01 nga 03
Trajtimi i një prej subjekteve më konfuze në Elektronikë Audio
Kur isha duke mësuar bazat e audios, një nga konceptet që ishte më e vështirë për mua të kuptoj ishte rezistenca e prodhimit. Impedancën e hyrjes kam kuptuar instinktivisht, nga shembulli i një folësi . Në fund të fundit, një drejtues i altoparlantëve përmban një spirale prej teli, dhe e dija që një spirale prej teli i reziston rrjedhjes elektrike. Por impedancën e prodhimit ? Pse do një amplifikator ose preamp të ketë impedancë në prodhimin e saj, unë veten? A nuk do të donte të jepte çdo volt dhe amp të mundshëm për çdo gjë që po ngiste?
Në bisedat e mia me lexuesit dhe entuziastët gjatë viteve, unë kam ardhur për të kuptuar unë nuk ishte i vetmi që nuk e mori të gjithë idenë e rezistencës së prodhimit. Kështu që unë mendova se do të ishte mirë të bëja një abetare mbi këtë temë. Në këtë artikull, unë do të merren me tre situata të përbashkëta dhe shumë të ndryshme: preamps, amplifikatorët dhe amplifikatorët e kufjeve.
Së pari, le të përmbledhim shkurtimisht konceptin e rezistencës . Rezistenca është shkalla në të cilën diçka kufizon rrjedhën e energjisë elektrike të DC. Pengesa është në thelb e njëjta gjë, por me AC në vend të DC. Në mënyrë tipike, impedanca e një komponenti do të ndryshojë pasi frekuenca e sinjalit elektrik ndryshon. Për shembull, një spirale e vogël e telave do të ketë potencialisht zero rezistencë në 1 Hz, por rezistencë të lartë në 100 kHz. Një kondensator mund të ketë rezistencë gati të pafund në 1 Hz por pothuajse asnjë impedancë në 100 kHz.
Impedanca e daljes është sasia e rezistencës në mes të një preamp ose pajisjet e daljes së amplifikatorit (zakonisht tranzistorë, por ndoshta një transformator ose tub) dhe terminalet aktuale të prodhimit të komponentit. Kjo përfshin rezistencën e brendshme të vetë pajisjes.
Pse keni nevojë për impakt të daljes?
Pra, pse një komponent do të ketë një impedancë prodhimi? Për pjesën më të madhe, është për ta mbrojtur atë nga dëmtimi i qarqeve të shkurtra.
Çdo pajisje e prodhimit është e kufizuar në sasinë e rrymës elektrike që mund të trajtojë. Nëse prodhimi i pajisjes është i shkurtër, kërkohet të dorëzojë një sasi të madhe të rrymës. Për shembull, një sinjal output 2.83-volt do të prodhojë një rrymë prej 0.35 amps dhe 1 vat energji në një altoparlant 8-ohm tipik. Nuk ka problem atje. Por nëse një tel me impedancë 0.01 ohms është lidhur përmes terminaleve të daljes së amplifikatorit, i njëjti sinjal output 2.83-volt do të prodhojë një rrymë prej 282.7 amps dhe 800 watts pushteti. Kjo është shumë më larg se shumica e pajisjeve të prodhimit mund të japin. Përveç nëse amplifier ka ndonjë lloj qarku mbrojtës ose pajisje, atëherë pajisja e daljes do të mbingarkohet dhe ndoshta do të pësojë dëmtime të përhershme. Dhe po, mund të zjarrit.
Me një sasi të imponancës të ndërtuar në dalje, komponenti sigurisht që ka mbrojtje më të madhe kundër qarqeve të shkurtra, sepse impedanca e daljes është gjithmonë në qark. Thoni të keni një amplifikues të kufjeve me një impedancë prodhimi prej 30 ohms, duke ngarë një palë kufje 32 ohm, dhe shkurtoni kabllon e kufjeve duke prerë aksidentalisht me një palë gërshërë. Ju shkoni nga një impedancë totale e sistemit prej 62 ohm deri në një impedancë totale prej ndoshta 30,01 ohms, e cila nuk është një punë e tillë e madhe. Sigurisht shumë më pak ekstreme se sa duke shkuar nga 8 ohm deri në 0.01 ohm.
Sa e ulët duhet të jetë Impedancë e Produktit?
Një rregull shumë i përgjithshëm i gishtit në audio është që ju doni që impedanca e daljes të jetë së paku 10 herë më e ulët se impedanca e pritur e hyrjes që do të ushqehet. Në këtë mënyrë, impedanca e daljes nuk ka një efekt të rëndësishëm në performancën e sistemit. Nëse impedanca e daljes është shumë më shumë se 10 herë impedanca e hyrjes që do të ushqehet, mund të merrni disa probleme të ndryshme.
Me çdo elektronikë audio, një impedancë shumë e lartë e prodhimit mund të krijojë efekte filtrimi që shkaktojnë anomali të çuditshme të përgjigjes së frekuencës dhe gjithashtu rezultojnë në ulje të prodhimit të energjisë. Për më shumë në këto fenomene, shikoni artikujt e parë dhe të dytë për mënyrën se si kabllot e altoparlantëve mund të ndikojnë në cilësinë e zërit.
Me amplifikatorët, ka një problem shtesë. Kur amplifier lëviz konin e altoparlantit përpara ose prapa, pezullimi i altoparlantit e kthen konin në pozicionin qendror. Ky veprim gjeneron tensionin i cili pastaj hidhet prapa në amplifikator. (Ky fenomen njihet si "mbrapa EMF" ose forca elektromotore e kundërt.) Nëse impedanca e daljes së amplifikatorit është mjaft e ulët, ajo do të shkurtojë efektivisht EMF-në dhe do të veprojë si një frenim në kon si mbërrin. Nëse impedanca e daljes së amplifikatorit është shumë e lartë, ajo nuk do të jetë në gjendje të ndalë konin dhe kon do të vazhdojë të rritet mbrapa deri sa të ndalojë fërkimi. Kjo krijon një efekt kumbues dhe bën që shënimet të zgjaten pasi ata duhej të ndaleshin.
Ju mund ta shihni këtë në vlerësimet e faktorit të fikjes së amplifikatorëve. Faktori i zbutjes është impedanca mesatare e pritur e hyrjes (8 ohms) e ndarë nga impedanca e daljes së amplifikatorit. Sa më i lartë numri, aq më mirë është faktori i zbehjes.
Impedancë e prodhimit të amplifikatorit
Meqenëse po flasim për amplifikatorët, le të fillojmë me atë shembull, i cili është treguar në skedën më sipër. Pengesa e altoparlantëve zakonisht vlerësohet 6 deri në 10 ohm, por është e zakonshme që altoparlantët të bien në 3 ohms impedancë në frekuenca të caktuara dhe madje 2 ohmë në disa raste ekstreme. Nëse keni dy altoparlantë paralelisht, siç bëjnë shpesh instruktorët e zakonshëm kur krijojnë sisteme audio multiroom , që ulin impedancën në gjysmë, që do të thotë një altoparlant që ulet në 2 ohmë, ose thuhet, 100 Hz ulet tani në 1 ohm në atë frekuencë kur është çiftëzohet me një altoparlant tjetër të të njëjtit lloj. Ky është një rast ekstrem, natyrisht, por projektuesit e amplifikatorëve duhet të japin llogari për raste të tilla ekstreme ose mund të përballen me një grumbull të madh amplifikatorësh që vijnë për riparim.
Nëse ne figurojmë një impedancë minimale të altoparlantëve prej 1 ohm, kjo do të thotë se amp duhet të ketë një impedancë prodhimi prej jo më shumë se 0.1 ohm. Natyrisht, nuk ka vend për të shtuar rezistencë të mjaftueshme në prodhimin e këtij ampësi për t'i dhënë pajisjeve të prodhimit ndonjë mbrojtje reale.
Kështu, amplifikatori do të duhet të punësojë një lloj qarku mbrojtës. Kjo mund të jetë diçka që përcjell prodhimin aktual të amplifikatorit dhe shkëputet produkti nëse barazimi aktual është tepër i lartë. Ose mund të jetë aq e thjeshtë sa një siguresë ose ndërprerës në linjën hyrëse të rrymës ose në shinat e rrymës. Këto shkëputje furnizimin me energji elektrike kur barazimi aktual është më shumë sesa mund të trajtojë amp.
Rastësisht, pothuajse të gjithë amplifikatorët e tubave të energjisë përdorin transformatorët e daljes, dhe për shkak se transformatorët e prodhimit janë vetëm mbështjellësa të mbështjellë rreth një kornize metalike, ato kanë rezistencë të konsiderueshme të tyre, ndonjëherë deri në 0,5 ohm ose edhe më shumë. Në të vërtetë, për të simuluar tingullin e një amperi të tubave në amplifikatorët e tij të ngurta të shtetit Sunfire (tranzistor), projektuesi i mirënjohur Bob Carver shtoi një kalim "aktual" që vendosi një rezistencë 1-ohm në seri me pajisjet dalëse. Sigurisht, kjo ka shkelur raportin minimal të rezistencës së daljes nga impedanca e hyrjes deri në impedancën e pritshme të hyrjes që kemi diskutuar më sipër dhe kështu ka pasur një efekt substancial në përgjigjen e frekuencës së altoparlantit të lidhur, por kjo është ajo që ju merrni me shumë amplifikatorë tubash dhe është pikërisht ajo që Carver donte të simulonte.
02 nga 03
Impedanca e daljes së pajisjes Preamp / Burimi
Me një pajisje paraprake ose burimesh (CD player, kuti kablli, etj.), Siç tregohet në figurën e mësipërme, është një situatë tjetër. Në këtë rast, nuk shqetësoheni për energjinë apo aktualitetin. Të gjitha që ju nevojitet për të përcjellë sinjalin audio është tension. Kështu, pajisja në drejtim të rrymës - një përforcues i fuqisë, në rastin e një preamp, ose një preamp, në rastin e një pajisje burimi - mund të ketë një impedancë të lartë input. Çdo rrymë që vjen përmes linjës është pothuajse tërësisht e bllokuar nga ajo rezistencë e lartë input, por tensioni merr përmes vetëm gjobë.
Për shumicën e amplifikatorëve të fuqisë dhe preamps, një impedancë hyrje prej 10 deri 100 kilohms është e zakonshme. Inxhinierët mund të shkojnë më lart, por ata mund të marrin më shumë zhurmë në këtë mënyrë. Rastësisht, amplifikatorët e kitarë zakonisht kanë impedanca hyrëse prej 250 kilohms deri në 1 megohm, për shkak se kapëset elektrike të kitarë elektrike zakonisht kanë impedanca të daljes që variojnë nga 3 deri në 10 kilohma.
Qarqet e shkurtra mund të jenë të zakonshme me qarqet e nivelit të linjës, sepse është aq e lehtë të fshij aksidentalisht dy dirigjentë lakuriq të një prizë RCA kundër një copë metali që i bën ato të shkurtra. Kështu, impedancat e daljes prej 100 ohms ose më shumë janë të zakonshme në preamps dhe në pajisjet burimore. Unë kam parë disa përbërës ekzotikë, të lartë në fund me impedanca të daljes së linjës të nivelit të ulët deri në 2 ohmë, por këto do të kenë transistorë shumë të fuqishëm të prodhimit ose një qark mbrojtës për të parandaluar dëmtimin nga pantallona të shkurtra. Në disa raste, ata mund të kenë një kondensator bashkues në dalje për të bllokuar tensionin DC dhe për të parandaluar djegien e pajisjes së prodhimit.
Preamps Phono janë tërësisht të ndryshme. Ndërsa ata zakonisht kanë impedanca të daljes të ngjashme me ato të një lexuesi të CD-së, impedancat e tyre të hyrjes janë shumë të ndryshme nga ato të një preamp-i në fazën e linjës. Kjo është shumë për të hyrë këtu. Ndoshta unë do të gërmoj në këtë temë në një artikull tjetër.
03 nga 03
Impedanca e daljes nga kufjet
Shpejtësia e popullaritetit të kufjeve ka sjellë në vend të fokusit një rregullim jo-standard të sistemit të rezistencës së imponuar të kufjeve tipike. Ndryshe nga amplifikatorët konvencional, amplifikuesit e kufjeve vijnë në një shumëllojshmëri të gjerë të impedancave të daljes. Të vërtetë të lirë të kufjeve amplifikatorë, si ato të ndërtuara në shumicën e laptopëve, mund të kenë një rezistencë dalëse deri në 75 ose edhe 100 ohm, edhe pse rezistenca e kufjeve zakonisht varion nga rreth 16 në 70 ohm.
Është e rrallë për një konsumator që të shkëputet dhe të rilidhë altoparlantët kur po punon një amplifikator dhe gjithashtu rrallë që kabllot e altoparlantëve të dëmtohen kur një amplifikator po funksionon. Por me kufje, këto gjëra ndodhin gjatë gjithë kohës. Njerëzit në mënyrë rutinore lidhin ose shkëputin kufjet kur një amplifikues i kufjeve po funksionon. Kabllot e kufjeve shpesh dëmtohen - nganjëherë krijojnë një qark të shkurtër - ndërsa janë në përdorim. Natyrisht, shumica e amplifikatorëve të kufjeve janë pajisje të lira, gjë që mund të bëjë duke shtuar një qark të mbrojtjes të denjë për koston e ndalimit. Pra, shumica e prodhuesve marrin rrugën më të lehtë: Ata ngrenë impedancën e prodhimit të amplifikuesit duke shtuar një rezistencë (ose herë pas here një kondensator).
Siç mund ta shihni në matjet e kufjeve të mia (shkoni poshtë në grafikun e dytë), rezistenca e lartë e prodhimit mund të ketë një efekt të madh në përgjigjen e frekuencës së një kufjeje. Unë e mat përgjigjen e frekuencës së një kufjeje së pari me një amplifikator muzikor të Fidelity Musical që ka një rezistencë dalëse prej 5 ohm, pastaj përsëri me 70 ohm shtesë rezistencëje për të krijuar një impedancë totale të prodhimit prej 75 ohms.
Efekti që një impedancë e prodhimit të lartë do të ketë ndryshuar me impedancën e kufjeve të lidhur, dhe veçanërisht me ndryshimin në impedancën e kufjeve në frekuenca të ndryshme. Kufjet që kanë swings të mëdha të rezistencës - si shumica e modeleve të veshit me shoferët e armaturës së balancuar - zakonisht do të shfaqin ndryshime thelbësore në përgjigjen e frekuencës kur ndryshoni nga një amp me rezistencë të ulët të daljes në një me rezistencë të lartë output. Shpesh, një kufje që ka një ekuilibër tonik natyror, kur përdoret me një burim të ulët impedancash, do të ketë një ekuilibër të butë, të zhurmshëm, kur përdoret me një burim të rezistencës së lartë.
Për fat të mirë, rezistenca e ulët e prodhimit është e disponueshme në shumë amplifikatorë në fund të lartë të kufjeve (sidomos në modele të ngurta shtetërore), madje edhe disa nga patate të skuqura të vogla të kufjeve të ndërtuara në pajisje të tilla si iPhone. Zakonisht nuk ka asnjë mënyrë për të ditur me siguri nëse një kufje është shprehur për përdorim me impedancat e prodhimit të lartë ose të ulët, por unë preferoj të qëndroj me rezistencë të ulët të prodhimit për arsyet e përmendura më herët në këtë artikull.
Unë do të preferoja të mos përdorja kufje me swings të mëdha të rezistencës që do të shkaktonin ndryshime në përgjigjen e frekuencës kur përdoren me amplifikatorë me kufje që kanë rezistencë të lartë të prodhimit (si ajo në laptopë që po e shkruaj). Për fat të keq, megjithatë, unë në përgjithësi preferoj tingujt e një kufje të mirë të ekuilibruar-armaturës në atë që përdor shoferët dinamikë, kështu që kur i përdor këto kufje me laptopin tim, zakonisht lidh një amplifikues të jashtëm ose USB / amp DAC.
E di që kjo ka qenë një shpjegim i gjatë, por rezistenca e prodhimit është një temë e komplikuar. Faleminderit për të mbajtur me mua, dhe nëse keni ndonjë pyetje ose nëse kam lënë diçka, më dërgoni një e-mail dhe më lejoni të di.