Tämä on nettijatko AVPlus-lehden nro 3/18 kuulokevahvistimia käsittelevään juttuun: Mielenkiintoista lisätietoa kuulokkeiden ja kuulokevahvistimen impedanssin merkityksestä ja laskuri kuulokevahvistimen teholle, kuulokevahvistimien sanastoa ja  speksejä, ohjeet Andoird-puhelimien USB-asetuksiin, tietoa USB-sovittimista…

Lähde: http://nwavguy.blogspot.fi/2011/02/headphone-amp-impedance.html


Kuulokkeiden ja kuulokevahvistimen impedansseilla ja niiden sovituksella on siis suurempi merkitys kuin voisi luulla.
Erilaisten kuulokkeiden impedanssi voi olla jopa välillä 8-600 ohmia ja samaa kuulokemallia voi olla saatavana useammalla eri impedanssilla. Mikä impedanssi on sitten “paras” tai “oikea”? Vastaus riippuu ennen kaikkea siitä, mihin kuulokkeet on tarkoitus kytkeä.

Mutta kerrataan hieman jo lehdessä ollutta:
Heikkotehoisten, tyypillisesti kannattavien ja muiden mobiililaitteiden sekä tietokoneiden kanssa kannattaa, ainakin periaatteessa, käyttää matalan impedanssin kuulokkeita (16-32 ohmia), joiden herkkyys on myös suurehko (yli 100 dB/mW). Myös hieman suuremman impedanssin omaavat kuulokkeet saatavat vielä toimia, jos niiden herkkyys on erittäin suuri.

Voisi siis luulla, että kaikkien kuulokkeiden tulisi olla impedanssiltaan aina matalia. Huippuluokan kuulokkeet taas tuppaavat olemaan yleensä korkea-impedanssisia. Niiden kuuloke-elementtien puhekeloissa käytetään ohutta lankaa, jolloin sitä saadaan tarvittaessa myös mahtumaan puhekelalle enemmän: Kuuloke-elementin “moottorista” saadaan kaikkiaan laadukkaampi. Korkeampi impedanssi tarkoittaa myös pienempää virran tarvetta, jolla on taas positiivinen kerrannaisvaikutus säröön ja äänenlaatuun. Korkea impedanssi on myös tavallaan “tunteettomampi” kuulokevahvistimen antoimpedanssille.

Kyse suhteesta

Kuulokkeiden ääni saattaa olla hyvinkin erilainen eri laitteilla kuunneltaessa. Tähän vaikuttaa kuulokevahvistimen lähtöimpedanssin ja kuulokkeiden sisäätuloimpedanssin välinen suhde.

Tässä kolme syytä miksi kuulokevahvistimen impedanssilla on merkitystä:

1. Mitä suurempi on kuulokevahvistimen oma lähtöimpedanssi sitä enemmän vahvistimen jännite laskee matalilla kuormilla, jopa siis lähtöimpedanssia itseään matalimmilla kuormilla. Jännitteen lasku saattaa olla niin suuri, ettei vahvistimen virranantokyky ja teho ei riitä riittävän tuottamaan kuulokkeista riittävää äänenvoimakkuutta. Vahvistimen puhti ei vain riitä.

2. Kuulokkeiden impedanssi ei ole myöskään vakio, vaan vaihtelee taajuuden  mukaan, suhteessa jopa kaiuttimiakin enemmän. Jos ja kun kuulokevahvistimen lähtöimpedanssi on aina suurempi kuin nolla, niin sitä suurempia ovat myös taajuuden mukaan vaihtelevan kuulokkeen tuloimpedanssin aikaansaamat jännitteen muutokset. Tämä taas aiheuttaa vahvistimen taajuusvasteen muuttumista.

Tässä äärimmäisenä esimerkkinä erään nimellisimpedanssilltaan 13 ohmin In-Ear-kuulokkeen toistovaste lähtöimpedanssiltaan 43 ohmin kuulokevahvistimen ohjaamana. Näemme erittäin voimakkaat toistovasteen muutoksia koko taajuusalueella. (Kuva: http://nwavguy.blogspot.fi)
Vielä jopa 10 ohmin lähtöimpedanssin kuulokevahvistin aiheuttaa toistovasteeseen selvästi kuultavia poikkeamia. Nämä kuulokkeet tarvitsisivat kuulokevahvistimen, jonka antoimpedanssi on korkeintaan 1,6 ohmia. (Kuva: http://nwavguy.blogspot.fi)

3. Mitä matalampi lähtöimpedanssi sitä suurempi sähköinen vaimennus ja sama kääntäen. Huono vaimennus voi tehdä bassotoistosta kumisevan ja epätarkan. Myös matalimpien taajuuksien toisto kärsii.

1/8-osan sääntö

Minimoidaksesi edellämainittuja ongelmia, tullisi kuulokevahvistimen lähtöimpedanssin olla vähintään kahdeksan kertaaa pienempi kuin kuulokkeiden impedanssin. Ja sama tietenkin kääntäen: kuulokkeiden impedanssin tulisi olla kahdeksan kertaa suurempi kuin kuulokevahvistimen lähtöimpedanssin.

Tyypillisesti kuulokelähtöjen lähtöimpedanssit ovat välillä 0,5-50 ohmia, joka on jo aika iso haarukka ajatellen vastaavaa haarukkaa impedanssiltaan suosituksen mukaisille kuulokkeille. Suositeltava minimi-impedanssi olisi tällöin 4 – 400 ohmia. Valitsemmalla 50 ohmin lähtöimpedanssiin esimerkiksi 37 ohmin kuulokkeet, saattaa päätyä ongelmiin äänen kanssa.

Kannattaa siis valita kuulokevahvistin, jossa on mahdollisimman pieni lähtöimpedanssi. Asiaa ei valitettavasti tee helpoksi se, että läheskään kaikille kuulokevahvistimille ei ilmoiteta lähtöimpedanssin arvoa

Olemme koonneet tähän esimerkkinä ko. lehtijutussa esillä olleiden kuulokevahvistimien valmistajien ilmoittamat lähtöimpedanssit:

Arcam rHead< 0,5 ohm.
Audiolab M-DAC MiniEi ilm.
AudioQuest DragonFly RedEi ilm.
AUNE X1S DSD-DACEi ilm.
Cambridge Audio DacMagic Plus< 50 ohm
Chord Electronics DAVE0,055 ohm
Chord Electronics Hugo20,025 ohm
Chord Electronics Mojo0,075 ohm
Fiio A1< 0,2 ohm
Grado RA-1 Battery32 ohm
Project Head Box RS5/20/50 ohm
HIFIMAN EF10032-300 ohm (*
IFI-audio iCAN PROEi ilm.
IFI-audio iDSD LE< 1 ohm
IFI-audio iDSD Micro Black Label< 1 ohm
Lehmann Traveller< 3 ohm
Meridian Prime< 0,1 ohm
Musical Fidelity LX2 HPAEi ilm.
Naim DAC-V1Ei ilm.
Nuforce Udac35,6 ohm
Quad PA-One30/300 ohm
Sennheiser HDV820Ei ilm.

*) Valmistaja ilmoittaa antoimpedanssin olevan välillä 32-300 ohmia. Tämä vaikuttaa oudolta ja luultavasti tässä tarkoitetaan suositeltavaa kuulokkeiden kuormaa. Emme saaneet asiaa vahvistettua vielä maahantuojalta, mutta tarkennamme asiaa myöhemmin.

Kuulokevahvistimen teho?

Kuulokevahvistimessa tulee olla riittävästi tehoa tuottamaan riittävä äänenvoimakkuus.
Kuulokkeiden ja kuulokevahvistimen olisi hyvä kyetä tuottamaan vähintään 110 desibelin äänenvoimakkuus. Tällä varmistetaan myös riittävä dynaaminen alue.
Tarvittava teho riittävän äänenvoimakkuuden tuottamiseen riippuu kuulokkeiden herkkyydestä ja niiden kuormasta (impedanssista).

Headphonehonesty.com -verkkosivuilla on kätevä laskuri, jolla pystyy arvioimaan kuulokevahvistimesta tarvittavan tehon tietyn äänenvoimakkuuden tuottamiseen. Laskurissa on jopa valittavana useita eri kuulokkeita ja laskuri näyttää myös viitteellisinä esimerkkeinä erilaisten laitteiden kuulokevahvistimen sopivuutta.

Linkki laskuriin >>

Android ja USB?

Android älypuhelimen tai tablettilaitteen kanssa voi käyttää myös ulkoista DA-muunninta/kuulokevahvistinta. Näin puhelin muutuu kertaheitolla oikeaksi hifi-laitteeksi.
Jotta puhelimen kanssa voi käyttää ulkoista laitetta, tulee sen tukea ns. OTG-ominaisuutta. Tarvitset lisäksi myös USB-OTG-sovittimen.
Puhelimen/tabletin OTG-yhteensopivuuden voi tarkistaa helposti esimerkiksi My USB OTG -sovelluksella.

Jos et saa DA-muunninta toimimaan Android puhelimen kanssa, niin tarkista myös puhelimen USB-asetukset. Ne löytyvät menemällä ensin asetuksiin ja siellä “Tietoa puhelimesta/About phone”-kohtaan ja edelleen kohtaan “Kehittäjäasetukset”. Tämä valinta on käytössä vain, jos se on aktivioitu asetusten “Tietoja puhelimesta”-kohdan alta löytyvää “Koontiversio” kohtaa näpäyttelemällä. (Kyllä vain). “Kehittäjäasetukset”-valikosta löytyy kohta “Valitse USB-määritykset!, mistä voidaan valita USB:n toimintatapa. HUOM! VAIN OMALLA VASTUULLA!

Tässä Youtubesta löytynyt opasvideo asetusten teosta:

Toivomme aiheeseen lisäyksiä tai kommentteja, sana on vapaa.