Как улучшить чувствительность наушников тдс 15

Тема: Чувствительность наушников, требования к усилителю.

Чувствительность наушников, требования к усилителю.

Эта старая статья, опубликованная на некоторых специализированных сайтах по наушникам в 2008 году, дается почти без изменений.

Открываю эту тему, чтобы было меньше вопросов, по поводу совместимости разных наушников, звуковой карты и усилителей для наушников.
Вооружившись терпением, каждый сможет сам рассчитать все требования наушников к источнику сигнала. Математика несложная, школьного образования должно быть достаточно.
Самыми важными характеристиками наушников являются их импеданс и чувствительность. Если импеданс это приблизительно среднее сопротивление на частоте 1000 Гц, отличается от сопротивления постоянному току не катастрофически и можно измерит простым омметром, то чувствительность измерить совсем не просто и следует использовать данные, которые дают производители. Другое дело, что производители пытаются преподнести свою продукцию в наилучшем виде, поэтому умышленно иногда не дают полной информации. Например, указать чувствительность наушников 100dB, это практически ничего не сказать, поскольку нет параметра, при котором это значение получено, то есть это нуль информации. Любые наушники могут дать 100dB, только для одних потребуется 10-и ватный усилитель, а другие и с простым плеером будут «громыхать». Поэтому принято указывать чувствительность, как величину звукового давления, при выделении на наушниках 1-го милливатта мощности (dB/mW), или как величину звукового давления, развиваемого наушниками, при подаче на наушники 1-го вольта (dB/V), выраженную в децибелах (dB). Это стандарт в международной практике измерений. Никакие другие условия не используются и не приняты в международной практике. Все что дают отличного от представленного обозначения и условий некоторые фирмы, это их личная инициатива, направленная на … понятно, на что, да?
Принятые значения чувствительности связанны между собой, поэтому легко переводятся одно в другое. Звуковое давление оценивается относительно «порога слышимости», которое равно 0,00002Па (паскаля), поэтому значения звукового давления даются относительно именно этой величины, а относительные значения вычисляются через десятичные логарифмы.
Нужны все две формулы:
(1)
(2)
Pср – в формулах это Рср.ст средне-стандартное звуковое давление, значение которого было указано для всех советских динамических головок, до появления значений выраженных в децибелах. В формулах это одна и та же величина, поэтому полученное значение в одной формуле просто переносится в другую.
U0.1w – напряжение при 100 милливаттах на наушниках, рассчитывается как корень квадратный из произведения импеданса наушников на 0,1W.
В формуле цифра 0,1W – это как раз и есть значение подаваемой мощности на динамическую головку при Рср.ст (среднестандартное звуковое давление), для наушников это значение должно было бы быть 0,001W, но стандарта для Рср.ст наушников не существует, как неопределенно и расстояние при котором могли бы быть произведены измерения, поэтому ничего не менял, когда выводил для них формулу, просто значение среднестандартного звукового давления наушников будет в 10 раз больше, но это не важно, пропорциональности формулы это не изменит. А в принципе можно было бы в формуле 2 убрать число 0,1 в числителе, а в формуле 1 разделить числитель и знаменатель под логарифмом на 10, тогда и значение мощности при испытании наушников будет 0,001W, значение логарифма от этого не изменится.
Как рассчитать.
Например, наушники Etymotic ER-4S имеют импеданс 100 Ом, заявлены производителем с чувствительностью SPL(1v)=108dB/V и SPL(1mW)=98dB/mW, проверяем.
98/20=4.9
Pср=10^4.9*0.00002/0.1=15,88Па
SPL(1v)=20lg15.88/[10^(1/2)*0.00002]=108dB
Можно наоборот:
108/20=5.4
Pср=10^5.4*0.00002*10^(1/2)=15.88Па
SPL(1mW)=20lg(15.88*0.1/0.00002)=98dB
Как выяснить способность усилителя «раскачать» наушники? В первую очередь надо учесть, что музыкальный сигнал имеет очень большой динамический диапазон, особенно классическая музыка, популярная музыка имеет значительно меньший динамический диапазон, но выше средний уровень, который люди и оценивают как уровень громкости.
Для наушников Etymotic ER-4S, имеющих 100 Ом и чувствительность 98dB/mW, надо иметь источник с выходным напряжением, обеспечивающим звуковое давление 94dB.
Вычисляется по первой формуле.
94/20=4.7
Uimp=[10^4.7*0.00002*10^(1/2)]/15.88=0.2V
Но это еще не все, это лишь средний уровень, как видно такое напряжение способно обеспечить практически любое устройство, рассчитанное на низкоомную нагрузку. Самое главное пики музыкального сигнала, которые в среднем можно оценить на 20dB выше среднего уровня. Значит, полученное напряжение нужно увеличить в 10-ь раз, а чтобы получить его амплитудное значение все это надо увеличить еще на корень из 2-х.
Uam=0.2*10*2^(1/2)=2.82V
Это уже не мало, но на такой нагрузке справится большинство выходных каскадов даже переносных устройств, особенно с популярной музыкой.
Таким образом, рассчитывая наушники с другими характеристиками, можно выяснить, сможет их «раскачать» усилитель или не сможет.

Для определения звукового давления развиваемого наушниками или АС (акустическими системами), можно использовать формулы по мощности, которые даже проще применять, чем предложенные ранее. Вывод формул громоздок, поэтому здесь не приводится, но все формулы связанны между собой.
Все что нужно, это выяснить ту мощность, на которой требуется получить звуковое давление и мощность относительно которой вычисляется значение, в одном варианте при 1V приводимой производителем чувствительности, или для 1mW в другом случае.
Для АС (акустических систем) приводится характеристическая чувствительность при подводимой мощности в 1W, поэтому звуковое давление надо рассчитывать относительно этой величины.
(3).
(4).
Можно автоматизировать процесс:
http://www.headphone-amplifier.com/calculator.htm

———- Добавлено в 13:51 ———- Предыдущее сообщение в 12:59 ———-

Специально для Lynx и тех, кто сомневается, привожу расчет требований к усилителю для наушников AKG K1000.
Чувствительность наушников К1000 самая маленькая из всех выпускаемы когда-либо наушников, ниже еще не было и составляет 74dB/mW, импеданс 120 Ом.
Чувствительность дана при подводимой мощности 1mW, поэтому надо воспользоваться формулой 2.
74dB/20=3,7, откуда 10^3,7=5011,87
5011,87=0,1Рср/0,00002
Рср=5011,11*0,00002/0,1=1,00237

ТДС-15 «Амфитон»

Изодинамические наушники ТДС-15 выпускались ПО “Счетмаш”, г. Кишинев и НПО “Феррит” (завод “Магнетон”), г. Ленинград. Предназначались для индивидуального прослушивания стерео программ бытовой высококачественной радио аппаратуры высшей и первой групп сложности.

Характеристики:

Диапазон воспроизводимых звуковых частот: 20 – 20000 Гц

Неравномерность АЧХ в диапазоне 20-20000 Гц: 14 дБ

Звуковое давление на частоте 500 Гц при номинальной мощности: 94 дБ

Номинальная подводимая мощность: 2 мВт

Паспортная мощность: 1 Вт

Суммарный коэффициент гармоник: 0,3%

Номинальное сопротивление входов: 16 Ом

Габариты: 240х195х75 мм

АЧХ из паспорта:

АЧХ из книги:

Описание

Наушники разработаны на основе ТДС-7 Амфитон, но имеют более тонкую мембрану, которая позволяет улучшить звучание.

1. магнит;
2. пластина;
3. обойма;
4. рамка;
5. кольцо;
6. мембрана;
7. пружина.

Электроакустический преобразователь состоит из магнитной системы, которая содержит десять магнитных стержней, по пять с каждой стороны и подвижной системы. Магниты 1, изготовленные из изотропного феррита бария, размещены на двух стальных пластинах 2 с продольными прорезями. Магниты намагничены в поперечном направлении и расположены одноименными полюсами друг против друга. Стальные пластины с магнитами вставлены в пластмассовые обоймы 3. Между магнитами с помощью рамки 4 и резинового кольца 5 создается воздушный зазор. На рамку 4 наклеена мембрана 6 со звуковой катушкой.

Магнит марки 15БА300. Размеры магнитных стержней 55х6х3,5 мм. Мембрана изготовлена из полиэтилентерафталатной пленки, фольгированной алюминие ФДЛ-А-2 толщиной 15 мкм. Толщина проводника катушки 10 мкм (10 витков). Кабель ЛППВ 4х0,8 мм 2 .

Мембрана изготовлена из полимерной пленки с приклеенной к ней алюминиевой фольгой. Из фольги методом фотолитографии изготовляется звуковая катушка, имеющая вид меандра с четырьмя секциями. Витки каждой секции звуковой катушки находятся в магнитном поле рассеивания двух магнитных стержней, намагниченных разноименно.

Весь пакет скреплен с помощью пружин 7 и вложен в круглый пластмассовый корпус, к которому крепится двойное оголовье, состоящее из металлической ленты и мягкой полосы, плотно облегающей голому слушателя. К крышкам корпусов крепятся амбушюры прижимного типа из искусственной кожи.

Схема:

Как улучшить чувствительность наушников тдс 15

Здравствуйте.
У меня имеется бриг первого выпуска с той самой надписью «100watt stereo amplifier»(который так хвалил уважаемый А.М.Л.) , прочитав его технические характеристики я пришел к выводу что этот усилитель рассчитан на работу с наушниками сопротивление которых 16ом, которые у меня так же имеются — Амфитон ТДС-15 и Эхо ТДС-16. Однако послушав я разочаровался, этот усилитель, также как и все советские(по крайней мере которые у меня имеются) играет очень тихо с этими наушниками, даже на максимальной громкости.
Товарищи, подскажите пожалуйста, можно ли доработать и каким образом данный усилитель для работы с этими наушниками?
Заранее благодарю.

timemachine

Посмотреть профиль

Отправить личное сообщение для timemachine

Найти ещё сообщения от timemachine

Пользователь
Регистрация: 12.01.2009
Возраст: 35
Сообщений: 7
Ответ: Бриг-001 и Наушники Амфитон ТДС-15?

Народ, пожалуйста помогите! Я, как начинающий радиолюбитель, еще мало что понимаю в усилителях, а слушать хороший звук в хороших наушниках очень хочется.

timemachine

Посмотреть профиль

Отправить личное сообщение для timemachine

Найти ещё сообщения от timemachine

Пользователь
Регистрация: 27.05.2008
Возраст: 33
Сообщений: 109
Ответ: Бриг-001 и Наушники Амфитон ТДС-15?
Ну что можно сказать. Лучше собрать отдельный усилитель для наушников, однокаскадный на одной лампе.
Пользователь
Регистрация: 12.01.2009
Возраст: 35
Сообщений: 7
Ответ: Бриг-001 и Наушники Амфитон ТДС-15?
Сообщение от Feanor
Ну что можно сказать. Лучше собрать отдельный усилитель для наушников, однокаскадный на одной лампе.

хех))) я думаю что мне пока рано таким заниматься. для начала что-нибудь попроще — например доделать тот же бриг.

timemachine

Посмотреть профиль

Отправить личное сообщение для timemachine

Найти ещё сообщения от timemachine

Пользователь
Регистрация: 04.04.2008
Возраст: 66
Сообщений: 3
Ответ: Бриг-001 и Наушники Амфитон ТДС-15?

Всё очень просто. Необходимо изменить номиналы сопротивлений, которые стоят на выходе усилителей мощности Брига.

« Предыдущая тема | Следующая тема »

Опции просмотра

Линейный вид

Комбинированный вид

Древовидный вид

Как улучшить чувствительность наушников тдс 15

В начале 80-ых в Советском Союзе решили создать несколько моделей наушников высокого уровня, взяв за основу лучшие мировые разработки на тот момент. Одним из таких клонов стали ТДС-5, скопированные с Yamaha YH-1. На авторские права, патенты, лицензии и т.п., похоже, положили большой …, справедливо рассудив, что воевать с ядерной супердержавой никто из-за наушников не станет.
Выпускались наушники на саратовском ПО «Агрегат». В 1987 году старую модель заменила новая ТДС-5М. У новой модели вместо 5-штырькового джека появился более современный 1\4” джек, более расширенный частотный диапазон и другие небольшие отличия. Часть наушников изготавливалась на экспорт в Болгарию, как и много другой продукции торговой марки «Электроника», возможно, в другие страны Восточной Европы. То, что наушники шли на экспорт, объясняет, почему коробка от наушников содержит надписи на английском (с большими грамматическими ошибками). Модель прекратили выпускать предположительно в 1991 году.

Характеристики:
Частотный диапазон 18-22,000 Гц
Сопротивление 100 Ом
Чувствительность 94 дБ
Паспортная мощность 1 Вт
Вес без кабеля 0,27 кг
Длина кабеля 2,5 м

Конструкция:
Внешне являются копией Yamaha YH-1, за исключением того, что буквенные обозначение левой и правой сторон на русском языке Л и П, а не на английском, как у японского оригинала. Наушники полузакрытого типа, по всей окружности чаш края имеют стильные отверстия, типичные для ортодинамики Ямаха. Наушники довольно легкие по весу, легкий прижим к ушам, почти не ощущаются на голове. Дужка плохо меняет размер, сказывается некачественность советского производства. Кабель производит впечатление солидного, но это только впечатление, виниловая оплетка толстая, вот и все.

Моддинг:
Не имеет смысла описывать звук наушников без предварительного рассмотрения моддинга наушников. Еще раз напомню, что ортодинамические наушники имеют мембрану, распространяющую звук практически одинаково в обе стороны: наружу, там где расположено ухо слушателя и внутрь чаши. Чаши у наушников немаленького размера, полупустые внутри. Отражаясь от стен чаши, создается множество новых звуковых волн паразитического характера (то есть, появляются призвуки, которых не было в записи). Особенно болезненно сие слышно при воспроизведении низких частот. Бас у наушников в стоковом варианте расползается как манная каша почти на весь частотный диапазон, средние частоты почти задавлены полностью, высокие также не пробиваются. Слушать наушники в стоковом варианте прямо из коробки невозможно. Большинство владельцев ТДС-5М слушали их именно в таком ужасном состоянии много лет, а потом выбросили, так никогда не узнав всего, на что способны эти весьма примечетальные наушники. Легко потом ругать все советское, а ведь данная модель одна из лучших из всех ортодинамических наушников.

Амбушюры наушников легко снимаются, их потом можно будет без труда приклеить снова несколько раз, клей сразу не засохнет. Под амбушюрами надо открутить пять шурупов и снять пластмассовое кольцо. Вытащить и выбросить тоненький поролон из под мембран. И заменить его новым демпфирующим материалом, вырезав его кружками по форме наушников. Смысл демпфирования состоит в устранении паразитических волн, свободно гуляющих в полости чаш. Демпфирующий материал ровно без складок кладется внутрь чаш, сверху кладется мембрана и прикручивается сверху пластмассовое кольцо обратно. Откручивать и прикручивать шурупы надо без применения большой силы, чтобы не повредить хрупкие пластмассовые детали наушников. Сверху прилепливаются амбушюры.

Демпфирование:

Демпфирование бывает слабое (underdamping), сильное (overdamping) и умеренное. В случае с ТДС-5М я перепробовал все три возможных варианта. В случае слабого демпфирования (или недодемпфирования) звук остается почти таким же, как и при заводском демпфировании, ничего существенно не поменяется.

В случае сильного демпфирования (передемпфирования) – когда демпфирующего материала в чашах слишком много, исчезает не только паразитический бас, вообще баса не будет. А вдобавок высоких становится настолько много, что слушать музыку неприятно. Есть любители демпфирования такого рода, которым нравится звук совсем без баса, типа легкий, воздушный, но это глобально меняет характер звучания модели, наушники начинают звучать вовсе не так, как было задумано создателем. Зачем тогда уродовать наушники, проще купить другие, с тем характером звука, который нужен, а не пытаться одеть штаны, запрыгивая в них с крыши.

Умеренное демпфирование наилучший вариант для ТДС-5М. Делается бутерброд из трех слоев: нижний слой из плотной, прочной ткани, но не слишком толстой, этот слой кладется на заднюю стенку чаши и устраняет призвуки, отражающие от чаши. Средний слой немного толще, нужен для заполнения полости чаши и смягчения давления мембраны на нижний демпфирующий слой. Верхний слой (самый тонкий) из тонкой и плотной ткани, чтобы полностью закрыть все отверситя мембраны. С толщиной бутерброда важно не перестараться, иначе получится перебор, описанный выше. Выбор материала в моем случае: нижний слой был из парадной офицерской шинели, средний слой из кружка ваты из косметического набора, верхний слой из средства для мытья посуды. Конечно, возможны различные варианты и из других похожих материалов.

По поводу размеров демпфирующих материалов.
Есть два подхода. Одни люди любят полностью закрыть все отверстия задней стенки чаш, превратив полузакрытые наушники в закрытые. Другие предпочитают оставлять отверстия, предусмотренные конструкцией наушников, открытыми. На сегодняшний день как можно более открытая конструкция ортодинамических наушников кажется мне более привлекательным решением. При демпфировании ТДС-5М я не стремился закрыть отверстия сзади наушников.

Благодаря процедуре демпфирования, которая обязательна для ТДС-5М, лишний бас испарился, стал четким и более упругим, появились хорошие высокие, которых раньше не было совсем, средние частоты проявились в полную меру, как и должно быть.

Демпфирование наушников создает некоторую сложность при сравнении впечатлений разных людей на форумах. Демпфирование могли то делать разное, и соответственно, мнения о звуке наушников могут значительно отличаться. Поэтому перед тем, как сравнивать впечатления, я могу советовать уточнить вначале, какой вид демпфирования выполнен в каждом конкретном случае, а потом уже обмениваться мнениями. ТДС-5М драматически меняют характер звучания в зависимости от демпфирования!

Высокие частоты, по-винтажному, не имеют большой протяженности в самой верхней части, но есть пик в нижней части. Высокие звучат резко, жестко на некоторых записях (благодаря демпфированию). Слегка напоминают высокие у Sennheiser HD 650 – темное, приглушенное звучание, но иногда неожиданно выстреливает залп высоких.

Средние частоты завышены весьма заметно, создают основной характер звукового почерка наушников. Благодаря сильно выдающимся средним частотам получается вечернее, бархатное звучание на всех записях. Такая окраска получается очень удачной, если слушать, к примеру, мужской вокал. Японский рок звучит очень хорошо, да и вообще большинство направлений рока.
Многие спрашивают, каковы в среднечастотном дипазоне ТДС-5М в сравнении с ЭХО ТДС-16. Нет, на гитарной музыке ЭХО все равно лучше, подробнее гитары подают. И по скорости ЭХО быстрее будут, в скоростных жанрах типа death metal ударные будут четче и шустрее. ТДС-5М не очень быстрые наушники.

Бас совсем небольшой, неплохая четкость и упругость верхнего баса, но он не опускается глубоко, что досадно при прослушивании, например, тяжелого рока. Заметные средние частоты хорошо подают гитары, ударные, а «мяса» не хватает, нижний бас как отрезан. Если в записи есть верхний бас, вы его услышите, но, когда баса в записи нет, то и наушники ничего не выдадут. Это совсем нехорошо для воспроизведения записей последних лет, которые без украшений современными наушниками не звучат.

Звуковая сцена\детальность:
Звуковая сцена не очень большая, что не столь хорошо для классической музыки, но не представляет никаких проблем для рок-музыки. Отображение звуковой сцены по вертикали дается наушникам лучше, чем вглубь и в ширину. Интересный момент, я пока еще не слышал современных наушников, которые смогли бы полноценно отобразить звук по вертикали. С макро-динамикой наушники справляются неплохо, хотя и неотлично, но микро-динамику подают плохо. То есть, музыка прошлых лет будет звучать хорошо, а вот для современной музыки наушники не годятся. Для сложной классической музыки наушникам не хватает детальности, музыка звучит несколько замыленно.

Позиционирование музыкантов:
Как и ожидалось от ортодинамики, и эти наушники врущие, со своими любимцами. Ударные выделяются из всей группы (эффект реалистичности потрясающий, на какое-то время я забыл, что сижу в наушниках, казалось, что нахожусь посреди коллектива барабанщиков), в классическом составе рок-группы наушники явно отдают предпочтение бас-гитаре.

Усилитель:
Для смягчения жесткости в высокочастотном диапазоне стоит использовать ламповый усилитель. Наушники можно подключать и к транзисторному усилителю, но звук все-таки несколько резковат.

Выводы:
Наушники прощают низкое качество записи, так как у них нет задранных высоких в крайнем верхнем диапазоне. Отличный вариант для рока самых разных направлений, бардовской песни, вокальной музыки, (по подаче мужского вокала это одни из лучших наушников из всех), акустических инструментов, которые традиционно для ортодинамических наушников звучат натурально, естественно, для джаза, блюза, поп-музыки прошлых лет. Но для современной музыки, где присутствуют спец. эффекты, нужен размах, широкое пространство звуковой сцены, глубокие басовые партии — эта модель никак не вариант, нужно искать современные наушники. Особо стоит отметить музыкальность ТДС-5М, от прослушивания многих хорошо знакомых записей трудно оторваться в этих наушниках, слушаешь весь альбом целиком. Главное, все-таки, не параметры и характеристики всякие, а удовольствие от слушания музыки. С этой точки зрения, ТДС-5М обладают очень интересным и своебразным звуковым почерком.

Материалы, использованные при демпфировании: