Impedanz und Schalldruckpegel - Welcher Kopfhörer zu Sound Blaster X-Fi HD

[FU_long]

Ich habe hier die externe Soundkarte Sound Blaster X-Fi HD. Diese hat einen Kopfhörerverstärker (<=330 Ohm).

Wenn ich nun den Sennheiser PC 320 (32 Ohm, Schalldruckpegel 113 dB) anschließe, unterscheidet sich das Ergebnis nicht großartig zu dem was ich auch mit dem Onboard Soundchip schaffe. Soweit so gut, das wurde mir ja auch in diesem Forum schon vorhergesagt.

Schließe ich meine Sennheiser HD 555 an (50 Ohm, Schalldruckpegel: 112 dB), habe ich einen wesentlich lauteren und druckvolleren Sound.

Würde das heißen, dass wenn ich Kopfhörer mit 250 Ohm Impedanz anschließe, der Sound noch lauter und druckvoller werden würde?

 

[Srowis]

Gegenfrage:
Möchtest du dir also deine Ohren "wegballern" mit ordentlichem Pegel oder was hast du genau vor?!

 

[rolfschneider12]

er hat wohl soeben herausgefunden dass ihm sein Sennheiser HD 555 vom klangabstimmung her besser gefällt als Sennheiser PC 320, gratuliere, das sagt aber noch lange nix über das impedanzverhalten aus.

 

[ghecko]

Nein.

Impedanz ist der durchschnittliche Widerstand, welcher dem Strom entgegenwirkt.
Nach P=UxI: je höher der Widerstand, desto weniger Strom fließt bei Spannung X durch die Membranspule, also auch weniger Leistung.
Dass dein HD555 dennoch lauter klingt, liegt an seinem viel besseren Wirkungsgrad. Da hat sich Sennheiser bei seinen 113 dB wohl ordentlich verschätzt.
Grundsätzlich gilt aber: je höher die Impedanz, desto höher muss auch die angelegte Spannung sein, damit die Kopfhörer dieselbe elektrische Leistung haben.
Dieses geben Kopfhörerverstärker an indem sie betiteln, welche Impedanzen sie bei Durchschnittswerten noch ausreichend betreiben können. An sich ist das die Maximalspannungsangabe, welche der KHV in der Lage ist, anzulegen.

 

[Srowis]

Besseren Klang beschreibt man aber auch nicht unbedingt mit "lauter"..
Wenn's mehr Druck kann, wohl einen "besseren Bass" oder auch einfach nur mehr bassbetont..

Der Post hat sich nur so gelesen, als ob er einen noch lauteren Sound haben möchte, hoffe mal, dem ist nicht so.

Ausschlaggebend ist immer noch der Wirkungsgrad.

 

[InteGralFormat]

Ein Kopfhörerverstärker stellt je nach der angeschlossenen Impedanz Leistung zur Verfügung. Man könnte die Abhängigkeit generell so formulieren: P=P(Z), wobei die Impedanz Z i.d.R. wieder eine Abhängigkeit von der Frequenz hat. Von daher kann man die Impedanzangaben von KH auch nur begrenzt vergleichen. Die Lautstärke ist von der Leistung abhängig.
Generell kann ein KHV i.d.R. mehr Leistung in niederohmige KH reinpacken. Mit P=U²/Z kann man das ganz grob abschätzen bzw. erklären.

Die Lautstärke, die am Kopfhörer rauskommt, ist abhängig von dessen Wirkungsgrad (ohne den man die Frage überhaupt nicht beantworten kann) und der zur Verfügung stehenden Leistung.
Wenn der KHV nur eine begrenzte Spannung zur Verfügung stellen kann, dann ist auch die mögliche Leistung bei hochohmigen KH begrenzt. (Natürlich ist sie auch in dem Sinne begrenzt, dass man keinen "Kurzschluss-KH dranhängen kann) Siehe Formel. Das kann ebenfalls der Fall sein, falls der gain nicht ausreicht, um die Spannung entsprechend zu verstärken. Um hier eine Aussage machen zu können, müsste man diese Angaben von der Soundkarte wissen. Kannst ja mal schauen, ob du die findest - ich bezweifle das.

Um deine Frage zu beantworten: Es kommt auf den KH und den KHV drauf an, ob dieser lauter sein kann, oder nicht. Ist eh alles nur relativ zu den hier vorgebrachten Beispielen.

Wenn du das genauer wissen willst, kann ich dir diesen Artikel hier empfehlen: More Power

 

[FU_long]

Danke für die vielen Antworten! Mit Gegenfragen hingegen kann ich nichts anfangen...

Gegenfrage:
Möchtest du dir also deine Ohren "wegballern" mit ordentlichem Pegel oder was hast du genau vor?!

Das kannst du mal mir überlassen.

er hat wohl soeben herausgefunden dass ihm sein Sennheiser HD 555 vom klangabstimmung her besser gefällt als Sennheiser PC 320, gratuliere, das sagt aber noch lange nix über das impedanzverhalten aus.

Bei voll aufgedrehten Lautstärkeregler ist der HD 555 lauter, als der PC 320. Das hab ich rausgefunden.


Wenn ich die Kopfhörer über meinen Stereo Receiver (Yamaha R-S700) betreibe, geht's noch wesentlich druckvoller und lauter als mit der Sound Blaster X-Fi HD. Woran liegt das?

 

[Srowis]

Tut mir Leid, aber ich versteh deine letzte Frage irgendwie nicht.

Die klingt für mich eher so:

"Wenn ich mich in einem Ferrari reinsetze und auf die Autobahn fahre bin ich auf einmal viel schneller unterwegs als wenn ich in meinem Fiat Panda sitze oder so.."

Wie laut ein Kopfhörer spielen kann hängt ja vom Wirkungsgrad ab. Ein AKG Q701 mit 62 Ohm ist leiser als ein Beyerdynamic DT880 mit 250 Ohm, nur mal so als Beispiel.
Aber auch irgendwie generell versteh ich diesen Thread gerade auch nicht.

Suchst du einen neuen Kopfhörer?
Brauchst du viel zu viel Pegel?

Klingt irgendwie alles so wie eine Feststellung.

Ich überlass dir gerne deine Lautstärke, nur hab ich manchmal das Gefühl, dass einige im Zug es mit der Lautstärke gerne mal übertrieben. Und wenn ich dann was über mehr Pegel lesen muss, hab ich bedenken, denn 60 - 70db reichen gut aus um Musik stundenlang zu konsumieren ohne einen Schaden davon zu tragen.
Sieh es nur als ein Ratschlag, denn ich kenne deine Hörgewohnheiten zwar nicht, möchte darauf halt nur hinweisen.

 

[InteGralFormat]

Wenn ich die Kopfhörer über meinen Stereo Receiver (Yamaha R-S700) betreibe, geht's noch wesentlich druckvoller und lauter als mit der Sound Blaster X-Fi HD. Woran liegt das?

Voraussichtlich an einer potenziell besseren Versorgung und einem höheren gain. Oder anders gesagt, einfach an einer anderen Konstruktion. Wenn du Details willst, musst du dir die Schaltungen anschauen.

 

[slumpie]

Wie laut ein Kopfhörer spielen kann hängt ja vom Wirkungsgrad ab.

Nicht nur vom Wirkungsgrad, da spielen auch andere Faktoren eine nicht unbedeutende Rolle.

 

[InteGralFormat]

Nicht nur vom Wirkungsgrad, da spielen auch andere Faktoren eine nicht unbedeutende Rolle.

Die da wären?

 

[slumpie]

Ist eigentlich relativ einfach (grob betrachtet):

Verlust=1+R_i/R_a
U=U₀/Verlustfaktor
P=U²/R_a

Bei hohen Impedanzen müsste der Verstärker auch eine höhere Ausgangsleistung haben, um die selbe Lautstärke zu erreichen.

 

[Darkseth88]

Abgesehen davon haben solche Receiver am Kopfhöreranschluss meist ne hohe Ausgangsipmendanz (100 Ohm bis sogar 470 Ohm), und das kann das Klangbild des Kopfhörers verändern (indem beispielsweise der Impendanzverlauf je nach Frequenz beim Kopfhörer ungleichmäßig ist, und die höhen + mit ten stärker "gedämpft" werden,während die bässe weniger gedämpft werden --> es klingt bassiger/druckvoller)
Das kombiniert mit anderen Bauteilen, einstellungen, mehr Ausgangsleistung, anderes Klangbild kann da schon den unterschied bringen.

 

[InteGralFormat]

Verlust als dimensionslose Größe soll größer als 1 sein?

Irgendwas sagt mir, dass das schonmal nicht richtig sein kann. Und welchen "Verlust" meinst du?
Leitungswiderstand?

Bei hohen Impedanzen müsste der Verstärker auch eine höhere Ausgangsleistung haben, um die selbe Lautstärke zu erreichen.

Ich denke, das ist falsch. Bei hohen Impedanzen muss der Verstärker eine höhere Spannung bereitstellen können, um die selbe Leistung umsetzen zu können. Er braucht nicht mehr Leistung, um die selbe Leistung umsetzen zu können.
Lautstärke (Schallenergie) wird über die umgesetzte Leistung und den Wirkungsgrad bestimmt. Betrachten wir eine feste Impedanz (sprich bei einer festen Frequenz) kann man sicherlich mit P=U²/R arbeiten.

Nehmen wir eine Referenzleistung P_ref bei R_ref = R_50 = 50 Ω (Rechenbeispiel). Will ich jetzt einen KH mit R_250 = 5*R_ref = 250 Ω und dem selben Wirkungsgrad nutzen, muss ich nach der Formel die Spannung über R_250 um den Faktor √5 = 2,23 erhöhen.
Damit die gleiche Lautstärke erreicht wird, muss dementsprechend die Leistung gleich sein. Es gilt dann: P_ref = U² / R_50 = (U*√5)² / R_250

Eigentlich spielt hier nur der Aufbau des Verstärkes eine Rolle, ob er die nötige Spannung liefern kann, bei einer bestimmten Impedanz und benötigten Leistung.
Nimmt man einen ausreichend idealen bzw. dimensionierten Verstärker, spielt bei unterschiedlichen Impedanzen für die Lautstärke eigentlich nur der Wirkungsgrad (wenn der Impedanzverlauf gleichartig ist) eine Rolle.

Der Wirkungsgrad an sich ist ja auch ein frequenzabhängiger Wert, genauso wie die Impedanz. Von daher können sicherlich auch KH mit gleicher Impedanz und prinzipiell gleichem Wirkungsgrad am selben KHV je nach Frequenz unterschiedlich klingen.

EDIT:

Zum R-S700 hab ich nur folgendes gefunden:

Output level/Output impedance
CD, etc. (Input 1 kHz, 200 mV)
REC .................................................................. 200 mV/1.0 kΩ
CD, etc. (Input 1 kHz, 200 mV, 8Ω)
PHONES ............................................................ 410 mV/470Ω

Heißt das nun, dass der an 470 Ω maximal 410mV bringt, oder bedeutet das, dass der eine Ausgangsimpedanz von 470 Ω hat?
Ich vermute mal, eher ersteres. 470 Ω am Ausgang wären reichlich daneben.

 

[slumpie]

Bei hohen Impedanzen muss der Verstärker eine höhere Spannung bereitstellen können, um die selbe Leistung umsetzen zu können. Er braucht nicht mehr Leistung, um die selbe Leistung umsetzen zu können.

Nun es gibt hier wohl ein kleines Missverständnis.
Die Ausgangsleistung bei Verstärkern ist über die eigene Impedanz gerechenet, also genau das was man als Ausgangsimpedanz kennt. Oder vielleicht übersetzte ich es bloss etwas wirr ins Deutsche...

Da die Impedanz gleich bleibt, erhöht sich bei einer Spannungserhöhung auch die Stromstärke, was wiederum in einer höheren theoretischen (Ausgangs)leistung resultiert.

Willst du es ganz einfach haben, dann sagt die Ausgangsleistung bei Verstärkern eigentlich nur aus wie hoch die Spannung aufgedreht werden kann. Das kannst du ganz einfach umrechnen.
Übrigens ist dies exakt der Grund wieso Kopfhörer mit hohen Impedanzen weniger laut sind, sie benötigen mehr Spannung, aber bei voller Lautstärkeeinstellung geht es dann halt nicht mehr höher.

Der Grund dafür? Nun man kann schliesslich nicht wissen was für Geräte mit ihren unterschiedlichen Impedanzen angeschlossen werden.

 

[InteGralFormat]

Ich habe die Vermutung, dass du darauf hinaus willst, dass ein Verstärker, der bspw. an 300Ohm 20mW liefert, an 32Ohm deutlich mehr zur Verfügung stellen kann.

Durch hohe Ausgangsimpedanz bekommt man einen nicht unrelevanten Spannungsteiler rein, gerade wenn die KH-Impedanz zu niedrig ist. Oder der Verstärker kann nicht ausreichend Spannung (hohe Impedanz) bzw. Strom (niedrige Impedanz) liefern.

Du hast schon recht, dass ein KHV für hochohmige KH eine höhere maximale Leistung im niederohmigen Bereich bereitstellen kann, als ein KHV, der die selbe Leistung nur im niederohmigen Bereich zur Verfügung hat.

Ich finde diese Betrachtung allerdings weniger hilfreich bei der Beurteilung dieser Aussage:

Wie laut ein Kopfhörer spielen kann hängt ja vom Wirkungsgrad ab.

Wie laut ein Kopfhörer spielen kann, hängt davon ab, wieviel Leistung er verträgt, wie hoch der Wirkungsgrad ist und wo er ggf. in mechanische Grenzen (Auslenkung, Materialbelastung etc..) läuft.
Am Ende zählt halt, dass ein KH mit 90dB/mW bei selber Leistung leiser spielt, als einer mit 100dB/mW. Natürlich unter der Voraussetzung, dass die Leistung bereitgestellt wird.

Die Betrachtung des Verstärkers ist ja eher die Diskussion darüber, an welcher Impedanz ein Verstärker welche Leistung liefern kann. Das charakterisiert ja eher den Verstärker, als den KH.

Weißt du jetzt, auf was ich hinaus will? Wenn ich KH vergleiche/diskutiere, kann ich ja nicht jede Verstärkerkombination betrachten.

 

[slumpie]

Nun ist der Verstärker derselbe, dann hast du automatisch einen Unterschied.

Kauft man sich einen Kopfhöhrer wird der meist an der gleichen Quelle betrieben, ausser man kauft sich einen neuen Verstärker, aber selbst dann handelt es sich meistens um das gleiche Gerät, da diese ja so gut wie nie nach deren Leistung ausgewählt werden.


Ansonsten hast du Recht mit dem Leistungslimit der Kopfhörer, die sind tatsächlich mit einem Limit spezifiziert. Kannst du mal nachschauen, ist fast immer in mW angegeben.