Kopfhörer Impedanz und Empfindlichkeit: Endlich alles verstehen

Die Impedanz und die Empfindlichkeit sind zwei der wichtigsten Parameter auf den Datenblättern von Kopfhörern, egal ob sie im Studio oder im audiophilen Bereich eingesetzt werden.

So haben Sie wahrscheinlich schon einmal gesehen, dass ein Kopfhörer „eine Impedanz von 32 Ohm“ oder „eine Empfindlichkeit von 105 dB SPL/mW“ hat.

Diese beiden Zahlen sind zwar wichtig, um zu verstehen, ob ein bestimmter Kopfhörer ein qualitativ hochwertiges (und vor allem ausreichend lautes) Audiosignal liefert, wenn er an Ihren Kopfhörerverstärker oder Ihr Audio-Interface angeschlossen wird, doch werden sie oft besonders missverstanden…

… vor allem, weil sie oft falsch erklärt werden.

Da mir aufgefallen ist, dass viele von Ihnen mir die Frage nach der Kompatibilität verschiedener Kopfhörer mit Ihrer Hardware stellen, insbesondere in Bezug auf die Impedanz, habe ich beschlossen, Ihnen ein umfassendes Dossier zu diesem Thema zusammenzustellen.

Sollte man also einen Kopfhörer mit 32 Ohm nehmen? mit 80 Ohm? mit 250 Ohm?

Wird der Kopfhörer Ihrer Wahl mit Ihrem Audio-Interface, Focusrite Scarlett oder einem anderen, gut zurechtkommen? Mit Ihrem DAC?

Nun, Sie werden in diesem Artikel die Antwort bekommen – oder zumindest möglichst viele Elemente, die Ihnen helfen werden, besser zu verstehen, wie das alles funktioniert.

(und Sie werden sehen, dass die Gerätehersteller uns nicht immer alles sagen, was die Aufgabe ein wenig erschwert hat…)

Kurz gesagt, der folgende Artikel wird in vier große Abschnitte unterteilt:

1. Kopfhörer & Impedanz: Die schnelle Antwort
2. Die Impedanz, eine entscheidende Wahl
3. Die Empfindlichkeit des Kopfhörers, der andere Wert, den man kennen sollte
4. Kleine FAQs zu Impedanz und Empfindlichkeit von Kopfhörern

Hinweis: Generell werden sich viele meiner Kommentare in diesem Artikel auf die Verwendung im Studio / Heimstudio konzentrieren.

Das ist normal, denn das ist das Thema der Seite 🙂

Die technischen Erklärungen und die Gesamtlogik werden jedoch genauso zutreffen, wenn Sie vorhaben, einen audiophilen Kopfhörer, einen Gaming-Kopfhörer oder zum Beispiel einen Freizeitkopfhörer für das Musikhören im Zug zu kaufen.

Kopfhörer & Impedanz: Die schnelle Antwort

Wenn Sie nur eine schnelle Antwort darauf suchen, ob Sie einen Kopfhörer mit niedriger oder hoher Impedanz kaufen sollten, dann sollte die folgende Tabelle Sie in die richtige Richtung führen, auch wenn sie stark vereinfacht ist:

Verwendung	Empfohlene Impedanz
Hören auf Smartphones, Tablets, PCs oder Laptops…	maximal 50 Ohm
Verwendung im Studio, Heimstudio oder als DJ (über USB mit Strom versorgtes Interface)	32 – 100 Ohm
Verwendung als Studio, Heimstudio oder DJ (stromversorgtes Interface an eine Wandsteckdose angeschlossen)	32 – 250 Ohm
Audiophile Nutzung mit einem speziellen Kopfhörerverstärker	250 Ohm und mehr (aber Kopfhörer mit weniger als 250 Ohm sind auch in Ordnung)

Beachten Sie, dass es sich hierbei nur um Richtlinien handelt. Wenn Sie bekannte und bewährte Kopfhörermodelle wählen und sich gleichzeitig an diesen Informationen orientieren, sollte alles gut gehen.

Wenn Sie dennoch (und das empfehle ich Ihnen) ein paar mehr Informationen haben möchten, sollten Sie weiterlesen… 🙂

Die Impedanz, eine entscheidende Wahl

Im (Heim-)Studiokontext ist die Impedanz für mich das erste Kriterium, das bei der Auswahl eines Kopfhörers berücksichtigt werden muss, da die üblichen Studiokopfhörer in Bezug auf die Empfindlichkeit ziemlich gut aufgestellt sind.

Was ist die Impedanz?

Schauen wir uns schon einmal die Definition an, die uns Wikipedia zu diesem physikalischen Parameter gibt:

Die elektrische Impedanz misst den Widerstand, den ein elektrischer Schaltkreis dem Durchgang eines sinusförmigen Wechselstroms entgegensetzt. Die Definition der Impedanz ist eine Verallgemeinerung des Ohmschen Gesetzes auf den Wechselstrom.

Wikipedia

Na gut.

Das bringt uns nicht viel weiter.

Tatsächlich ist das wichtige Wort in dem obigen Zitat „Gegensatz“.

Die Impedanz des Kopfhörers, typischerweise, entspricht der Art und Weise, wie er sich dem Stromfluss durch den Stromkreis widersetzen wird.

Man könnte fast von einem Widerstand gegen den Stromfluss sprechen, aber das ist ein anderer, ganz bestimmter Begriff aus der Elektronik, der für etwas etwas anderes steht.

Der Einfachheit halber könnte man aber sagen, dass tatsächlich :

• wenn die Impedanz des Kopfhörers hoch ist, wird er dem Stromfluss mehr Widerstand entgegensetzen;
• wenn die Impedanz des Kopfhörers niedrig ist, wird er den Strom leichter durchlassen.

Schließlich sollten Sie wissen, dass diese Impedanz in Ohm (Ω) gemessen wird und oft mit dem Buchstaben Z dargestellt wird.

Die Impedanz von Kopfhörern – ein variabler Wert

Tatsache ist, dass alle Kopfhörer unterschiedliche Impedanzwerte haben, die man leicht auf den Webseiten der Hersteller, in den Datenblättern der Kopfhörer oder manchmal auch auf den Kopfhörern selbst finden kann.

Kategorien der Impedanz

In der Regel haben Kopfhörer eine Impedanz, die von 16 Ohm bis 600 Ohm reichen kann – mit anderen Worten, ein sehr breiter Wertebereich.

Das hat allerdings nichts mit den Impedanzwerten von handelsüblichen Lautsprechern zu tun, die eher standardisierte Werte von 4 oder 8 Ohm haben.

Obwohl es absolut nichts Offizielles an dieser Einteilung gibt, könnte man Kopfhörer anhand ihrer Impedanz mehr oder weniger in verschiedene Kategorien einteilen:

• 16 – 32 Ohm – Kopfhörer & Headsets für den Massenmarkt, die eher für den mobilen / tragbaren Gebrauch gedacht sind
• 32 – 100 Ohm – (Heim-)Studiokopfhörer, HiFi-Kopfhörer
• > 100 Ohm – audiophile / professionelle Kopfhörer
• > 1000 Ohm – spezielle Kopfhörer, die vor allem im Rundfunk verwendet werden

In der Praxis sind diese Kategorien sehr durchlässig.

Beispielsweise werden viele Kopfhörer mit weniger als 100 Ohm im Pro-Studio-Kontext verwendet.

Oder es ist völlig möglich, seinen DT770 Pro mit einer Impedanz von 80 Ohm in den Verkehrsmitteln zu verwenden, wenn er an ein Mobiltelefon angeschlossen ist…

Allerdings liegt für mich die Grenze bei 100 Ohm, da man darunter Kopfhörer findet, die man relativ einfach an alle möglichen Geräte anschließen kann, während man oberhalb von 100 Ohm beginnt, Kopfhörer zu haben, die ich als etwas spezieller bezeichnen würde, da es ohne entsprechende Hardware schwierig sein kann, sie richtig anzusteuern.

Beachten Sie übrigens, dass es in manchen Fällen von einem Kopfhörer mehrere Modelle mit unterschiedlichen Impedanzen geben kann.

Ein typisches Beispiel dafür ist der DT-770 Pro der deutschen Marke Beyerdynamic, der in den Ausführungen 32, 80 und 250 Ohm erhältlich ist.

Warum haben alle Kopfhörer eine unterschiedliche Impedanz?

Die Impedanz eines Kopfhörers hängt mit der Konstruktion des Kopfhörers zusammen, insbesondere mit dem Design der Kupferspulen, die sich an jedem Ohr befinden.

Die Länge des Kupferdrahts, seine Form, seine Dicke und die Anzahl der Umdrehungen, mit denen die Spule zusammengesetzt wird – all diese Parameter spielen eine Rolle bei der Bestimmung der Impedanz des Kopfhörers.

In den 60er bis 80er Jahren, also bevor es tragbare Audiogeräte gab, hatten Kopfhörer eine hohe Impedanz – vor allem, um das Pairing mit Stereoanlagen zu erleichtern, die ihrerseits eine hohe Ausgangsimpedanz hatten (zum Begriff der Ausgangsimpedanz kommen wir später noch).

1996 wurde die Norm IEC 61938 eingeführt, die eine Ausgangsimpedanz von 120 Ohm empfahl und außerdem angab, dass diese Ausgangsimpedanz kaum Auswirkungen auf die Leistung von Kopfhörern habe, was die Hersteller wahrscheinlich dazu veranlasste, hochohmige Kopfhörer zu produzieren, obwohl es sich dabei um einen großen Irrtum handelte.

Mit dem Aufkommen von tragbaren Abspielgeräten und dem iPod ab 2009 änderte sich das Design von Kopf hörern jedoch grundlegend, insbesondere weil Kopfhörer mit hoher Impedanz bei batteriebetriebenen Geräten schlecht funktionieren (da die Batterie nicht genug Strom für die Kopfhörer liefern kann).

DasErgebnis: Heutzutage weisen die auf dem Markt erhältlichen Kopfhörer besonders unterschiedliche Impedanzen auf. So findet man sowohl :

• kopfhörer mit niedriger Impedanz, die für alle Arten von Geräten geeignet sind;
• als auch Kopfhörer mit hoher Impedanz, die aufgrund ihrer oftmals geringeren Signalverzerrung eher für audiophile Hörer geeignet sind.

Warum ist die Impedanz eines Kopfhörers wichtig?

Wenn Sie einen neuen Kopfhörer kaufen, sei es für das (Heim-)Studio oder zum Musikhören in einem eher audiophilen Kontext, ist die Auswahl eines Modells mit der richtigen Impedanz besonders wichtig.

Aber die Wahl der Impedanz hängt eigentlich nicht von den Kopfhörern ab, sondern von der Hardware, an die Sie sie anschließen wollen.

Genauer gesagt, von der Impedanzanpassung zwischen Ihren Kopfhörern und der Klangquelle.

Begriff der Impedanzanpassung zwischen Kopfhörer und Tonquelle

Als wir am Anfang dieses Artikels den Begriff Impedanz definiert haben, habe ich die Impedanz des Kopfhörers als Beispiel genommen. Man spricht von derLastimpedanz (engl.load im pedance).

Die Schallquelle, also typischerweise der Verstärker, an den Sie Ihre Kopfhörer anschließen, hat jedoch auch einen Impedanzparameter – man spricht von derAusgangsimpedanz.

In der Abbildung oben :

• sehen wir unseren Signalgenerator, der ein eigener Kopfhörerverstärker oder in ein anderes Gerät wie ein Telefon oder eine Audioschnittstelle integriert sein kann;
• dieser Generator weist eine Ausgangsimpedanz auf, die mit _ZAusgang bezeichnet wird
• das Ganze ist mit einer Last verbunden, in diesem Fall einem Kopfhörer, der eine Lastimpedanz mit der Bezeichnung _ZLast aufweist

Wenn Sie mit solchen Schaltplänen nicht vertraut sind, ist das nicht weiter schlimm: Das Einzige, was Sie wirklich verstehen müssen, ist, dass sowohl der Kopfhörer als auch der Verstärker eine eigene Impedanz haben.

Das Problem ist, dass die beiden Schaltkreise aufgrund dieser beiden Impedanzen miteinander interagieren werden.

Je nachdem, wie hoch die Impedanz des Kopfhörers im Verhältnis zur Ausgangsimpedanz des Verstärkers ist, kann es zu Audioproblemen kommen, die die Qualität der Kopfhörer beeinträchtigen.

Die meisten Probleme, die Kopfhörernutzer feststellen, hängen übrigens mit einer falschen Anpassung der Impedanz zwischen ihren Kopfhörern und dem Gerät zusammen, an das sie sie anschließen.

Problem #1: Der Leistungsverlust

Wenn Sie einen Kopfhörer an eine Schallquelle anschließen, kommt es zwangsläufig zu einem Leistungsverlust.

Dieser wird durch die folgende Formel geregelt (wenn Sie damit nicht viel anfangen können, keine Sorge, das wird Sie nicht daran hindern, den Rest zu verstehen):

mit :

• _ZAusgang = Ausgangsimpedanz der Quelle
• _ZLoad = Lastimpedanz des Kopfhörers

Um möglichst viel Leistung zwischen der Schallquelle und den Kopfhörern zu übertragen, müssen die Impedanzen theoretisch strikt gleich sein.

Wenn Sie jedoch den Leistungsverlust mit der vorherigen Formel berechnen (falls Sie nicht allergisch dagegen sind 🙂 ), werden Sie feststellen, dass bei identischer Ausgangs- und Lastimpedanz immerhin ein Leistungsverlust in der Größenordnung von 6 dB (Dezibel) auftritt.

Wenn man bedenkt, dass -3dB einer halbierten Leistung entspricht, dann bedeutet -6 dB, dass die Leistung des Signals durch 4 geteilt wurde!

Und wie Sie in der Grafik unten sehen können, tritt eine noch größere Dämpfung auf, wenn die Impedanz des Kopfhörers von der Ausgangsimpedanz der Schallquelle abweicht :

Die gute Nachricht ist, dass sich dieser Leistungsverlust in den meisten Fällen letztlich kaum auf die Klangwiedergabe aus wirkt – der Verstärker ist immer noch in der Lage, ausreichend Leistung zu liefern.

Ich wollte dieses Thema dennoch erwähnen, da es einer der Punkte ist, die man beachten sollte.

Problem #2: Die Leistung variiert mit der Impedanz

Wenn Sie einen Kopfhörer mit einer Tonquelle verbinden, liegt das Problem vor allem in der Leistung, die die Quelle abgeben kann.

Je nach Lastimpedanz (d. h. je nach Impedanz des Kopfhörers, den Sie anschließen) variiert die Leistung, die die Quelle abgeben kann, stark.

Das hängt natürlich mit dem oben erwähnten Leistungsverlust zusammen, aber auch mit der Art und Weise, wie die Schaltung aufgebaut ist.

Es ist ziemlich schwierig, detaillierte Spezifikationen auf den Datenblättern der Hersteller von Audioschnittstellen zu finden, um diesen Punkt zu veranschaulichen – hier ist dennoch ein konkretes Beispiel aus dem Datenblatt eines Focusrite Scarlett 2i2 (erste Generation) :

Parameter	Wert
Impedanz des Ausgangs	< 10 Ohm
Ausgangsleistung (Last 50 Ω)	30 mW (Milliwatt)
Ausgangsleistung (Last 150 Ω)	15 mW (Milliwatt)

Wie Sie sehen können, halbiert sich beim Wechsel von einem Kopfhörer mit einer Impedanz von 50 Ohm zu einem Kopfhörer mit einer Impedanz von 150 Ohm die Leistung, die von der Focusrite Scarlett ausgegeben werden kann.

Zweites Beispiel mit dem audiophilen Walkman FiiO M11 :

Parameter	Wert
Impedanz der Ausgabe	< 1 Ohm
Ausgangsleistung (Last 16 Ω)	≥ 255mW
Ausgangsleistung (Last 32 Ω)	≥ 195mW
Ausgangsleistung (Last 300 Ω)	≥ 22mW

Wieder die gleiche Beobachtung: Die Ausgangsleistung fällt deutlich ab, sobald die Impedanz des Kopfhörers erhöht wird.

Und ganz klar: USB-betriebene Audio-Interfaces und tragbare DACs sind von diesem Problem am stärksten betroffen, da die Menge an Leistung, die erzeugt werden kann, zwangsläufig begrenzt ist.

Problem #3: Dämpfung von Lautsprechern

Letztes Problem und erst danach werden wir über Lösungen sprechen: die Dämpfung.

Um es einfach zu erklären:

• Wenn man Kopfhörer benutzt, bewegen sich (oder schwingen) bestimmte Komponenten der Kopfhörerlautsprecher entsprechend der Musik: Dadurch wird der Klang erzeugt.
• Wenn sie jedoch nicht daran gehindert werden, vibrieren sie weiter, nachdem die Musik zu Ende ist.
• Je nach Kopfhörer werden verschiedene mechanische oder elektrische Technologien eingesetzt, um die Vibrationen der Lautsprecher zu dämpfen.

Standardmäßig ist die elektrische Dämpfung die beste.

Diese ist jedoch nur dann wirksam, wenn die Ausgangsimpedanz der Schallquelle (also des Verstärkers) deutlich niedriger ist als die Impedanz des Kopfhörers.

Wenn die beiden Impedanzen zu nah beieinander liegen – oder noch schlimmer, wenn die Impedanz des Kopfhörers niedriger ist als die des Verstärkers -, dann werden Sie auf eine Reihe von Problemen stoßen, insbesondere was die Genauigkeit des Frequenzgangs bei niedrigen Frequenzen betrifft.

Welche Impedanz sollte man also beim Kauf eines Kopfhörers wählen?

Angesichts der vielen Probleme, die auftreten können, wenn die Impedanz des Kopfhörers nicht mit der Impedanz des Verstärkers/des Kopfhörerausgangs des Audiointerfaces/der Soundquelle im Allgemeinen übereinstimmt, werden Sie die Musik, die Sie hören möchten, möglicherweise nicht richtig genießen können.

Vielleicht ist die Lautstärke zu niedrig oder der Frequenzgang ist beeinträchtigt.

Schritt 1: Ermitteln Sie die Ausgangsimpedanz

Als Erstes sollten Sie nachsehen, welche Ausgangsimpedanz die Hardware hat, an die Sie Ihre Kopfhörer anschließen möchten.

Dazu empfehle ich Ihnen, im Benutzerhandbuch nachzuschauen oder die Website des Herstellers zu besuchen.

Auf der Website von Focusrite finden Sie beispielsweise eine Reihe von Informationen über den Kopfhörerausgang, darunter auch die Impedanz :

In vielen Fällen sind die Informationen der Hersteller hingegen nicht vollständig oder beantworten die Frage nicht ganz.

Hier ein Beispiel mit dem UR22 mk2 von Steinberg :

Hier wird die Ausgangsimpedanz nicht erwähnt, aber es findet sich eine Angabe in Ohm, die gerade auf eine Ausgangsimpedanz hindeuten könnte.

Es handelt sich jedoch um die Impedanz, mit der die 6 mW pro Kanal ausgegeben werden können (siehe Problem #2 weiter oben).

Die tatsächliche Impedanz ist wahrscheinlich viel niedriger.

Achten Sie also auf die Zahlen, die Sie als Referenz verwenden…

Die „Regel von 8“

Da Sie nun die Ausgangsimpedanz Ihrer Hardware kennen, müssen Sie also die Impedanz der Kopfhörer bestimmen.

Als Faustregel wird empfohlen, Kopfhörer mit einer Impedanz zu wählen, die mindestens achtmal so hoch ist wie die Ausgangsimpedanz.

Dies wird als 8er-Regel bezeichnet.

Wenn die Ausgangsimpedanz beispielsweise 10 Ohm beträgt, benötigen Sie einen Kopfhörer mit 80 Ohm oder mehr.

Diese 8er-Regel mag auf den ersten Blick willkürlich erscheinen – in Wirklichkeit ist sie jedoch das Ergebnis verschiedener Berechnungen, die darauf abzielen, die Lautstärkeschwankungen bei den hörbaren Frequenzen möglichst gering zu halten.

In der Praxis muss die Regel jedoch nicht allzu streng angewendet werden, sondern ist eher als Richtlinie zu verstehen.

Vor allem, weil die Impedanz von Kopfhörern je nach Frequenz variiert, so dass die von den Kopfhörerherstellern angegebene Impedanz bestenfalls ein Durchschnittswert ist :

Die Empfindlichkeit des Kopfhörers, der andere Wert, den Sie kennen sollten

Bisher haben wir vor allem über die Impedanz von Kopfhörern gesprochen und darüber, wie diese an die Schallquelle angepasst werden sollte.

Doch es gibt noch einen weiteren Parameter, den Sie unbedingt berücksichtigen sollten: die Empfindlichkeit.

Eine kleine Vorbemerkung zur Warnung

So wie der Teil über die Impedanz relativ einfach war, so könnte dieser Teil über die Empfindlichkeit etwas komplizierter sein.

Das liegt vor allem daran, dass die Informationen, die die Hersteller über ihre Geräte bereitstellen, manchmal fehlen oder ungenau sind.

Wenn Sie also einen Kopfhörer für Ihr Heim- oder Tonstudio auswählen möchten, ohne sich dabei zu überfordern, haben wir hier einige Tipps für Sie:

• wählen Sie einen Kopfhörer, der im Studioeinsatz als effektiv gilt;
• wählen Sie einen Kopfhörer mit einer Impedanz zwischen 40 und 100 Ohm und vermeiden Sie solche mit mehr als 100 Ohm, um keine Leistungsprobleme zu bekommen (es sei denn, Sie haben den Rest des Artikels gelesen und wissen, was Sie tun wollen).

Als Beispiel verwende ich meinen ATH M50X, der eine Impedanz von 38 Ohm hat, sowohl an meiner Audioschnittstelle als auch an meinem Laptop – und ich habe nie Probleme.

Ähnlich funktioniert auch mein AKG k240 mkII mit 55 Ohm oder mein DT 770 Pro in der 80-Ohm-Version, die beide sehr gut funktionieren, sowohl an gängigen Audio-Interfaces als auch an meinem Smartphone.

Kopfhörer mit 250 Ohm würde ich hingegen vermeiden, wenn ich mir nicht sicher wäre, wie stark der in meine Soundkarte integrierte Kopfhörerverstärker ist – vor allem, wenn die Soundkarte über einen USB-Anschluss mit Strom versorgt wird.

Kurzum, nach dieser Einleitung, die darauf abzielt, die Komplexität der Auswahl von Kopfhörern für das Studio zu relativieren, können wir nun über die Empfindlichkeit sprechen…

Was ist Empfindlichkeit?

Nehmen wir uns zunächst einen Moment Zeit, um zu verstehen, worum es geht.

Definition von Empfindlichkeit

Empfindlichkeit ist das Maß für die Lautstärke, die ein Kopfhörer bei einem bestimmten Leistungspegel abgibt.

Beispiel: Wenn Sie einen Kopfhörer A mit hoher Empfindlichkeit und einen Kopfhörer B mit niedriger Empfindlichkeit haben und die Impedanz gleich und die vom Verstärker abgegebene Leistung konstant ist, dann ist Kopfhörer A lauter als Kopfhörer B.

Damit Kopfhörer B die Lautstärke von Kopfhörer A erreicht, muss also der Ausgangspegel (also die Leistung), die der Verstärker abgibt, erhöht werden.

Vereinfacht ausgedrückt bedeutet das: Wenn dein Verstärker nicht sehr leistungsstark ist (weil er z. B. über USB betrieben wird) und die Empfindlichkeit deiner Kopfhörer nicht besonders hoch ist, dann werden die Kopfhörer eine eher geringe Lautstärke ausgeben.

Einheit der Empfindlichkeit

Die Empfindlichkeit eines Kopfhörers wird normalerweise in dB SPL/mW gemessen – d. h. in Dezibel SPL pro Milliwatt. Dies entspricht also einem Schallpegel, der mit einer Leistung (in Milliwatt) verbunden ist.

In der Regel haben Kopfhörer eine Empfindlichkeit zwischen 75 und 120 dB SPL/mW.

Beachten Sie übrigens, dass die gleiche Einheit manchmal auch als „dB/mW“ angegeben wird, was aber das Gleiche bedeutet.

Alternativ kann die Empfindlichkeit auf einigen Datenblättern auch in einer anderen Einheit angegeben werden: dB SPL/V – also in Dezibel SPL pro Volt.

Diesmal haben wir also einen Schallpegel, der mit einer Spannung verbunden ist.

Hinweis: In diesem Artikel werden wir die erste Einheit verwenden, also dB SPL/mW.

Wenn Sie jedoch dB SPL/V in dB SPL/mW umrechnen müssen (oder umgekehrt), sollten Sie meinen Empfindlichkeitskonverter verwenden, den ich speziell für diesen Artikel entwickelt habe 🙂

Wenn ein Kopfhörer beispielsweise eine Empfindlichkeit von 104 dB SPL/mW hat, bedeutet das, dass er ein Signal mit einem Pegel von 104 dB SPL abgibt, wenn er mit einem elektrischen Signal mit einer Leistung von 1 Milliwatt versorgt wird.

Dezibel SPL ist ein Standardmaß für den Schallpegel.

Um zu verdeutlichen, wofür diese Einheit steht, listet die folgende Tabelle einige Anhaltspunkte aus dem Alltag auf:

Lautstärke (dB SPL)	Beispiele für Schallquellen
140	Startendes Flugzeug, Schuss
130	Presslufthammer
120	Schmerzgrenze
110	Rockkonzert, Nachtclub
100	U-Bahn im Anflug, Hupe in 5 m Entfernung
90	Starker Verkehr auf einer Straße
80	Starker Verkehr (aus dem Inneren eines Autos gehört)
70	Waschmaschine, Geschirrspüler
60	Gewöhnliche Konversation, Klimaanlage
40	Ruhiges Auditorium, Brummen des Kühlschranks
30	Flüstern
20	Extrem ruhiger Raum, Geräusch einer Uhr
10	Atmung, schalltoter Raum
0	Schwelle der Hörbarkeit

Beachte übrigens, dass diese Skala der in dB SPL gemessenen Lautstärke nicht linear ist: Ein Ton mit 20 dB SPL ist nicht doppelt so laut wie ein Ton mit 10 dB SPL.

Vielmehr entspricht eine „doppelt so laute“ Lautstärke einem Anstieg von +3 dB (SPL).

Verwenden Sie die Empfindlichkeit, um die Lautstärke zu schätzen

Gut, Sie haben nun verstanden, was die Empfindlichkeit ist und wie Sie sie auf einem Datenblatt finden können.

Aber welche Informationen liefert sie uns wirklich?

Nun, sie ist wichtig, um zu verstehen, wie laut Ihre Kopfhörer nach dem Anschluss an Ihr Audio-Interface oder Ihren DAC sein werden.

Außerdem können Sie damit sicherstellen, dass Sie Ihren Kopfhörerverstärker unter optimalen Bedingungen verwenden.

In der Tat :

• wenn Ihre Kopfhörer eine zu geringe Empfindlichkeit haben, müssen Sie Ihren Verstärker wahrscheinlich bis zum Anschlag aufdrehen, was zu einer erhöhten Verzerrung führt (ein Phänomen, das man typischerweise bei Mobiltelefonen problemlos beobachten kann);
• wenn Ihre Kopfhörer zu empfindlich sind und Ihr Verstärker sehr leistungsstark ist, dann werden Sie den Verstärker mit 1 oder 2 % seiner tatsächlichen Leistung betreiben – was sich möglicherweise in einem stärkeren Grundrauschen bemerkbar macht.

Wie viel Leistung braucht mein Kopfhörer, um laut genug zu sein?

Im Allgemeinen können Sie davon ausgehen, dass Ihre Kopfhörer stark genug sind, wenn sie einen Ton mit einemSpitzenpegel von 110 dB SPL ausgeben können.

Dies entspricht in etwa einem Pegel von 95 oder 100 dB SPL RMS – was mehr als ausreichend ist.

Im Übrigen hört man in der Regel eher bei einem Pegel von 60 bis 80 dB RMS. Wenn Sie einen Ton mit 100 dB SPL RMS mehrere Minuten lang hören würden, könnte dies irreversible Auswirkungen auf Ihr Gehör haben.

Achten Sie auf den Unterschied zwischen dB SPL Peak und dB RMS: Wenn man von Peak spricht, ist dies der Maximalpegel, während man bei RMS eher von einem durchschnittlich wahrgenommenen Pegel spricht.

Nun können Sie mithilfe der Empfindlichkeit, die Sie auf dem Datenblatt Ihres Kopfhörers gelesen haben, berechnen, wie viel Leistung (in Milliwatt) Sie benötigen, um 110 dB SPL zu erreichen.

Nehmen wir noch einmal unser Beispiel von vorhin mit den Kopfhörern mit einer Empfindlichkeit von 104 dB/mW.

Wie wir über die Definition der Empfindlichkeit gelernt haben, bedeutet dies, dass man, um ein Signal mit einem Pegel von 104 dB auszugeben, eine Leistung von 1 Milliwatt benötigt.

Wenn man die Lautstärke verdoppeln möchte (+3 dB), muss man die Leistung verdoppeln.

Um 107 dB zu erreichen, braucht man also 2 Milliwatt.

Und um die berühmten 110 dB SPL zu erreichen, müssen wir die Leistung wieder verdoppeln: Wir brauchen 4 Milliwatt.

Sie können nun berechnen, wie viel Leistung Ihre Kopfhörer je nach Empfindlichkeit benötigen.

Um Ihnen die Aufgabe zu erleichtern, schlage ich Ihnen jedoch vor, sich an der folgenden Tabelle zu orientieren:

1. Identifizieren Sie in der linken Spalte die Empfindlichkeit Ihres Kopfhörers in dB/mW ;
2. Dann finden Sie in der Spalte 110 dB SPL den Wert für die Leistung, die Sie benötigen.

(Zu Ihrer Information habe ich auch eine Spalte mit 105 und eine Spalte mit 115 dB hinzugefügt, damit Sie sehen können, wie viel Leistung Sie benötigen würden, um diese Lautstärke zu erreichen.)

Empfindlichkeit der Kopfhörer (dB SPL/mW)	105 dB SPL	110 dB SPL	115 dB SPL
83	158,5	501,2	1584,9
86	79,4	251,2	794,3
89	39,8	125,9	398,1
92	20,0	63,1	199,5
95	10,0	31,6	100,0
98	5,0	15,8	50,1
101	2,5	7,9	25,1
104	1,3	4,0	12,6
107	0,6	2,0	6,3
110	0,3	1,0	3,2
113	0,2	0,5	1,6
116	0,1	0,3	0,8
119	0,04	0,1	0,4
122	0,02	0,06	0,2
125	0,01	0,03	0,1

Zur Referenz hier die Formel, mit der diese Tabelle rekonstruiert wird:

Wird mein Kopfhörer einen ausreichend lauten Klang haben?

Wenn Sie dachten, dass Sie nun endlich in Ruhe Ihre Kopfhörer auswählen können, haben Sie sich geirrt 🙂

Denn im vorherigen Absatz haben wir lediglich ermittelt, wie viel Leistung Ihr Kopfhörer benötigt, um 110 dB SPL in der Spitze zu erreichen.

Aber wir wissen immer noch nicht, ob Ihr Kopfhörerverstärker, Ihr DAC, Ihr Audio-Interface – kurzum die Klangquelle, an die Sie ihn anschließen werden – diese Leistung erbringen kann!

Wenn Sie sich die Tabelle oben noch einmal ansehen, werden Sie feststellen, dass es in manchen Fällen wirklich viel Leistung bräuchte, um bei bestimmten Kopfhörern mit geringer Empfindlichkeit einen theoretischen Pegel von 110 dB SPL zu erreichen.

Wenn Ihr Kopfhörer beispielsweise eine Empfindlichkeit von 83 dB/mW hat, bräuchten Sie ein halbes Watt, um ihn auf voller Lautstärke zu betreiben … was in manchen Fällen kompliziert sein kann.

Hinweis: Wenn wir uns beispielsweise auf den Standard für USB-2.0-Anschlüsse beziehen, können diese maximal 2,5 Watt Leistung ausgeben.

Bei einem Audiointerface, das nur über USB mit Strom versorgt wird, wird ein Großteil der verfügbaren Leistung bereits von Vorverstärkern, Wandlern, LED-Anzeigen, Phantomspeisung usw. verbraucht.

Es bleibt also nicht mehr viel für die Verstärkung des Kopfhörers übrig!

Daher ist es wichtig, dass Sie überprüfen, ob der Ausgangspegel, den Ihre Schallquelle in Form von Leistung (in Watt) liefern kann, mit dem Pegel übereinstimmt, den Sie benötigen (und den Sie im vorherigen Absatz ermittelt haben).

Anders ausgedrückt: Wenn Ihr Kopfhörer mit einer Empfindlichkeit von 104 dB/mW 4 mW benötigt, um die berühmten 110 dB SPL zu erreichen, brauchen Sie eine Schallquelle, die mindestens 4 mW (und idealerweise mehr) an die Impedanz Ihres Kopfhörers ausgeben kann.

Erinnern Sie sich an diese Tabelle aus den Spezifikationen des Focusrite Scarlett 2i2 (1. Generation), die wir im Kapitel über die Impedanz kennengelernt haben? :

Parameter	Wert
Ausgangsimpedanz	< 10 Ohm
Ausgangsleistung (50 Ω Last)	30 mW (Milliwatt)
Ausgangsleistung (Last 150 Ω)	15 mW (Milliwatt)

Nun, wir hatten die Beobachtung gemacht, dass sich die Ausgangsleistung dieser Scarlett 2i2 je nach Impedanz unterscheidet.

In der Praxis ist dies bei allen Verstärkerschaltungen von Kopfhörern der Fall.

Je nachdem, wie empfindlich Ihre Kopfhörer sind und welche Impedanz sie haben, kann es also sein, dass Ihre Quelle nicht stark genug ist, um 110 dB SPL zu erreichen!

Leider fehlen auf den Datenblättern von Audio-Interfaces manchmal die Angaben zur Ausgangsleistung oder sie werden für Impedanzen angegeben, die sich stark von der Impedanz Ihrer Kopfhörer unterscheiden.

In diesem Fall können Sie nur raten, wie hoch der Leistungswert bei der Impedanz Ihrer Kopfhörer wäre, oder Sie müssen sich in komplizierte Mathematik vertiefen, um die fehlenden Werte zu rekonstruieren.

Hinweis: Natürlich sind Klangquellen, die über eine Batterie oder über USB mit Strom versorgt werden, in ihrer Ausgangsleistung begrenzt. Umgekehrt haben Klangquellen, die an das Stromnetz angeschlossen sind, in der Regel viel mehr Leistung zur Verfügung.

Kleine FAQ zu Impedanz und Empfindlichkeit von Kopfhörern

Mit dem ganzen Artikel darüber sollten Sie bereits ein Maximum an Informationen haben, um zu verstehen, wie sich Impedanz und Empfindlichkeit auf den Klang Ihrer Kopfhörer auswirken.

Als Ergänzung dazu finden Sie hier jedoch genaue Antworten auf häufig gestellte Fragen, die aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht direkt innerhalb des Artikels beantwortet werden konnten.

Kann man etwas beschädigen, wenn der Kopfhörer nicht richtig auf die Schallquelle abgestimmt ist?

in99 % der Fälle besteht kein Risiko, einen Kopfhörer an eine Tonquelle anzuschließen, wenn die beiden falsch gepaart sind (insbesondere in Bezug auf die Impedanz).

Für mich besteht das einzige wirkliche Risiko darin, einen sehr empfindlichen Kopfhörer und/oder einen Kopfhörer mit einer sehr niedrigen Impedanz an eine sehr laute Quelle anzuschließen: Sie riskieren, den Kopfhörer zu beschädigen, da er dann einer zu hohen Leistung ausgesetzt ist.

Beachten Sie jedoch, dass die Datenblätter von Kopfhörern oft die maximale Leistung angeben, die Sie in den Kopfhörer schicken können.

Wenn die Lautstärke eines Kopfhörers nicht hoch genug ist, kann man dann einen zusätzlichen Kopfhörerverstärker hinzufügen?

Wenn die Lautstärke Ihrer Kopfhörer nicht hoch genug ist, selbst wenn Ihr Verstärker auf Maximum eingestellt ist, dann empfehle ich Ihnen entweder :

• auf einen geeigneteren Verstärker aufzurüsten (vielleicht mit einer niedrigeren Impedanz und/oder mehr Leistung) ;
• oder auf einen Kopfhörer mit niedrigerer Impedanz oder einfach mehr Empfindlichkeit umzusteigen.

Standardmäßig rate ich Ihnen davon ab, einen Kopfhörerverstärker über einen anderen Kopfhörerverstärker zu schalten. Sie gewinnen zwar an Lautstärke, aber das geht auf Kosten der Signalqualität (Frequenzgang, Verzerrung, Pegel der Hintergrundgeräusche).

Warum haben viele Klangquellen eine recht hohe Ausgangsimpedanz?

Dieses Phänomen ist real, auch wenn es unter Studio-/Home-Studio-Geräten etwas weniger auffällt.

Es gibt mehrere Erklärungen:

• Eine Schaltung mit einer hohen Ausgangsimpedanz herzustellen ist einfacher und kostet weniger.
• Es kann eine Möglichkeit sein, Kopfhörer zu schützen, wenn der Verstärker sehr leistungsstark ist.
• Und schließlich kann es ein Unterscheidungsmerkmal für eine Marke sein, ob zu Recht oder zu Unrecht, und sich somit auf ihre Marktpositionierung und ihr Marketing auswirken.

Abschließend

So, ich denke, mit diesem großen Dossier haben Sie nun alle Informationen, die Sie brauchen, um zu verstehen, was Impedanz und Empfindlichkeit von Kopfhörern sind – und vor allem, wie wichtig sie für die Qualität der Klangwiedergabe sind.

Ich wollte eigentlich „weiterführend“ sagen, aber dieser Artikel ist schon sehr ausführlich – zum Weiterlesen empfehle ich Ihnen daher einfach, einen Blick auf meine Auswahl an Kopfhörern für das Heimstudio zu werfen