какое сопротивление динамика в ноутбуке
Что такое импеданс колонок и как подобрать усилитель по этому параметру
Содержание
Содержание
Про импеданс обычно узнают при выборе усилителя для набора комнатной акустики или автомобильных колонок. Чем важен этот параметр, что от него зависит? Что лучше — высокий или низкий импеданс, отражается ли это на звуке, и что произойдет, если колонки с низким импедансом подключить к усилителю, рассчитанному на высокий? Обо всем этом ниже.
Что такое импеданс
Строго говоря, импеданс представляет собой полное электрическое сопротивление акустической системы. Она обычно состоит из динамиков и кроссоверов, у которых за счет электромагнитной катушки и небольшого набора радиодеталей есть определенное сопротивление постоянному току. Однако звук в проводах представляет собой ток переменный, соответственно, при разной частоте сигнала сопротивление будет разным. Чтобы избежать путаницы, импеданс акустики обычно измеряется на частоте 1000 Гц. Таким образом, термины «сопротивление» и «импеданс» тождественны.
В общем и целом, импеданс говорит о том, насколько сложно будет усилителю нагрузить динамик и какую нагрузку он предоставляет усилителю. При этом действует правило:
Чем меньше импеданс динамика/колонки, тем сложнее усилителю будет ее нагрузить.
То есть, динамик с сопротивлением 4 Ом усилителю будет сложнее раскачать, чем динамик с импедансом 8 Ом. Это следует из закона Ома: напряжение, деленное на сопротивление, дает силу тока. Т. е. сила тока обратно пропорциональна сопротивлению в цепи. Если последнее снижается, то либо току, либо напряжению нужно увеличиваться, чтобы сохранить тот же уровень громкости.
Импеданс можно измерить и в домашних условиях: понадобится аудиокарта, усилитель, динамик и соответствующий софт. В результате получится график, который, к удивлению экспериментатора, может быть далек от паспортных данных.
Обычно импеданс имеет большой горб в области баса из-за резонансов и плавно растет на высоких — из-за реактивного сопротивления магнитной катушки динамика. На пиках сопротивление может подскакивать намного выше заявленных характеристик, что нужно учитывать при конструировании концертных залов и студий. Однако это не является большой проблемой для домашней акустики, если не эксплуатировать ее на пределе возможностей.
Почему импеданс важен?
Согласованность усилителя и колонок по импедансу обеспечит безопасную и долговечную работу обоих приборов, избавит от проблем и искажений звука. В свою очередь, если подключить колонки с импедансом в пару Ом к усилителю, рассчитанному минимум на 8 Ом, и включить громкую музыку, тогда динамикам можно сказать до свидания.
Помимо этого, мощность усилителя на выходе напрямую зависит от импеданса акустики: чем выше импеданс, тем меньше мощность. Например, усилитель, выдающий по 50 Вт на канал с колонками на 4 Ом, обеспечит лишь по 25 Вт на колонку с импедансом 8 Ом. Грубо говоря, в первом случае будет громче. Часто в спецификациях усилителя указывается, какова будет его мощность в сочетании с акустикой, исходя из базовых значений импеданса.
Что лучше — высокий или низкий импеданс?
Ценители качественного звука обычно предпочитают колонки с более высоким импедансом. Эта традиция отчасти идет от наушников: там студийные и аудиофильские модели имеют импеданс в 300 и более Ом. Считается, что высокоомная нагрузка более благоприятна для усилителя, так он выдает меньше искажений.
В автозвуке и бытовой акустике, где мощность важнее нюансов звучания, чаще выбирают акустику с более низким импедансом. Но здесь стоит помнить, что чем ниже импеданс, тем большую роль в общем сопротивлении играют провода. Отчасти поэтому аудиофилы уделяют им так много внимания и предпочитают высокое сопротивление динамиков.
Тем не менее, в конечном счете, куда важнее оказывается качество изготовления прибора, а не его импеданс, а также правильное согласование усилителя и громкоговорителей.
Как подобрать усилитель по импедансу?
На самом деле с импедансом все просто. В большинстве случаев сопротивление и колонок, и усилителей находится в диапазоне 4-8 Ом, так что долго ломать голову с выбором не придется. Стандарты динамиков для автозвука — 2, 3 и 4 Ом. При выборе усилителя нужно, чтобы колонки подпадали под этот диапазон. При этом:
Нестандартные значения импеданса бывают, в основном, в экзотических аудиофильских системах. Бывают и многоканальные усилители, в которых сопротивление на канал можно переключать самостоятельно в определенном диапазоне. Яркий пример — гитарные усилители, которые имеют отдельные выходы для динамиков с разным сопротивлением.
Как подогнать импеданс под усилитель?
Есть простой хинт, позволяющий точно согласовать почти любые колонки с любым усилителем. Если импеданс колонок слишком высок, нужно подключить их к усилку параллельно, а если слишком низкий — последовательно:
Также можно использовать комбинации последовательного и параллельного подключения, если динамиков много. Есть и специальные приборы, которые упрощают коммутацию и предлагают гибкость в выборе нужного импеданса.
Некоторые также используют обычный резистор, чтобы подогнать импеданс под нужное значение. К примеру, если импеданс колонок всего 2 Ом, а усилитель рассчитан на 4-16 Ом, тогда резистор на пару Ом может решить дело для тех, кто знаком с радиотехникой и понимает, какой провод куда идет. В фирменных приборах с выбором импеданса внутри находится как раз пара резисторов, прикрепленных к радиаторам, чтобы не перегревались при нагрузке.
Мостовое подключение
Мост позволяет подключить мощные колонки или, чаще всего, сабвуфер к усилителю, поддерживающему соответствующую функцию (об этом должно быть написано в мануале). Суть его очень проста: к динамику подключается плюс от одного канала и минус от другого канала усилителя. Таким образом левый и правый каналы объединяются в один моноканал, мощность которого в 4 раза выше каждого по отдельности.
На что еще смотреть при выборе усилителя?
Помимо импеданса, нужно учесть мощность и чувствительность.
Мощность — это квадрат напряжения, поделенный на сопротивление, измеряется в ваттах. Обычно в спецификациях указывают номинальную и пиковую мощность, в этом случае нужно смотреть на номинальную: она показывает, грубо говоря, насколько громким будет усилитель при обычном режиме работы. К примеру, 200 Вт при 4 Ом. При согласовании мощности нужно быть внимательным:
Грубо говоря, если акустика имеет номинальную мощность 50 Вт, то номинальная мощность усилителя должна примерно ей соответствовать. Некий разброс при этом допустим и не критичен, если нет задачи слушать музыку подолгу на максимальной громкости.
Параметр чувствительности относится только к колонкам и определяет, как громко будет звучать колонка на расстоянии в 1 м, если подать на нее 1 Вт. Чувствительность измеряется в децибелах. Чем ниже чувствительность колонок/динамиков, тем тише они звучат, тем более мощный усилитель им нужен. Высокая чувствительность снижает требования к усилителю.
Заключение
Активная акустика со встроенным усилителем лидирует в сегменте бытовых колонок. Она избавляет от необходимости подбирать одно к другому и полностью исключает риск роковой ошибки. Поэтому об импедансе чаще всего задумываются любители автозвука, которым приходится выбирать динамики и усилитель по отдельности, либо аудиофилы, которые строят свою кастомную систему. В обоих случаях достаточно посмотреть, сколько мощности выдаст усилитель на импедансе выбранных колонок, и проверить по их номинальной мощности, не надорвутся ли динамики от такой нагрузки.
Как узнать импеданс для ноутбука?
Имеется довольно старый ноутбук Lenovo B590. В нём есть 3,5-мм гнездо для гарнитуры, судя по гравировке. Как узнать, что к нему следует подключать? Как выяснить выходное сопротивление?
Инструкцию пользователя https://download.lenovo.com/pccbbs/mobiles_pdf/b490_b43xx_b590_ug_en.pdf и инструкцию по ремонту https://download.lenovo.com/pccbbs/mobiles_pdf/b590_hmm_en.pdf пролистал. Импеданс не упоминается. Выяснил, что соответствующая плата называется LB58 IO Board, но её характеристики не нашёл.
Где ещё можно посмотреть?
Или есть какой-то стандарт для наушников, который все изготовители ноутбуков жёстко соблюдают?
Я вот так сделал: купил Lightning to 3.5mm AUX Audio Cable и iPhone 12. Подключил. Дыма нет. Все работает. Импеданс нормальный.
Теперь попробуй объяснить это аудиофилу.
Охренеть. А тупо померять теперь уже не модно ваще, да? Воспроизводишь синусоиду 1кГц например. Меряешь напряжение на твоём выходе без нагрузки и с какой-нибудь известной нагрузкой. Знаешь наряжение без нагрузки, напряжение с нагрузкой и сопротивление нагрузки. Считаешь свой импеданс. Всё. Это на несколько порядков быстрее, сцуко, чем искать какие-то pdf’ки и писать посты на форумах.
Скажем так, что 32 ома он вряд ли потянет. Где-то 16 топчик.
Хотя фиг его знает как там сейчас. И от производителя видимо зависит. Мои наушники на 32 ома тянули только на половину. А узнать очень просто – смотреть доки к машине.
Ну 16-32 ОМ наушники для переносимой техники стандарт чуть ли не.
на типичные сопротивления наушников рассчитано
Ты путаешь импеданс наушников с импедансом выхода. Идеальный для источника — ноль. В реальности хорошо, если импеданс наушников относится к импедансу источника как 8/1 и выше.
Не путаю, я не писал, что это одно и тоже.
Да, верно, это я поспешил додумать популярную ошибку 😐
узнай какой там у тебя аудиокодек, можно сообщения ядра попарсить или может в мануалах где-то написано. потом находишь даташит на свой кодек и там вот уже всё расписано, все электрические характеристики, протоколы, тайминги, регистры. обычно.
Дополню: Я думаю, что туда надо стандартно 16-32 Ома наушники.
Хоспаде, ужасная каша. Зачем Вам выходное сопротивление, от него не зависит какие наушники можно подключить. Не путайте выходное сопротивление усилителя и сопротивление динамической головки. Не используйте термин импеданс, раз не знаете его значения. Подлючайте любые наушники, в худшем случае не хватит мощности и будет тихий звук.
Для этого нужен штекер, который нужно ехать покупать.
Воспроизводишь синусоиду 1кГц например. Меряешь напряжение на твоём выходе без нагрузки и с какой-нибудь известной нагрузкой.
Зачем Вам выходное сопротивление, от него не зависит какие наушники можно подключить.
От него зависит, какой подключать усилитель.
узнай какой там у тебя аудиокодек
Audio device: Intel Corporation 7 Series/C216 Chipset Family High Definition Audio Controller (rev 04)
И что это даёт? И почему у него может быть только 1 вариант аналоговой обвязки?
16-32 ОМ наушники для переносимой техники стандарт
Он где-нибудь формально прописан?
Мои наушники на 32 ома тянули только на половину.
В чём это проявлялось?
А узнать очень просто – смотреть доки к машине.
Какие? В приведённых по ссылкам ничего не нашёл.
Я думаю, что туда надо стандартно 16-32 Ома наушники.
А какой туда лучше подойдёт усилитель?
Входное сопротивление любого усилителя довольно велико. Для этой задачи тебя может интересовать только максимальная выходная/входная амплитуда, но более чем уверен, что любой усилитель для наушников рассчитан на работу с типичными источниками звука.
Зы, обычные люди для этого покупают звуковуху, получая больше профитов, чем от встройки ноута с усилком.
То что у усилителя, который Вы будете подключать, типичное входное сопротивление будет измерять в КИЛООмах. Вы, юноша, придумываете проблему там где её нет, раз за разом.
Почему проблемы нет?
Проблема согласования сопротивлений источника и приемника только в том, что источник может иметь сопротивление соизмеримое с сопротивлением второго, от чего сам факт подключения будет влиять на сигнал. Но это всё не твой случай.
Потому что предполагается что проблемы возможны (ключевое слово возможны) если разница выходного сопротивления и входного на следующем звене меньше чем в десять раз. В связи с чем у выхода на наушники не может выходное сопротивление измеряться килоомами. А значит разница сопротивлений будет в сотни и тысячи раз. Проблема надуманная так же как и с наушниками.
Я просто врубал их через звуковуху и там было громче. Звуковуха тянула и 48 Ом спокойно. А ноут тянул наполовину примерно.
Это было с прошлым ноутом. Который у меня сейчас тащит 32 Ом по полной.
Некое соглашение существует только для колонок, для наушников стандарта нет.
Как узнать, что к нему следует подключать? Как выяснить выходное сопротивление?
вот тебе заняться нечем. втыкай любые.. заработали и хорошо.
Audio device: Intel Corporation 7 Series/C216 Chipset Family High Definition Audio Controller (rev 04)
В спеках к C216 толком ничего не написано, так что пофигу. Проще уже опытным путём определить. В любом случае я бы не рассчитывал на что-то круче 32 Ом.
а что должно быть в спеках на чипсет, если у него нет аналоговых аудиовыходов от слова вообще?)))
какой подключать усилитель
тёплый ламповый звук?
Пожалуйста, не подключай усилитель в выход от ушей ноута
Давай сначала. Что у тебя есть, что ты хочешь купить? Я так понял наушников нету и ты что-то такое как наушники хочешь выбирать ПОД хреновое гнездо наушников ноута?
Никакой. Подключи к ноутбуку DAC по USB, а к нему уже усилитель. Или сразу комбинированный DAC+Amp.
Хм. Мне интересна сама методика выбора усилителя.
Предположим импеданс выхода 0.05Ω, по какому критерию будет подбираться усилитель?
А если выход 0.1Ω, что изменится?
Когда этот откровенно тупой речевой оборот уже выйдет из моды, интересно.
микросхема цап/ацп какая?
Audio device: Intel Corporation 7 Series/C216 Chipset Family High Definition Audio Controller (rev 04)
не оно. можешь посмотреть маркировку на самой микросхеме, если в сообщениях найти не можешь. или в мануале к материнке ещё могут упомянуть. у тебя какая?
И что это даёт? И почему у него может быть только 1 вариант аналоговой обвязки?
потому что обычно там и нет никакой обвязки а выход с ноги микросхемы напрямую (ну, может, через конденсатор) идёт на разъём наушников. в любом случае, там часто приводят и типовые схемы обвязок, если они необходимы. производители мат плат обычно придерживаются этих рекомендаций.
аудиофил, тыкающий наушники во встроенную 30-центовую звуковуху
эта норрмальна ) аудиофилы они такие))
если выражаться помягче, то это современные алхимики от аудио свято верующие в магические звуковухи, наушники, коннекторы и т.д.
для них очень важно найти философский камень настоящий аудиофильский девайс (что угодно) – именно он спасет всю связку малобюждетных/низкокачественных компонентов и придаст настоящее аудиофильское звучание и т.п.
и не спрашивай как и почему это случится – обычным слушателям такие тонкости недоступны )
ты ещё скажи что ламповые предусилители не превращают что угодно в хайэнд
Справка по ноутбукам: Выясняем, как создается качественная ноутбучная акустика
Вступление
При покупке ноутбука основное внимание уделяется процессору, видеокарте, памяти и дисплею, тогда как встроенные динамики обычно отходят на второй план. В большинстве моделей встроенная акустика выдает плоский и тихий звук, так как считается, что пользователи в любом случае будут подключать наушники или внешние динамики. Аудиофилы же вообще с большой вероятностью будут использовать цифровые USB ЦАП для достижения максимального качества звука.
Постоянные читатели Notebookcheck в курсе, что мы всегда тестируем встроенную акустику в ноутбуках и даже приводим амплитудно-частотную характеристику в каждом обзоре, чтобы можно было объективно сравнивать различные модели. В данном материале мы расскажем как создаются динамики для ноутбуков и как они работают. Также, мы покажем каким образом обеспечивается высокое качество аудио выхода и какие для этого используются аппаратные и программные улучшения. Проиллюстрировать все вышеописанное мы можем на примере игровых ноутбуков MSI.
Вы также можете взглянуть на предыдущую статью из данного цикла:
Дизайн встроенной акустики
Никто не станет спорить, что вы можете подключить внешнюю акустику или наушники, но дизайн встроенных динамиков при разработке ноутбука всегда имеет большое значение. Такие факторы как размер и расположение динамиков, а также их тип, разводка обвязки и диапазон воспроизводимых частот напрямую влияют на итоговое качество звука. Давайте рассмотрим эти аспекты подробнее.
Выбор размера и расположения динамиков
Специалисты Dynaudio подключаются на ранних этапах разработки ноутбука, чтобы наиболее оптимальным образом подобрать размер и расположение звуковых излучателей. На изображении справа продемонстрирован ранний концепт внутренностей разрабатываемой модели ноутбука. Дело в том, что физические характеристики динамиков напрямую влияют на баланс воспроизводимых частот, а также возможный резонанс с корпусом и, как следствие, интенсивность побочных вибраций. Инженеры Dynaudio вносят необходимые коррективы в расположение, размеры и разводку прочих компонентов на плате и затем тестируют все это на прототипе, прежде чем запускать модель в серийное производство. Свободного пространства внутри ноутбука крайне мало, а от этого напрямую зависит диапазон воспроизводимых динамиками частот. Соответственно, необходимо максимально эффективно задействовать весь доступный объем.
Концепция Giant Speaker Design
Большинство ноутбуков имеет два динамика, которые располагаются по бокам корпуса. И даже если продвинутые модели способны адекватно воспроизводить средние и высокие частоты, то с низкими всегда возникают серьезные проблемы. Все дело в том, что установить сабвуфер, достаточного для качественной передачи низов размера, в тонком корпусе очень сложно, так как для него банально не хватит места. Таким образом, для получения наиболее ровной АЧХ и качественного звука необходимо увеличить доступное для динамиков пространство и добавить пару сабвуферов.
MSI разработала концепцию Giant Speaker Design (буквально гигантские динамики), с помощью которой и удалось добиться необходимых характеристик. Как видно на снимке справа, под встроенную акустику отведена четверть всего внутреннего пространства корпуса ноутбука. Также, вы можете видеть, что в данном случае динамики совмещены с сабвуферами. Данное решение позволило расширить диапазон воспроизводимых частот и, надо сказать, такой концепт гораздо лучше проявил себя в деле, нежели стандартные динамики в большинстве ноутбуков.
Подавление резонанса
Если же в разработке находится компактная и тонкая модель ноутбука, то смело можно ожидать появления нежелательного резонанса и, как следствие, вибраций корпуса. Все бы ничего, но данное явление может сильно подпортить качество воспроизводимого звука. В таких случаях используются поглотители резонанса, созданные из специального материала. Как видно на снимке справа, зачастую они представляют собой кольцо из пористой прокладки, приклеенной вокруг динамической головки, которое за счет своих свойств максимально подавляет резонанс.
Усилитель Smart Amp
Ещё на CES 2015 Texas Instruments продемонстрировали новую концепцию Smart Amp. Если говорить простым языком, то по факту был показан усилитель, способный увеличить выдаваемую динамиками мощность без их повреждения. В большинстве ноутбуков установлены динамики, способные выдавать и 10 и 30 Вт, но выходная мощность усилителя обычно ограничена лишь 2 Вт. Мощность ограничена для того, чтобы не дать слишком высоким токам повредить катушку динамика, а также во избежание искажений звука (треска мембраны, прим.ред.). Однако, Smart Amp способен обрезать опасные резкие всплески амплитуды, выдавая на динамик более мощный, но безопасный для него сигнал.
Имплементация Smart Amp от MSI способна обеспечивать до 30 Вт мощности без повреждения динамика от избыточного тока или перегрева. Усилитель способен в реальном времени подстраивать мощность и фильтровать опасные для динамика всплески амплитуды. Таким образом, мы получаем более громкие динамики в тонком корпусе. Что самое интересное, такая техника позволяет усиливать не только средние и высокие, но и низкие частоты.
Усиление низких частот
Обеспечить нормальные басы в ноутбучной акустике архисложно учитывая все ограничения данного форм-фактора. Для решения этой проблемы используются пассивные излучатели. Представляют они собой те же самые динамики, но без катушки и магнита. За счет добавления пассивного излучателя воспроизведение низких частот улучшается примерно как в случае использования отдельного сабвуфера.
Как же пассивный излучатель выполняет свою работу? Для лучшего понимания принципа взгляните на схематичное изображение внутренностей динамика справа. При движении мембрана создает движение воздуха в закрытом пространстве, из-за чего синхронно двигается и пассивная мембрана. Вибрации пассивного излучателя выдают низкочастотный звук, довольно схожий с тем, что дает отдельный сабвуфер.