Материалы по теме
http://doctorhead.ru/faq_report_hp_sens
http://personalaudio.ru/detail/chuvs...ost_naushnikov
http://personalaudio.ru/detail/prior...lya_naushnikov
http://personalaudio.ru/raa/otchety
http://personalaudio.ru/raa/on-line-calculator - online калькулятор для вычисления SPL и т .п.

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

Теперь по 1-й формуле можно рассчитать то напряжение, подводимое к наушникам, которое обеспечит требуемое звуковое давление.
Допустим, нужно получить звуковое давление 94dB. Тогда эффективное напряжение:
94/20=4,7 значит 10^4,7=50118,7
U=50118,7*0,00002*(0,1*120)/1,00237=3,46Vrms
Но это только средний уровень звукового давления, средняя громкость, а в пиках усилителю требуется на 20dB больше (это норма установлена для устройств высшего класса по ГОСТ, для профессиональных устройств значение еще больше), т.е. в 10 раз больше, по крайней мере, для классической музыки.
3,46*10=34,6Vrms
И это можно рассчитать по формуле 1, достаточно принять SPL=114dB
Понятно, что такое напряжение может дать только очень мощный усилитель, вот поэтому во всех мировых изданиях по аудиотехнике, наушники К1000 рекомендуют подключать непосредственно к зажимам для АС усилителя мощности.
Почему наушники К1000 искажают уже при подводимой мощности 800mW? Это не наушники искажают, а усилитель.
(0,8*120)^(1/2)=9,8Vrms
Подавляющее большинство усилителей для наушников неспособны, выдать такое напряжение, это уже клиппинг, они не могут дать больше, потому что проектируются совсем для других моделей наушников, которых несравненно больше. Сегодня не существует усилителя специально для наушников, который раскачал бы К1000, так же качественно, как может раскачать подавляющее большинство современных наушников. Специально усилитель для наушников К1000 никто в мире не производит.
Поэтому все доводы Дмитрия Андроникова по поводу усилителя Lynx HA-49, полная профанация. Нет, конечно, можно завести фонограмму, у которой пики всего на 3dB выше среднего уровня равного 94dB и утверждать что мой усилитель «супер-пупер», это будет не более 5Vrms, что и для К1000 сойдет. Весь рынок забит такими фонограммами, их специально обработали лимитером, но о качестве здесь и речь быть не может, это тоже профанация (война громкости – Loudness War), чтобы заставить потребителя перейти на другой формат записи и убедить, что посредственный усилитель для наушников может даже К1000 раскачать.
http://old.computerra.ru/offline/2008/755/376990
http://www.dw.de/loudness-war-мирный...у/a-15661660-1
Что касается наушников HiFiMan HE-6, то этим тоже очень «тугим» наушникам чувствительностью 77dB/mW с импедансом 50 Ом нужно значительно меньше в пиках, только 15Vrms, но и такого усилителя промышленность не выпускает, только по индивидуальному заказу.
То же самое, можно сказать и про наушники советских времен ТДС-7, у них импеданс всего 8 Ом, а резистор на гнездо выхода УМ на наушники обычно ставили слишком большой, поэтому и падение напряжения на нем было большим, а на наушниках маленьким. Выход УМ на наушники ТДС-7 не мог обеспечить достойного качества, усилитель уже начинал искажать сигнал, не успев раскачать наушники, поэтому пользователям ТДС-7 тоже рекомендовалось подключаться непосредственно к выходу АС УМ, тем более что они держат 7W.