امپدانس هدفون چیست و چه اثری بر تجربه شنیداری دارد؟

آیا شما نیز با شنیدین امپدانس هدفون متعجب می شوید و می خواهید بدانید که امپدانس یک هدفون چه تاثیری بر صدا و تجربه شنیداری شما می گذارد؟ امپدانس ظاهری یا امپدانس، همان مقاومت جریان AC در سیم پیچ (Coil) هدفون ها و بلندگو ها است که با واحد اُهم اندازه گیری می شود. این مقاومت به فرکانس وابسته است و همیشه به صورت قراردادی روی فرکانس هزار هرتز اندازه گیری می شود. اگر می خواهید یک هدفون داینامیک بخرید باید به این نکته نیز توجه داشته باشید که بازه امپدانس در تجهیزات صوتی بسیار وسیع و  در هدفون ها از ۴ و ۱۶ تا ۶۰۰ اهم متغیر است. در این مطلب نکاتی را درمورد این که امپدانس هدفون چیست و چگونه کار می کند، گردآوری کرده ایم.

نحوه کار هدفون چگونه است؟

همه ما در دروس علوم دوره دبستان آموخته ایم که انرژی ها می توانند از فرمی به فرم دیگر تبدیل شوند و این کار به وسیله یک مبدل Convertor انجام می شود. هدفون نیز یک مبدل    Transducer  است که سیگنال الکتریکی صدا را به فشار امواج در هوا تبدیل می کند و باعث می شود تا آن سیگنال صدا از طریق لرزش مولکول های هوا به گوش برسد. این، نوعی از تبدیل انرژی الکتریکی به فیزیکی محسوب می شود. هر چه مقاومت مبدل های هدفون شما در برابر سیگنال الکتریکی بیشتر باشد، برای راه اندازی و شنیدن صدای با کیفیت از آن، نیاز به آمپلی فایر هدفون یا کارت صدا با توان خروجی بیشتر خواهید داشت.

این فرایند در هدفون به نام تراز ظاهری فشار صوت هدف‌ یا سطح فشار صدای نامی  (Nominal  sound pressure level)شناخته و با واحد دسیبل dB spl  سنجیده می شود. این پارامتر نشان دهنده فشار صدایی است که در یک میلی وات نیروی الکتریکی به مبدل های هدفون وارد می شود.

اگر شما نیز به دنبال یک هدفون پر توان هستید که بتوانید در ولوم های بالا از آن استفاده کنید، نمی توانید روی هدفون های با امپدانس پایین مانند ۱۶ یا ۳۲ اهم سرمایه گذاری کنید. یک هدفون پر توان باید سیم پیچ هایی با مقاومت بالا داشته باشد که اولا بتواند حجم زیاد فشار الکتریکی را تحمل کند، نسوزد یا نیم سوز نشود و دوما با دریافت انرژی بالای سیگنال الکتریکی بتواند بیشترین توان تبدیل انرژی الکتریکی به فیزیکی (صدا) را ارائه دهد.

امپدانس هدفون ها بسته به ساختارشان و با توجه به تعداد دور سیم پیچ، نوع و توان مگنت به کار رفته در آن ها، گوناگون اند. ساختار و مکانیزم درایور هدفون ها نیز مانند درایور اسپیکر ها است؛ بنابراین ویژگی های هدفون های الکتریکی بسیار به اسپیکر های داینامیک شباهت دارد.

امپدانس هدفون چیست؟

امپدانس الکتریکی تضادی را که در مدار هنگام اعمال ولتاژ به جریان مشخص می شود، اندازه می گیرد. درست برخلاف مقاومت که برای مدار های DC به کار می رود، امپدانس باعث می شود که مفهوم مقاومت الکتریکی مدار های AC نیز در بر گرفته شود. در DC اندازه گیری بر اساس اهم است؛ در حالی که در AC اندازه گیری هم بر حسب اهم و هم بر حسب درجه صورت می گیرد.

در نتیجه می توان گفت که هر ابزار الکتریکی ای که در خود مدار AC دارد، دارای امپدانس الکتریکی است؛ بنابراین امپدانس عضوی جدانشدنی در تمام مسیر های سیگنال های صوتی است و این تجهیزات الکتریکی شامل هدفون دی جی نیز می شوند. امپدانس هدفون یکی از مهم ترین ویژگی ای است که از میان ویژگی های درج شده بر دفترچه راهنمای آن باید در نظر گرفته شود. دلیلش هم این است که مشخص می کند کدام منبع صوتی برای عملکرد مطلوب هدفون مناسب تر است.

منبع و بار امپدانس چیست؟

لازمه دریافتن این که نحوه انتقال سیگنال صوتی امپدانس هدفون به چه صورت است، آشنایی با اصطلاحات منبع و بار امپدانس است. امپدانس ذاتی دستگاه خروجی صدا، منبع امپدانس نام دارد که دستگاه های خروجی را که عبارت اند از: جک های هدفون در تقویت کننده های آن، رابط های صوتی، دستگاه های ضبط، میکس بورد، گوشی های هوشمند، لپ تاپ ها و ...، در بر می گیرد. بار امپدانس نیز در حقیقت همان امپدانس ورودی هدفون است. زمانی که هدفون به جک وصل شود، دستگاه جک هدفون منبعی در نظر گرفته می شود که درایور های آن را هدایت می کند.

امپدانس هدفون ها به چند بخش تقسیم می شود؟

درمورد امپدانس ها نکات زیادی برای بررسی در دست است؛ با این حال برای کسانی که در زمینه برق سررشته ای ندارند، می تواند دشوار و تا حدودی حوصله سر بر باشد. با این حال سعی می کنیم با زبانی ساده انواع آن ها را بررسی کنیم و بگوییم که درک مشخصات امپدانس هدفون چه تاثیری در استفاده عملی از آن با جک و آمپلی فایر های مختلف می گذارد.

همان گونه که پیشتر نیز اشاره کردیم، امپدانس را با اهم اندازه گیری می کنند و مشخصات این ویژگی در تمام هدفون ها یافت می شود. امپدانس مشخص می کند که هدفون برای رسیدن به حجم شنیداری قابل قبول به قدرت زیادی نیاز دارد. این یک نکته کلی است که هر چقدر امپدانس بالا تر باشد، هدفون نیز به قدرت بیشتری نیاز پیدا می کند.

امپدانس هدفون به سه بخش ویژه تقسیم می شود که هر کدام کارایی خاص خود را دارند. در ادامه هر کدام را به طور مفصل بررسی می کنیم.

• هدفون های با امپدانس پایین

 امپدانس این نوع هدفون ها از ۴ تا ۶۴ و ۱۰۰ اهم است. کاربری آن ها در دستگاه های همراه و کوچک با توان کم مانند پلیر ها، موبایل ها، تبلت ها و لپ تاپ ها است که به ولتاژ و جریان زیاد برای راه اندازی هدفون نیازی ندارند؛ زیرا ولتاژ خروجی شان بسیار پایین است.

• هدفون های با امپدانس متوسط

 امپدانس این نوع هدفون ها از ۱۰۰ تا ۳۰۰ اهم است. این هدفون ها در استودیو ها و سیستم های پخش HiFi به کار می روند و نیازمند آمپلی فایر هدفون برای راه اندازی هستند. معمولا کارت صدا های حرفه ای استودیویی که خروجی هدفون دارند، دارای توان لازم برای راه اندازی این هدفون ها نیز هستند.

• هدفون های با امپدانس بالا

 امپدانس این گونه هدفون ها از ۳۰۰ تا ۶۰۰ اهم است و برای راه اندازی آن ها به آمپلی فایر های مخصوص هدفون نیاز است. این آمپلی فایر ها می توانند لامپی، ترانزیستوری و یا دیجیتالی باشند.

چه رابطه ای میان امپدانس هدفون و میزان حساسیت آن هست؟

حساسیت هدفون به معنای ارتباطی است که میان بلندی صدای آن و سطح توان معین گفته می شود. برای مثال معمولا در یک فرکانس خاص (1 کیلو هرتز) با 1 مگاوات توان اندازه گیری می شود. مشخصات حساسیت هدفون بین 90 دسی بل SPL و 105 دسی بل SPL قرار می گیرد. البته گاهی اوقات از این محدوده نیز فرا تر می رود. در طراحی هدفون ها هیچ ارتباطی میان امپدانس و حساسیت برقرار نمی سازند؛ با این حال قطعا میان مقادیر تطبیق امپدانس و حجم هدفون همبستگی هایی مشاهده می شود. تغییرات منبع امپدانس بر انتقال توان بالقوه میان منبع و هدفون تاثیر می گذارد و ممکن است آن را تغییر دهد؛ در نتیجه حجم هدفون نیز با تغییراتی مواجه می شود. با این حال همچنان مقدار حساسیت ثابت باقی مانده است.

جمع بندی

در هر ابزار الکتریکی ای که مدار AC هست، امپدانس الکتریکی دیده می شود. هدفون دی جی نیز از این قاعده مستثنی نیست. هنگام خرید این هدفون ها باید به میزان امپدانس آن ها توجه کرد؛ زیرا مشخص می سازد که حجم شنیداری آن چقدر است. این یک قاعده کلی است که هر چقدر امپدانس هدفون بیشتر باشد، هدفون به قدرت بیشتری نیاز پیدا می کند. در این نوشته درمورد این که امپدانس هدفون چیست و چه کاربرد هایی دارد مطالبی را بیان کردیم.