01 de 03
Tackling Unu el la plej konfuzantaj temoj en Audio Electronics
Kiam mi lernis la fundamentojn de audio, unu el la plej konceptaj konceptoj por mi estis elpensita. Eniga impedado mi komprenis instinkte, de la ekzemplo de parolanto . Post ĉio, parolanta ŝoforo enhavas kudron da drato, kaj mi sciis, ke korala drato rezistas elektran fluon. Sed eliga impedance? Kial amplifilo aŭ antaŭrompo havus impedancon ĉe sia eligo, mi demandis min? Ĉu ĝi ne volus liveri ĉiun ebla volto kaj plibonigi ĉion, kion ĝi kondukas?
En miaj paroloj kun legantoj kaj entuziasmuloj dum la jaroj, mi rimarkis, ke mi ne estis la sola, kiu ne ricevis la tutan ideon pri elpensado. Do mi pensis, ke estus bele prizorgi la aferon. En ĉi tiu artikolo, mi traktos tri oftajn kaj tre malsamajn situaciojn: antaŭpapojn, amperojn kaj aŭdilojn.
Unue ni mallonge recapituos la koncepton de impedado . Rezisto estas la grado, al kiu io limigas la fluon de DC-elektro. Impedance estas esence la sama afero, sed kun AC anstataŭ DC. Tipe, la impedancia de komponanto ŝanĝos kiam la ofteco de la elektra signalo ŝanĝas. Ekzemple, malgranda bobeno de drato havas preskaŭ nula impedance je 1 Hz sed alta impedance je 100 kHz. Konditoro povus havi preskaŭ senfinan impedancon je 1 Hz sed preskaŭ nenia impedance je 100 kHz.
La impedancia de la produktado estas la kvanto de impedancia inter eliroj de preamp aŭ amplifilo (kutime transistoroj, sed eble transformilo aŭ tubo) kaj la realaj fina stacioj de la komponanto. Ĉi tio inkluzivas la internan impedancon de la propra aparato.
Kial Vi Devas Elpensan Impedancon?
Do kial komponanto havus elpuŝan impedancon? Plejparte, ĝi estas por protekti ĝin kontraŭ damaĝo de mallongaj cirkvitoj.
Ajna produkta aparato estas limigita en la kvanto de elektra fluo, kiun ĝi povas manipuli. Se la eligo de la aparato estas mallongigita, oni petas, ke vi liveras grandan kvanton da nuna. Ekzemple, signalo de eligo de 2.83-voltoj produktos fluon de 0.35 amps kaj 1 vat-potencon en tipan 8-ohm-parolanton. Neniu problemo tie. Sed se kablo kun 0,01-oj-impedado estis konektita trans la finaĵoj de elfluo de la amplifilo, tiu sama signalo de eligo de 2.83-voltoj produktos fluon de 282.7 amps kaj 800 vattoj de potenco. Tio estas malproksime, multe pli ol la plej multaj elsendaj aparatoj povas liveri. Krom se la ampulo havas iun specon de protekta cirkvito aŭ aparato, tiam la eliga aparato superkovrigos kaj probable suferos permanenta damaĝo. Kaj jes, ĝi eĉ povus ekbruliĝi.
Kun iu kvanto de impedado konstruita en la eligo, la komponanto evidente havas plej grandan protekton kontraŭ mallongaj cirkvitoj, ĉar la elpensa impedance estas ĉiam en la cirkvito. Diru, ke vi havas aŭdilon kun impedance de eliro de 30 ohmoj, kondukante paron de 32-ohm-aŭdiloj, kaj vi mallongigas la poŝtelefonon hazarde tranĉante ĝin per paro de tondiloj. Vi iras de tuta sistemo impedance de 62 ohmoj ĝis tuta impedancia de eble 30.01 ohmoj, kio ne estas tiel granda. Certe multe malpli ekstreme ol irante de 8 ohmoj ĝis 0,01 ohmoj.
Kiom Malalta Devus Elspeza Impedance Ĉu?
Tre ĝenerala regulo de dikfingro en audio estas, ke vi volas, ke la eliga impedance estu almenaŭ 10 fojojn pli malalta ol la atendata impedance enigo, kiun ĝi manĝos. De ĉi tiu maniero, la eliga impedance ne havas gravan efikon sur la agado de la sistemo. Se la eliga impedado estas multe pli ol 10 fojojn la eniga impedado, kiun ĝi manĝos, vi povas akiri kelkajn malsamajn problemojn.
Kun iu ajn aŭdona elektroniko, tro alta alta impedenco povas krei filtrilajn efikojn, kiuj kaŭzas maloftajn oftecajn respondajn anomaliojn, kaj ankaŭ rezultigas reduktitan potencan eliron. Por pli da ĉi tiuj fenomenoj, kontrolu miajn unuajn kaj duajn artikolojn pri kiel parolantaj kabloj povas influi sonan kvaliton.
Kun amplifiloj, ekzistas aldona problemo. Kiam la amplifilo movas la parolantan konuson antaŭen aŭ malantaŭen, la pendado de la parolanto eliras la konuson reen al ĝia centra pozicio. Ĉi tiu ago generas streĉiĝon, kiu estas poste ĵetita reen ĉe la amplifilo. (Ĉi tiu fenomeno estas konata kiel "malantaŭa EMF" aŭ reversa elektromotiva forto.) Se la impedance de eligo de la amplifilo estas sufiĉe malalta, ĝi efektive mallongigos tiun reen EMF kaj funkcios kiel bremsi la konuson kiam ĝi revenos. Se la impedance de eliro de la amplifilo estas tro alta, ĝi ne povos ĉesi la konuson, kaj la konuso daŭrigos reen kaj antaŭen ĝis la frotado ĉesas. Ĉi tio kreas rondan efikon kaj faras notojn iom post kiam ili supozis ĉesi.
Vi povas vidi ĉi tion en la amasiga faktoro taksado de amplifiloj. Damping-faktoro estas la atendata averaĝa impedanco (8 ohmoj) dividita per la eliga impedance de la amp. La pli alta estas la nombro, la pli bona la amortiga faktoro.
Impedance de Kontrolo de Amplificador
Ĉar ni parolas pri amps, ni komencu kun tiu ekzemplo, kiu montras en la desegnaĵo supre. Parolantaj impedazoj tipe taksas 6 ĝis 10 ohmojn, sed kutime la parolantoj faligas 3-ojn impedancon ĉe certaj oftecoj, kaj eĉ 2 ohmojn en iuj ekstremaj kazoj. Se vi parolas du parolantojn en paralela maniero, ĉar kutimaj instaliloj ofte faras kiam kreas multiroom-sistemajn sistemojn , kiu reduktas la impedancon en duono, kio signifas parolanton, kiu saltas al 2 ohmoj, diras 100 Hz nun dipas al 1 ohm ĉe tiu ofteco kiam ĝi estas parigita kun alia parolanto de la sama tipo. Tio estas ekstrema kazo, kompreneble, sed amplifilaj desegnistoj devas rimarki tiajn ekstremajn kazojn aŭ ili povus alfronti grandan amason da amasoj eniri por ripari.
Se ni kalkulas minimuman parolajn impedancon de 1 ohm, tio signifas, ke la ampulo devus havi elpensan impedancon de ne pli ol 0.1 ohm. Evidente, ne ekzistas loko por aldoni sufiĉan reziston al la eligo de ĉi tiu ampulo por doni al la elsendaj aparatoj ajnan realan protekton.
Tiel, la amplifilo devos uzi iun specon de protekta cirkvito. Tio povus esti io, kiu spuras la aktualan eliron de la ampulo kaj malkonstruas la eliron se la nuna remizo estas tro alta. Aŭ ĝi povus esti tiel simpla kiel fuzo aŭ cirkvita rompilo sur la venonta AK-potenca linio aŭ la reloj de la potenco. Ĉi tiuj malkonektas la potencon kiam la nuna remizo estas pli ol la amanto povas manipuli.
Ĉi-rilate, preskaŭ ĉiuj potencaj potencaj amplifiloj uzas elĵetajn transformilojn, kaj ĉar elĵetaj transformiloj estas nur folioj de drato ĉirkaŭmetitaj al metala kadro, ili havas sufiĉe impedancon, kelkfoje tiom ol 0.5 ohm aŭ eĉ pli. Fakte, por simuli la sonon de tubo ampulo en siaj sunfire solidaj ŝtatoj (transistoro) amplifiloj, fama famulo Bob Carver aldonis "nunan modon" ŝaltilon kiu metis 1-ohm-reziston en serio kun la eligo-aparatoj. Kompreneble, ĉi tio malobservis la 1-al-10 minimuman rilaton de eliga impedance al la atendita impedance enigo, kiun ni diskutis pli supre, kaj tial havis grandan efikon sur la ofteco-respondo de la konektita parolanto, sed tio estas tio, kion vi ricevas kun multaj tuboj-amps kaj estas ĝuste kion Carver volis simuli.
02 de 03
Prepago / Provizo de Fonta Produkta Impedance
Kun antaŭpapo aŭ fonta aparato (KD-ludilo, kablo-kesto, ktp.), Kiel montrita en la desegnaĵo supre, ĝi estas malsama situacio. En ĉi tiu kazo, vi ne zorgas pri potenco aŭ fluo. Ĉio, kion vi bezonas por transdoni la sonan signalon, estas la streĉiĝo. Tiel, la subtera aparato - potenca amplifilo, en la kazo de antaŭpapo aŭ antaŭpapo, en la kazo de fonta aparato - povas havi altan impedan enigon. Ajna fluo venanta tra la linio estas preskaŭ tute blokita de tiu alta eniga impedance, sed la tensio ricevas simple bonan.
Por plejparto de potencaj ampoj kaj antaŭpapoj, eniga impedado de 10 ĝis 100 kilohms estas komuna. Inĝenieroj povas iri pli altaj, sed ili povas pli da bruo tiel. Ĉefe, gitaro-amasoj ĝenerale havas impedanojn de 250 kilohm al 1 megohm, ĉar elektraj gitŝokoj kutime havas elĉerpajn impedadojn de 3 ĝis 10 kilogramoj.
Mallongaj cirkvitoj povas esti komuna kun linio-nivelaj cirkvitoj, ĉar ĝi estas tiel facile hazarde froti la du nudajn ŝoforojn de RCA-ŝtopilo kontraŭ peco de metalo kiu mallongigas ilin. Tiel, eligo de impedancoj de 100 ohmoj aŭ pli estas komuna en antaŭaj kaj fontaj aparatoj. Mi vidis kelkajn ekzotajn, altkvalitajn komponantojn kun aldona nivelo-impedancoj de malpli ol 2 ohmoj, sed ĉi tiuj havos aŭ tre pezajn elirecajn transistorojn aŭ protektan cirkviton por malhelpi damaĝon de mallongaj tempoj. En iuj kazoj, ili eble havas kunigantan kondensilon ĉe la eligo por bloki DC-tenson kaj malhelpi eligo de elsenda aparato.
Phono-preampoj estas tute malsama temo. Dum ili kutime havas elpensajn similan impedancon al tiuj de KD-ludanto, iliaj enaj impedancoj estas tre malsamaj al tiuj de linio-etapa preampiro. Tio estas tro multe por eniri ĉi tien. Eble mi enmetos tiun temon en alia artikolo.
03 de 03
Fotofona Amp Eligo Impedance
La kresko en populareco de aŭdiloj alportis la pli strangan, ne-norman sistemon impedan aranĝon de tipaj aŭdiloj al la vidpunkto. Kontraste kun konvenciaj ampoj, aŭdiloj de aŭdiloj venas en ampleksa vario de elpensencoj de eligo. Vere malkaraj aŭdiloj, kiel tiuj, kiuj estas konstruitaj en plej multajn tekkomputilojn, povas havi elpuran impedancon tiel alta kiel 75 aŭ eĉ 100 ohmojn, kvankam la kaŝmemora impedado kutime varias de proksimume 16 ĝis 70 ohmoj.
Malofta por konsumanto malkonekti kaj kunŝalti parolantojn kiam ampulo kuras, kaj ankaŭ malofta por parolantaj kabloj esti damaĝitaj kiam ampulo kuras. Sed kun aŭdiloj, ĉi tio okazas la tutan tempon. Homoj konektas aŭ malkonektas aŭdilojn kiam aŭdofampo funkcias. La telefonaj kabloj ofte damaĝas - foje kreante mallongan cirkviton - dum ili estas uzataj. Kompreneble, plejpartoj de aŭdiloj estas malkaraj aparatoj, kiuj povas aldoni decan protektan cirkviton kost-malpermesa. Do plejpartoj de fabrikantoj prenas la pli facilan eliron: Ili levas la elpensan impedancon de la amplifilo aldonante reziston (aŭ foje kondamnilo).
Kiel vi povas vidi en mia mezfona mezurado (iru malsupren al la dua grafeo), alta eliga impedance povas havi grandan efikon sur la frekvenca respondo de aŭdilo. Mi mezuras la frekvencan respondon de poŝtelefono unue kun muzika Fidelity headphone amp kiu havas 5-ohman elpensan impedancon, tiam denove kun ekstra 70 ohmoj da rezisto aldonita por krei tutan elpensan impedancon de 75 ohmoj.
La efiko, ke alta impedance de eligo varias kun la impedancia de la konektita aŭdilo, kaj precipe kun la ŝanĝo en la impedancia de la aŭdilo ĉe malsamaj oftecoj. Aŭdiloj kiuj havas grandajn impedanajn ŝvebojn - kiel plej multaj en-aŭdaj modeloj kun ekvilibrigitaj armiloj - kutime prezentas substancajn ŝanĝojn en frekvenca respondo kiam vi ŝanĝos de ampolo kun malalta elpensado al unu kun alta elpensa impedancia. Ofte, poŝtelefono, kiu havas natura-sonanta tonala ekvilibro kiam uzata kun malalta impedanta fonto havos malaltan, senŝanĝan ekvilibron kiam uzata kun alta impedanca fonto.
Feliĉe, malalta elspeza impedance estas havebla en multaj altafina kaŝtelefonaj ampoj (precipe solida ŝtato-modeloj), kaj eĉ kelkaj el la malgrandaj aŭdiloj-ĉemiziloj kreitaj en aparatojn kiel iPhones. Ekzistas kutime nenio scii, ĉu aŭdilo estas esprimata por uzo kun altaj aŭ malaltaj impedancoj, sed mi preferas resti kun malalta elpensado por la kialoj cititaj antaŭe en ĉi tiu artikolo.
Mi preferas ne uzi aŭdilojn kun grandegaj impedancaj ŝaltoj, kiuj kaŭzus oftecon-respondojn, ŝanĝiĝojn, kiam ili uzis ĉe la poŝtelefonoj, kiuj havas altan elpensan impedancon (kiel la en la tekkomputilo, kiun mi tajpas ĉi). Bedaŭrinde, tamen, mi ĝenerale preferas la sonon de bona ekvilibra kalibro-kaŝita en-orela kapo al unu, kiu uzas dinamikajn ŝoforojn, do kiam mi uzas ĉi tiujn aŭdilojn kun mia tekkomputilo, mi kutime konektas ekstera ampnilon aŭ USB-aŭdilon / DAC.
Mi scias, ke tio estis eksplika eksplodo, sed elpensado de impedado estas komplika temo. Dankon pro portado kun mi, kaj se vi havas demandojn aŭ se mi lasis ion, sendu al mi retmesaĝon kaj sciigu min.