 | -69.1 | -79.9 |
Величины гармонических искажений получились не очень маленькими, что характерно для ламповой техники. Это, в частности, связано и с тем, что для согласования уровней при тесте приходилось устанавливать достаточно большую громкость, что дало некоторую перегрузку усилителя. При обычном прослушивании рукоятка редко выкручивается даже на половину, и искажения будут ниже.
С другой стороны, при измерениях, в качестве делителя, использовались обычные резисторы. Наушники же являются весьма нелинейным устройством, что, несомненно, сильно влияет на работу усилителя. Причем влияние это различно для разных наушников.
Таким образом, при выборе усилителя, желательно послушать его со своими наушниками на известных композициях, чтобы самостоятельно сделать выводы о звучании.
Выводы
Продукт российских разработчиков получился достаточно удачным. Если не стремиться к точному звуку, а использовать усилитель только для домашнего прослушивания музыки, то этой цели можно легко достичь, благо звучание усилителя весьма комфортное и не утомляющее. Поклонникам окрашенного лампового звука он, несомненно, придется по душе.
Плюсы
- Типичный ламповый звук
- Невысокая стоимость
- Компактные размеры
Минусы
- Не особенно привлекательный внешний вид
- Повышенный уровень шума при некоторых положениях регулятора громкости
- Чувствительность к импедансу наушников
