Hiểu đúng về trở kháng tai nghe

Trên con đường tìm kiếm chiếc tai nghe của mình, chắc hẳn ai cũng đã từng nghiên cứu và nghe nói đến một khái niệm rất là quen thuộc, đó là "Trở kháng của tai nghe". Vậy trở kháng tai nghe là gì? Và nó ảnh hưởng như thế nào đế chất lượng của âm thanh? Các vấn đề sẽ được giải đáp qua bài này

Trước khi đi sâu vào chi tiết, chúng cần nắm rõ một vài khái niệm sau:

• dB: deciBel, đơn vị tình cường độ của âm thanh, là log bậc 10 của tỉ lệ 2 đơn vị. 1B = 10dB
• Impedance ( R ) tính bằng Ohm: trở kháng, dùng để đo mức độ kháng của mạch với 1 dòng điện xoay chiều, gần giống với khái niệm điện trở của dòng 1 chiều, vẫn tuân theo định luật Ohm (Ohm).
• Sensitivity: độ nhạy, với mỗi V tăng sẽ kêu to được thêm bao nhiêu dB (dB/V).
• Efficiency: hiệu suất/năng/quả, với mỗi mW tăng sẽ làm cho tai nghe phát tiếng lớn thêm được bao nhiêu dB (dB/mW).

Lưu ý: Độ nhạy và hiệu suất khá giống nhau nhưng thực sự lại khác nhau, 1 cái dựa trên hiệu điện thế, 1 cái dựa trên công suất, tức phải tính cả dòng vào.

I. Liên quan giữa các khái niệm bên trên:

Có lẽ ai cũng biết đến định luật Ohm với công dòng điện: R=U/I và P=U2/R
Trong đó :

• U là hiệu điện thế, hay gọi là điện áp, tính bằng Volt (V)
• I là cường độ dòng điện, tính bằng Ampere (A)
• P là công suất, tính bằng Watt (W)

Công suất được quyết định bởi cả áp lẫn dòng, theo công thức trên ta có thể thấy với U giữ nguyên (volume giữ nguyên), R tăng thì I sẽ càng giảm và ngược lại. Có nghĩa trở kháng của tai nghe càng cao thì tai nghe đó sẽ rút càng ít dòng và ngược lại.

Tuy nhiên, ta phải tính đến độ nhạy và hiệu suất ở đây, 1 điều lưu ý: âm thanh to với âm thanh chất lượng hoàn toàn khác nhau. Nhiều amplifier có thể khiến một cái tai nghe kêu như bị cắt tiết nhưng tiếng thì í ẹ. Với một tai nghe có độ nhạy cao (>110dB/V) thì chắc chắn với cái nguồn phát nào nó cũng sẽ kêu khá to vì tăng volume đồng nghĩa với việc tăng áp.

Ngược lại ở độ nhạy thấp (<90dB/V) sẽ phải tăng volume lên để đạt được cùng 1 mức nghe. Một ví dụ điển hình từ thế kỉ trước là tai nghe AKG K1000, trở kháng chỉ có 120ohm, tuy nhiên với hiệu suất cực thấp (74dB/mW). Nói tóm lại, trở kháng chỉ cho ta biết tai nghe đó sẽ cần nhiều U hay I.

II. Liên hệ giữa các đại lượng:



Lấy ví dụ 2 tai nghe với trở kháng 32 ohm và 600 ohm, hiệu suất cùng 100dB/mW. Theo công thức tính công dòng điện P=U2/R, tăng áp lên 1V, ta có P = 1/32 = 0.03125W = 31.25mW => tỉ lệ là 31.25 lần => dB tăng thêm = 10 x log31.25 = 14.9dB => sensitivity =100 + 14.9 = 114.9 dB/V

Với R = 600 ohm, P = 1.67mW => sensitivity = 100 + log1.67 = 100.22 dB/V.

Từ đó ta có thể thấy với cùng 1 mức công của dòng, tai nghe với trở kháng cao hơn sẽ phải vặn volume lớn hơn, đó là lý do tại sao nhiều người hay nghĩ trở kháng càng lớn càng khó kéo, nhưng thật sự không phải vậy, điều đó chỉ đúng trong trường hợp cùng hiệu suất.