آشنایی بیشتر با امپدانس هدفون

امپدانس (Impedance)، یکی از مشخصه های اصلی منابع تولیدکنندۀ صدا است. متأسفانه آگاهی افراد در مورد امپدانس بسیار سطحی و بعضاً اشتباه است. این موضوع باعث شده تا در در فروم ها و انجمن های پرسش و پاسخ، شاهد پاسخ های متناقض و بعضاً اشتباه باشیم. به همین دلیل، تصمیم گرفتیم تا در یک مقالۀ اختصاصی، کمی بیشتر در مورد موضوع مهم امپدانس صحبت کنیم.

مفهوم امپدانس

هنگام توصیف امپدانس، اصطلاحات مختلفی استفاده می شود. در مدارهای ساده الکترونیکی، امپدانس، معمولاً به صورت امپدانس خروجی (یا منبع) نوشته می شود؛ ولی در مورد هدفون، منظور از امپدانس، لود امپدانس است. امپدانس هدفون، معمولاً بین 8 تا 600 اهم است که در حال حاضر مدل 32 اهمی رواج بیشتری یافته است. امپدانس منبع صدا، معمولاً بسیار کم است (اغلب چیزی کمتر از 4 اهم و در بسیاری از موارد نزدیک به 0 است.) اما این رقم برای نوع خاصی از آمپلی فایرهای تیوبی ممکن است تا 120 اهم هم باشد؛ به خصوص در مدل های بدون ترانسفورماتور خروجی (OTL: Output Transformer-Less). اسپیکرهای خانگی، امپدانسی بین 4 تا 8 اهم و پخش ماشین بین 2 تا 16 اهم دارند.

تطبیق امپدانسی

تطبیق امپدانسی، تعامل بین امپدانس منبع (وسیله ای که هدفون به آن وصل شده) و امپدانس هدفون است. برای اطمینان از بالاترین کیفیت صوتی، منبع صوتی و هدفون باید با هم تطابق داشته باشند. همانطور که از مثال های بالا فهمیده اید، تطبیق امپدانسی به معنی یکسان بودن امپدانس نیست، بلکه مقصود، مکمل بودن آن ها است.

تنها فاکتور تکنولوژیکی که در خرید آمپلی فایر هدفونِ باید مد نظر قرار دهید، تطبیق امپدانسی است. — RHA Audio

در مورد قوانین و جزئیات لازم برای تطبیق فرکانسی، در ادامه توضیح خواهیم داد. اما فعلاً در همین حد بدانید که نباید امپدانس منبع صدا و هدفون برابر باشد و اینکه هر هدفونی، برحسب مقدار امپدانس، به منبع صوتی متفاوتی نیاز دارد. برابری امپدانس منبع صدا و هدفون، توان قابل انتقال بین امپ و هدفون را به حداکثر می رساند؛ ولی همزمان باعث کاهش پهنای باند فرکانسی می شود که این موضوع قطعاً باب میل شما نیست.

به طور کلی، هدفون های امپدانس پایین (که در اینجا زیر 50 اهم تعریف می کنیم)، به گونه ای طراحی شده اند که بتوانند در دستگاه های قابل حمل مانند موبایل، قابل استفاده باشند؛ زیرا می توانند به صورت موثری، از یک دستگاه ضعیف با ولتاژ پایین، کیفیت و حجم صدای مناسبی تولید کنند. بالعکس در هدفون های امپدانس بالا (بیش از 50 اهم)، برای رسیدن به بهترین عملکرد باید حتماً از آمپلی فایر استفاده کنید.

دلیل تفاوت امپدانسی هدفون ها چیست؟

هدفون هایی با امپدانس بالاتر از 100 اهم، معمولاً یا قدیمی هستند یا در استودیوهای حرفه ای کاربرد دارند. رسیورها و تجهیزات حرفه ای صدا قبل از دهۀ 1990، اغلب از رزیستور (مقاومت) برای تضعیف توان خروجی (واتیج) اسپیکر استفاده می کردند. این کار باعث می شد تا مدار هدفون، به روشی ساده و با قیمتی پایین طراحی شود.

در نتیجه، این مدارها با هدفون های امپدانس بالا، بهتر کار می کردند. در بعضی موارد، هدفون های امپدانس بالا برای تشکیل زنجیره ای موازی در کاربردهای پیشرفتۀ استودیویی طراحی می شدند. بدون وارد شدن به جزئیات ریاضی، همین قدر بدانید که امپدانس بالا، این امکان را می دهد تا ولتاژ منبع صوتی قادر به درایو کردنِ همزمانِ چندین هدفون باشد.

این موضوع آنقدر رواج یافت که در اواخر 1996، استانداردی وضع شد تا میزان مقاومت منبع صدا را 120 اهم پیشنهاد کند. بیشتر هدفون های مدرن، به گونه ای طراحی شده اند که بتوانند بازار گسترده تری را در اختیار بگیرند و این یعنی توجه به بازار پررونق گوشی های موبایل. فروش میلیونی آیپاد و اسمارت فون ها، باعث شد تا هدفون هایی با امپدانس پایین (نزدیک 32 اهم) رواج پیدا کند.

هدفون های چند امپدانسی

معمولاً، هر هدفونی با یک امپدانس مشخص در دسترس خریداران قرار می گیرد؛ با این حال برخی از شرکت ها مثل بیرداینامیک (شاید تنها شرکت)، نسخه های مختلفی از یک مدل عرضه می کنند که تنها تفاوت آن ها مقدار امپدانس است؛ به عنوان مثال تمام هدفون های DT770, DT880, DT990 در مدل های 32 اهم، 80 اهم و 250 اهم عرضه می شود.

همانطور که می بینید، عملکرد هدفون با امپدانس های مختلف متفاوت است.

«نمودار بالا، موج مربعی و پاسخ های ضربه ای سه هدفون با امپدانس متفاوت در مدل DT880 را نشان می دهد. در این نمودار می توان دید که تعداد حلقه های مدل 32 اهمی DT880 به طور قابل توجهی بیشتر از دو مدل دیگر است».

استیو گوتنبرگ از CNet اینطور توضیح می دهد:

امپدانس هدفون، تا حد زیادی به وویس کویل تعبیه شده در درایور هدفون وابسته است. سیم های کویل در مدل های امپدانس بالای بیرداینامیک بسیار نازک است (در حد 0.018 میلی متر)، تقریباً نصف ضخامت موی انسان. باریک بودن سیم، امکان افزایش تعداد دورهای سیم پیچ را فراهم می کند، کاری که در مدل های امپدانس پایین به خاطر ضخیم بودن سیم ها و در نتیجه سنگین شدن وزن کویل در اثر افزایش تعداد دورهای سیم پیچ، امکان پذیر نیست. وزن کمتر کویل در مدل های 250 و 600 اهم، باعث کیفیت صدای بهتر این هدفون ها می شود. قطر کمتر سیم ها در کویل های 600 اهمی سبب می شود تا سیم ها محکم تر به یکدیگر چسبیده و هوای کمتری بین لایه های سیم وجود داشته باشد. این موضوع باعث تقویت میدان های الکترومغناطیسی سیم پیچ می شود که نتیجۀ آن کاهش بهتر اعوجاج صوتی در هدفون های امپدانس بالا خواهد بود

بنابراین استفاده از یک آمپلی فایر مناسب، می تواند کیفیت صدای این هدفون ها را به بالاترین حد ممکن برساند. بیرداینامیک یک استثنا است، لطفاً این موضوع را به این صورت تعبیر نکنید که هیچ هدفون امپدانس پایین باکیفیتی وجود ندارد و تمام هدفون های باکیفیت، امپدانس بالا دارند! نه؛ این درست نیست. چیزی که خواندید فقط رویکرد یک شرکت در بین صدها شرکت دیگر است.

حساسیت هدفون

منظور از حساسیت (یا کارایی)، مقدار ولوم هدفون در یک نرخ توان (Power Rating) مشخص است. حساسیت هدفون، غالباً در فرکانس خاصی (1 کیلوهرتز) در توان 1 میلی وات، سنجیده می شود. نرخ حساسیت به طور معمول بین 90 تا 105 دسی بل است.

با در نظر گرفتن بلندی صدای مناسب گوش (60 تا 80 دسی بل)، به ندرت پیش می آید که تمام ظرفیت 1 میلی وات برای تولید صدای بلندتر استفاده شود. با این حال، نرخ حساسیت، بیانگر کل ماجرا نیست. داینامیک موسیقی و دیستورشن هارمونیک (THD) آمپلی فایر هم باید در نظر گرفته شود. برای موسیقی کلاسیک با داینامیک بالا، محدودۀ داینامیک توصیه شده (بیشترین تا کمترین شدت صدای قابل تولید) 20 دسی بل است. افزایش بیش از 20 دسی بل، نیازمند افزایش صد برابری توان مصرفی هدفون خواهد بود.

با توجه وسعت محدودۀ داینامیک، نرخ حساسیت اسمی 1 میلی وات به سرعت می تواند به 100 میلی وات که مورد استفادۀ آمپلی فایر است سوق پیدا کند. آمپلی فایرها، معمولاً با افزایش توان، سطح دیستورشن تولیدی شان افزایش می یابد. (اگرچه این موضوع در همۀ مدل ها یکسان نیست).

حساسیت و امپدانس، چگونه روی ولوم اثر می گذارند؟

حساسیت و امپدانس به یکدیگر مرتبطند ولی رابطۀ علی و معمولی ندارند. هر دوی آن ها را باید هنگام اتصال هدفون به منبع صدا در نظر گرفت.

وسوسه کننده است که امپدانس را مثل یک مقاومت ساده، با قانون اهم (ولتاژ = جریان * مقاومت) توصیف کنیم. قانون اهم، فقط برای جریان DC (جریان مستقیم) کاربرد دارد. اگر امپدانس، همان مقاومت بود، دو هدفون مشابه که فقط تفاوت امپدانسی داشتند، با اتصال به یک منبع صدا (ولتاژ یکسان)، آن یکی که امپدانس بالاتری داشت همیشه ساکت تر می بود. اما حقیقت، پیچیده تر است.

با فرض رابطۀ مستقیم حساسیت و ولوم و برابری سایر مشخصات، می توان به راحتی هدفون حساس تر را داری صدای بلندتری دانست.

امپدانس، پیچیده تر است و با جریان AC اندازه گیری می شود… از آنجا که موسیقی، سیگنالی متناوب است نه مستقیم، امپدانس، چگونگی اندازه گیری رتبۀ هدفون را بیان می کند. این مشخصه، ترکیبی از مقاومت، ظرفیت خازنی و اندوکتانس است. بسیاری از هدفون ها، مقدار قابل توجهی اندوکتانس (القاییدگی) و میزان ظرفیت خازنی کمی دارند. آن ها تحت عنوان بار خودالقاء شناخته می شوند و به همین خاطر ریاضیات آن پیچیده تر از یک قانون اهم ساده است. — NwAvGuy

بنابراین، درک امپدانس به سادگی در نظر گرفتن مقاومتِ بار نیست. امپدانس خروجی منبع صدا نیز فاکتور مهمی است. بارگیری ترانزیستورها (یا تیوب ها) و بایاس (جریان) دخیل هستند. آمپلی فایرها، به خاطر صفر نبودن امپدانس خروجی، میل دارند ولتاژ بیشتری را به بار امپدانسی بالاتر تحویل دهند.

در صورتی که امپدانس خروجی منبع صدا بالا باشد، بار امپدانسی بالا می تواند ولوم بیشتری تولید کند. یک آمپلی فایر در صورت محدود بودن جریان، قادر به تولید توان زیادی برای یک بار امپدانسی پایین نیست؛ ولی اگر بار امپدانسی بالا باشد، تمایل بیشتری به تولید توان بیشتر وجود دارد.

تا حدودی از روی مشخصات محصول، می توان ولوم نهایی را حدس زد ولی تا زمانی که به صورت واقعی تست نکنید، قادر به درک این موضوع نخواهید بود. امپدانس منبع صدا، حساسیت هدفون و امپدانس هدفون، هر سه در ولوم نهایی اثرگذارند.

مقایسۀ امپدانس و حساسیت هدفون

برخی از هدفون های امپدانس پایین، بسیار ناکارآمد هستند و بالعکس. برخی از مدل ها، حساسیت و امپدانس کمی دارند. برخی دیگر حساسیت کم، امپدانس بالا. حساسیت بالا، امپدانس کم و همینطور الی آخر. این تفاوت ها حتی در هدفون های تولیدی یک شرکت نیز وجود دارد. از جدول زیر به راحتی می توان فهمید که هر یک از این هدفون ها، به منبع صدای متفاوتی نیاز دارند.

فرکانس و امپدانس

بدیهی است که درایور هدفون، قادر به تولید طیف وسیعی از فرکانس ها است. یک درایور کامل، کل محدودۀ فرکانسی قابل شنیدن انسان را تحت پوشش قرار می دهد. اما واقعیت این است که تقریباً بیشتر هدفون ها، درایور کامل ندارند.

فرکانس تشدید در درایور هدفون های داینامیک

کویل صدا در هدفون های داینامیک طوری طراحی شده است که به خوبی درایور هدفون را کنترل کند تا از عملکرد خوب آن در فرکانس تشدید اطمینان حاصل شود. فرکانس تشدید یا فرکانس رزونانس (Resonant frequency)، فرکانس خاصی است که در آن، انرژی داخل جسم ذخیره می شود و در نتیجه، نیروی کوچک و متناوبی، می تواند باعث یک حرکتی نوسانی با دامنۀ بزرگ شود.

در هدفون های داینامیک، رابطۀ امپدانسِ درایور با فرکانس خطی نیست.

به یاد داشته باشید که اکثر تولیدکننده ها، در مشخصات هدفون، امپدانس را در فرکانس 1 کیلوهرتز بیان می کنند. این امپدانس، احتمالاً به میزان قابل توجهی کمتر از فرکانسی رزونانس واقعی برای درایور است. نمودار مقاومت فرکانسی، این موضوع را به خوبی نشان می دهد. این مقاومت، در فرکانس رزونانس، می تواند چندین برابر تشدید شود.

درایور هدفون های داینامیک، در تمام فرکانس های شنیداری انسان، پاسخ امپدانسی مسطحی ندارند. با این حال، برخی در برخی از مدل ها، مسطح تر از بقیه است.

هدفون های مغناطیسی مسطح

درایور هدفون های مغناطیسی مسطح (ایزوداینامیک، ماگناپلانار یا ارتوداینامیک)، اساساً ترکیبی از درایورهای داینامیک و الکترواستاتیک هستند و عملکردی متفاوت از درایورهای داینامیک دارند. آن ها برخلاف شکل مدور سیم پیچِ درایورهای داینامیک، از الگوی S شکل برای وویس کویل استفاده می کنند که سبب تولید امپدانس کمتری می شود.

با این حال، مثل همۀ درایورهای داینامیک، هدفون های مغناطیسی مسطح نیز شبیه هم نیستند. در برخی از مدل ها مثل HiFiMan HE 400s با امپدانس کم و حساسیت بالا، به سادگی درایو می شوند. (22 اهم – 98 دسی بل). متقابلاً، از همین شرکت، مدل HE-6 بسیار ناکارآمد است و به سختی درایور می شود (50 اهم – 83.5 دسی بل).

درایورهای مغناطیسی مسطح، فراز و فرود ندارند و از نظر فرکانس بسیار مسطح هستند. هدفون های مغناطیسی و داینامیک که رتبه بندی یکسانی دارند ممکن است به لحاظ اینکه نیاز به چه تقویت کننده ای دارند، با یکدیگر متفاوت باشند.

مدار موجود در دیافراگم هدفون های مغناطیسی مسطح، مقاومت خوبی در برابر آمپلی فایرها نشان می دهد که این موضوع درایو کردن آن ها را تسهیل می کند. امپدانس این هدفون ها، در تمام بازۀ فرکانسی کاملاً فلت است. این درحالی است که اسپیکرهای داینامیک، امپدانس متغیری در بازۀ فرکانسی دارند.» — Audeze

ولتاژ مهم است

آمپلی فایر باید توانایی تولید ولتاژ کافی برای درایو کردن در فرکانس هایی با امپدانس بالا را داشته باشد؛ در غیر این صورت، شاهد تولید دیستورشن یا افت فرکانسی خواهیم بود.

ولتاژ تحویلی به هدفون، ممکن است باعث تغییر فرکانس شود. هرچه امپدانس خروجی بیشتر باشد، انحراف پاسخ فرکانسی بیشتر است. هدفون های مختلف با روش های متفاوت و معمولاً غیرقابل پیش بینی با منبع صدا برخورد می کنند. گاهی این تفاوت، بسیار مشهود است. — NwAvGuy

برای مثال، بسیاری از هدفون های سنهایزر، دارای فرکانس اسپایکی در حدود 100 هرتز هستند. سری HD6xx با تولید ولتاژ بالا (3 تا 6 ولت) در Spike ها، استفاده از این هدفون را برای دستگاه هایی با توان پایین مثل موبایل غیرممکن کرده است.

به طور کلی، هدفون های امپدانس بالا، به منبع صوتی با ولتاژ بالاتر نیاز دارند. هدفون های امپدانس پایین، به منبع صوتی با جریان بالاتر نیاز دارند.

هرچه امپدانس خروجی بیشتر باشد، افت ولتاژ در بار امپدانسی پایین افزایش پیدا می کند. این افت ولتاژ می تواند آنقدر زیاد باشد که درایو کردن هدفون های امپدانس پایین را، برای تولید صدایی بلندتر غیرممکن کند. نمونۀ بارز آن، کارت صدای UCA202 از شرکت بهرینگر است که با امپدانس خروجی 50 اهم برای هدفون های 16 و 32 اهمی دردسرساز است. — NwAvGuy

به طور کلی، منبع صدا با امپدانس بالا، ولتاژی بالا ولی جریانی پایین تولید می کند.

لود امپدانس هدفون نیز نقش مهمی بازی می کند و به نوعی روی دیستورشن آمپلی فایر تاثیرگذار است. طراحان، ولتاژ عملیاتی و بایاس تزانزیستورها یا تیوب ها در آمپلی فایرها را به منظور کاهش بار امپدانسی، افزایش یا ترکیبی از این دو بهینه می کنند.

اتصال یک هدفون با امپدانس پایین به آمپلی فایری که برای امپدانس بالا بهینه شده، نه تنها توان خروجی را کاهش می دهد بلکه سطح دیستورشن را نیز افزایش خواهد داد. برخی از آمپلی فایرها، چندین خروجی یا سوئیچ دارند که به آن ها اجازه می دهد، متناسب با لود آمپدانس متصل شده، در حالت بهینه باقی بمانند.

امپدانس مساوی بین منبع صدا و هدفون برای دستگاه های قابل حمل مناسب است ولی لزوماً به کیفیت صدای بهتر منتهی نمی شود.

مطابقت امپدانس

این موضوع که مقاومت خروجی هدفون، تأثیر غیرمستقیمی روی پاسخ فرکانسی و تبعاً روی توازن تونالیتۀ صدا دارد، همیشه در مشخصات هدفون درج نمی شود — استریوفیلی

اگرچه تطابق نداشتن امپدانس هدفون و منبع صدا، بعید است تاثیر فاجعه باری به دنبال داشته باشد ولی به هر حال کیفیت صدا دستخوش تغییر می شود.

نباید هنگام خرید هدفون به حرف فروشنده گوش کنید. ممکن است تعادل تونالیتۀ متفاوتی در منزل تجربه کنید که دلیلش اتصال هدفون به منبع صدایی با امپدانس متفاوت از هدفون است. به منظور حصول بهترین نتیجه، بهتر است هدفون و آمپلی فایر هدفون را به عنوان یک پکیج واحد، در کنار هم ببینید. — استریوفیلی

منبع صدا و هدفون باید مکمل یکدیگر باشند. نباید این دو را جدا از هم در نظر گرفت. همانطور که در بالا اشاره کردیم، میزان حجم صدا و کیفیت آن بسیار تحت تأثیر امپدانس است. هدفون های امپدانس بالا، برای درایو شدن، به ولتاژ بیشتری نیاز دارند و دستیابی به این ولتاژ در دستگاه های قابل حمل مثل موبایل، امکان پذیر نیست.

مشکل بالا بودن امپدانس منبع صدا و کم بودن امپدانس هدفون

در هنگام اتصال هدفون های امپدانس بالا به منابع صوتی با امپدانس پایین، مشکلاتی به وجود می آید. در چنین سناریویی، دیستورشن هارمونیک (Harmonic distortion) و نویز افزایش می یابد و شاهد کاهش دمپینگ فاکتور و تضعیف باس خواهیم بود.

در مباحث علمی، تجربۀ عملی ممکن است با آنچه در تئوری بیان شده، متفاوت باشد. پس هر چیزی را با شکاکیت بخوانید.

دیستورشن

اغلب آمپلی فایر هدفون ها، دارای امپدانس خروجی بسیار پایین (و جریان بالا) دارند. در نتیجه، آن ها با طیف گسترده ای از هدفون ها با امپدانس های مختلف کار می کنند. با این وجود، اتصال یک هدفون با امپدانس کمتر از آمپلی فایر، باعث تولید اعوجاج صوتی خواهد شد. به همین دلیل است که هدفون های امپدانس پایین، مثل Darkvoice 336SE برای خروجی امپدانس بالای آمپلی فایر توصیه نمی شوند. برای این نوع آمپلی فایرها، از هدفون هایی امپدانس بالا (بیشتر از 200 اهم) استفاده کنید.

Nwavguy توضیح می دهد:

هدفون هایی امپدانس بالا همچنین به جریان کمتری برای درایو شدن نیاز دارند و این موضوع، سطح دیستورشن را به طرق مختلفی کاهش می دهد. باعث می شود، امنیت بیشتری در برابر اختلاف امپدانس خروجی در منابع صوتی مختلف و همچنین حساسیت کمتری به طول کابل داشته باشد. آمپلی فایرها، هنگام درایو کردن هدفون، غالباً دیستورشن کمتری را در هدفون های امپدانس بالا تولید می کنند. به عنوان مثال، آمپلی فایرهای تیوبی، فاقد ترانسفورماتور خروجی (مثل Bottlehead Crack)، دیستورشن بیشتری را به هدفون های امپدانس پایین وارد می کنند.

دمپینگ فاکتور

دمپینگ فاکتور یا ضریب میرایی (Damping Factor)، به مقدار کنترل آمپلی فایر روی درایور هدفون گفته می شود. در واقع به توانایی آمپلی فایر در کنترل حرکات درایور، بعد از توقف سیگنال گفته می شود. ضریب میرایی، بیشتر در هنگام بازتولید فرکانس های پایین مشهود است. در چنین شرایطی، کم بودن Damping Factor باعث ایجاد باسی گنگ و بوم بوم می شود ولی اگر مقدار آن زیاد باشد، شفافیت و وضوح باس افزایش می یابد و احساس خوشایندی نسبت به جزئیات صدای بم خواهید داشت.

البته مقدار گرمی باس کاهش پیدا می کند. ضریب میرایی، با نسبت گرفتن امپدانس درایور و امپدانس آمپلی فایر سنجیده می شود و با فرمت “2:1” نمایش داده می شود (عدد اول، امپدانس هدفون و عدد دوم امپدانس خروجی منبع صدا است). در مواردی فقط با یک عدد نشان داده می شود؛ مثلاً 2، که در این حالت منظور، امپدانس درایور است.

معمولاً ضریب میرایی بیشتر از 2.5:1 و نزدیک 8:1، به عنوان مقدار بهینه در نظر گرفته می شود (یعنی امپدانس 2.5 تا 8 برابر هدفون نسبت به امپدانس منبع صدا).

اصطلاحی وجود دارد، تحت عنوان «rule of eights» یا قانون «یک هشتم». مطابق این قانون، امپدانس هدفون تقسیم بر 8، حداکثر امپدانس خروجی منبع را مشخص می کند. به عنوان مثال، برای یک هدفون 32 اهمی، حداکثر امپدانس خروجی منبع صدا 4 است (4=32/8). البته این قاعده خیلی سفت و سخت نیست و در کاربردهای واقعی چندان به آن پایبند نیستند. این عدد در واقع، میزان بهینۀ امپدانس منبع صوتی را برای درایو کردن هدفون مشخص می کند. بالا بودن دمپینگ فاکتور می تواند مانع از پاسخ فرکانسی بیش از 1 دسی بل شود (که اغلب قابل شنیدن نیست).

اگر امپدانس خروجی آمپلی فایر، به طور قابل توجهی بیش از یک هشتم امپدانس هدفون باشد، پاسخ فرکانسی و صدای هدفون می تواند تغییر کند. این موضوع، باعث عملکرد نادرست هدفون و به هم خوردن شخصیت صوتی آن می شود. نحوۀ پاسخگویی فرکانسی یک هدفون، در هنگام اتصال به یک آمپلی فایر با امپدانس خروجی بالاتر از یک هشتم، می تواند وحشتناک باشد. هدفون های مختلف، به روش های مختلفی به این موضوع واکنش نشان می دهند. اما به طور کلی، نتیجۀ نهایی برای همۀ مدل ها، منفی است. — RHA Audio

تضعیف باس

تضعیف باس (Bass roll-off)، اشاره دارد به کاهش قابل توجه فرکانس های بم.
به طور کلی، برای هدفون هایی با امپدانس دوبرابر کمتر از منبع صدا، باید انتظار باس رول آف داشته باشید. با این حال، وقتی هدفون و آمپلی فایر با هم تطبیق داشته باشند ولی بازهم شاهد این مشکل باشیم، موضوع پیچیده می شود. قطعات دیگری نیز مثل خازن ها، مبدل های هدفون در این موضوع دخیل هستند یا وقتی راکتانس القایی هدفون، کمتر از فرکانس تشدید باشد، چنین مشکلی بروز می کند.

کم بودن دمپینگ فاکتور، عامل بوم بوم کردن صدا، در فرکانس تشدید است. این موضوع، در عمل باعث تولید فرکانسی کمتر از فرکانس تشدید می شود که در هنگام تطابق امپدانس هدفون و آمپلی فایر، شدت بیشتری نیز می گیرد.

با افزایش امپدانس خروجی، ضریب میرایی کاهش می یابد. عملکرد باس هدفون، در صورت پایین بودن دمپینگ فاکتور، می تواند به طرز قابل توجهی به خطر بیفتد. باس ممکن است به بوم بوم کردن بیفتد و کنترل کمی روی آن وجود داشته باشد. پاسخ گذرا ممکن است بد شود و عملکرد باس به خطر بیفتد. (به این صورت که هدفون سریع تر در فرکانس های پایین، رول آف می کند.) — NwAvGuy

نتیجه گیری

اجازه دهید آنچه گفتیم را به صورت خلاصه بازگو کنیم. بحث امپدانس کمی پیچیده است، سعی می کنیم اینجا به صورت خلاصه و کاربردی بیان کنیم:

• دو نوع امپدانس (واحد سنجش: اهم) وجود دارد: امپدانس هدفون و امپدانس منبع صدا. تطابق امپدانسی هدفون و منبع صدا برای دستیابی به بالاترین کیفیت و حجم صدا ضروری است. دقت کنید منظور از تطابق، برابری نیست بلکه منظور مکمل بودن آن هاست.
• اتصال هدفونی با امپدانس 2.5 تا 8 برابر بیشتر از منبع صدا، می تواند نتیجۀ خوبی داشته باشد. این نسبت پیشنهادی به rule of eighths معروف است و به کنترل صحیح درایور (عامل میرایی) منجر خواهد شد. اتصال هدفونی با امپدانس برابر یا کمتر از منبع صدا، احتمالاً صدایی ضعیف و بی کیفیت تولید خواهد کرد.
• حساسیت نیز فاکتور مهمی در هدفون است که با سنجش بلندی صدا در یک توان ورودی مشخص (معمولاً دسی بل به ازای 1 میلی وات)، اندازه گیری می شود. در حالی که حساسیت و امپدانس هدفون، هر دو، روی ولوم صدا اثرگذار هستند، ارتباط مستقیم و رابطۀ علی و معلولی با هم ندارند. امپدانس و حساسیت هدفون، در هر مدلی می تواند متفاوت باشد، بنابراین برای خرید آمپلی فایر، باید هر دو فاکتور را در کنار هم در نظر بگیرید.
• هدفون های حساس (100 دسی بل به بالا) با امپدانس پایین (8 تا 32 اهم) به خوبی با دستگاه های قابل حمل (مثل موبایل) کار می کنند، بدون اینکه نیازی به آمپلی فایر مجزا داشته باشند. هدفون هایی با حساسیت کمتر (زیر 95 دسی بل) و با امپدانس متوسط و بالا (بیش از 50 اهم) معمولاً برای تولید کیفیت و حجم صدای بالاتر به آمپلی فایری قوی تر از آمپلی فایر دیوایس های قابل حمل نیاز دارند.
• هدفون های داینامیک در فرکانس های مختلف می توانند امپدانس متفاوتی داشته باشند و به همین خاطر پاسخ فرکانسی تختی ندارند. از طرفی درایور هدفون های مغناطیسی مسطح، همانطور که از نام آن ها پیداست، در تمام بازۀ فرکانسی، امپدانس و پاسخ فلتی ارائه می کنند.
  هدفون های امپدانس بالا، به منبع صدایی با ولتاژ بیشتر نیاز دارند (چیزی که دستگاه های قابل حمل ندارند) و هدفون های امپدانس پایین به جریان منبع بیشتری دارند (چیزی که برخی از آمپلی فایرهای تیویی در آن ناتوانند).
• با اینکه برخی از هدفون های امپدانس بالا، مطابق استاندارد از وویس کویل هایی با سیم های نازک تر بهره می برند و این موضوع به کاهش دیستورشن کمک می کند، ولی لزوماٌ بالا بودن امپدانس هدفون، نمی تواند دلیلی بر کیفیت بالاتر صدا باشد.