01 iš 03
Kova su vienu iš labiausiai įtikinamų dalykų garso elektronikos
Kai aš mokiausi garso pagrindus, viena iš sąvokų, kurią man sunkiausia suvokti, buvo išėjimo varža. Įvesties varža aš supratau instinktyviai, iš garsiakalbio pavyzdžio . Galų gale garsiakalbio tvarkyklėje yra vielos ritė, ir aš žinojau, kad vielos ritė pasipriešina elektros srovei. Bet išėjimo varža? Kodėl stiprintuvas ar "preamp" turi varža į savo produkciją, aš galvojau? Ar jis nenorėtų pateikti visų įmanomų voltų ir stiprintuvų visko, ką jis vairuoja?
Savo pokalbiuose su skaitytojais ir entuziastais per daugelį metų aš supratau, kad aš ne vienintelis, kuris negavo visos idėjos apie išėjimo varžą. Taigi, aš maniau, kad būtų malonu atlikti pradmenį šia tema. Šiame straipsnyje aptarsiu tris įprastas ir labai skirtingas situacijas: preamps, amperus ir ausinių amperus.
Pirma, trumpai pakartokite impedanso koncepciją. Atsparumas yra tai, kiek kažkas riboja nuolatinės srovės elektros srovę. Varža iš esmės yra ta pati, bet su AC, o ne DC. Paprastai komponento varža pasikeis, kai keičiasi elektros signalo dažnis. Pavyzdžiui, nedidelė vielos ritė turi beveik nulinę varža 1 Hz dažniu, tačiau didelė varža ties 100 kHz. Kondensatorius gali beveik begalinis impedansas 1 Hz, bet beveik 100 kHz impedansas.
Išėjimo impedansas yra impedanso tarp preamp arba stiprintuvo išvesties įrenginių (paprastai tranzistorių, bet galbūt transformatoriaus arba vamzdžio) ir faktinio komponento išėjimo gnybtų. Tai apima paties prietaiso vidinę varžą.
Kodėl jums reikia išėjimo varža?
Taigi kodėl komponentas turi išėjimo varža? Iš esmės tai apsaugoti nuo trumpų jungimų sugadinimo.
Bet koks išvesties įrenginys yra apribotas elektros srovės, kurią jis gali įveikti, kiekiui. Jei įrenginio išėjimas sutrumpintas, jo prašoma tiekti daugybę dabartinių. Pavyzdžiui, 2,83 voltų išėjimo signalas generuoja 0,35 amperų srovę ir 1 vatą galios į tipišką 8 omų garsiakalbį. Nėra jokių problemų. Bet jei stiprintuvo išvesties gnybtuose būtų prijungtas 0,01 oms varža, tai tas pats 2,83 volto išėjimo signalas generuoja 282,7 amperų ir 800 vatų galios. Tai toli, daug daugiau, nei dauguma išvesties įrenginių gali pristatyti. Išskyrus atvejus, kai stiprintuve yra tam tikros apsauginės grandinės ar įrenginio, tada išvesties įrenginys perkaus ir tikriausiai kils nuolatinės žalos. Ir taip, jis netgi gali užsidegti.
Turint tam tikrą impedanso kiekį, sumontuotą į išėjimą, komponentas akivaizdžiai turi didesnę apsaugą nuo trumpojo jungimo, nes išėjimo varža visada yra grandinėje. Pasakykite, kad turite ausinių stiprintuvą su 30 omų išėjimo varža, vairuodamas pora 32-omų ausinių, o jūs ausinių laidą pjau- kite netyčia pjaudami žirklėmis. Jūs einate iš viso sistemos varža iš 62 omų iki visiško varža 30,01 omų, o tai nėra tokia didelė sandorio dalis. Žinoma, daug mažiau ekstremalių nei eiti nuo 8 omų iki 0,01 omų.
Kaip mažai turi būti išėjimo varža?
Labai paplitęs garsas yra tai, kad jūs norite, kad išėjimo varža būtų bent 10 kartų mažesnė, nei laukiama įėjimo varža, kurią ji tiekia. Tokiu būdu išėjimo varža neturi reikšmingos įtakos sistemos veikimui. Jei išėjimo varža yra kur kas daugiau kaip 10 kartų didesnė už įvesties varžą, kurią jis pateiks, galite gauti keletą skirtingų problemų.
Naudojant bet kokią garso elektroniką, per didelis išėjimo varža gali sukurti filtrų efektus, dėl kurių atsiranda keistos dažnio atsako anomalijos, taip pat sumažėja galia. Norėdami sužinoti daugiau apie šiuos reiškinius, peržiūrėkite mano pirmuosius ir antruosius straipsnius apie tai, kaip garsiakalbio kabeliai gali paveikti garso kokybę.
Su stiprintuvais yra papildoma problema. Kai stiprintuvas juda garsiakalbio kūgį į priekį arba atgal, garsiakalbio laikiklis užveda kūgį į centrinę padėtį. Šis veiksmas generuoja įtampą, kuri tada išstumiama į stiprintuvą. (Šis reiškinys yra žinomas kaip "atgal EMF" arba atvirkštinė elektromobilio jėga.) Jei stiprintuvo išėjimo varža yra pakankamai maža, ji veiksmingai sutrumpina tai, kad atgal EMF ir veikia kaip kūgio stabdis, nes jis sugrįžta. Jei stiprintuvo išėjimo varža yra per didelė, ji negalės sustabdyti kūgio, o kūgis tęsis ir toliau, kai frikcinėse sustoja. Tai sukuria skambučio efektą ir daro pastabas, kai jie turėtų sustoti.
Tai galite pamatyti stiprintuvų slopinimo koeficiento reitinguose. Amortizavimo koeficientas yra laukiama vidutinė įėjimo varža (8 omai), padalyta iš stiprintuvo išėjimo varžos. Kuo didesnis skaičius, tuo geriau slopinimo faktorius.
Stiprintuvo išėjimo varža
Kadangi kalbame apie amperus, pradėkime nuo šio pavyzdžio, kuris parodytas anksčiau pateiktame brėžinyje. Garsiakalbių varža paprastai vertinama nuo 6 iki 10 omų, tačiau dažnai garsiakalbiai dažniausiai gali nukristi iki 3 omų varža tam tikru dažniu ir net 2 omai kai kuriais ypatingais atvejais. Jei tuo pačiu metu paleidžiate du garsiakalbius, nes dažniausiai naudojami įprasti diegimo įrenginiai kurdami daugiarūšio garso sistemas , jis mažina impedansą per pusę, o tai reiškia, kad garsiakalbis, kuris nukrenta iki 2 omų esant, tarkim, 100 Hz, šiuo metu sumažėja iki 1 omo tuo dažniu, kai tai yra suporuotas su kitu garsiakalbiu to paties tipo. Žinoma, tai yra ekstremalus atvejis, tačiau stiprintuvų dizaineriai turi atsižvelgti į tokius ekstremalius atvejus arba jie gali susidurti su didžiuliu amperų krūva, skirtu remontui.
Jei mes parašysime minimalų 1 omų garsiakalbių varžą, tai reiškia, kad stiprintuve turėtų būti ne didesnė kaip 0,1 ohm išėjimo varža. Akivaizdu, kad nėra galimybės pridėti pakankamai atsparumo šiam stiprintuvo išėjimui, kad išvesties įrenginiams būtų suteikta reali apsauga.
Taigi, stiprintuvas turės naudoti tam tikrą apsaugos grandinę. Tai gali būti kažkas, kuris seka esamą stiprintuvo išvestį ir atjungia išvestį, jei dabartinis atkreipimas yra per didelis. Arba tai gali būti taip paprasta, kaip į saugiklį ar grandinės pertraukiklį įeinančioje kintamosios srovės maitinimo linijoje arba maitinimo šaltinio bėgiuose. Tokiu būdu atjunkite maitinimo šaltinį, kai dabartinis atkreipimas yra didesnis nei amperis gali dirbti.
Beje, beveik visi vamzdiniai galios stiprintuvai naudoja išvesties transformatorius, o išvesties transformatoriai yra tik vielos ritės, apvyniotos aplink metalinį rėmą, jie turi didelę varomąją galią, kartais net 0,5 omo ar dar daugiau. Iš tiesų, imituojant vamzdinio stiprintuvo garsą jo "Sunfire" kietojo kūno ("tranzistoriaus") stiprintuvuose, garsus dizaineris Bobas Carveris pridūrė "dabartinio režimo" jungiklį, kuris iš eilės su išvesties įrenginiais padėjo 1 ohm rezistorių. Žinoma, tai pažeidė 1-10 minimalų išėjimo impedanso santykį su tikėtinu įvesties varža, apie kurią mes aptarėme aukščiau, todėl turėjo didelės įtakos prijungto garsiakalbio dažnio atsakui, tačiau tai, ką jūs gaunate su daugeliu vamzdinių stiprintuvų ir tai būtent tas, ką Carveras norėjo imituoti.
02 iš 03
Preamp / šaltinio įrenginio išėjimo varža
Su prietaise ar šaltinio įtaisu (CD grotuvas, kabelių dėžutė ir kt.), Kaip parodyta anksčiau pateiktame brėžinyje, situacija yra kitokia. Tokiu atveju jums nerūpi galios ar srovės. Viskas, ko jums reikia perduoti garso signalą, yra įtampa. Taigi, pasroviui veikiantis prietaisas - galios stiprintuvas, jei tai yra priekaba arba preampas, šaltinio prietaiso atveju - gali turėti didelę įėjimo varža. Bet kokia einanti per liniją beveik visiškai blokuojama tokia didelė įėjimo varža, tačiau įtampa pasidaro labai gerai.
Daugumai galios stiprintuvams ir "preamps" įprastai yra įvesties varža nuo 10 iki 100 kilogramų. Inžinieriai gali eiti aukščiau, tačiau jie gali gauti daugiau triukšmo tokiu būdu. Beje, gitarų stiprintuvams paprastai būdinga 250 kilogramų į 1 megohm įvesties varža, nes elektrinės gitaros įkrovos paprastai turi išėjimo varžą nuo 3 iki 10 kilogramų.
Trumposios grandinės gali būti įprastos linijos lygmens grandinėse, nes taip lengvai atsitiktinai sugadinti du RCA kištuko atviros laidininkai prie metalo gabalėlio, kuris juos trumpina. Taigi, preamps ir šaltinio įrenginiai dažni išėjimo varža yra 100 omų ar daugiau. Aš mačiau keletą egzotiškų aukščiausios klasės komponentų, kurių linijos lygio išėjimo varža yra tokia pat maža kaip 2 omai, tačiau jie turės arba labai didelių galios tranzistorių, arba apsaugos grandinę, kad būtų išvengta šortų sugadinimo. Kai kuriais atvejais jie gali turėti jungties kondensatorių prie išėjimo, kad blokuotų nuolatinę įtampą ir užkirstų kelią išvesties įrenginio išsekimui.
Phono preamps yra visiškai skirtingas dalykas. Nors jie paprastai turi išėjimo varžą, panašų į CD grotuvo veikimo varžą, jų įvesties varža labai skiriasi nuo linijinės pakopos preamble. Tai per daug nuveikti čia. Galbūt aš kainuosiu į tą temą kitame straipsnyje.
03 iš 03
Ausinių stiprintuvo išėjimo varža
Ausinių populiarumo didėjimas paskatino gana keistą, nestandartinį įprastų ausinių stiprintuvų sistemos įtampą. Skirtingai nuo įprastų stiprintuvų, ausinių amperai turi daugybę išėjimo varžų. Labai pigūs ausinių stiprintuvai, kaip ir dauguma nešiojamieji kompiuteriai, gali turėti išėjimo varžą iki 75 ar net 100 omų, net jei ausinių impedansas paprastai svyruoja nuo 16 iki 70 omų.
Vartotojui retkarčiais atjungiamas ir vėl prijungiamas garsiakalbis, kai veikia stiprintuvas, taip pat retai, kai garsiakalbio kabeliai gali būti sugadinti, kai veikia stiprintuvas. Tačiau su ausinėmis tokie dalykai įvyksta visą laiką. Žmonės įprastai prijungia arba atjungia ausines, kai veikia ausinių stiprintuvas. Ausinių laidai dažnai yra sugadinti, kartais sukuriantys trumpąjį jungimą, kol jie naudojami. Žinoma, dauguma ausinių amperų yra pigūs įrenginiai, dėl kurių gali būti pridedamas tinkamas apsaugos grandynas, kuris kainuotų pernelyg didelį. Taigi dauguma gamintojų imasi lengvesnio išėjimo. Jie padidina stiprintuvo išėjimo varžą, pridedant rezistorių (arba kartais kondensatorių).
Kaip matote mano ausinių matavimuose (pereikite prie antrosios schemos), aukštos išvesties varža gali turėti didžiulį poveikį ausinių dažnio atsakui. Aš išmatuoju ausinių dažnio atsaką pirmiausia su "Muzic Fidelity" ausinių stiprintuvu, turinčiu 5 omų išėjimo varža, ir dar kartą su papildomu 70 omų atsparumu, kad sukurtų bendrą 75 omų išėjimo varžą.
Tai, kad didelio išėjimo varža pasikeis, priklausys nuo prijungto ausinių impedancijos ir ypač su ausinių impedanso kitimu skirtinguose dažniuose. Ausinės, turinčios didelės impedanso sūkius, kaip ir dauguma ausinių modelių su subalansuoto armatūros tvarkyklėmis, dažniausiai pasireiškia esminiais dažnio atsako pokyčiais, kai pasikeičia iš stiprintuvo su mažu išėjimo varža į vieną su dideliu impedansu. Dažnai ausinės, turinčios natūraliai skambantį toninį balansą, kai naudojamas su mažo impedanso šaltiniu, turės bosinę, nuobodų balansą, kai bus naudojamas didelio impedanso šaltinis.
Laimei, mažos galios impedansas yra prieinamas daugelyje aukštos klasės ausinių stiprintuvuose (ypač kietojo kūno modeliuose) ir netgi kai kurioms mažoms ausinių stiprintuvų lustoms, įmontuotoms į įrenginius, pvz., "IPhone". Paprastai nėra jokio būdo žinoti, ar ausinės yra išreikštos naudojimui su aukštu ar mažu išėjimo varža, tačiau aš norėčiau laikytis mažos išėjimo varžos dėl anksčiau minėtų priežasčių šiame straipsnyje.
Aš norėčiau nenaudoti ausinių su didžiulėmis varžosiomis, kurios galėtų pakeisti dažnio atsaką, kai naudojamas su ausinių stiprintuvais, kurių stiprumas yra didelis (pvz., Nešiojamajame kompiuteryje, kurį rašau). Tačiau, deja, apskritai manau, kad geras subalansuoto armatūrinio į ausines ausinių garso įrašas yra tas, kuris naudoja dinaminius tvarkykles. Taigi, kai naudoju šias ausines su nešiojamuoju kompiuteriu, paprastai prijungiu išorinį stiprintuvą arba USB ausinių stiprintuvą / DAC.
Žinau, kad tai buvo ilgas paaiškinimas, bet išėjimo varža yra sudėtinga tema. Dėkojame, kad esate su manimi, ir jei turite kokių nors klausimų, arba jei kažką palikau, atsiųskite man el. Laišką ir praneškite man.