01 sa 03
Pagdumala sa Usa sa Labing Makalibog nga Mga Pinulongan sa Audio Electronics
Sa diha nga ako nagkat-on sa mga sukaranan sa audio, usa sa mga konsepto nga lisud nga masabtan nako mao ang impedance nga output. Ang input impedance nga akong nasabtan sa kinaiyahan, gikan sa panig-ingnan sa usa ka mamumulong . Human sa tanan, ang usa ka drayber sa mamumulong adunay usa ka coil of wire, ug nahibal-an ko nga ang usa ka coil of wire mosukwahi sa electrical flow. Apan ang output impedance? Nganong ang usa ka amplifier o preamp adunay impedance sa output niini, naghunahuna ko? Dili ba kini gusto sa pagluwas sa tanan nga posible nga volt ug amp sa bisan unsa nga kini nagmaneho?
Sa akong mga chat uban sa mga magbabasa ug mga mahiligon sulod sa mga katuigan, akong naamgohan nga dili lang ako ang usa nga wala makakuha sa tibuok ideya sa output impedance. Busa ako naghunahuna nga kini maayo nga buhaton ang usa ka primer sa hilisgutan. Niining artikuloha, akong atubangon ang tulo ka komon ug lahi kaayo nga mga sitwasyon: preamps, amps ug mga amps sa headphone.
Una, isaysay nato sa makadiyot ang konsepto sa impedance . Ang pagsupak mao ang ang-ang diin ang usa ka butang nagpugong sa pagdagayday sa DC kuryente. Ang Impedance mao ang susama nga butang, apan sa AC imbis sa DC. Kasagaran, ang impedance sa usa ka component mausab ingon nga frequency sa mga pag-usab sa electrical signal. Pananglitan, ang usa ka gamay nga coil sa wire adunay halos zero impedance sa 1 Hz apan taas nga impedance sa 100 kHz. Ang usa ka kapasitor nga adunay halos walay katapusan nga impedance sa 1 Hz apan halos walay impedance sa 100 kHz.
Ang output impedance mao ang kantidad sa impedance tali sa usa ka preamp o amplifier's output devices (kasagaran mga transistors, apan posible nga usa ka transformer o tube) ug ang aktwal nga mga terminal sa output sa component. Kini naglakip sa internal nga impedance sa device mismo.
Nganong Kinahanglan Mo ang Output Impedance?
Busa nganong ang usa ka component adunay usa ka output impedance? Sa kasagaran, kini aron panalipdan kini batok sa kadaot gikan sa mubo nga mga sirkito.
Ang bisan unsang output device limitado sa gidaghanon sa elektrisidad nga mahimo niini. Kon ang output sa device gipamub-an, kini gihangyo sa paghatud sa usa ka dako nga kantidad sa kasamtangan. Pananglitan, ang usa ka 2.83-volt output signal magpatunghag usa ka kasamtangan nga 0.35 amps ug 1 watt nga kuryente ngadto sa tipikal nga 8-ohm speaker. Walay problema didto. Apan kung ang usa ka wire nga may 0.01 ohms nga impedance nga konektado sa usa ka amplifier's output terminal, nga ang sama nga 2.83-volt output signal makahatag sa usa ka kasamtangan nga 282.7 amps ug 800 watts sa gahum. Kana layo pa, labaw pa kay sa kadaghanan sa mga himan sa output nga makaluwas. Gawas nga ang amp adunay usa ka matang sa proteksyon nga sirkito o himan, ang output device mahimong sobra sa kainit ug tingali adunay permanenteng kadaot. Ug oo, mahimo pa gani kini nga makasunog.
Uban sa pipila ka mga impedance nga gitukod ngadto sa output, ang component klaro nga adunay mas dako nga panalipod batok sa mubo nga mga sirkito, tungod kay ang output impedance kanunay anaa sa sirkito. Ingnon ka nga adunay headphone amp nga may output impedance nga 30 ohms, nagmaneho sa usa ka pares nga 32-ohm nga mga headphone, ug ikaw ang mubo sa headphone cord sa aksidente nga pagputol kini og usa ka parisan nga gunting. Ikaw moadto gikan sa usa ka total nga sistema impedance sa 62 ohms ngadto sa usa ka kinatibuk-impedance nga tingali 30.01 ohms, nga dili ingon sa usa ka dako nga deal. Tino nga usa ka daghan nga dili kaayo sobra kay sa pag-adto gikan sa 8 ohms ngadto sa 0.01 ohms.
Unsa ka Diyutay ang Kinahanglan nga Output Impedance mahimo?
Ang usa ka kinatibuk-an nga pagmando sa kumagko sa audio mao nga gusto nimo ang output impedance nga labing menos 10 ka pilo nga mas ubos kaysa sa gilauman nga input impedance nga kini pakan-on. Niini nga paagi, ang output impedance wala'y mahinungdanong epekto sa pagpatuman sa sistema. Kung ang output impedance mas daghan pa sa 10 ka higayon ang input impedance nga kini pakan-on, mahimo ka makakuha og pipila ka lainlaing mga problema.
Sa bisan unsang audio electronics, ang usa ka taas kaayo nga output impedance makamugna og mga epekto sa pagsala nga maoy hinungdan sa mga katingad-an nga frequency nga mga anomalya, ug usab miresulta sa pagkunhod sa power output. Alang sa dugang niini nga mga panghitabo, susiha ang akong una ug ikaduha nga mga artikulo mahitungod kon sa unsang paagi makaapekto ang kalidad sa tunog sa kalidad sa speaker.
Uban sa amplifiers, adunay dugang nga problema. Sa diha nga ang amplifier mopalihok sa nagsulti sa atubangan o paatras, ang suspensiyon sa mamumulong mopagawas sa balis balik sa posisyon sa center niini. Kini nga lihok sa pagmugna og boltahe nga dayon ibalhin balik sa amplifier. (Kini nga panghitabo gitawag nga "back EMF" o balik nga electromotive nga pwersa.) Kung ang amplifier's output impedance kulang sa igo, kini epektibo nga mokunhod nga pabalik sa EMF ug molihok ingon sa usa ka prasko sa cone samtang kini mobalik. Kon ang impedance sa output sa amplifier taas kaayo, kini dili makapahunong sa balili, ug ang cone magpadayon sa pagtuyok-tuyok hangtud nga mohunong ang pagkaguba. Naghimo kini og usa ka ringing epekto ug naghimo sa mga nota nga nagpabilin human kini kinahanglan nga mohunong.
Makita nimo kini sa ratings sa ratings sa amplifiers. Ang damping factor mao ang gipaabot nga average input impedance (8 ohms) nga gibahin sa output impedance sa amp. Kon mas taas ang gidaghanon, mas maayo ang dugang nga hinungdan.
Amplifier Output Impedance
Tungod kay kita naghisgot mahitungod sa mga amps, magsugod kita sa maong panig-ingnan, nga gipakita sa drowing sa ibabaw. Ang mga impedance sa tigpamaba kasagaran gibutang sa 6 ngadto sa 10 ohms, apan komon alang sa mga mamumulong nga mahulog ngadto sa 3 ohms impedance sa pipila ka mga frequency, ug bisan 2 ohms sa pipila ka mga grabeng mga kaso. Kon ikaw modagan sa duha ka mga mamumulong nga susama, ingon sa kasagaran nga mga installer sa kasagaran nga gibuhat sa diha nga nagmugna sa multiroom audio systems , nga nagputol sa impedance sa katunga, nga nagpasabot sa usa ka mamumulong nga ituslok ngadto sa 2 ohms sa, makaingon, 100 Hz karon ituslok sa 1 ohm sa maong frequency gipares sa laing mamumulong nga parehas nga klase. Siyempre kadto nga kaso, apan ang mga tigdisenyo sa mga tigdumala kinahanglang mag-asoy sa maong mga grabeng mga kaso o sila mahimong mag-atubang sa usa ka dako nga pundok sa amps nga moabut alang sa pag-ayo.
Kung atong makita ang usa ka minimum nga speaker impedance nga 1 ohm, nagpasabot nga ang amp kinahanglan nga adunay output impedance nga dili molabaw sa 0.1 ohm. Dayag, wala nay luna nga makadugang sa igong pagbatok sa output sa amp nga maghatag sa mga himan sa output sa tinuod nga proteksyon.
Busa, ang amplifier kinahanglan nga mogamit sa usa ka matang sa proteksyon circuit. Kana mahimo nga usa ka butang nga nagsubay sa kasamtangan nga output sa amp ug nag-disconnect sa output kung ang kasamtangan nga drowing hataas kaayo. O mahimo kini nga yano sama sa usa ka fuse o circuit breaker sa umaabot nga AC power line o sa mga riles sa power supply. Gihiklin niini ang suplay sa kuryente sa dihang ang karon nga draw labaw pa kay sa mahimo nga makuha sa amp.
Hinuon, hapit tanan nga tube power amplifiers naggamit sa mga transformer sa output, ug tungod kay ang mga transformer sa output mao lamang ang mga coil sa wire nga giputos sa usa ka metal nga frame, kini adunay igo nga impedance sa ilang kaugalingon, usahay ingon nga 0.5 ohm o labaw pa. Sa pagkatinuod, aron mahibal-an ang tingog sa usa ka tube amp sa iyang Sunfire solid-state (transistor) amplifiers, ang sikat nga designer nga si Bob Carver nagdugang sa usa ka "current mode" switch nga nagbutang sa usa ka 1-ohm nga resistor serye sa mga output devices. Siyempre, kini naglapas sa 1-to-10 minimum nga ratio sa output impedance sa gipaabot nga input impedance nga atong gihisgutan sa ibabaw, ug sa ingon adunay dakong epekto sa frequency nga tubag sa nagsulti nga mamumulong, apan ingon niana ang imong makuha sa daghang mga tube amps ug kini mao gayud ang gusto ni Carver nga sundogon.
02 sa 03
Preamp / Source Device Output Impedance
Uban sa preamp o source device (CD player, kahon sa cable, ug uban pa), ingon sa gipakita sa drowing sa ibabaw, lain kini nga sitwasyon. Niini nga kahimtang, wala ka magpakabana sa gahum o kasamtangan. Ang tanan nga imong gikinahanglan aron ipahayag ang audio signal mao ang boltahe. Busa, ang downstream device - usa ka power amplifier, sa kaso sa usa ka preamp, o usa ka preamp, sa kaso sa usa ka source device - mahimong adunay taas nga input impedance. Ang bisan unsang kasamtangan nga pag-agi pinaagi sa linya hapit hingpit nga gibabagan sa taas nga input impedance, apan ang boltahe makalusot.
Alang sa kadaghanan nga gahum nga mga amps ug mga preamps, ang usa ka input impedance nga 10 ngadto sa 100 ka kilo komon. Ang mga engineer mahimo nga mas taas, apan mahimo nga mas daghan ang kasaba niini. Ang mga gitara nga mga gitara kasagaran adunay mga input impedances nga 250 ka kilo ngadto sa 1 megohm, tungod kay ang electric pickups sa kasagaran adunay mga output impedances nga gikan sa 3 ngadto sa 10 kilohms.
Ang mga mubo nga sirkito mahimo nga komon sa mga sirkito sa linya sa lebel, tungod kay kini sayon nga dili makalusot sa duha ka hubo nga mga konduktor sa usa ka RCA plug batok sa usa ka piraso nga metal nga nagpagawas kanila. Busa, ang mga output impedances nga 100 ohms o kapin pa mao ang kasagaran sa mga preamps ug mga gamit nga gigikanan. Nakita nako ang pipila ka mga exotic, high-end nga mga sangkap nga adunay mga line-level output impedances nga ubos sa 2 ohms, apan kini adunay bisan usa ka bug-at nga-duty nga output transistors o usa ka proteksyon nga sirkito aron malikayan ang kadaot gikan sa shorts. Sa pipila ka mga kaso, mahimo nga adunay usa ka kapasidad sa pagkabit sa output aron pag-block sa DC boltahe ug pagpugong sa output device burnout.
Ang mga preamps sa Phono usa ka lahi nga hilisgutan. Samtang sila kasagaran adunay mga output impedances susama sa mga sa usa ka CD player, ang ilang input impedances lahi kaayo gikan sa sa usa ka linya-stage preamp. Daghan kaayong moadto dinhi. Tingali akong ibutang kana nga hilisgutan sa laing artikulo.
03 sa 03
Headphone Amp Output Impedance
Ang pagdagsang sa popularidad sa mga headphone nagdala sa hugaw, dili kasagaran nga sistema sa impedance nga kahikayan sa tipikal nga headphone amps ngadto sa spotlight. Dili sama sa conventional amps, ang mga headphone amps naa sa nagkalainlain nga mga impedances sa output. Ang tinuod nga barato nga headphone amps, sama sa mga giporma ngadto sa kadaghanan sa mga laptop nga mga kompyuter, adunay usa ka output impedance nga hataas kutob sa 75 o bisan 100 ohms, bisan ang headphone impedance kasagaran naglangkob gikan sa 16 ngadto sa 70 ohms.
Kini talagsaon alang sa usa ka konsumidor nga mag-disconnect ug mag-reconnect sa mga mamumulong kon adunay usa ka amp nga nagdagan, ug talagsa ra alang sa mga speaker cables nga madaot kon ang usa ka amp nagdagan. Apan uban sa mga headphone, kini nga mga butang mahitabo sa tanang panahon. Ang mga tawo kanunay nga nagkonektar o nag-disconnect sa mga headphone sa dihang ang headphone amp nagdagan. Ang mga cable sa headphone kasagarang nadaut - usahay nagmugna og usa ka mubo nga sirkito - samtang kini gigamit. Siyempre, kadaghanan sa mga amphone sa headphone mao ang mga barato nga mga himan, nga makahimo sa pagdugang sa usa ka desente nga proteksyon sa sirkos nga gasto nga magdili. Busa ang kadaghanan sa mga tiggama nagdala sa mas sayon nga paagi: Gipataas nila ang output impedance sa amplifier pinaagi sa pagdugang sa usa ka resistor (o usahay usa ka kapasitor).
Ingon sa imong makita sa akong mga pagsukod sa headphone (moadto sa ikaduhang grado), ang taas nga impedance adunay dakong epekto sa frequency response sa usa ka headphone. Gisukod nako ang frequency response sa usa ka headphone una sa usa ka Musical Fidelity headphone amp nga adunay 5-ohm output impedance, dayon pag-usab uban ang dugang nga 70 ohms sa resistensya nga idugang aron sa paghimo sa total output impedance nga 75 ohms.
Ang epekto nga adunay taas nga output impedance magkalahi uban sa impedance sa konektado nga headphone, ug ilabi na sa pagbag-o sa headphone's impedance sa nagkalainlaing mga frequency. Ang mga headphone nga dunay dagkong impedance swings - sama sa kadaghanan sa mga modelo nga dunay dunggan nga adunay mga driver nga balanse, kasagaran mopakita sa dagkong mga kausaban sa frequency response kung magbag-o ka gikan sa usa ka amp nga adunay low output impedance sa usa nga adunay taas nga output impedance. Kasagaran, ang usa ka headphone nga adunay natural-sounding tonal balance kon gigamit uban sa usa ka ubos-impedance nga tinubdan adunay usa ka bassy, dull-sounding balanse sa diha nga gigamit uban sa usa ka high-impedance nga tinubdan.
Maayo na lang, ang ubos nga impedance sa output anaa sa daghang mga high-end headphone amps (ilabi na ang solid-state nga mga modelo), ug bisan sa pipila ka mga headphone amp chips nga gitukod ngadto sa mga himan sama sa mga iPhone. Adunay kasagaran walay paagi nga mahibal-an kung ang usa ka headphone gisulti alang sa paggamit sa taas o ubos nga impedances sa output, apan gusto ko nga magpabilin nga ubos ang impedance nga output tungod sa mga hinungdan nga gihisgutan sa sinugdanan niini nga artikulo.
Gusto ko nga dili gamiton ang mga headphone nga adunay dagko nga impedance swings nga maoy hinungdan sa frequency response nga giusab kung gamiton sa headphone amps nga adunay taas nga output impedance (sama sa usa sa laptop nga akong gisulat kini). Apan, sa kasagaran mas gusto nako ang tingog sa usa ka maayong balanse nga armature in-ear headphone ngadto sa usa nga naggamit sa mga dynamic nga mga drayber, mao nga kon gamiton ko kini nga mga headphone sa akong laptop, kasagaran akong ikonektar ang usa ka external amp o USB headphone amp / DAC.
Nahibal-an ko nga kini usa ka taas-ug-kalagot nga pagpatin-aw, apan ang output impedance usa ka komplikado nga hilisgutan. Salamat sa pagdala uban kanako, ug kung duna kay mga pangutana o kung gibilin nako ang usa ka butang, ipadala ako sa usa ka e-mail ug ipahibalo kanako.