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[教程] 关于耳机阻抗,其实是阻抗越大失真越小

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关于耳机阻抗,其实是阻抗越大失真越小


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如果你学过模电,你就知道负载电阻越大,对驱动端的需求越低。
假设驱动端内阻10欧,负载300欧,那么几乎所有电压都能在负载上体现。
而如果驱动端内阻10欧,负载1欧,那么为了让负载两端电压足够,驱动端必须将电压放得更大。
反映到耳机上,就是er4,hd600这种高阻高敏的设备更好驱动,k701,k1000这些低阻低敏的设备对前端要求更高。
对前端要求最高的自然是一众阻抗只有5欧10欧的无源音箱。

亲测直推表现同一型号耳机是600欧>250欧>32欧的。
查声卡看到一个说明,也印证确实耳机电阻越大失真越小:

又看到一个说这个说低阻和高阻耳机驱动情况的视频:
https://www.bilibili.com/video/BV1Cc411x7QL/
11分14秒到13分00秒。
本帖最后由 dreamz3 于 24-5-4 21:07 编辑

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内阻是内阻,阻抗是阻抗,要分开谈。

阻抗越大,要达到同样的功率,需要更大的电压来产生更大的电流。振膜移动的幅度与磁场的强度对应,磁场的强度与电流的大小成正比,所以阻抗越大的线圈,需要更高的电压。

耳机的阻抗是输入1kHz正弦波测量的,阻抗是电阻与电感的复合体,还有振膜的惯性,所以内阻越大的电路,驱动能力及驱动效果越差。如果是单纯的电阻,即便是10欧姆内阻与1欧姆耳机电阻,只要耳机上的电压能够产生足够功率就行。

除了失真,至少同样内阻的放大器,驱动不同阻抗的耳机,高阻抗耳机的瞬态要好很多。但高阻抗耳机要达到同样的声压,需要更高电压输出的耳机放大器。

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不是绝对的,只要耳放电路足够好,音质一样。
高阻抗耳机需要高电压驱动,电路增益高,对信号源的要求高,不然会把有害信号同时放大。
低阻抗耳机需要的驱动的电压低,电流大,考验放大电路的内阻。
现在数字放大电路越做越好,内阻极低,高低阻耳机都能推好。 本帖最后由 bigspeaker 于 24-4-30 09:00 编辑

1440
有意思

300
学习了,谢谢

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最近买耳机,去了好几个耳机的实体店,卧槽,太卷了这个市场。五花八门的。

650
“而如果驱动端内阻10欧,负载1欧,那么为了让负载两端电压足够,驱动端必须将电压放得更大”

这一句不太理解,为什么负载低了反而需要更高的电压?根据欧姆定律,如果保持电流不变,不应该是阻抗越大则电压需要越高,阻抗越低电压就可以越低吗

可以再详细讲一下吗

650
天外飞仙 发表于 24-4-30 08:14
内阻是内阻,阻抗是阻抗,要分开谈。

阻抗越大,要达到同样的功率,需要更大的电压来产生更大的电流。振 ...

“需要更大的电压来产生更大的电流”这句我理解

但是楼主说“负载电阻越大,对驱动端的需求越低“、”那么为了让负载两端电压足够,驱动端必须将电压放得更大”我就不太理解了

到底是高欧需要高电压,还是低欧需要高电压?

650
bigspeaker 发表于 24-4-30 08:59
不是绝对的,只要耳放电路足够好,音质一样。
高阻抗耳机需要高电压驱动,电路增益高,对信号源的要求高, ...

你说的跟2楼的说法是一样的,高阻需要高电压,低阻需要低电压,我也是这么理解的,但是楼主说低阻反而要高电压我就懵了

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jsrcool 发表于 24-4-30 11:11
你说的跟2楼的说法是一样的,高阻需要高电压,低阻需要低电压,我也是这么理解的,但是楼主说低阻反而要 ...

你再想想,保证负载端输出功率时,电阻低了,需要电流怎么变化,从而需要驱动端电压怎么变化。

338
jsrcool 发表于 24-4-30 11:09
“需要更大的电压来产生更大的电流”这句我理解

但是楼主说“负载电阻越大,对驱动端的需求越低“、” ...

的确,你的理解是对的。

楼主第2、3句话,描述的是内阻与耳机阻抗的关系。第2句是指如果10V的输出电压,分配到耳机上的电压是10V/(300+10)*300=9.68V。第3句同等条件下,分配到耳机上的电压是10V/(1+10)*1=0.91V。

指的是阻尼系数。

第4句应该是指高阻耳机使用的高电压驱动时,同样的功率时,电流更小,用较小的电流产生较小的磁场。低阻耳机同样的功率时,需要较大的电流。所以,就电流而言,高阻耳机更容易驱动,但此时需要更高电压输出的放大器。

或者说,在不考虑或不限定放大器参数的情况下,高阻耳机更好推。在放大器参数固定的情况下,低阻耳机跟容易获得更大的电流,比如手机情况下,低阻更好推。

两个过程一个是欧姆定律,一个是功率的计算公式。

比如前面几个帖子提到的SPL耳机放大器,电路电压高达120V,就很牛了。



本帖最后由 天外飞仙 于 24-4-30 14:20 编辑

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天外飞仙 发表于 24-4-30 14:04
的确,你的理解是对的。

楼主第2、3句话,描述的是内阻与耳机阻抗的关系。第2句是指如果10V的输出电压 ...


我尝试理解一下,您看看是否正确

假设驱动端内阻 10 欧,负载 300 欧如果 10V 的输出电压,分配到耳机上的电压是 10V/(300+10)*300=9.68V,也就是说

输出电压,和耳机获得的电压,很接近,损失很小

而如果驱动端内阻10 欧,负载 1 欧,如果 10V 的输出电压,分配到耳机上的电压是 10V/(1+10)*1=0.91V,也就是说

原本 10V 的输出电压,到低阻耳机,只能获得 0.91V 的电压,相当于只有原来的十分之一了,那么耳机再用这个十分之一的电压去发声,必然不行,因此需要加高输出电压,也就是说

而如果驱动端内阻10 欧,负载 1 欧,要让耳机得到原来的电压,就需要将近 100V 的输出,100V/(1+10)*1=9.09V,相当于把原来的输出电压增加为十倍

以上我的理解对吗?

本帖最后由 jsrcool 于 24-4-30 17:17 编辑

2464
刚买了一个耳机和耳放

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jsrcool 发表于 24-4-30 16:51
我尝试理解一下,您看看是否正确

假设驱动端内阻 10 欧,负载 300 欧,如果 10V 的输出 ...

对的,但这只是阻尼系数的特点。

如果用功率定律P=UI和欧姆定律U=IR,又有P=I²R=(U²)/R,这时1欧姆耳机不需要提高10倍达到9.09V。

因为电阻300欧姆、电压9.68V,获得的功率是P=9.68*9.68/300=0.31W。而电阻1欧姆、电压0.91V,P=0.91*0.91/1=0.83W。

实际获得的功率,在10V电压、内阻10欧姆情况下,这时1欧耳机是300欧耳机的3倍。

楼主的话题给了我们启示:

在相同的声压下,比如95dB/1mW,消耗相同的功率下,因为高阻耳机只需要较小电流、线圈磁力也小,作用在振膜的线性区域;同时,高阻耳机相对同一个放大器,阻尼系数更高,能更好的驱动耳机线圈,会使得失真和瞬态都会改善

当然,如果忽略内阻,要在耳机上产生1mW的功率,U的平方=P*R,300欧姆耳机需要0.017V,1欧姆耳机需要0.001V,32欧耳机需要0.006V电压。所以高阻耳机对放大器的输出电压要求更高。

再比如SPL耳放,电路电压是120V,能在600欧姆负载上输出1W的功率,需要的电压是24.5V。如果不考虑输出电流的能力大小,单独这个电压作用于8欧喇叭,功率是75W。所以很多人用功放去推动高阻或效率低的耳机。

难怪我也是一直用一个2*80W的功放,去推600欧姆的AKG 240DF。海菲曼的平板耳机,也有一个转接功放输出端子到耳机的转接器产品。

本帖最后由 天外飞仙 于 24-4-30 23:40 编辑

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天外飞仙 发表于 24-4-30 18:47
对的,但这只是阻尼系数的特点。

如果用功率定律P=UI和欧姆定律U=IR,又有P=I²R=(U²)/R,这 ...

物理方面的知识我理解了,我觉得我的疑惑应该是文学方面的认识,因此我再从文学方面尝试再理解一下

所谓高阻好推,低阻不好推,这个好,意思是出来的效果好不好,而不是容不容易

高阻不容易推得动,需要高电压,但是高电压很容易做到,因此高阻耳机容易推得动,电压推高不难嘛,对吧?

而低阻不好推,意思是说,推出来效果不好,而不是不容易推得动

低阻很容易推得动,稍微给点电压,它就有很大的电流了,但是大电流推出来的效果不好,大电流会把噪声一起啥的乱七八糟的声音都一块放大了,也就是失真变大

我尝试总结一下:

低阻耳机容易响,插手机就能响,音量足够大,但是效果不好,失真也大,对整体电路的要求其实更高(需要更纯净的大电流,我理解是类似这个意思)

高阻耳机不容易响,插一般的手机可能声不够大,但是稍微换个设备,例如接个普通声卡,电压高一点,就能响,音量够,同时失真小,对设备的要求就没有那么高,只要电压够高就行,而电压做高很容易做到,因此称为“好推”

再简洁一点

高阻---不好推(得动),但是失真小
低阻---好推(得动),但是失真大
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