Wenn Sie sich fragen, wie Sie die Impedanz und Empfindlichkeit von Audiokopfhörern interpretieren sollen, um diejenigen auszuwählen, die in der Lage sind, einen angemessenen Schallpegel zu erzeugen, wenn Sie mit Ihrem Smartphone oder DAP gekoppelt sind, sind Sie sicherlich nicht allein. Hier sind einige Elemente, die Ihnen bei der Interpretation der Spezifikationen von Kopfhörern helfen.

Kopfhörer- und Kopfhörerempfindlichkeit

Hersteller von Kopfhörern und Lautsprechern geben die Empfindlichkeitswerte ihrer Produkte bei 1 kHz (Mitten) für 1 mW (milliWatt) Leistung an. Die Lautsprecherimpedanz wird jedoch bei 1 Watt gemessen, und nur sehr wenige Kopfhörer können mit einer so hohen Leistung umgehen. Darüber hinaus sorgt die Nähe der Wandler des Kopfhörers zu den Ohren des Hörers für eine hohe Empfindlichkeit mit nur einigen Hundertstel Milliwatt Leistung. Um die Empfindlichkeit eines Kopfhörers zu messen, wird das Mikrofon offensichtlich nicht 1 Meter von den Wandlern entfernt platziert, sondern sehr nahe an ihnen, oft am Ende eines künstlichen Gehörgangs. Die Empfindlichkeit wird daher üblicherweise zwischen etwa 90 und 120 dB eingestellt.

Bei welcher Lautstärke hören wir wirklich?

Meistens zwischen 60 und 80 dB und ausnahmsweise bei 90 dB für die Mutigsten unter uns. Im Durchschnitt haben Ohrhörer und Kopfhörer eine Empfindlichkeit von 100 dB, was dem Klang eines Presslufthammers entspricht. Das heißt, dass ein milliWatt Leistung fast nie benötigt wird. Die meisten Kopfhörerverstärker und DAPs liefern jedoch zwischen 50 und 200 mW, bei den leistungsstärksten Modellen sogar bis zu 1 W. Die Kopfhörerimpedanz ist schuld … ebenso wie die von Verstärkern. Dies wirft zwei Fragen auf: Wann und warum sollten Sie einen so leistungsstarken Verstärker wählen?

Impedanz von Kopfhörern und Kopfhörern

Kopfhörer und Ohrhörer haben genau wie Lautsprecher einen gewissen Widerstand gegen den vom Verstärker übertragenen elektrischen Strom: Dies ist die Impedanz. In Ohm ausgedrückt liegt sie je nach Modell oft zwischen 8 und 600 Ohm. Wie bei Lautsprechern messen die Hersteller die Kopfhörerimpedanz bei 1 kHz (Mitten), aber in Wirklichkeit variiert die Impedanz je nach Frequenz (von Tief bis hoch). Es kann sich verdoppeln, verdreifachen oder vervierfachen, wenn sich die mechanische Resonanzfrequenz des Wandlers nähert, was die Aufgabe des Verstärkers erschwert, da er mehr Leistung erzeugen muss.

Die Ausgangsimpedanz von Kopfhörerverstärkern und der unvermeidliche Leistungsverlust

Kopfhörerverstärker weisen eine Ausgangsimpedanz auf, die, wenn sie zur Eingangsimpedanz des Kopfhörers addiert wird, zu einem mehr oder weniger signifikanten Leistungsverlust führt. Wenn die Impedanz von jedem gleich ist, gehen nur 6 dB Leistung verloren. Da die HIFI-Qualität jedoch davon abhängt, dass der Kopfhörerverstärker eine niedrige Impedanz (0,1 bis 3 Ohm) aufweist, sind die Unterschiede zwischen der Ausgangsimpedanz des Verstärkers und der Impedanz des Kopfhörers häufig erheblich. Mit 0.1 Ohm an einem Ende (Verstärker) und 32 Ohm am anderen (Kopfhörer), 15 dB gehen verloren. Dieser Wert steigt bei einem Kopfhörer mit einer Impedanz von 600 Ohm auf fast 30 dB.

Mit anderen Worten, die Leistung eines Verstärkers wird durch 10 oder sogar 100 geteilt. Aus diesem Grund haben viele Kopfhörer Schwierigkeiten, ihr maximales Potenzial mit Kopfhörerverstärkern der Einstiegsklasse zu erreichen, die nur weniger als 100 mW Leistung liefern können.

Verstehen, wie die Ausgangsleistung eines Verstärkers bestimmt wird

Die Ausgangsleistung eines Verstärkers wird normalerweise in Form von Milliwatt (mW) für eine bestimmte Impedanz angegeben, kann aber auch als Volt ausgedrückt werden. In diesem Fall müssen Sie die gelieferte Leistung basierend auf der Impedanz des Kopfhörers berechnen, den Sie erwerben möchten. Die Formel beinhaltet die Division der Spannung im Quadrat durch die Impedanz. Beispielsweise entsprechen 2 Volt 125 mW Leistung bei 32 Ohm (2 ^ 2/32) und 13 mW bei 300 Ohm (2 ^ 2/300).

Um die Ausgangsleistung eines Verstärkers zu bestimmen, besteht die Formel darin, die Spannung durch die Impedanz zu dividieren. Beispielsweise entsprechen 2 Volt 125 mW Leistung bei 32 Ohm (2 ^ 2/32) und 13 mW bei 300 Ohm (2 ^ 2/300).

Wie stark sollte der Verstärker sein?

Es ist wichtig daran zu erinnern, dass die Impedanz von Kopfhörern und Ohrhörern je nach Frequenz variiert. Beispielsweise können 13 mW bei 300 Ohm und 1 kHz bei bestimmten Frequenzen auf 5 mW reduziert werden. Zu dieser Überlegung muss die Verlustleistung hinzugefügt werden, die durch die Differenz zwischen der Ausgangsimpedanz des Verstärkers und der Impedanz des Kopfhörers erzeugt wird. Wenn die Empfindlichkeit des Kopfhörers sehr hoch ist (> 100 dB), reicht ein Verstärker aus, der 100 mW liefern kann.

Wenn die Empfindlichkeit des Kopfhörers jedoch weniger als 100 dB beträgt, wählen Sie am besten einen Kopfhörerverstärker, der ungefähr 300 mW liefern kann. Wenn die Empfindlichkeit des Kopfhörers weniger als 100 dB beträgt und die Impedanz über 100 Ohm liegt, ist ein leistungsstärkerer Verstärker, der mindestens 1 W liefern kann, besser geeignet.