01 з 03
Барацьба Адзін з самых незразумелых суб'ектаў у Audio Electronics
Калі я вывучаў асновы аўдыё, адзін з канцэпцый, што было цяжэй для мяне, каб зразумець, быў выхадны імпеданс. Ўваходных імпеданс я зразумеў інстынктыўна, з прыкладу дынаміка . У рэшце рэшт, дынамік ўтрымлівае шпульку провада, і я ведаў, што шпулька драты супраціўляецца электрычны паток. Але выходны супраціў? Чаму б ўзмацняльнік або предусилитель мае супраціў на выхадзе, я задавалася пытаннем? Ня ён ці хоча паставіць усе магчымыя вольт і ампер на тое , што ён за рулём?
У маіх чатах з чытачамі і энтузіястамі на працягу многіх гадоў, я прыйшоў да высновы, што я не быў адзіным, хто не атрымаў усю ідэю выхаднога імпедансу. Таму я падумаў, што было б нядрэнна зрабіць падручнік па гэтым пытанні. У гэтым артыкуле я буду мець справу з трыма агульнымі і вельмі розных сітуацыях: предусилители, узмацняльнікі і навушнікі узмацняльнікаў.
Ва- першых, давайце коратка рэзюмаваць паняцце імпедансу . Супраціў у якой ступені тое, што абмяжоўвае паток пастаяннага электрычнасці. Супраціў у асноўным тое ж самае, але з AC замест DC. Як правіла, імпеданс кампанента будзе мяняцца, як частата электрычных сігналу змяняецца. Напрыклад, невялікая шпулька драты будзе мець амаль нулявое супраціў на частаце 1 Гц, але высокі імпеданс на частаце 100 кГц. Кандэнсатар можа мець практычна бясконцую супраціў на частаце 1 Гц, але амаль не поўны супраціў на частаце 100 кГц.
Выхадны імпеданс гэтага колькасць імпедансу паміж предусилителем або выходнымі прыладамі ўзмацняльніка (як правіла, транзістарамі, але, магчыма, трансфарматарам або трубкай) і фактычнымі выходнымі клемамі кампаненты. Гэта ўключае ў сябе ўнутраны супраціў самога прылады.
Навошта вам патрэбен выхадны імпеданс?
Дык чаму б кампанент мае выходны супраціў? Па большай частцы, гэта, каб абараніць яго ад пашкоджанняў ад кароткіх замыканняў.
Любое прылада вываду абмежаваны ў аб'ёме электрычнага току яна можа апрацоўваць. Калі выхад прылады замкнуць, гэта просіць даставіць велізарная колькасць току. Напрыклад, выхадны сігнал 2,83 вольта будзе вырабляць ток 0,35 ампер і 1 вата магутнасці ў тыповы дынамік 8 Ом. Няма праблем там. Але калі провад з 0,01 Ом імпеданс быў злучаныя праз выходныя клемы ўзмацняльніка, у тым жа выходным сігнал 2,83 вольта будзе вырабляць ток 282,7 ампер і 800 Вт. Гэта значна, значна больш, чым большасць прылад высновы можа паставіць. Калі ўзмацняльнік не мае нейкай схемы абароны або прылады, то прылада вываду будзе перагравацца і, верагодна, пакутуюць незваротнае пашкоджанне. І так, гэта можа нават загарэцца.
З некаторай колькасцю імпедансу, убудаваным у выхадны кампанент, відавочна, мае больш высокую ступень абароны ад кароткіх замыканняў, так як выходны супраціў заўсёды ў ланцугі. Скажам, у вас ёсць ўзмацняльнік для навушнікаў з выходным супрацівам 30 Ом, кіраваннем пары 32-омных навушнікаў, і кароткі шнур навушнікаў, выпадкова разразаючы яго з парай нажніц. Вы ідзяце ад агульнай сістэмы імпеданс 62 Ом аж да поўнага супраціву можа быць, 30,01 Ом, што не такую вялікую справу. Вядома, значна менш экстрэмальны, чым пераход ад 8 Ом да 0,01 Ом.
Як нізкі павінен быць выхадны імпеданс быць?
Самае агульнае правіла ў аўдыё з'яўляецца тое, што вы хочаце, каб выходны супраціў, каб быць па крайняй меры ў 10 разоў ніжэй чаканага уваходнага імпедансу, што ён будзе карміць. Такім чынам, выходны супраціў не аказвае істотнага ўплыву на прадукцыйнасць сістэмы. Калі выходны супраціў нашмат больш, чым у 10 разоў больш ўваходнага супраціву, што яна будзе карміць, вы можаце атрымаць некалькі розных праблем.
З любой аўдыё электронікай, занадта высокі выхадны імпеданс можа ствараць эфекты фільтрацыі, якія выклікаюць дзіўныя анамаліі частотнай характарыстыкі, а таксама прыводзіць да зніжэння выхадны магутнасці. Для дадатковай інфармацыі аб гэтых з'явах, праверыць мае першыя і другія артыкулы пра тое , як кабелі для акустычных сістэм могуць паўплываць на якасць гуку.
З ўзмацняльнікамі, ёсць яшчэ адна праблема. Калі ўзмацняльнік перамяшчае конус дынаміка наперад або назад, апора гаворыць спружыны конусу назад у цэнтральным становішча. Гэта дзеянне стварае напружанне, якое затым адкінуты на узмацняльніку. (Гэта з'ява вядома як «ЭРС» ці зваротныя электрарухаючая сілу.) Калі выходны супраціў ўзмацняльніка з'яўляецца досыць нізкім, гэта будзе эфектыўна кароткім, што агідны-ЭРС і дзейнічаць у якасці тормазы на конусе, як гэта адскоквае назад. Калі выходны супраціў ўзмацняльніка занадта высока, яна не зможа спыніць конус і конус будзе працягваць ускокваючы ўзад і наперад, пакуль трэнне не перастане ёсць. Гэта стварае эфект звону і робіць нататку затрымлівацца пасля таго, як яны павінны былі спыніцца.
Вы можаце ўбачыць гэта ў дэмпфіроўнымі адзнак факторных узмацняльнікаў. Дэмпфаванне фактарам з'яўляецца чаканы сярэдні ўваходны імпеданс (8 Ом), дзелены на выхадны імпеданс ўзмацняльніка. Чым вышэй лік, тым лепш каэфіцыент згасання.
Ўзмацняльнік Выхадны імпеданс
Паколькі мы гаворым пра узмацняльніках, давайце пачнем з гэтым прыкладам, які паказаны на малюнку вышэй. Гучнагаварыцель імпеданс, як правіла, рэйтынг 6 да 10 Ом, але гэта агульная для калонкі знізіцца да 3 Ом імпедансу на пэўных частотах, і нават 2 Ом ў некаторых крайніх выпадках. Калі запусціць дзве калонкі паралельна, так як карыстацкія ўсталёўшчыкі часта пры стварэнні мультирум аўдыё сістэм , што зніжае супраціў у два разы, гэта значыць дынамік , які падае да 2 Ом, скажам, 100 Гц ў цяперашні час падае да 1 Ом на гэтай частаце , калі гэта ў пары з іншым дынамікам аднаго і таго ж тыпу. Гэта крайні выпадак, вядома, але ўзмацняльнік дызайнеры павінны ўлічваць такія крайнія выпадкі або яны могуць быць накіраваны на вялікую кучу узмацняльнікаў, якія паступаюць у рамонт.
Калі мы мяркуем, мінімальны імпеданс гучнагаварыцеля 1 Ом, гэта азначае, што ўзмацняльнік павінен мець выхадны імпеданс не больш 0,1 Ом. Відавочна, што няма месца, каб дадаць дастатковую супраціў да выхаду гэтага ўзмацняльніка, каб даць выходныя прылады рэальнай абароны.
Такім чынам, узмацняльнік павінен будзе скарыстацца нейкай схему абароны. Гэта можа быць нешта, што адсочвае бягучы выхад ўзмацняльніка і адключае выхад, калі ток занадта высокі. Ці гэта можа быць так проста, як засцерагальнікам або аўтаматычным выключальнікам на ўваходзіць лініі пераменнага току або рэйкі крыніцы харчавання. Яны адключыць электрасілкаванне, калі ток больш, чым ўзмацняльнік можа працаваць.
Дарэчы, амаль усе трубчастыя ўзмацняльнікі магутнасці выкарыстоўваюць выхадныя трансфарматары, а таму, што выходныя трансфарматары проста віткі дроту, абгорнутай вакол металічнага каркаса, яны маюць істотнае супраціў сваёй уласнай, часам да 0,5 Ом ці нават больш. На самай справе, каб імітаваць гук лямпавага ўзмацняльніка ў яго Sunfire цвёрдага стане (транзістар) ўзмацняльнікі, вядомы дызайнер Боб Карвер дадаў «бягучы рэжым» перамыкач, які размясціў рэзістар 1 Ом паслядоўна з выходнымі прыладамі. Вядома, гэта парушыла 1-к-10 мінімальны ўзровень выхаднога імпедансу з чаканым уваходным супрацівам, якое абмяркоўвалася вышэй, і, такім чынам, меў істотны ўплыў на частотную характарыстыку падключанай калонкі, але гэта тое, што вы атрымліваеце з многімі лямпавых узмацняльнікаў і гэта менавіта тое, што Carver хацеў імітаваць.
02 з 03
Предусилитель / Крыніца Прылада вываду імпедансу
З предусилителя або прылады-крыніцы (CD-плэер, кабельнага тэлебачання і г.д.), як паказана на малюнку вышэй, гэта іншая сытуацыя. У гэтым выпадку, вы не клапоціцеся аб магутнасці або току. Усё, што вам трэба перадаць аудиосигнал напружанне. Такім чынам, на выхадзе прылада - ўзмацняльнік магутнасці, у выпадку предусилителя або предусилителя, у выпадку зыходнага прылады - можа мець высокі ўваходны імпеданс. Любы ток, які праходзіць праз лінію амаль цалкам блакаваны, што высокі ўваходны імпеданс, але напружанне праходзіць праз нармальна.
Для большасці узмацняльнікаў магутнасці і предусилителей, ўваходны імпеданс ад 10 да 100 кім з'яўляецца агульным. Інжынеры могуць пайсці вышэй, але яны могуць атрымаць больш шуму, такім чынам. Між іншым, гітарных узмацняльнікаў звычайна маюць ўваходныя імпеданс 250 кім да 1 Мом, таму што электрычная гітара пікапаў звычайна маюць выхадныя імпеданс ў дыяпазоне ад 3 да 10 кім.
Кароткія замыканні могуць быць агульнымі з ланцугамі лінейнага ўзроўню, таму што гэта так лёгка выпадкова пацерці два голых правадыроў з RCA штэкер з кавалкам металу, шорты іх. Такім чынам, выходныя імпеданс 100 Ом або больш распаўсюджаныя ў предусилителей і прылад-крыніц. Я бачыў некалькі экзатычных, высакаякасных кампанентаў з выходнымі супрацівамі лінейнага ўзроўню, як нізка як 2 Ом, але яны будуць мець альбо вельмі цяжкія выходныя транзістары або схему абароны для прадухілення пашкоджанняў ад шорт. У некаторых выпадках яны могуць мець кандэнсатар на выхадзе, каб блакаваць напружання пастаяннага току і прадухіліць выгаранне выхаднога прылады.
Мікрафоны предусилители з'яўляюцца іншы тэмай цалкам. У той час як яны звычайна маюць выхадныя імпеданс, аналагічныя прайгравальнік кампакт-дыскаў, іх ўваходныя імпеданс моцна адрозніваюцца ад такіх у лініі стадыі папярэдняга ўзмацняльніка. Гэта занадта шмат, каб пералічваць тут. Можа быць, я буду капацца ў гэтую тэму ў іншым артыкуле.
03 з 03
Ўзмацняльнік для навушнікаў Выхадны імпеданс
Ўсплёск папулярнасці навушнікаў прынёс даволі дзіўнае, нестандартнае размяшчэнне сістэмы імпедансу тыповых узмацняльнікаў для слухавак у цэнтры ўвагі. У адрозненне ад звычайных узмацняльнікаў, навушнікаў ўзмацняльнікі выпускаюцца ў самых разнастайных выходных імпеданс. Сапраўды танныя ўзмацняльнікі для навушнікаў, як тыя, убудаваных у большасці партатыўных кампутараў, могуць мець выходны супраціў так высока, як 75 або нават 100 Ом, нават калі імпеданс навушнікаў звычайна знаходзіцца ў дыяпазоне прыкладна ад 16 да 70 Ом.
Гэта рэдкае для спажыўца адключыць і зноў падключыць акустычныя сістэмы, калі ўзмацняльнік працуе, а таксама рэдкі для акустычных кабеляў, каб быць пашкоджаны, калі ўзмацняльнік працуе. Але з навушнікамі, гэтыя рэчы адбываюцца ўвесь час. Людзі звычайна падключаць альбо адключаць навушнікі, калі ўзмацняльнік для навушнікаў працуе. Навушнікі кабелі часта пашкоджваюцца - часам ствараючы кароткае замыканне - у той час як яны выкарыстоўваюцца. Вядома, большасць узмацняльнікаў для навушнікаў танныя прылады, якія могуць зрабіць даданне прыстойная схема абароны надмерна. Такім чынам, большасць вытворцаў прыняць больш лёгкі выхад: Яны павышаюць выходны супраціў ўзмацняльніка, дадаўшы рэзістар (або часам кандэнсатар).
Як вы можаце бачыць у маіх вымярэннях навушнікаў (спусціцеся на другім графіцы), высокі выхадны імпеданс можа мець вялікі ўплыў на частотную характарыстыку слухавак. Я вымярэнне частотнай характарыстыкі навушнікаў з першымі навушнікамі узмацняльнікам Musical Fidelity, які мае выходны супраціў 5 Ом, а затым зноў з дадатковымі 70 Омами супраціву дададзена, каб стварыць агульнае выходны супраціў 75 Ом.
Эфект, што высокі выхадны імпеданс будзе мець залежыць ад імпедансу падлучанага навушнікаў, і асабліва са зменай імпедансу слухавак у на розных частотах. Навушнікі, якія маюць вялікія перапады імпедансу - як большасць у вуху мадэлі з драйверамі збалансаванага якара робяць - як правіла, дэманструюць істотныя змены ў частотнай характарыстыкі пры змене ад узмацняльніка з нізкім выходным супрацівам аднаму з высокім выхадных супрацівам. Часта, для навушнікаў, які мае натуральнае гучанне танальнага баланс пры выкарыстанні з крыніцай нізкага імпедансу будзе мець Басава, цьмяны які гучыць баланс пры выкарыстанні з крыніцай высокага імпедансу.
На шчасце, нізкае выходны супраціў даступна ў многіх узмацняльнікаў высокага класа навушнікаў (асабліва цвёрдацельныя мадэлі), і нават некаторыя з маленькіх навушнікаў узмацняльнікаў чыпаў, убудаваных у такіх прыладах, як iPhone'ов. Там звычайна няма спосабу даведацца напэўна, калі навушнікі агучвае для выкарыстання з высокім або нізкім выхадных імпеданс, але я аддаю перавагу прытрымлівацца з нізкім выходным супрацівам па прычынах, названым вышэй у гэтым артыкуле.
Я палічыў за лепшае б не выкарыстоўваць навушнікі з вялізнымі ваганнямі імпедансу , якія могуць выклікаць змены частотнай характарыстыкі пры выкарыстанні навушнікаў узмацняльнікаў , якія маюць высокую выходны супраціў (як адзін у ноўтбуку я друкую гэта на). На жаль, хоць, я звычайна аддаю перавагу гук добра збалансаваны якар у слухаўках-ўкладышах да таго, які выкарыстоўвае дынамічныя драйвера, таму, калі я выкарыстоўваю гэтыя навушнікі з маім ноўтбукам, я звычайна падлучыць вонкавы ўзмацняльнік або USB ўзмацняльніка для навушнікаў / ЛАП.
Я ведаю, што гэта было шматслоўна тлумачэнне, але выходны супраціў з'яўляецца складанай тэмай. Дзякуй за падшыпнік са мной, і калі ў вас ёсць якія-небудзь пытанні ці калі я сёе-тое з, дашліце мне па электроннай пошце і дайце мне ведаць.