01 no 03
Viena no visvairāk mulsinošajiem priekšmetiem audio elektronikā
Kad es mācījos audio pamati, viens no konceptiem, kas man vissmagāk bija saprast, bija izejas pretestība. Ieejas pretestība es sapratu instinktīvi, no runātāja piemēra . Galu galā, skaļruņu vadītājam ir stieples spole, un es zināju, ka stiepļu spole izturas pret elektrisko plūsmu. Bet izejas pretestība? Kāpēc pastiprinātājam vai preampam ir pretestība pie jaudas, es prātoju? Vai tas nevēlas piegādāt visus iespējamos voltus un pastiprinātājus neatkarīgi no tā, kā tas brauc?
Gadu gaitā esmu sarunājies ar lasītājiem un entuziastiem, es sapratu, ka neesmu vienīgais, kas nesaņēma ideju par izejas pretestību. Tāpēc es domāju, ka būtu jauki izdarīt grunts uz šo tēmu. Šajā rakstā es aplūkosim trīs kopīgas un ļoti atšķirīgas situācijas: preamps, ampēri un austiņu ampēri.
Vispirms īsumā atgādinām impedances jēdzienu. Izturība ir pakāpe, kādā kaut kas ierobežo DC elektroenerģijas plūsmu. Impedance būtībā ir viena un tā pati lieta, bet ar AC, nevis DC. Parasti komponenta pretestība mainās, mainoties elektriskā signāla biežumam. Piemēram, nelielai stieples spolei būs gandrīz nulles impedance ar 1 Hz frekvenci, bet liela pretestība pie 100 kHz. Kondensatoram var būt gandrīz bezgalīgs pretestība 1 Hz frekvencē, bet gandrīz nemainība ir 100 kHz.
Izejas pretestība ir impedances daudzums starp preamp vai pastiprinātāja izvades ierīcēm (parasti tranzistoriem, bet, iespējams, transformatoram vai caurulei) un komponenta faktiskajiem izejas termināļiem. Tas ietver pašu ierīces iekšējo pretestību.
Kāpēc jums ir nepieciešama izejas pretestība?
Tātad, kāpēc komponents ir izejas pretestība? Lielākoties tas ir, lai aizsargātu to no īssavienojumiem radītu bojājumu.
Jebkura izejas ierīce ir ierobežota ar elektriskās strāvas daudzumu, ko tas var apstrādāt. Ja ierīces izeja ir saīsināta, tai tiek lūgts piegādāt milzīgu pašreizējo daudzumu. Piemēram, 2,83 voltu izejas signāls ražo strāvu 0,35 ampēri un 1 vatu jauda tipiskajā 8 omu skaļrunī. Nav problēmu tur. Bet, ja ar pastiprinātāja izejas termināļiem būtu savienots 0,01 oms pretestības stieple, tas pats 2,83 voltu izejas signāls radīs strāvu 282,7 ampēri un 800 vati no jaudas. Tas ir daudz, daudz vairāk, nekā lielākā daļa izvadierīču var piegādāt. Ja vien pastiprinātājam nav kāda veida aizsardzības ķēdes vai ierīces, tad izejas ierīce pārkarst un, iespējams, cietīs pastāvīgu bojājumu. Un jā, tas var pat aizdegties.
Ar izejas iebūvētu impedances daudzumu, komponentam, protams, ir lielāka aizsardzība pret īssavienojumiem, jo izejas pretestība vienmēr ir ķēdē. Pieņemsim, ka jums ir austiņu pastiprinātājs ar izejas pretestību 30 omi, vadot pāris 32-omu austiņas, un jūs saīsināt austiņu vadu, to nejauši sagriežot ar šķērēm. Jūs pāriet no kopējās sistēmas pretestības 62 Ω līdz pilnīgai impedancei, iespējams, 30,01 omi, kas nav tik liels darījums. Protams, daudz mazāk ekstremāls nekā iet no 8 omi līdz 0,01 omi.
Cik zems būtu izejas pretestība būt?
Ļoti vispārējs īkšķa noteikums audio ir tāds, ka jūs vēlaties, lai izejas pretestība būtu vismaz 10 reizes mazāka par paredzēto ievades pretestību, ko tā baro. Šādā veidā izejas pretestība būtiski neietekmē sistēmas veiktspēju. Ja izejas pretestība ir daudz vairāk nekā 10 reižu lielāka nekā ieejas pretestība, ko tā baro, jūs varat iegūt dažas dažādas problēmas.
Izmantojot jebkuru audio elektroniku, pārāk liela izejas pretestība var radīt filtrēšanas efektus, kas izraisa dīvainas frekvences raksturlīknes novirzes, kā arī samazina izejas jaudu. Lai uzzinātu vairāk par šīm parādībām, skatiet pirmo un otro rakstus par to, kā skaļruņu kabeļi var ietekmēt skaņas kvalitāti.
Ar pastiprinātājiem ir papildu problēma. Kad pastiprinātājs pārvieto skaļruņa konusu uz priekšu vai atpakaļ, skaļruņa balsts spožo konusu atpakaļ tā centra pozīcijā. Šī darbība ģenerē spriegumu, kas pēc tam tiek izmests pie pastiprinātāja. (Šī parādība ir pazīstama kā "atpakaļ EMF" vai atpakaļgaitas elektromotora spēks.) Ja pastiprinātāja izejas pretestība ir pietiekami zema, tas efektīvi izlīdzinās, ka atpakaļ EMF un darbojas kā bremzes uz konusu, jo tas atsper atpakaļ. Ja pastiprinātāja izejas pretestība ir pārāk augsta, tā nevarēs apturēt konusu, un konuss turpinās atsperties uz priekšu un atpakaļ, līdz ir griezes apturēšana. Tas rada zvana efektu un padara piezīmes aizkavējušās, kad tām vajadzēja apstāties.
To var redzēt pastiprinātāju amortizācijas faktoru vērtējumos. Amortizācijas koeficients ir paredzamais vidējais ieejas pretestība (8 omi), kas dalīta ar pastiprinātāja izejas pretestību. Jo augstāks skaitlis, jo labāks dempings.
Pastiprinātāja izejas pretestība
Tā kā mēs runājam par pastiprinātājiem, sāksim ar šo piemēru, kas parādīts iepriekš redzamajā zīmējumā. Skaļruņu pretestība parasti tiek vērtēta no 6 līdz 10 om, taču skaļruņiem ir raksturīgi samazināties līdz 3 omi pretestība noteiktās frekvencēs un pat 2 omi dažos ārkārtējos gadījumos. Ja divu skaļruņu palaišana notiek paralēli, jo bieži tiek veidoti pielāgoti instalētāji, veidojot daudzveidīgas audio sistēmas , kas samazina pretestību pusi, tas nozīmē, ka skaļrunis, kas samazina līdz 2 omi, teiksim, 100 Hz, tagad samazinās līdz 1 ohm šajā frekvencē, kad tas ir pārī ar citu tā paša tipa skaļruni. Protams, tas ir ārkārtējs gadījums, bet pastiprinātāju dizaineriem ir jāņem vērā šādi ekstremāli gadījumi vai viņi varētu saskarties ar lielu ampu komplektu, kas nāk remontam.
Ja mēs attēlojam minimālo skaļruņu pretestību 1 ohm, tas nozīmē, ka pastiprinātājam jābūt izejas pretestībai ne vairāk kā 0,1 ohm. Acīmredzot nav vietas pietiekami daudz pretestības šai pastiprinātāja jaudai, lai izvadierīcēm nodrošinātu reālu aizsardzību.
Tādējādi pastiprinātājam būs jāizmanto sava veida aizsardzības ķēde. Tas varētu būt kaut kas, kas izseko amp esošo jaudu un atvieno izvadi, ja pašreizējais zīmējums ir pārāk augsts. Vai arī tas varētu būt tikpat vienkāršs kā drošinātājs vai automātiskais slēdzis ienākošajā maiņstrāvas elektropārvades līnijā vai strāvas padeves sliedēs. Tie atvieno strāvas padevi, ja strāvas padeve ir lielāka nekā strāvas stiprums.
Starp citu, gandrīz visi caurules jaudas pastiprinātāji izmanto izejas transformatorus, un tāpēc, ka izejas transformatori ir tikai metāla rāmis, ko aptver metāla rāmis, tiem ir ievērojama pretestība, dažreiz pat 0,5 omi vai pat vairāk. Faktiski simulējot caurules pastiprinātāja skaņu savā Sunfire cietvielu (tranzistoru) pastiprinātājos, slavens dizaineris Bobs Carvers pievienoja "pašreizējā režīma" slēdzi, kas novietoja 1-omu rezistoru virknē ar izejas ierīcēm. Protams, tas pārkāpj 1 līdz 10 minimālo izejas pretestības koeficientu līdz paredzamai ieejas pretestībai, par kuru mēs diskutējām iepriekš, un tādējādi tam bija būtiska ietekme uz saistītā skaļruņa frekvences reaģēšanu, bet tas, ko jūs saņemat ar daudzām caurulēšu ampēriem un tieši tas Carver vēlējās simulēt.
02 no 03
Preamp / avota ierīces izejas pretestība
Ar iepriekšēju vai avota ierīci (CD atskaņotāju, kabeļa kastīti utt.), Kā parādīts iepriekšējā zīmējumā, ir atšķirīga situācija. Šajā gadījumā jums nav jāuztraucas par strāvu vai strāvu. Viss, kas jums nepieciešams, lai pārraidītu audio signālu, ir spriegums. Tādējādi pakārtota ierīce - jaudas pastiprinātājs, priekšpabeļa gadījumā vai preamp, gadījumā avota ierīces gadījumā - var būt liela ieejas pretestība. Jebkurš pašreizējais, kas nāk caur līniju, gandrīz pilnībā tiek bloķēts ar šo lielo ievades pretestību, bet spriegums izpaužas tikai labi.
Lielākajai daļai jaudas pastiprinātāju un ieejas pretestību ieejas pretestība ir no 10 līdz 100 kilogramiem. Inženieri var iet lielāki, bet tie var iegūt vairāk trokšņa šādā veidā. Starp citu, ģitāru pastiprinātājiem parasti ir ieejas pretestība no 250 līdz 1 megohm, jo elektriskās ģitāras uztvērējiem parasti ir izejas pretestība robežās no 3 līdz 10 kilohmiem.
Īsas ķēdes var būt izplatītas ar līnijas līmeņa shēmām, jo ir tik vienkārši nejauši nolocīt divus RCA kontaktdakšas vadītājus pret metāla gabalu, kas tos saīsina. Tādējādi izejas pretestība 100 omi vai vairāk ir izplatīta preamps un avota ierīcēs. Esmu redzējis dažas eksotiskas augstas klases komponentus, kuru līnijas līmeņa izejas pretestība ir mazāka par 2 omi, bet tiem būs vai nu ļoti lielas jaudas izejas tranzistori, vai aizsardzības ķēde, lai novērstu bojājumus no šortiem. Dažos gadījumos to izejas gadījumā var būt kondensators, lai bloķētu līdzstrāvas spriegumu un novērstu izvades ierīces izdegšanu.
Phono preamps ir pilnīgi atšķirīgs objekts. Kamēr tiem parasti ir izejas pretestība, kas līdzīga CD atskaņotāja izejas pretestībai, to ieejas pretestība ļoti atšķiras no līnijas pakāpes preamp. Tas ir pārāk daudz, lai ieietu šeit. Iespējams, ka es citā rakstī apgūt šo tēmu.
03 no 03
Austiņu ampētāja izejas pretestība
Austiņu popularitātes pieaugums ir izraisījis diezgan dīvainu, nestandarta sistēmas impedances izkārtojumu tipisku austiņu ampēriem uzmanības centrā. Atšķirībā no tradicionālajiem ampiem, austiņu ampēri ir dažādu izejas pretestību. Tiešām lētām austiņu ampūrām, piemēram, tiem, kas iebūvēti lielākajā daļā klēpjdatoru, izejas pretestība var sasniegt pat 75 vai pat 100 omi, lai gan austiņu pretestība parasti svārstās no aptuveni 16 līdz 70 omi.
Lietotājam ir reta iespēja atvienot un savienot skaļruņus, kad darbojas akumulators, kā arī reti, ja skaļruņu kabeļi tiek bojāti, kad darbojas akumulators. Bet ar austiņām šīs lietas notiek visu laiku. Cilvēki regulāri savieno vai atvieno austiņas, kad darbojas austiņu amp. Austiņu kabeļi bieži tiek bojāti, dažreiz izveidojot īssavienojumu, kamēr tie tiek izmantoti. Protams, lielākā daļa austiņu ampēru ir lēti ierīces, kas var radīt pienācīgas aizsardzības shēmas izmaksas, kas ir pārāk augstas. Tāpēc lielākā daļa ražotāju izvēlas vieglāku izeju: tie palielina pastiprinātāja izejas pretestību, pievienojot rezistoru (vai reizēm kondensatoru).
Kā jūs varat redzēt austiņu mērījumos (iet uz otro grafiku), augstas izejas impedance var ievērojami ietekmēt austiņu frekvences reaģēšanu. Es mēdzu izmēģināt austiņu frekvences rediģēšanu ar Mūzikas precizitātes austiņu pastiprinātāju, kam ir 5 omu izejas pretestība, un atkal ar papildus 70 omu pretestību, lai radītu kopējo izejas pretestību 75 omi.
Ietekme, ka augstas izejas pretestība būs atkarīga no savienoto austiņu pretestības un it īpaši ar izmaiņām austiņu pretestībā dažādās frekvencēs. Austiņas, kurām ir liels pretestības svārstības - tā kā lielākā daļa in-ausu modeļu ar sabalansētu armatūras draiveri - parasti izstaro būtiskas izmaiņas frekvenču raksturlīknē, kad maināt no pastiprinātāja ar zemu izejas pretestību līdz vienam ar augstu izejas pretestību. Bieži vien austiņām, kurām ir dabiski skanošs tonālais līdzsvars, kad tos izmanto ar zemu pretestības avotu, būs zemapvalks, blāvi skanošs līdzsvars, kad to lietos ar augstas pretestības avotu.
Par laimi, zemā izejas pretestība ir pieejama daudziem augstas klases austiņu ampiem (jo īpaši cietvielu modeļiem) un pat dažām mazām austiņu ampēšanas mikroshēmām, kas iebūvēti tādās ierīcēs kā iPhone. Parasti nav iespējams precīzi zināt, vai austiņas tiek izteikstas izmantošanai ar augstu vai zemu izejas pretestību, bet es gribētu pielīmēt ar zemu izejas pretestību tādu iemeslu dēļ, kas iepriekš minēti šajā rakstā.
Es gribētu neizmantot austiņas ar lielām pretestības svārstībām, kas varētu izraisīt frekvences reaģēšanas izmaiņas, kad tās tiek izmantotas ar austiņu ampūriem, kuriem ir augsts izejas pretestība (piemēram, tas, ko es rakstīju portatīvajā klēpjdatorā). Taču, diemžēl, es parasti dod priekšroku skaņai ar labu sabalansētu armētu iebūvētu austiņu ar tādu, kas izmanto dinamiskus draiverus, tādēļ, kad es šīs austiņas lietoju ar manu portatīvo datoru, es parasti pievieno ārēju ampēru vai USB austiņu pastiprinātāju / DAC.
Es zinu, ka tas ir bijis ilgstošs skaidrojums, bet izejas pretestība ir sarežģīts jautājums. Paldies par mani, un, ja jums ir kādi jautājumi vai es kaut ko atstāju, nosūtiet man e-pastu un dari to zināmu.