01 vum 03
Et geet ëm ee vun de meeschte Verwiessele Sujeten an Audio Elektronik
Wann ech d'Basiswäit vum Audio léieren, eng vun de Konzepter déi am härsten fir mech ze verstoppen ass d'Impedanz vum Ausgang. Input Impedanz ech verstanen anstinktiv, vum Beispill vun engem Lautsprooch . Eigentlech huet en Lautsprecher e Spigel vun Draht, an ech wousst, datt eng Spigel vum Drahtschlag elektresche Floss ass. Mee Ausgangsimpedanz ? Firwat hätt e Verstärker oder Virmarsch hunn Impedanz um Ausgang, ech hunn mech gefrot? Wär et net all méiglech Volt a Ampér op jidde Fall dat fiert?
A menger Chaît mat Lieser an Enthousiater duerch d'Joer hunn ech gekuckt datt ech net dee eenzegen deen net déi ganz Iddi vun der Impedanz vum Ausgang erauskënnt. Also hunn ech geduecht datt et schéin sinn fir e Primer ze maachen. An dësem Artikel wäert ech mat dräi gemeinsame a ganz verschiddene Situatiounen ëmgoen: Preamps, Ampelaux an Kopfhörerverstärker.
Éischtens, lass eis d'Konzept vun der Impedanz kuerz erëmkréien. Widderstand ass den Grad, zu deem eppes de Stroum vun der Elektrizitéit dréit. Impedanz ass am Prinzip déiselwecht Saach, awer mat AC anescht vun DC. Typesch ännert d'Impedanz vun engem Baustoff wéi d'Frequenz vum elektresche Signal changéiert. Zum Beispill, eng kleng Spiral vum Draad gëtt bal 1 Null Impedanz bei 1 Hz, awer héich Impedanz bei 100 kHz. E Kondensator hätt bal onendlech Impedanz bei 1 Hz, awer bal keng Impedanz bei 100 kHz.
D'Ausgangsimpedanz ass d'Betrag vun der Impedanz tëscht engem Ausgabegeriicht (tëschent Preamp- oder Verstärker) (normalerweise Transistoren, awer eventuell Trafic oder Tube) an déi tatsächlech Ausgabeklemmen vun der Komponente. Dëst beinhalt d'intern Impedanz vum Apparat selwer.
Firwat brauch Dir Impedanz?
Also, firwat misst e Baustoff eng Ausgangsimpedanz hunn? Fir den gréissten Deel ass et ze schützen géint Schued vu Kuertekreesser.
All Ausgabegeriefer ass limitéiert am Betrag vun elektresche Stroum dat kann handelen. Wann d'Ausgab vum Geriwwel kuerz ass, gëtt et gefrot fir en enormen aktuellen Stroum ze leeschten. Zum Beispill gëtt e Signal vun 2,83 Volt fir e Stroum vun 0,35 Ampère a 1 Watt Kraaft an e typesche 8-Ohm-Lautsprecher produzéiert. Keen Problem et. Wann awer e Wire mat 0,1 Ohm Impedanz iwwert eng Ausgabeklemmen vun engem Verstärker geschloen ass, produzéiert deen selweschten 2,83-Volt-Ausgangssignal en Stroum vun 282,7 Ampère a 800 Watt Kraaft. Dat ass wäit, vill méi wéi déi meeschte Ausgabegeräter kann leiweren. Wann d'Verstärker net e Protokoll vu Schutzschirurg oder Apparat hunn, da wäert d'Ausgabegerie éierlech a waarmt Schued leiden. A yeah, et konnt och Feier fangen.
Mat enger gewëssen Impedanz, déi an den Output gebaut ass, ass de Komponent natierlech offensiichtlech géint Kuerzen, well d'Ausgangsimpedanz ëmmer am Schaltkreesall ass. Sot, datt Dir en Kopfhörer am Verglach mam Ausgangsimpedanz vun 30 Ohm hat, e puer 32-Ohm-Kopfhörer ze drécken, an Dir kënnt den Kopfhörerschnouer zoufälleg duerch en Accident mat enger Scherr geschnidden. Dir sidd vun engem totalen Impedanzsystem vun 62 Ohm bis zu enger Total Impedanz vun ville 30.01 Ohm, dat ass net sou e grousst Ofkommen. Bestëmmt vill manner extreme wéi wann Dir vu 8 Ohm bis op 0.01 Ohm geet.
Wéi héich sollten Impedanz vun Output sinn?
Eng ganz generell Regelung vun Daumen am Audio ass datt Dir wëllt d'Ausgangsimpedanz op d'mannst 10-mol manner wéi d'erwuessene Inputsimpedanz sinn datt et fiert. Dëst huet d'Impedanz vum Output guer net bedeitend op d'Leeschtung vum System. Wann d'Impedanz vum Output méi wéi 10 Mol d'Inputsimpedanz ass datt et füttert, kënnt Dir e puer Probleemer kréien.
Mat all Audio Elektronik kann eng héich héich Ausgangsimpedanz Filtered Effekter erofsetzen, déi e wéinegen Frequenzganganomalien bewirken an och e reduzéierten Energieausgang. Fir méi iwwer dës Phänomener, kuckt mäi éischt an zweet Artikel iwwer wéi d'Lautsprecherkabel d'Klangqualitéit beaflosse kënnen.
Mat Verstärker ass et e zusätzlecht Problem. Wann de Verstärker den Lautsprecherkegel virun oder rauschtert, spréngt de Federatiounsuspension de Kegel zréck an hir Mëttelpunkt. Dës Aktioun generéiert Spannung, déi dann am Verstärker zréckgeworf gëtt. (Dëst Phänomen ass bekannt als "EMF" oder d'elektromotoresch Réck ëmfaassend.) Wann d'Ausgangsimpedanz vum Verstärker héich ass, wäert et effektiv de Back EMF verkaf ginn an handelen als Bremsen op der Kegel wéi et erof geet. Wann d'Impedanz vun der Verstärker ze héich ass, kënnt se de Kegel net stoppen, an de Kegel wäert weider an d'Fangersproch féieren, bis d'Reibung stoppt. Dëst entstinn e Klingementseffekt a mécht Notizbléize nodeems se se ophalen.
Dir kënnt dat an den Dämpfungsfaktor Ratings vun Verstäerker gesinn. Dampingfaktor ass d'erwuessene duerchschnëttlech Impedanz (8 Ohm) geteilt duerch d'Ausgabimpedanz vum amp amp. Wat méi héich ass d'Nummer, wat besser d'Dämpfungsfaktor ass.
Verstäerkerungsimpedanz
Well mir schwätzen iwwer Ampère, lass mat dësem Exemplar beginnen, wat an der Zeechnung ze gesinn ass. Spektren Impedanzen ginn normalerweis 6 bis 10 Ohm, awer et ass üblech fir Spriecher op 3 Ohm Impedanz bei gewësse Frequenzen an och 2 Ohm an e puer Extremen. Wann Dir zwee Spëtzer parallel parfait ass, da speziell Installater oft benotzt wann Dir multiroom audio systemen produzéiert , déi d'Impedanz an der Halschent schneidt, wat e Lautsprooch ass, deen op 2 Ohm dréit, soten, 100 Hz noweet op 1 Ohm bei der Frequenz, wann et mat engem anere Redner vum selwechten Typ gepaart. Dat ass en extremen Fall, natierlech, awer Verstärker-Designer hu fir esou extreme Fäll ze berücksichtegen oder si konnten e grousse Stapel vun Ampullen kommen, déi fir Reparatur kommen.
Wa mir eng Mindestlounpopfhéift vun 1 Ohm stellen, dat heescht datt de Verglach eng Ausgangsimpedanz vun net méi wéi 0,1 Ohm hunn. Natierlech ass et kee Raum fir genuch Widerstand zu dëser Ausbreedung ze vergréisseren fir d'Ausgabegeräter echt Schutz ze hunn.
Dofir muss de Verstärker eng Zort Schutzschalt benotzen. Dat kéint eppes sinn, deen den aktuellen Ausgab an der Vergaangenheet verleetert an d'Ausgab ausmécht, wann d'aktuell Zomm ze héich ass. Oder et kéint sou einfach wéi eng Sicherung oder Schutzschalter op der kommende AC-Leitung oder d'Schinne vun der Energieversuergung ginn. Dës trennen d'Versuergung mat der aktueller Ausnam méi wéi de Verglach mat der Hand.
Iwwregens benotze bal all Röhre-Leistungsverstärker Ausgangs-Transformatoren, well d'Transformatiounsprojeten just Spull mat engem Draach ëm engem Metallrahmen sinn, hunn si e wesentlecht Impedanz vun hirem eegenen, heiansdo souvill wéi 0,5 ohm oder méi. Eigentlech huet de Sound vun engem Röhrenverhalen am Sonnenfinir (Solidaritéit) Verstärker ze simuléieren, huet den berühmten Designer Bob Carver en "aktuellen Modus" Schalter opgemaach, deen e 1-ohm Widerstandsapparat an der Rei mat den Ausgabegeriwwelen gesat huet. Natiirlech gouf d'1-bis-10 Mindestverhältnis vun der Impedanz vum Ausgang an der Erwaardung vun der Input Impedanz verletzt, déi mir uewendriwwer diskutéiert hunn a sou huet e wesentlechen Effekt op d'Frequenzgang vum connectéierte Lautsprecher, awer et ass wat Dir mat vill Röhrenverstärker an et ass genee wat Carver wollt simuléieren.
02 vum 03
Preamp / Source Apparat Output Impedanz
Mat engem Preamp oder Quell-Apparat (CD-Player, Kabelkabin etc.), wéi et an der Zeechnunge weisen, ass et eng aner Situatioun. An dësem Fall këmmer dech net iwwer Muecht oder Stroum. Alles wat Dir braucht fir de Audio Signal ze vermëttelen ass d'Spannung. Dofir ass de stroumabogenen Apparat - e Kraaftverstärker, am Fall vun enger Virausdrécker oder e Virverkaf, am Fall vun engem Source-Apparat - eng héich Inputsimpedanz hunn. All Stroum, deen duerch d'Linn komm ass, ass bal komplett vu senger héich Input Impedanz gespaart, awer d'Spannung riicht duerch gutt.
Fir déi meeschte Stroumverstärker a Virbereedungen ass eng Inputsimpedanz vun 10 bis 100 Kilo och verbreet. D'Ingenieure kënnen méi héich ginn, awer se kënnen méi Geräischer ginn. Iwwregens hunn d'Gittarippe typesch Impedanzen vun 250 Kilo op 1 Megohm hunn, well elektresch Guitar Pickups hunn normaler Ausgangsimpedanzen tëscht 3 an 10 Kilo.
Kuerze Schaltkrees kënnen och mat Line-Level-Circuits verbonne sinn, well et esou einfach ass ze versuergen, déi zwee nackte Dirigenten vun engem RCA-Stecker géint e Metalle vun de Kuren ze rutschen. Ausdrécklech Impedanzen vun 100 Ohm oder méi sinn meeschtens an Preampen a Quellvorrichtungen. Ech hunn e puer exotesch High-End Komponenten mat Line-Level-Ausgangsimpedanzen esou niddereg wéi 2 Oh gesinn, awer dës wären entweder extrem schwiereg Ausgabgangtransistoren oder eng Schutzschaltung, fir Schued vu Shorts ze verhënneren. An e puer Fäll kënnen se e Kupplungskondensator am Ausgang kréien fir d'DC Spannung ze blockéieren an d'Output-Device Burnout ze verhënneren.
Phono Preamps sinn e ganz aneren Sujet ganz. Obwuel si normalerweis Impedanzen hunn wéi déi vun engem CD-Spiller, hunn hir Inputimpedanzen ganz aner wéi déi vun engem Line-Stufen-Preamp. Dat ass zevill ze heihinneren. Vläicht wäert ech an deem Thema an engem aneren Artikel graben.
03 vum 03
Kopfhörer Amp Output Impedanz
D'Ausgruew bei der Popularitéit vun den Kopfhörer huet d'ziemlech komesch, net-Standard System Impedanzarrangement vun typeschen Kopfhörerverréckelen am Spotlight bruecht. Am Géigesaz zu de konventionellen Ampère kommen d'Kopfhörer am Vergréisserungsmatch. Wierklech héichwäerte Kopfhörerverstärker, wéi déi an de meeschten Laptopcomputer erstallt hunn, kënnen en Ausgangsimpedanz esou héich wéi 75 oder souguer 100 Ohm hunn, obwuel d'Kopfhörerimpedanz normalerweis vu ronn 16 bis 70 Ohm reest.
Et ass selten fir e Konsument ze trennen a nees erneierbar Spriecher wann e Verstärker lafen, an och rar fir Lautsprecherkabel ze beschäftegt ginn wann eng Ampère ausgezeechent gëtt. Awer mat Kopfhörer dës Saache passéiert all d'Zäit. Leit ginn routinéiert verbonne mat der Kopie vum Kopfhörer wann e Kopfhörer verhält. Kopfhörer-Kabel ginn oft beschiedegt - heiansdo eng Kuertschaltung kreéiert - wann se se benotzen. Natierlech sinn déi meescht Kopfhärentampen e bëllegen Apparater, wat e méi onentdeegend Schutzschéierunge kascht ze bidde kann. Déi meescht Fabrikanten huelen den einfache Wee aus: Si erhéieren d'Impedanz vum Ausgang vum Verstärker duerch e Widderstand (oder heiansdo ee Kondensator).
Wéi Dir an de Kappcondemessungen kuckt (go down to the second graph), kann héich Ausgangsimpedanz e groussen Effekt op d'Frequenzgang vun engem Kopfhörer hunn. Ech mengen d'Frequenzgang vun engem Kopfhörer zuerst mat engem Musical Fidelity-Headphonesieverstand, deen eng 5 oh oh Ausgangsimpedanz huet, duerno nees mat engem extra 70 Ohm der Resistenz zu der Erstelle vun enger Total Impedanz vun 75 Ohm.
Den Effekt, deen eng héich Impedanz impedanzéiert huet, ass variéiert mat der Impedanz vum angeschlossenen Kopfhörer, a besonnesch mat der Verännerung vun der Impedanz vun den Kopfhörer an ënnerschiddlechen Frequenzen. Kopfhörer déi grouss Impedanz Schaukelen hunn - wéi déi meescht In-Ohr Modeller mat ausgeglachem Anner-Treiber maachen - normalerweis widerhuelend Verännerungen bei der Frequenzgang weisen, wann Dir vun enger Ampère mat nidderegem Impedanz op eng mat héich Ausgangsimpedanz geännert gëtt. Oft ass e Kopfhörer mat enger natierlech klingender Tonalitéit, wann se mat enger nidderegen Impedanz benotzt gëtt, e bassy-dull sounding Balance, wann se mat enger High Impedanz Quelle benotzt.
Glécklech, e kleng Impedanz ass an de ville High-End Kopfhörer verréckt (speziell Solid State Modelle), an och e puer vun den kleng Kopfhörerapplicabelen, déi an Apparater wéi iPhones gebaut goufen. Et gëtt normalerweis keen Wee fir ze wëssen, ob en Kopfhörer fir d'Benotze mat héich oder niddreg Impedanzen huet, mä ech léiwer eppes mat engem nidderegen Impedanzstéck ze halen fir d'Grënn déi an dësem Artikel zitéiert hunn.
Ech géif léiwer net d'Këschten mat grouss Impedanz Schaukelen benotzen déi d'Frequenzgang änneren, wann si mat Kopfhörer verréckt sinn, déi héich Impedanz hunn (wéi déi am Laptop dat ech op dëser Lëscht hunn). Leider haat ech allgemeng den Sound vun engem gudden Equilibrateur an der Ohr gedoen an deen den dynameschen Treiber benotzt. Also wann ech dës Kopie mat Ärem Laptop benotzen, verbinde mir normalerweis en externen Amp oder en USB-Kopfhörer / DAC.
Ech weess, datt et eng laangwiereg Erklärung war, mee d'Impedanz vun der Produktioun ass e komplizéierten Thema. Merci fir Iech matzehuelen, a wann Dir Froen hutt oder wann ech eppes erausginn, schéckt mir eng E-Mail a lass mech et wëssen.