Калькуляторы мощности и звукового давления для наушников

1. Онлайн расчёт мощности усилителя, необходимой для наушников;
2. Расчёт звукового давления наушников в зависимости от уровня напряжения усилителя и чувствительности;
3. Определение оптимального выходного сопротивления усилителя.

Онлайн калькуляторы, представленные на этой странице, помогут определить необходимую мощность усилителя для конкретного типа наушников, либо подобрать оптимальные по характеристикам наушники для имеющегося в наличии усилителя. Эти инструменты могут оказать существенную помощь при комплектации оборудования в случае необходимости обеспечить наилучшее качество звука.

Из многообразия всех характеристик наушников нам понадобится только две – импеданс и чувствительность. Однако, прежде чем вводить в калькулятор третий параметр – «Желаемый уровень звукового давления, дБ», предлагаю ознакомиться с таблицей, наглядно характеризующей этот показатель.

Звуковое давление	Пример звука	Звуковое давление	Пример звука
0 дБ	Порог слышимости	70...80 дБ	Автострада
10...20 дБ	Слабый ветер	90...95 дБ	Отбойный молоток
20...30 дБ	Тихий шёпот	100...105 дБ	Перфоратор
30...40 дБ	Шум в помещении	110...120 дБ	Рок концерт
40...50 дБ	Тихий разговор	130 дБ	Болевой порог
50...60 дБ	Обычный разговор	135...160 дБ	Контузия, шок, травмы
60...70 дБ	Громкий разговор	200 дБ	Смерть

А теперь обещанные калькуляторы:

Калькулятор расчёта мощности усилителя для наушников

Сопротивление наушников, Ом
Чувствительность наушников, дБ/мВт
Желаемый уровень звук. давления, дБ
Требуемая мощность усилителя, мВт
Требуемое вых. напряжение (RMS), В
Рекомендованное выходное сопротивление усилителя, Ом

Расчёт звукового давления наушников от уровня напряжения

Сопротивление наушников, Ом
Чувствительность наушников, дБ/мВт
Вых. напряжение усилителя (RMS), В
Уровень звукового давления, дБ
Выходная мощность усилителя, мВт
Рекомендованное выходное сопротивление усилителя, Ом

При расчёте значения "рекомендованного выходного сопротивления усилителя" в калькуляторе использовано правило одной восьмой, описанное в некоторых зарубежных изданиях: «Для минимизации искажений АЧХ и достижения приемлемого уровня коэффициента демпфирования необходимо обеспечить выходной импеданс усилителя хотя бы в восемь раз меньший, чем импеданс наушников». На практике это правило не такое строгое, и часто можно добиться хороших результатов, используя более широкий диапазон значений.

Далее приведём остальные формулы, использованные в калькуляторе, вместе с примером расчёта уровня звукового давления конкретных наушников.

Для иллюстрации используем наушники с сопротивлением (импедансом) R = 32 Ом (Ohm) и чувствительностью S = 100 дБ/мВт (dB/mW).
С выхода усилителя подадим на них синусоидальное напряжение амплитудой U = 0.5V RMS (оно же действующее, оно же среднеквадратичное значение).

Тогда мощность, подаваемая на наушники, по закону Ома равна:
P = U²/R = 0.5²/32 = 0.0078 Вт = 7.8 мВт.

Если перевести значение мощности из Вт в общепринятую единицу измерения дБм (опорным значением для которой является 1 мВт), то получим:
PdB = 10·lg[P/1мВт] = 10·lg[7.8/1] = 8.9 дБм.

Искомый уровень звукового давления вычисляется по формуле:
SPL(дБ) = S + PdB = 100 дБ/мВт + 8.9 дБм = 108.9 дБ.