Kõrvaklappide võimendi

Tööpõhimõte

Kõrvaklapid on põhimõtteliselt miniatuursed kõlarid ning kõik kõlarid vajavad võimendit. Ilma võimendita kõrvaklapid ei töötaks ning seetõttu on võimendi tihtipeale juba seadmetesse sisse ehitatud. Sellised seadmed on näiteks nutitelefonid, tahvelarvutid, arvutid ning mõned CD plaadimängijad. Vaatamata sellele on siiski vaja ka välist võimendit, sest sisse ehitatud võimendid ei võimalda nii head heli kvaliteeti kui välised võimendid.  Kõrvaklappide võimendite eesmärk ei ole võimendada heli tugevust, vaid heli kvaliteeti antud heli tugevusel.  
Võimendite töö juures on tähtsal kohal impedants ehk näivtakistus. Kui seadmel on suur näivtakistus, siis on vaja suuremat pinget, et sama suur hulk voolu seadmest läbi lasta, kui seadmel, millel on väike näivtakistus.  Väga kõrge näivtakistuse korral saavutab võimendi oma kõrgeima pinge limiidi enne, kui piisav hulk võimsust on saavutatud. Selle tagajärjeks on signaaliharjade maha lõikamine (vaata Clipping). Väga madala näivtakistuse korral saavutab võimendi oma kõrgeima voolu limiidi enne, kui piisav hulk võimsust on saavutatud. Selle tagajärjeks on helimoonutus. Tänapäeva kõrvaklapid on tihtipeale väikse näivtakistusega, et vältida kaasaskantaval seadmel, kust muusikat kuulatakse, patarei liiga kiiresti tühjenemist. Seega on need disainitud kasutama väheses koguses elektrit, millest aga ei piisa stuudio kõrvaklappide töötamiseks. See on ka põhjus, miks stuudio kõrvaklappide kasutamiseks on vaja paremat võimendit.

Seadme tehnoloogiad

Tänapäeval on olemas kaks kõrvaklappide võimendite tehnoloogiat. Nendeks on tahkis võimendid ja elektronlampvõimendid. Enim levinud on tahkis võimendid, mis võimendavad digitaalset signaali kasutades selleks transistore ja dioode.  Tahkis võimendid on üldiselt odavamad ja annavad edasi täpsema signaali, kui elektronlampvõimendid.  Elektronlampvõimendid kasutavad vähemalt ühte lambipirni sarnast elektronlampi, et töödelda audio signaale. Elektronlampvõimendi sisendsignaal on analoogsignaal. Seda tehnoloogiat kasutati igapäevaselt kuni 1960ndate lõpuni ja 1970ndate alguseni, mil tulid kasutusele tahkis võimendid. Hoolimata selle tehnoloogia mitmetest puudustest (nt osade seadmete puhul tuleb oodata kuni 10 min, et seade "üles soojeneks"), kasutatakse neid ka tänapäeval. Osad inimesed väidavad, et elektronlampvõimendid pakuvad paremat kõla kui tahkis võimendid.

Kaasaskantav võimendi

Kaasaskantavad võimendid on disainitud olema väiksed ja õhukesed, et need mahuksid taskusse. Need seadmed võtavad heli, mis tuleb nutitelefonist või MP3 mängijast ning võimendavad seda kasutades lisaenergiat, mida saadakse patarei toitest. Seetõttu tuleb nende seadmete patareid aegajalt ka laadida. Kaasaskantavad võimendid on mõeldud töötama ühe paari kõrvaklappidega.

Statsionaarne võimendi

Tavaliselt on statsionaarsed kõrvaklappide võimendid mõeldud võimendama kahte paari kõrvaklappe. Need seadmed on suuremad kui kaasaskantavad ning seisavad kasutaja laua peal nii, et ulatuks helitugevusnuppu reguleerima.

Modulaarselt seadmepüstikusse paigaldatav võimendi

Sellised seadmed on disainitud paigutuma 19-tollisesse seadmepüstikusse koos ülejäänud helisalvestusstuudios kasutatavate seadmetega. Neil on tavaliselt neli kuni kuus pulkpistikupesaga audio väljundit. Seadmeid saab omavahel jadamisi ühendada, et mitmekordistada väljundite arvu.

Audio salvestamine

Professionaalsel helitöötlejal peab olema võimalik kuulda igat muusikapala detaili ning võimendi on vajalik, et ta ei peaks kuulama kõike läbi kuue erineva paari kõrvaklappide vaid saaks kasutada selleks vaid ühte paari kõrvaklappe.

Stuudiosalvestused

Muusikapala salvestamisel on vaja, et igal bändi liikmel, assistendil ning produtsendil oleksid kõrvaklapid, et kuulda mis salvestamise ajal toimub. Selleks sobib ideaalselt modulaarselt seadmepüstikusse paigaldatav võimendi.

CMOY ühe operatsioonivõimendiga võimendi

Need võimendid olid algselt mittekulukas viis kõrge näivtakistusega kõrvaklappide toitmiseks. Sellise disaniga võimenditel kipub olema probleeme madala näivtakistusega kõrvaklappidega.

Mitmeastmelised integraallülitustega võimendid

Sellise disainiga seade on CMOY võimendi täiustatud versioon, sest võimenduse etapp on väljundi etapist eraldatud. See võib vähendada taustamüra ja heli moonutusi ning parandada stabiilsust.

Diskreetsed kujundused

Mõned kõrvaklapid ei kasuta üldse operatsioonivõimendiga võimendit või siis kasutavad seda ainult sisendi etapis. Väljundlülitused kasutavad diskreetseid bipolaarseid transistore või isoleeritud paisuga väljatransistore, et saavutada vähem moonutusi. Sellised võimendid suudavad rohkem voolu läbi lasta ning sobivad üldiselt paremini väikese näivtakistusega kõrvaklappidele.

Puhvrit kasutav disain

Firmad nagu TI ja National Semiconductor on välja töötanud väljundi puhvrid, mis sobivad hästi kõrvaklappide võimendamiseks. Need on sisuliselt väiksed iseseisvad väljundid, mis suudavad saavutada kõrget võimsuse taset ja väga väikest näivtakistust.

Seadmesse sisse ehitatud kiip kõrvaklappide signaali võimendamiseks

Paljud kaasaskantavad seadmed kasutavad seadmetesse sisse ehitatud kiipi. Need kipuvad olema optimeeritud kasutama vähest kogust energiat ja töötama tüüpiliste kaasaskantavate väikese näivtakistusega kõrvaklappidega.

Esoteeriline disain

Nendel tüüpiliselt minimalistlikel võimenditel on tavaliselt üsna kehva jõudlus, tihtipeale ka heli moonutused. Siiski on inimesi, kes neid seadmeid kõrgelt hindavad. Sellised seadmed on näiteks osad elektronlampvõimendid.

Kõrvaklappide võimendite tootjad

Mõned suuremad kõrvaklappide võimendite tootjad on Chord Elektronics, AudioQuest, Oppo Digital, Copland ja Acoustic Research.