مضخم سماعات الرأس

تدعم معظم مضخمات سماعات الرأس جهد خرج أعلى، وبالتالي مستويات طاقة (صوت) أعلى. فبينما تعمل معظم الأجهزة الإلكترونية المحمولة بجهد 1.8 أو 2.5 أو 3.3 فولت ذروة إلى ذروة ، تستخدم العديد من مضخمات سماعات الرأس جهد 10 أو 18 أو 24 فولت ذروة إلى ذروة، مما يسمح  بزيادة مستوى الصوت بمقدار 5-20 ديسيبل. ^{[ 2 ]} إذا كان صوت سماعات الرأس منخفضًا جدًا، فإن إضافة مضخم قادر على إخراج جهد/طاقة أعلى سيزيد من مستوى الصوت.

تتميز العديد من مضخمات سماعات الرأس بمقاومة خرج تتراوح بين 0.5 و50 أوم. وقد أوصى معيار IEC 61938 لعام 1996 بمقاومة خرج تبلغ 120 أوم، إلا أن هذا نادر الاستخدام عمليًا، ولا يُنصح به مع سماعات الرأس الحديثة. إذ يمكن أن تؤدي مقاومة الخرج العالية إلى تقلبات في استجابة التردد، نتيجة لتغير مقاومة الحمل عند الترددات المختلفة. وفي عام 2008، نشرت مجلة Stereophile مقالًا أوضح أن مقاومة خرج تبلغ 120 أوم قد تتسبب في خطأ قدره 5 ديسيبل في استجابة التردد مع أنواع معينة من سماعات الرأس. ومع ذلك، يذكر كاتب المقال أيضًا: "إن تداعيات ذلك على التقييم الذاتي لسماعات الرأس أكثر تعقيدًا، لأنه من غير الواضح عادةً ما هي الافتراضات التي وضعها المصنّع فيما يتعلق بمقاومة المصدر." ^{[ 3 ]}

والأهم من ذلك، أن مقاومة الخرج المنخفضة تُقلل التشوه عن طريق تحسين تحكم المصدر في المحول. ويُعبر عن ذلك عادةً بمعامل التخميد ، حيث تُقلل معاملات التخميد الأعلى التشوه بشكل كبير. ^{[ 4 ]} تُظهر إحدى الشركات  تحسنًا بمقدار 45 ديسيبل في نسبة التشوه التوافقي الكلي + الضوضاء عند 30  هرتز لمضخمها ذي المقاومة المنخفضة مقارنةً بمضخم 30 أوم. ^{[ 5 ]} على سبيل المثال، سماعة رأس 32 أوم مُشغّلة بمضخم سماعات رأس ذي مقاومة خرج أقل من 1 أوم سيكون لها معامل تخميد أكبر من 32، بينما نفس السماعة مُشغّلة بجهاز iPod touch 3G (مقاومة خرج 7 أوم) ^{[ 6 ]} سيكون لها معامل تخميد 4.6 فقط. إذا طُبقت توصية 120 أوم، فسيكون معامل التخميد منخفضًا بشكل غير مقبول عند 0.26، وبالتالي سيكون التشوه أعلى بكثير. وعلى العكس من ذلك، فإن جهاز iPod touch نفسه الذي يشغل زوجًا من سماعات الرأس ذات مقاومة 120 أوم سيكون له عامل تخميد محترم يبلغ 17.1، ومن المرجح أنه لن يستفيد من إضافة مضخم سماعات رأس ذي مقاومة أقل.

إلى جانب مقاومة الخرج، توجد مواصفات أخرى مهمة لاختيار مضخم سماعات الرأس، مثل التشوه التوافقي الكلي ، واستجابة التردد ، والتشوه البيني ، وقدرة الخرج ، والحد الأدنى لمقاومة الحمل، وغيرها من القياسات. مع ذلك، يمكن تحسين معظم هذه المواصفات بخفض مقاومة الخرج، وبالتالي تحسين عامل التخميد.

بالنسبة للمهتمين بالإلكترونيات، فإنّ انخفاض استهلاك الطاقة وبساطة تصميم مضخم سماعات الرأس جعلاه مشروعًا شائعًا للمشاريع المنزلية . توجد العديد من تصاميم مضخمات سماعات الرأس المنشورة على الإنترنت، وتختلف اختلافًا كبيرًا في التعقيد والتكلفة. ومن الأمثلة البارزة على ذلك تصميم CMoy البسيط القائم على مضخمات العمليات ، وهو أحد أكثر تصاميم مضخمات سماعات الرأس شيوعًا. بساطته تجعل بناء CMoy سهلًا، كما يمكن تصغير حجمه ليناسب علبة حلوى النعناع (بما في ذلك البطاريات). من ناحية أخرى، غالبًا ما يُبنى باستخدام مضخمات عمليات غير مصممة لتشغيل أحمال ذات مقاومة منخفضة مثل سماعات الرأس، مما يؤدي إلى ضعف الأداء وظهور اختلافات مسموعة بين مضخمات العمليات، وهي اختلافات لا توجد في التصميم الجيد. ^{[ 7 ]}

تعمل تقنية المزج المتقاطع على دمج قناتي الاستريو اليمنى واليسرى بشكل طفيف، مما يقلل من الفصل الحاد بين القناتين الذي يميز الاستماع عبر سماعات الرأس في التسجيلات الاستريو القديمة، والذي يُعرف بتسببه في الصداع لدى نسبة قليلة من المستمعين. كما تُحسّن هذه التقنية خصائص مجال الصوت وتجعل الموسيقى تبدو أكثر طبيعية، كما لو كان المستمع يستمع إلى زوج من مكبرات الصوت. وبينما يُفضّل البعض هذه التقنية، يُفضّل الكثيرون مضخمات الصوت التي لا تعتمد عليها. وقد دفع ظهور تقنية معالجة الإشارات الرقمية (DSP) عددًا من الشركات المصنعة إلى طرح مضخمات صوت مزودة بميزات "محاكاة سماعات الرأس". من حيث المبدأ، تسمح رقائق DSP لسماعة الرأس ثنائية المحرك بمحاكاة نظام صوت محيطي كامل بتقنية Dolby 5.1 (أو أكثر). فعندما يختلط الصوتان الصادران من محركي سماعة الرأس، يُحدثان فرقًا في الطور يستخدمه الدماغ لتحديد مصدر الصوت. وفي معظم سماعات الرأس، ولأن القناتين اليمنى واليسرى لا تتحدان كما هو الحال مع تقنية المزج المتقاطع، يتولد وهم اتجاهية الصوت.