01 of 03
Tackling ien fan 'e meast ferneamde ûnderwerpen yn Audio Electronics
Doe't ik de basisyten fan 'e audio learde, wie ien fan' e begripen dy't it hurdste foar my wie om te fangen, wie útfiering. Ynput-impedint begon ik ynstinktyf, út it foarbyld fan in sprekker . In sprekker hat in sprekker dy't in spul fan draad befettet, en ik wist dat in spulspul fan elektryske elektryske streaming wûn. Mar de útfier ynsetting? Wêrom soe in amplifier of preamp oandwaning op syn útput hawwe, frege ik? Wolle jo net dat alle mooglike volt en amp ampjinne wolle oan wat it rydt?
Yn myn petearen mei lêzers en entûsjasters troch de jierren, bin ik kommen om te realisearjen dat ik net de iennichste wie dy't it algemiene idee fan ymplemintaasje krige. Ik tocht, it soe moai wêze om in primer te dwaan oer it ûnderwerp. Yn dit artikel sil ik omgean mei trije mienskiplike en hiel ferskillende situaasjes: preamps, amps en headphone amps.
Earst litte wy it konsept fan ympearjen koartsein rekappe. Wjerstân is de mjitte wêryn't dat wat de stream fan DC elektrisiteit beheind. Ungeduld is yn wêzen itselde ding, mar mei AC ynstee fan DC. Typysk wurdt de ympearing fan in komponint feroarje as de frekwinsje fan it elektryske sinjaal feroaret. Bygelyks, in lyts spulspul fan 'e draad sil hast 1 nadele impedanz hawwe, mar hege ympearing op 100 kHz. In kapsitor kin miskien hast unbegryp fan 1 Hz, mar hast gjin ympearing op 100 kHz.
Output impedanz is de bedrach fan ympearing tusken in útfier fan apparaten foar preamp of amplifier (meastal transistors, mar mooglik in transformer of tube) en de wurklike útfierklemmen fan 'e komponint. Dit omfettet de yndieling fan it apparaat sels.
Wêrom soene jo effektive útput hawwe?
Wêrom soe in komponint in útfier ynsette hawwe? Foar it meastepart is it it te beskermjen tsjin skea fan koarte sikehuzen.
Elk útfierapparaat is beheind yn 't bedrach fan elektryske liedings dy' t kinne hannelje. As de útfier fan it apparaat koart wurdt, wurdt frege om in heule oantal aktuele levering te leverjen. Bygelyks, in útfier fan 2,83-volt produkt sil in aktueel fan 0,35 amps en 1 watt fan macht yn in typysk 8-ohm-sprekker meitsje. Gjin probleem dêr. Mar as in draad mei 0.01-ohms-oandwaning oansluten is oer in útfier-terminale ferbining fan 'e amplifier, sil itselde 2.83-volt-útfieringssignal in aktueel fan 282,7 amps en 800 wattsmacht meitsje. Dat is fier, folle mear as de measte útfierapparaten kinne leverje. Sûnder it ampp hat in soarte fan beskermingskrêft of apparaat, dan sil it útfierapparaat oerhelle en sil wierskynlik permanint skea leze. En ja, it koe sels fjoer wêze.
Mei in soad bedrach yn 'e útfier boud it komponint fansels in grutter beskerming tsjin koarte fermogens, omdat de útfieringsimpedinsje altyd yn' e skeakel is. Tink derom dat jo in kopfonferinsje mei in útfierynfloed fan 30 ohms hawwe, in pear 32-ohm-hoofdtelefoon te fytsen, en jo koartlyn de kabelhawwer koenen troch ûnthâlde mei in pear skerden te knipen. Jo geane fan in totale systembehearder fan 62 ohms nei in totale ympedânsje fan miskien 30.01 ooms, dat is net sa grut. Wis is in soad minder ekstremder as fan 8 ohms ôf oant 0,01 ohms.
Hoe leech soene útfier-ympedinsje wêze?
In hiel algemiene regel fan thumb yn audio is dat jo wolle dat de útfieringsimpedân op syn minst 10 kear lager wêze as de ferwachte ynfierbepaling dy't it feedeart. Op dizze manier hat de útfier impedanz gjin grutte ynfloed op 'e prestaasjes fan it systeem. As de útfierstimpedân folle mear as 10 kear is de ynputsimpedânsje dat it fjoert, kinne jo in pear ferskate problemen krije.
Mei elke audio-elektroanika kin in effektive effektive effektive filtering effekten meitsje dy't frjemde anomalies fan fremde antwurden feroarsaakje, en ek in resultaat fan in ferminderjende power output. Foar mear oer dizze ferskynsels kontrolearje myn earste en twadde artikels oer hoe't sprekkers câbles ynfloed kinne op klankkwaliteit.
Mei fertsjinwurdigers is der in ekstra probleem. Wannear't de ferpletter de sprekker koe nei foaren of efterút rinne, springt de optocht fan 'e sprekker de kegel werom nei syn middenposysje. Dizze aksje generearret spanning wêrtroch dan wer oan 'e amplifier werjûn wurdt. (Dit ferskynsel is bekend as "efter EMF" of optocht elektromotoryske krêft.) As de útfier fan 'e útfierer fan' e amplifier is leech genôch, sil it efterste EMF effektyf koarte wêze en as brek op 'e kegel as it weromfiert. As de útfier fan 'e útfierer fan' e amplifier te heech is, sil it konea net kinne stopje, en de kegel sil trochgean en werom sette oant it friksje stoppe is. Dêrtroch ûntstiet in klankende effekt en makket lûdsoanfollers nei't se stoppen moasten.
Jo kinne dit sjen yn de dampingfaktorearring fan ferfanger. Dampingfaktor is de ferwachte gemiddelde ynputsimpedânsje (8 ohms) ferdield troch de útfieringsimpedânsje fan 'e amp. Hohe heger it nûmer, it better de dampingfaktor.
Amplifier-útfierynfedânsje
Om't wy praat oer amps, litte we begjinne mei dit foarbyld, dat yn 'e boppeneamde tekenrige is. Sprekkersinimpedinten binne typysk 6 oant 10 ohms rated, mar it is gewoanlik foar sprekkers om 3 oeren impedanz te fallen op bepaalde frekwinsjes, en sels 2 ohms yn guon ekstreme gefallen. As jo twa sprekkers parallel parteare , lykas oanpaste ynstallaasjes faak dogge by it meitsjen fan multyramoom-audio-systemen , dy't de ympearje yn 'e helte skiedt , dat betsjuttet in sprekker dat dûpt nei 2 ohms by, sizze, 100 hz noiifs nei 1 ohm by dy frekwinsje as it is Ferparte mei in oare sprekker fan deselde type. Dat is in ekstreme gefal, fansels, mar amplifier-ûntwerkers moatte foar sokke ekstreme gefallen rekkene wurde of se kinne in grutte stapel fan amps komme dy't foar reparare komme.
As wy in minimale sprekkersimpedân fan 1 ohm sjogge, dan betsjut dat de amp wurde moat in útfierdynfloed hawwe fan net mear as 0,1 ohm. Fansels is der gjin keamer om genôch ferset te meitsjen oan dizze útferkoering om de útfierapparaten in echte beskerming te jaan.
Sa sil de ferfanger wol wat soarte beskermingskrêft brûke. Dat soe wat wêze dat de aktuele útfier fan 'e amperslaget en de útfier ferfalt as de aktuele toets te heech is. Of it kin sa ienfâldich wêze as in fuse of circuit breaker op 'e ynkommende AC power line or the rails of the power supply. Dizze foarkomme it spanningsfjild oan as de aktuele tekening mear is as de ampfer kin handhavenje.
Bygelyks, hast alle röhre-macht-fersteurigers brûke útfierrtransformaten, en om't outputtransferters gewoan spuollen fan draad binne om in metalen ramt wrappere, hawwe se in substansjele ympearing fan har eigen, soms sa folle as 0,5 ohm of noch mear. In feite om it lûd fan in rûpferwurk yn syn Sunfire fermist (transistor) -verstärkers te simulearjen, hat famyljelid Bob Carver in "aktive modus" skeakel tafoege dy't in 1-ohm-wjerstân yn rige sette mei de útfierapparaten. Natuurlijk ferflokte it 1-oan-10 minimale ferhâlding fan de útfier ynsetting foar ferwachte ynput-impedanz dy't wy hjirboppe besprutsen hawwe en soene in substansjele ynfloed hawwe op it frekwinsjende reaksje fan de ferbûne sprekker, mar dat is wat jo krije mei in protte tube amps en It is krekt wat Carver simulearje woe.
02 of 03
Preamp / Boarne Device Output Impedanz
Mei in preamp of boarneapparaat (CD-spiler, kabelbox, ensfh.), Lykas yn 'e teken hjirboppe sjen litte, is in oare situaasje. Yn dit gefal binne jo der net oer kracht of aktueel. Alles wat jo nedich hawwe om it audio-signal te foarkommen is de spanning. Dêrtroch kin it ynstreamende apparaat - in krêftverstärker, yn it gefal fan in preamp, of in preamp, yn it gefal fan in boarneapparaat - in hege ynfierbeheining hawwe. Eltse aktuele kommende troch de line is hast hielendal blokkearre troch dy hege ynfierwet, mar de spanning kriget krekt goed.
Foar de measte krêftampen en preamps, is in ynputsimpedân fan 10 oant 100 kilogramms gewoanlik. Yngenieurs kinne hegere hegere, mar se kinne dat lûd mear lûke. Yntusken hawwe guitar amps typysk ynputsimpedinsjes fan 250 kilograms oan 1 megohm, om't elektryske gitaar-pickups meastal útfieringsimpedinten hawwe fan 3 oant 10 kilo's.
Koarte fermogens kinne gewoanlik wêze mei line-level circuits, om't it sa maklik is om de twa nekke dirigers fan in RCA-plug te ûnthâlden tsjin in stikje metaal dy't har útstekket. Sa wurde outputynstruminten fan 100 ohms of mear brûkt yn foarkarren en boarne-apparaten. Ik haw in pear eksoatyske, heulende komponinten sjoen mei line-level-output-impedinsjes as leech as 2 ohms, mar dizze sille ek hiel heulende outputtransistoren of in beskermingstreek hawwe om skea fan shorts te foarkommen. Yn guon gefallen kinne se in oanhingkondensator hawwe oan 'e útfier om DC-spanning te blokkearjen en foarkommen fan útfierapparaat.
Phono-preamps binne in ferskillend ûnderwerp folslein. Hoewol't se typysk output-ympearingen hawwe dy't ferlykber binne oan dy fan in CD-spiler, binne har ynputsimpedinten hiel oars fan 'e linen fan in line-stappe preamp. Dat is tefolle om hjir te gean. Faaks sil ik graach yn dat ûnderwerp yn in oare artikel grave.
03 of 03
Headphone Amp Output Impedanz
De opbringst yn populiteit fan 'e hoofdtelefoanen hat de earder nuvere, net-standertsysteembeheardering fan typyske kopfhouten oan it spotlight brocht. Oars as konvinsjonele amps, kofontafers komme yn in breed ferskaat oan útfieringsimpedinten. Werklik goedkeap kopfeksen amps, lykas de yn 'e measte laptop-kompjûters ynboude, kinne in útfierdynfetsje hawwe as heech as 75 of sels 100 ohms, alhoewol't in kopfhelp-impedanz typysk rint fan ûngefear 16 oant 70 ohms.
It is seldsum foar in konsumint om loslanners te ferwiderjen en opnij te ferbinen as in amp amp te rinne, en ek seldsum foar sprekkershokken te beskermjen as in amp amp funksjonearret. Mar mei kopteksten is dizze dingen de hele tiid. Minsken regelmjittich ferbine of fuortsmite fan kopteksten wannear't in kopfekfermamp wurket. Koptekstkabel wurde faak skea - somtiden meitsje in koarte circuit - wylst se gebrûk meitsje. Fansels binne de measte hânfanger-amps goedkope apparaten, dy't it meitsjen fan in beskate beskermingskrêft kostje kinne. De measte fabrikanten jouwe de maklikere wize út: se ferheegje de útfierstimpedânsje fan 'e ferfanger troch it tafoegjen fan in wjerstân (of út en troch in kondensator).
As jo yn myn kopfermessingen sjen kinne (gean nei de twadde grafyk), kin in hege útfieringsimpedân in heule ynfloed hawwe op it frekwinsjende reaksje fan in kopfhôf. Ik mjittich it frekwinsjende reaksje fan in kopfhôf foar it earst mei in musicalfidelity-headphonesamp dy't in 5-ohm-útfierynfloed hat, en dan wer mei in ekstra 70 ohms fan wjerstân oan tafoege om in totale outputbeheining fan 75 ohms te meitsjen.
It effekt dat in hege útfierdynfloeding hat hat ferskille mei de ympearing fan 'e oanbelangjende hânfanger, en benammen mei de feroaring yn' e kopfhôf fan ferskate frekwinsjes. Hoofdtelefone dy't grutte impedanzwellen hawwe - lykas de measte yn-ear-modellen mei lykwicht-akteur-toetsen hawwe - gewoanlik grutte feroaringen ynfrekwike as jo feroarje fan in amp as mei in lege útfierstimpedinsje nei ien mei heechútfierdynfiering. Faak hat in kopfhôf mei in natuerlike klankende tonale lykwicht as brûkt wurdt mei in lege ympedenske boarne in bassy, dull-klankende balâns hat as brûkt wurdt mei in heulelefredige boarne.
Gelokkich is lege útfier ynsimpedinsje beskikber yn in protte heftigkopfaufspullen (benammen fêste-eta-modellen), en sels guon fan 'e lytse hoofdtelefoon-amp-chips ynboud yn apparaten lykas iPhones. Der is gewoanwei gjin manier om te witten as in kopfhôf foar gebrûk is mei gebrûk fan hege of lege útfieringen, mar ik leaver it foarkommen fan in lege útfier ynsette foar de reden dy't earder yn dit artikel sitten.
Ik soe foarearst net foarkomme mei hoofdelefoon mei geweldige impedanzwellen dy't feroarsake wurde fan frekwinsje-ferwidering wannear't se brûkt wurde mei kopfonferinsje-amps dy't heech útfierd hawwe (lykas de iene yn 'e laptop dat ik op dizze typ te typen). Spitigernôch ha ik algemien it lûd fan in goeie balansearje yn ear-earphone foar ien dy't dynamyske bestjoerders brûkt, en ik brûke meast ek in eksterne amp, of USB-hulpfernap / DAC.
Ik wit dat dit in lange wynde ferklearring west hat, mar útfiersimpedân is in komplisearre tema. Tankewol foar it dragen mei my, en as jo fragen hawwe of as ik wat útlitte, stjoer my in e-mail en lit my witte.