2014-02-10T19:57

2014-02-10T19:57

Audiofila programmatūra

PROLOGS A: Austiņu izejas pretestība ir viens no visizplatītākajiem iemesliem, kāpēc vienas un tās pašas austiņas var atšķirties atkarībā no tā, kur tās ir pievienotas. Šo svarīgo parametru ražotāji norāda reti, taču tajā pašā laikā tas var radīt būtiskas skaņas kvalitātes atšķirības un būtiski ietekmēt austiņu saderību.

KOPSAVILKUMS: Viss, kas jums patiešām ir jāzina, ir tas, ka lielākā daļa austiņu vislabāk darbojas, ja ierīces izejas pretestība ir mazāka par 1/8 no austiņu pretestības. Tātad, piemēram, 32 omi Grados izejas pretestībai jābūt ne vairāk kā 32/8 = 4 omi. Etymotic HF5 ir 16 omi, tāpēc maksimālajai izejas pretestībai jābūt 16/8 = 2 omi. Ja vēlaties būt pārliecināts, ka avots darbosies ar visām austiņām, pārliecinieties, vai tā izejas pretestība ir mazāka par 2 omi.

KĀPĒC IZZEJAS PIEDĀVĪBA IR TIK SVARĪGA? Vismaz trīs iemeslu dēļ:

• Jo lielāka ir izejas pretestība, jo lielāks sprieguma kritums pie zemākas slodzes pretestības. Šis kritums var būt pietiekami liels, lai neļautu austiņām ar zemu pretestību "svārstīties" līdz vajadzīgajam skaļuma līmenim. Piemērs ir Behringer UCA202 ar izejas pretestību 50 omi. Tas daudz zaudē kvalitāti, izmantojot 16–32 omu austiņas.
• Austiņu pretestība mainās atkarībā no frekvences. Ja izejas pretestība ir daudz lielāka par nulli, tas nozīmē, ka austiņās kritušais spriegums arī mainīsies līdz ar frekvenci. Jo lielāka ir izejas pretestība, jo lielāka ir frekvences reakcijas plakana. Dažādas austiņas mijiedarbosies atšķirīgi (un parasti neparedzami) ar dažādiem avotiem. Dažreiz šīs atšķirības var būt ievērojamas un diezgan dzirdamas.
• Palielinoties izejas pretestībai, slāpēšanas koeficients samazinās. Basu līmeni, kas tika aprēķināts austiņām projektēšanas laikā, var ievērojami samazināt ar nepietiekamu slāpēšanu. Zemās frekvences būs skaļākas un ne tik skaidras (izsmērētas). Pārejoša reakcija pasliktinās, un basa dziļums cieš (vairāk izslīd zemās frekvencēs). Dažiem cilvēkiem, piemēram, tiem, kam patīk "siltā cauruļu skaņa", šis nepietiekami slāpētais bass var pat patikt. Bet vairumā gadījumu tas rada mazāk godīgu skaņu nekā izmantojot zemas pretestības avotu.

VIENA ASTOTĀS NOTEIKUMS: Lai samazinātu katru no iepriekšminētajiem efektiem, ir nepieciešams tikai nodrošināt, lai izejas pretestība būtu vismaz 8 reizes mazāka par austiņu pretestību. Vēl vienkāršāk: sadaliet austiņu pretestību ar 8, lai iegūtu maksimālo pastiprinātāja pretestību un izvairītos no dzirdamiem traucējumiem.

VAI PASTĀV KĀDS IZZEJAS PIEDĀVĪBAS STANDARTS? Vienīgais šāds standarts, ko es zinu, ir IEC 61938 (1996). Tas nosaka izejas pretestības prasību uz 120 omi. Ir vairāki iemesli, kāpēc šīs prasības ir novecojušas un parasti nav laba ideja. Stereophile rakstā par standarta vērtību 120 omi burtiski teikts:

"Tas, kurš to rakstīja, nepārprotami dzīvo sapņu pasaulē"

Man jāpiekrīt. Iespējams, ka vērtība 120 omi joprojām bija pieņemama (un tad diez vai) pirms iPod parādīšanās un pirms portatīvās ierīces vispār ieguva plašu popularitāti, bet ne vairāk. Mūsdienās lielākā daļa austiņu ir veidotas pavisam citādi.

PSEUDO STANDARTI: Lielākajai daļai profesionālo iestatījumu austiņu izejas pretestība ir no 20 līdz 50 omi. Es nezinu nevienu, kas būtu piemērots 120 omi kā IEC standarts. Patērētāju klases iekārtām izejas pretestība parasti ir diapazonā no 0 līdz 20 omi. Izņemot dažas lampas un citus ezotēriskus dizainus, lielākajai daļai augstākās klases audiofilu iekārtu pretestība ir zem 2 omi.

iPOD IETEKME: Kopš 120 omu standarta publicēšanas 1996. gadā, sākot no zemas klases kasešu atskaņotājiem un beidzot ar portatīvajiem CD atskaņotājiem, mēs beidzot esam pārgājuši uz iPod traku. Apple palīdzēja izveidot augstas kvalitātes portatīvos, un tagad mums ir vismaz puse miljards digitālo atskaņotāju, neskaitot tālruņus. Praktiski visi pārnēsājamie mūzikas/vides atskaņotāji tiek darbināti ar atsevišķiem uzlādējamiem litija jonu akumulatoriem. Šīs baterijas ģenerē spriegumu, kas ir nedaudz virs 3 voltiem, kas parasti rada aptuveni 1 voltu (RMS) pie austiņu izejas (dažreiz mazāk .) Ja jūs ievietojat 120 omu izejas pretestību un izmantojat parastās portatīvās austiņas (kas ir diapazonā no 16 - 32 omi), atskaņošanas skaļums, iespējams, nebūs pietiekams. Turklāt lielākā daļa akumulatora enerģijas tiks izkliedēta siltuma veidā pie 120 omu rezistoru.Tikai neliela daļa no jaudas nonāks austiņās.Šī ir nopietna problēma portatīvajām ierīcēm, kurās ir ļoti svarīgi pagarināt akumulatora darbības laiku. Efektīvāk būtu visu jaudu piegādāt austiņām.

AUSTIŅU DIZAINS: Tātad, kādai izejas pretestībai ražotāji izstrādā savas austiņas? 2009. gadā ir pārdoti vairāk nekā 220 miljoni iPod. iPod un līdzīgi portatīvie atskaņotāji austiņu tirgū ir kā 800 mārciņas smagas gorillas. Tāpēc nav pārsteidzoši, ka lielākā daļa dizaineru ir sākuši veidot austiņas tā, lai tās būtu labi saderīgas ar iPod. Tas nozīmē, ka tās ir paredzētas darbam ar izejas pretestību, kas ir mazāka par 10 omi. Un gandrīz visas augstākās klases pilna izmēra austiņas ir paredzētas avotiem, kas ievēro 1/8 noteikumu vai kuru pretestība ir tuvu nullei .Es nekad neesmu redzējis audiofilu austiņas, kas paredzētas lietošanai mājās, kas izstrādātas pēc senā 120 omu standarta.

LABĀKĀS AUSTIŅAS LABĀKĀM AVOTIEM: Ja ātri apskatīsiet vismodernākos augstākās klases austiņu pastiprinātājus un DAC, jūs atklāsiet, ka gandrīz visiem tiem ir ļoti zema izejas pretestība. Piemēram, Grace Designs, Benchmark Media, HeadAmp, HeadRoom, Violectric, uc Protams, lielākā daļa augstākās klases austiņu darbojas vislabāk, ja tās ir savienotas pārī ar vienas klases aprīkojumu. Dažām no vislabāk novērtētajām austiņām ir zema pretestība, tostarp dažādi modeļi no Denon, AKG, Etymotic, Ultimate Ears, Weston, HiFiMAN un Audeze.. Cik man zināms, tās visas bija paredzētas lietošanai ar zemas (ideālā gadījumā – nulles) pretestības avotu, un Sennheiser pārstāvis man teica, ka viņi savas audiofilās un pārnēsājamās austiņas izstrādā nulles pretestības avotiem.

AFC JAUTĀJUMS: Ja izejas pretestība ir lielāka par 1/8 no austiņu pretestības, būs plakana frekvences reakcija. Dažām austiņām, īpaši armatūras (līdzsvarotā armatūra) vai vairāku draiveru austiņām, šīs atšķirības var būt milzīgas. Lūk, kā 43 omi izejas pretestība ietekmē Ultimate Ears SuperFi 5 frekvences reakciju — taustāms 12 dB līdzenums:

IZEJAS IMEDANCE 10 omi: Daži var aplūkot iepriekš minēto piemēru un domāt, ka tik būtiska atšķirība parādās tikai pie 43 omi. Bet daudziem avotiem pretestība ir aptuveni 10 omi. Šeit ir tās pašas austiņas ar 10 omu avotu - joprojām dzirdams 6 dB nelīdzenums. Šāda līkne rada vājus basus, izteiktus vidējo diapazonu uzsvarus, klusinātus augstus un neskaidru fāzes reakciju straujas 10 kHz krituma dēļ, kas var ietekmēt stereo attēlu.

PILNA IZMĒRA SENNHEISER:Šeit ir pilna izmēra, lielākas pretestības Sennheiser HD590 ar to pašu 10 omu avotu. Tagad pulsācija virs 20 Hz ir tikai nedaudz virs 1 dB. Lai gan 1 dB nav tik daudz, nelīdzenumi ir "dumjojošo" dibenu zonā, kur jebkurš akcents ir ļoti nevēlams:

KĀ STRĀDĀ AIZSARDZĪBA: jebkura skaļruņa galva, neatkarīgi no tā, vai tās ir austiņas vai skaļruņi, mūzikas atskaņošanas laikā pārvietojas uz priekšu un atpakaļ. Tādējādi tie rada skaņas vibrācijas, attēlojot kustīgu masu. Fizikas likumi nosaka, ka kustīgam objektam ir tendence palikt kustībā (t.i., tam ir inerce). Amortizācija arī palīdz izvairīties no nevēlamām kustībām. Neiedziļinoties detaļās, nepietiekami slāpēts skaļrunis turpina kustēties, kad tam vajadzēja apstāties. Ja skaļrunis ir pārāk slāpēts (kas notiek reti), tā spēja pārvietoties atbilstoši pielietotajam signālam ir ierobežota – iedomājieties, ka skaļrunis mēģina strādāt iegremdēts kļavu sīrupā. Ir divi veidi, kā slāpēt skaļruni – mehāniski un elektriski.

LĒKŠANAS AUTOMAŠĪNAS: Mehāniskā amortizācija ir līdzīga amortizatoriem automašīnā. Tie palielina pretestību, tāpēc, ja jūs šūpojat automašīnu, tas ilgi nekustēsies augšup un lejup. Taču amortizācija piešķir arī stingrību, jo neļauj balstiekārtai mainīt savu pozīciju pilnīgā saskaņā ar ceļa segumu. Tāpēc šeit ir jāatrod kompromiss: mīkstie amortizatori padara braukšanu mīkstāku, bet noved pie šūpošanās, savukārt cietie padara braukšanu mazāk komfortablu, bet novērš šūpošanos. Mehāniskā amortizācija vienmēr ir kompromiss.

ELEKTRISKĀS PERFEKTĀS: Ir labāks veids, kā kontrolēt nevēlamu difuzora kustību, to sauc elektriskā slāpēšana. Spole un magnēts mijiedarbojas dinamikā ar pastiprinātāju lai kontrolētu difuzora kustību. Šim slāpēšanas veidam ir mazāk blakusparādību, un tas ļauj dizaineriem izveidot austiņas ar mazākiem traucējumiem un labāku skaņu. Tāpat kā automašīnas balstiekārta, kas var precīzāk pielāgoties ceļam, arī optimāli slāpētās austiņas var precīzāk reproducēt audio signālu. Bet, un šis ir kritiskais brīdis, elektriskā slāpēšana ir efektīva tikai tad, ja pastiprinātāja izejas pretestība ir daudz mazāka par austiņu pretestību . Ja pievienojat 16 omu austiņas pastiprinātājam ar 50 omu izejas pretestību, elektriskā slāpēšana pazūd. Tas nozīmē, ka skaļrunis neapstāsies, kad tam vajadzētu apstāties. Tas ir kā automašīna ar nolietotiem amortizatoriem. Protams, ja tiek ievērots 1/8 noteikums, ar elektrisko amortizāciju pietiks.

AKUSTISKĀ APKAre: 70. gados situācija mainījās, jo kļuva populāri tranzistoru pastiprinātāji. Gandrīz visi tranzistoru pastiprinātāji ievēro 1/8 noteikumu. Patiesībā lielākā daļa atbilst 1/50 noteikumam - to izejas pretestība ir mazāka par 0,16 omi, kas dod slāpēšanas koeficientu 50. Tādējādi skaļruņu ražotāji ir spējuši izstrādāt labākus skaļruņus, kas izmanto zemās izejas pretestības priekšrocības. . Pirmkārt, tika izstrādāti pirmie slēgtie akustiski piekaramie skaļruņi no Acoustic Research, Large Advents un citiem, kuriem bija dziļāks un precīzāks bass nekā līdzīga izmēra priekšgājējiem, kas paredzēti lampu pastiprinātājiem. Tas bija liels sasniegums hi-fi jomā, jo, pateicoties jaunajiem pastiprinātājiem, tagad varējāt paļauties uz elektrisko slāpēšanu. Un žēl, ka tik daudzi avoti mūsdienās atpaliek no laika par 40 vai vairāk gadiem.

KĀDA IR MANAS IERĪCES IZVĒLES PRIEDZĪBA? Daži izstrādātāji skaidri norāda, ka viņu mērķis ir saglabāt pēc iespējas zemāku izejas pretestību (piemēram, etalons), savukārt citi norāda savu produktu faktisko vērtību (piemēram, 50 omi Behringer UCA202). Diemžēl lielākā daļa šo nozīmi atstāj noslēpumā. Dažos aparatūras pārskatos (piemēram, šajā emuārā) ir iekļauta izejas pretestības mērīšana, jo tas ir liels faktors tam, kā ierīce skanēs ar noteiktām austiņām.

KĀPĒC TIK DAUDZIEM AVOTIEM IR AUGSTA IZZEJAS IMEDANCE? Visbiežāk sastopamie iemesli ir:

• Austiņu aizsardzība- Augstāki strāvas avoti ar zemu izejas pretestību bieži spēj piegādāt pārāk daudz enerģijas austiņām ar zemu pretestību. Lai aizsargātu šīs austiņas no bojājumiem, daži dizaineri palielina izejas pretestību. Tātad šis ir kompromiss, kas pielāgo pastiprinātāju slodzei, taču uz lielākās daļas austiņu veiktspējas pasliktināšanos.. Labākais risinājums ir iespēja izvēlēties divus pastiprinājuma līmeņus. Zems līmenis ļauj iestatīt zemāku izejas spriegumu zemas pretestības austiņām. Papildus var izmantot arī strāvas ierobežošanu, tāpēc avots automātiski ierobežos strāvu austiņām ar zemu pretestību, pat ja pastiprinājuma līmenis ir iestatīts pārāk augsts.
• Būt savādākam- Daži izstrādātāji apzināti palielina izejas pretestību, apgalvojot, ka tas uzlabo viņu ierīces skaņu. To dažreiz izmanto, lai padarītu produkta skaņu atšķirīgu no konkurējošiem produktiem. Bet tādā gadījumā katra “atsevišķa skaņa”, ko saņemat, ir pilnībā atkarīga no izmantotajām austiņām. Dažām austiņām tas tiek uztverts kā uzlabojums, savukārt citām tas ir drīzāk ievērojams pasliktināšanās. Visticamāk, ka skaņa būs ievērojami izkropļota.
• Tas ir lēts- Augstāka izejas pretestība ir vienkāršākais risinājums zemu izmaksu avotiem. Tas ir lēts veids, kā panākt stabilitāti, vienkāršākā aizsardzība pret īssavienojumiem; tas arī ļauj izmantot zemākas kvalitātes darbības pastiprinātājus, kurus pat 16 vai 32 omu austiņas citādi nedarbotos tieši. Sērijveidā pieslēdzot izejai kādu pretestību, visas šīs problēmas tiek atrisinātas par dažu centu cenu. Bet par šo lēto risinājumu jums ir jāmaksā par ievērojamu skaņas kvalitātes pasliktināšanos daudzos austiņu modeļos.

IZŅĒMUMI NO NOTEIKUMIEM: Ir vairākas austiņas, kas paredzētas augstas izejas pretestības lietošanai. Es personīgi domāju, vai tas ir mīts vai realitāte, jo es nezinu nevienu konkrētu piemēru. Tomēr tas ir iespējams. Šajā gadījumā, lietojot šīs austiņas ar zemas pretestības avotu, var tikt pārspīlēta basu dinamika un rezultātā var rasties frekvences reakcija, kas atšķiras no dizainera paredzētās. Tas var izskaidrot dažus "sinerģijas" gadījumus, kad noteiktas austiņas tiek apvienotas ar noteiktu avotu. Bet šis efekts tiek uztverts tīri subjektīvi - kādam kā skaņas izteiksmīgums un detalizācija, kādam - kā pārmērīga stingrība. Vienīgais veids, kā sasniegt atbilstošu veiktspēju, ir izmantot zemas pretestības avotu un ievērot 1/8 noteikumu.

KĀ TO LĒTI PĀRBAUDĪT: Ja vēlaties uzzināt, vai skaņas kvalitāte cieš no avota izejas pretestības, es varu ieteikt iegādāties FiiO E5 pastiprinātāju par 19 USD. Tam ir gandrīz nulles pretestības izeja, un tā būs pietiekama lielākajai daļai pretestības austiņu.

KOPĀ: Ja vien neesat pilnīgi pārliecināts, ka jūsu austiņas skan labāk ar noteiktu augstāku izejas pretestību, vislabāk vienmēr izmantot avotus, kuru pretestība nepārsniedz 1/8 no austiņu pretestības. Vai vēl vienkāršāk: ar pretestību ne vairāk kā 2 omi.

TEHNISKĀ DAĻA

IZTURĪBA UN PRETESTĪBA:Šie divi termini dažos gadījumos ir savstarpēji aizstājami, taču tehniski tiem ir būtiskas atšķirības. Elektrisko pretestību apzīmē ar burtu R un tam ir vienāda vērtība visām frekvencēm. Elektriskā pretestība ir sarežģītāks lielums, un tās vērtība parasti mainās līdz ar frekvenci. Tas ir apzīmēts ar dižskābarža Z. Šī raksta ietvaros abu lielumu mērvienības ir omi.

SPRIEGUMS UN Strāva: Lai saprastu, kas ir pretestība un par ko ir šis raksts, ir svarīgi iegūt vismaz vispārīgu priekšstatu par spriegumu un strāvu. Spriegums ir līdzīgs ūdens spiedienam, savukārt strāva ir analoga ūdens plūsmai (piemēram, litri minūtē). Ja no dārza šļūtenes novadīsiet ūdeni, neko nepiestiprinot šļūtenes galā, jūs iegūsit lielu ūdens plūsmu (strāvu) un varēsiet ātri uzpildīt spaini, bet spiediens šļūtenes galā būs praktiski nulle. . Ja izmantojat nelielu uzgali uz šļūtenes, spiediens (spriegojums) būs daudz lielāks, un ūdens plūsma samazināsies (tā paša spaiņa piepildīšana prasīs vairāk laika). Šīs divas vērtības ir apgriezti saistītas. Sakarību starp spriegumu, strāvu un pretestību (un pretestību šī panta vajadzībām) nosaka Oma likums. R var aizstāt ar Z.

No kurienes nāca 1/8 NOTEIKUMS?: Minimālā dzirdamā skaļuma atšķirība, ko uztver cilvēks, ir aptuveni 1 dB. Izejas pretestības kritums -1 dB atbilst koeficientam 10^(-1/20) = 0,89 . Izmantojot sprieguma dalītāja formulu, mēs iegūstam, ja izejas pretestība ir 1/8 no slodzes pretestības, attiecība ir tieši 0,89, t.i., sprieguma kritums ir -1 dB. Austiņu pretestība audio joslā var atšķirties 10 vai vairāk reizes. SuperFi 5 pretestība ir 21 omi, bet patiesībā tā svārstās no 10 līdz 90 omiem. Tātad 1/8 noteikums dod mums maksimālo izejas pretestību 2,6 omi. Ja ņemam avota spriegumu, kas vienāds ar 1 V:

• Austiņu spriegums pie 21 omu pretestības (nominālā) = 21 / (21+2,6) = 0,89 V
• Austiņu spriegums pie 10 omu pretestības (minimālais) = 10 / (10+2,6) = 0,79 V
• Austiņu spriegums pie 90 omu pretestības (maksimums) = 90 / (90+2,6) = 0,97 V
• Frekvences reakcijas vienmērīgums = 20*log(0,97/0,89) = 0,75 dB (mazāk nekā 1 dB)

IZZEJAS IMEDANCES MĒRĪŠANA: Kā redzat no iepriekš redzamās shēmas, izejas pretestība veido sprieguma dalītāju. Izmērot izejas spriegumu bez slodzes un ar zināmu slodzi, varat aprēķināt izejas pretestību. To var viegli izdarīt, izmantojot tiešsaistes kalkulatoru. Bezslodzes spriegums ir "Ieejas spriegums", R2 ir zināmā slodzes pretestība (šajā gadījumā neizmantojiet austiņas), "Output Voltage" ir spriegums, kad slodze ir pievienota. Nospiediet Compute un iegūstiet vēlamo izejas pretestību R1. To var izdarīt arī ar 60 hercu sinusoidālo vilni (to var ģenerēt, piemēram, Audacity), digitālo multimetru un 15 - 33 omu rezistoru. Lielākajai daļai DMM ir laba precizitāte tikai aptuveni 60 Hz. Atskaņojiet 60 Hz sinusoidālo vilni un noregulējiet skaļumu tā, lai izejas spriegums būtu aptuveni 0,5 V. Pēc tam pievienojiet rezistoru un atzīmējiet jauno sprieguma vērtību. Piemēram, ja jūs iegūstat 0,5 V bez slodzes un 0,38 V ar 33 omu slodzi, izejas pretestība ir aptuveni 10 omi. Formula šeit ir šāda: Zist = (Rн * (Vхх - Vн)) / Vн. Vxx - spriegums bez slodzes (dīkstāve).

Nevienām austiņām nav pilnīgi rezistīvas pretestības, kas nemainās visā audio frekvenču diapazonā. Lielākajai daļai austiņu ir pretestība, un tām ir sarežģīta pretestība. Austiņu pretestības kapacitatīvo un induktīvo komponentu dēļ tās vērtība mainās līdz ar frekvenci. Piemēram, šeit ir impedances (dzeltens) un fāzes (balta) atkarība no frekvences Super Fi 5. Zem ~200 Hz pretestība ir tikai 21 omi. Virs 200 Hz tas paaugstinās līdz ~ 90 omiem pie 1200 Hz un pēc tam samazinās līdz 10 omiem pie 10 kHz:

PILNA IZMĒRA AUSTIŅAS: Iespējams, kādu neinteresē ausīs ievietojamas austiņas, piemēram, Super Fi 5, tāpēc šeit ir populārā Sennheiser HD590 modeļa pretestība un fāze. Pretestība joprojām mainās: no 95 līdz 200 omi - gandrīz divas reizes:

LIETA: Viens no grafikiem raksta sākumā rādīja aptuveni 12 dB frekvences reakcijas pulsāciju SuperFi 5, kas savienots ar avotu ar pretestību 43 omi. Ja par atsauci ņemam nominālvērtību 21 omi un avota izejas spriegumu, kas vienāds ar 1 V, sprieguma līmenis austiņās būs šāds:

• Atsauces līmenis: 21 / (43 + 21) = 0,33 V - kas atbilst 0 dB
• Pie minimālās pretestības 9 omi: 9 / (9 + 43) = 0,17 V = -5,6 dB
• Pie maksimālās pretestības 90 omi: 90 / (90 + 43) = 0,68 V = +6,2 dB
• Diapazons = 6,2 + 5,6 = 11,8 dB

Amortizācijas līmeņi: Skaļruņu slāpēšana, kā paskaidrots iepriekš, var būt tīri mehāniska (Qms) vai elektriskās (Qes) un mehāniskās slāpēšanas kombinācija. Kopējo slāpēšanu apzīmē ar Qts. Kā šie parametri mijiedarbojas zemās frekvencēs, to izskaidro Thiel-Small modelēšana. Amortizācijas līmeņus var iedalīt trīs kategorijās:

• Kritiskā slāpēšana (Qts = 0,7) — daudzi uzskata, ka tas ir ideāls gadījums, jo tas nodrošina dziļākos basus bez frekvences reakcijas novirzēm vai pārmērīga zvana (nekontrolētas konusa kustības). Šāda skaļruņa bass parasti tiek uztverts kā "elastīgs", "dzidrs" un "caurspīdīgs". Lielākā daļa cilvēku domā, ka Qts 0.7 nodrošina ideālu pārejošu reakciju.
• Pārmērīga amortizācija (Qts
• Vāja slāpēšana (Qts > 0,7) — Ļauj nedaudz palielināt basu ar maksimumu zemo frekvenču diapazona augšdaļā. Skaļrunis netiek pilnībā kontrolēts, kā rezultātā notiek pārmērīga "zvanīšana" (t.i., konuss nepārstāj kustēties pietiekami ātri pēc tam, kad elektriskais signāls ir vājināts). Vāja slāpēšana izraisa frekvences reakcijas novirzes, mazāk dziļi basi, slikta pārejoša reakcija un frekvences reakcijas pieaugums basu augšējās robežas reģionā. Vāja slāpēšana ir lēts veids, kā pastiprināt basu uz basa kvalitātes rēķina. Šo paņēmienu aktīvi izmanto lētās austiņās, lai radītu "viltus basu". Nepietiekami slāpētu skaļruņu skaņa bieži tiek raksturota kā "spēcīgs" vai "nepatiess" bass. Ja jūsu austiņas ir paredzētas elektriskai slāpēšanai un izmantojat tās ar avotu, kura pretestība ir lielāka par 1/8 no austiņu pretestības, jūs iegūsit tieši tādus, nepietiekami slāpētus basus. .

Amortizācijas VEIDI: Ir trīs veidi, kā slāpēt skaļruņus / kontrolēt rezonansi:

• Elektriskā slāpēšana- Mums jau zināmie Qes, tas ir līdzīgs reģeneratīvajai bremzēšanai hibrīdelektriskajos transportlīdzekļos. Nospiežot bremzes, elektromotors palēnina automašīnu, pārvēršoties par ģeneratoru un nododot enerģiju atpakaļ akumulatoriem. Skaļrunis spēj darīt to pašu. Bet, ja pastiprinātāja izejas pretestība tiek palielināta, bremzēšanas efekts ir ievērojami samazināts - līdz ar to 1/8 noteikums.
• Mehāniskā amortizācija- Pazīstams kā Qms, tas ir diezgan līdzīgs automašīnu amortizatoriem. Palielinot skaļruņa mehānisko slāpēšanu, tas ierobežo mūzikas signālu, kas to virza, tādējādi radot lielāku nelinearitāti. Tas palielina kropļojumus un samazina skaņas kvalitāti.
• Amortizācija korpusa dēļ- Korpuss var nodrošināt amortizāciju, taču tam ir jābūt aizvērtam - vai nu ar pareizi noregulētu basa refleksu vai kontrolētu apgriešanu. Daudzas augstākās klases austiņas, protams, ir atvērtas, kas izslēdz iespēju izmantot korpusa slāpēšanu, kā tas ir skaļruņos.

PRESES LĪMENIS: Austiņām, kas ir pietiekami cieši pieguļošas, piemēram, pilna izmēra ausu uzgaļi ar cieši pieguļošiem ausu uzgaļiem, dizaineri var apsvērt iespēju ļaut auss uzgalim papildu amortizāciju. Bet galvas forma, ausis, frizūra, austiņu atbilstība, briļļu klātbūtne un citi faktori padara šo efektu gandrīz neparedzamu. Uz ausīm ievietojamām austiņām šī funkcija vispār nav pieejama. Zemāk ir redzami divi grafiki, kas attēlo Sennheiser HD650 pretestību. Lūdzu, ņemiet vērā: rezonanses maksimums pie atvērtā basa ir 530 omi, bet, izmantojot mākslīgo galvu, vērtība nokrītas līdz 500 omi. Iemesls tam ir amortizācija, ko rada auss kauliņa un ausu kausu veidotā slēgtā telpa.

SECINĀJUMS: Es ceru, ka tagad ir skaidrs, ka vienīgais veids, kā panākt efektīvu austiņu pastiprinātāja veiktspēju, ir ievērot 1/8 noteikumu. Lai gan daži cilvēki dod priekšroku skaņai ar augstāku izejas pretestību, tā ir ļoti atkarīga no izmantotā austiņu modeļa, izejas pretestības vērtības un personīgajām vēlmēm. Ideālā gadījumā būtu jāizveido jauns standarts, saskaņā ar kuru izstrādātājiem būtu jāražo avoti, kuru izejas pretestība ir mazāka par 2 omi.

Sponsora informācija

KUPI.TUT.BY: ērts portatīvo datoru katalogs, portatīvo datoru cenas. Šeit jūs varat paņemt un iegādāties klēpjdatoru par zemu cenu. Vienkārša apmaksa, piegāde, kvalitātes nodrošināšana.

Oriģinālais raksts angļu valodā: Headphone & Amp Impedance

Kāpēc avota (pastiprinātāja) izejas pretestības vērtība ir tik svarīga, kā tā mijiedarbojas ar austiņām un ko tā ietekmē.

Autortiesības Taras Kovrijenko 2009–2019

Domāju, ka daudzi zina, ka ieslēdzot tālās gaismas, plīti, apsildāmu aizmugurējo logu uz braucošas mašīnas, tad ģeneratora radītais spriegums samazināsies, pat šajā gadījumā saka, ka spriegums ir samazinājies. Kā tas attiecas uz elektroniku? Elektronikā viss notiek pēc viena un tā paša scenārija, ja signāla ģeneratoram pieslēdz kādu zemas pretestības slodzi, tad spriegums tā spailēs samazināsies, abos gadījumos iemesls tam ir ģeneratora iekšējā pretestība, kas ir parasti attēlots kā rezistors, kas savienots virknē ar ģeneratoru. Ģeneratora ekvivalentā ķēde parādīts zemāk esošajā attēlā.

Kāpēc līdzvērtīgs? Jo faktiski fiziski attēlā redzamais rezistors nav vismaz automašīnas ģeneratorā, bet, lai ņemtu vērā procesus, kas notiek ģeneratora vai pastiprinātāja iekšpusē, kā arī citās shēmās, ir ērti aprakstiet tos šādā veidā.
Pāriesim pie prakses, izmērīsim signāla ģeneratora izejas pretestību.
Vispirms pievienojiet osciloskopu signāla ģeneratora izejām, kā parādīts attēlā zemāk, un skatiet, kāds būs spriegums.

Oscilogramma parāda, ka sprieguma amplitūdas vērtība ir 1 V.
Tagad pievienosim potenciometru signāla ģeneratora izejām un pagriezīsim to, līdz spriegums ģeneratora galos kļūst vienāds ar pusi no iepriekš izmērītā, tas ir, 0,5 V.

Ar pretestību 51 Ohm sprieguma kritums potenciometrā kļuva vienāds ar pusi no atvērtās ķēdes sprieguma.
Ja paskatās uz attēlu augšā, var redzēt, ka ģeneratora iekšējā pretestība un mūsu savienotais potenciometrs veido sprieguma dalītāju un sprieguma kritums vienā no tā pleciem ir vienāds ar pusi no ģeneratora sprieguma, kas nozīmē, ka tieši puse no sprieguma paliek uz otro roku. Tā kā sprieguma kritumi uz iekšējās pretestības un mūsu savienotā potenciometra ir vienādi, tas nozīmē, ka ģeneratora iekšējā pretestība ir vienāda ar potenciometra pretestību, tas ir, 51 omi.
Bet ir reizes, kad nav iespējams izmērīt ģeneratora spriegumu tukšgaitā, tas ir, bez slodzes, tādā gadījumā tiek veikti divi mērījumi ar dažādām pretestībām un ģeneratora pretestība tiek aprēķināta, izmantojot zemāk parādīto formulu.

Formulu iegūst šādi, vispirms aprēķina spriegumu pāri R1 un R2, tāpat kā parastajam dalītājam. Abās iegūtajās formulās būs ģeneratora spriegums, mēs to izsakām no katras formulas un pielīdzinām pārējās daļas. Tālāk jums vienkārši jāizsaka Rg, un tas pabeidz aprēķinu.
Tagad mēs zinām, kā izmērīt ģeneratora izejas pretestību.

6.3. Aperiodiska zemfrekvences pastiprinātāja uzstādīšana un izpēte uz bipolāra tranzistora

Bipo pastiprinātājosPolārajos tranzistoros tiek izmantotas trīs tranzistoru savienojuma shēmas: ar kopīgu bāzi, ar kopīgu emitētāju, ar kopīgu kolektoru. Visplašāk izmantotā komutācijas ķēde ar kopēju emitētāju.

Atgādiniet, ka jutīga zemfrekvences pastiprinātāja ieejas ķēdes obligāti tiek veiktas ar ekranētu vadu.

Izpētīt pastiprinātāja darbību pēc attēla shēmas 6.6 jūs varat salikt pastiprinātāju, izmantojot attēlā parādīto 6.8 montāžas dēlis.

Uzstādot pastiprinātāju, obligāti jāievēro elektrolītisko kondensatoru savienojuma polaritāte. Elektroinstalācijas shēma parāda tikai viena elektrolīta kondensatora pievienošanas polaritāti. Pārējo divu kondensatoru pieslēgšanas polaritāti nosaka pastiprinātāja shēma. Tā kā ģeneratora izeja ir sinusoīdiJa nav tiešā sprieguma komponenta, tad kondensatoru polaritātei, izmantojot n-p-n tipa tranzistorus, jābūt tādai, kā parādīts 6.6. attēlā, bet p-n-p tipa tranzistoram - 6.7. attēlā.

Tā kā elektrolītiskajiem kondensatoriem ir induktīvā pretestība, augstas kvalitātes zemfrekvences pastiprinātājos mazos keramikas kondensatorus novieto paralēli elektrolītiskajiem kondensatoriem.

Mērīšanas jutība un nominālā jauda

zemfrekvences pastiprinātāja jauda

Iepriekš iestatiet nepieciešamo harmonikas koeficienta vērtību pastiprinātāja izejā. Pastiprinātāja skaļuma regulators ir iestatīts uz maksimālo skaļuma pozīciju, bet toņu regulators uz vidējo pozīciju. Pievienojiet visus mērinstrumentus tīklam ierīces un barošanas spriegums pastiprinātājam. Sinusoidālais spriegums ar frekvenci 1000 Hz tiek piegādāts no skaņas ģeneratora caur sprieguma dalītāju pāri rezistoriem R 1 , R 2 uz pastiprinātāja ieeju. Pakāpeniski palieliniet sinusoidālo spriegumu pastiprinātāja ieejā un tajā pašā laikā izmēriet signāla harmonisko saturu pastiprinātāja izejā. Tiklīdz harmonikas koeficients sasniedz iepriekš noteiktu vērtību, tiek mērīts spriegums pastiprinātāja izejā U N.OUT un noteikts spriegums pastiprinātāja U N.IN ieejā. Ja nav jutīga elektroniskā voltmetra, tad spriegumu pastiprinātāja ieejā nosaka pēc sprieguma mērīšanas ar elektronisko voltmetru 1 U 1 pie sprieguma dalītāja ieejas (uz rezistoriem R 1 un R 2 - att. 6.9 ).

(6.1)

Ar zemu pastiprinātāja jutību var iztikt no sprieguma dalītāja, jo traucējošie spriegumi, kas rodas, pievienojot testa vadus pastiprinātāja ieejas ķēdei, būtiski neietekmēs mērījumu rezultātus.

Ieejas spriegums U n.in raksturo pastiprinātāja jutību pie noteiktā harmonikas koeficienta pastiprinātāja izejā. Nominālo izejas jaudu pie slodzes R n nosaka pēc formulas:

(6.2)

Harmoniskos kropļojumus 5-8% apmērā var aptuveni noteikt, izmantojot osciloskopu. Ar šo harmonisko kropļojumu sinusoīda kropļojums ir pamanāms osciloskopa ekrānā. Sinusoīdu kropļojumu ir vieglāk noteikt, ja izmantojat divu staru osciloskopu un salīdzina signālu pastiprinātāja izejā ar signālu ieejā.

Tādējādi ir iespējams izmērīt jutīgumu un noteikt nominālo izejas jaudu zemfrekvences pastiprinātājam ar signāla harmonisko koeficientu pie pastiprinātāja izejas 5-8%, aptuveni bez harmonikas koeficienta mērītāja. Pastiprinātāja maksimālā izejas jauda tiek noteikta pie harmoniskiem traucējumiem 10%.

Pastiprinātāja ieejas pretestības mērīšana

Zemfrekvences pastiprinātāja ieejas pretestība parasti tiek mērīta pie 1000 Hz. Ja pastiprinātāja ieejas pretestība R in ir daudz mazāka par izmantotā voltmetra iekšējo pretestību, tad pastiprinātāja ieejas pretestības noteikšanai ar tā ieeju virknē tiek pieslēgts rezistors, kura pretestība ir aptuveni vienāda ar pastiprinātāja ieejas pretestību. Ir pievienoti divi elektroniskie voltmetri, kā parādīts attēlā. 6.10 , kur R in ir pastiprinātāja ieejas pretestība. Pastiprinātāja ieejas pretestības noteikšana tiek samazināta līdz šādas problēmas risināšanai: zināmie spriegumi U 1 un U 2, kas parādīti ar voltmetriem V 1 un V 2, rezistora R pretestība; ir nepieciešams noteikt R in. Tā kā voltmetra V 2 iekšējā pretestība ir daudz lielāka par pastiprinātāja ieejas pretestību, tad:

(6.3)

Ja pastiprinātāja ieejas pretestība izrādās samērīga ar voltmetra iekšējo pretestību, tad R šādā veidā noteikt nav iespējams.

Šajā gadījumā, lai noteiktu pastiprinātāja ieejas pretestību, ierīces tiek montētas saskaņā ar attēla shēmu 6.9 , bet tikai bez harmonikas koeficienta mērītāja. Pastiprinātāja ieejai tiek pielikts sinusoidālais spriegums ar frekvenci 1000 Hz, kas nepārsniedz nominālo ieejas spriegumu. Tiek izmērīta pastiprinātāja sprieguma ieeja U in1 un izeja U out1 un tiek noteikts sprieguma pieaugums K = U out1 / U in1. Pēc tam rezistors R tiek savienots virknē ar pastiprinātāja ieeju un, nemainot spriegumu skaņas ģeneratora izejā, tiek mērīts spriegums pastiprinātāja Uout2 izejā. Spriegums pie pastiprinātāja izejas ir samazinājies, kopš rezistors R ir savienots virknēar pastiprinātāja ieeju daļa sprieguma no ģeneratora izejas krīt uz rezistoru R, bet daļa - uz ieejas pretestību R in. Pamatojoties uz seriālā savienojuma likumiem, mēs varam rakstīt:

U in1 = U R + U R(6.4)

(6.5)

Mēs izsakām U Rin un Uin1 kā spriegumu pie pastiprinātāja izejas

(6.6) (6.7)

Aizstājot (6.6) un (6.7) ar (6.5), mēs iegūstam:

(6.8)

No (6.8) iegūstam pastiprinātāja ieejas pretestības izteiksmi:

(6.9)

Lai uzlabotu Rin noteikšanas precizitāti, ir nepieciešams, lai rezistora R pretestība būtu tādā pašā secībā ar pastiprinātāja ieejas pretestību R in.

Pastiprinātāja izejas pretestības mērīšana

Pastiprinātāja izejas pretestība tiek noteikta pēc Oma likuma pilnīgai ķēdei

(6.10)

kur R n ir slodzes pretestība, R ext ir avota iekšējā (izejas) pretestība. Ņemot vērā, ka spriegums avota spailēs U = I× R n no (6.10) iegūstam

U=e- es× R ext (6.11)

Izslēdziet R n, tad strāva I būs ļoti maza, tāpēc spriegums avota spailēs U būs vienāds ar elektromotora spēku e. Savienosim R n. Tad sprieguma kritums avota iekšpusē (e- U Rн) attiecas uz sprieguma kritumu pāri slodzei U Rн, jo avota iekšējā pretestība attiecas uz slodzes pretestību

(6.12) (6.13)

Lai precīzāk noteiktu pastiprinātāja iekšējo (izejas) pretestību, ir jāņem pretestība R n tādā pašā secībā kā iekšējā.

Pastiprinātāja izejas pretestība parasti tiek mērīta ar frekvenci 1000 Hz. No skaņas ģeneratora pastiprinātāja ieejai tiek pievienots sinusoidālais spriegums 1000 Hz,lai tad, kad slodze ir atvienota, signāla harmoniskais koeficients pie pastiprinātāja izejas nepārsniedza šim norādītovērtības pastiprinātājs.

Lai noteiktu izejas pretestību Rout, divreiz izmēriet pastiprinātāja izejas spriegumu. Ja slodze ir atvienota, izejas spriegums būs vienāds ar EMF, bet ar pievienoto slodzi - U Rn.

Pastiprinātāja izejas pretestība tiek noteikta pēc formulas

(6.14)

Amplitūdas raksturlieluma veidošana

Svarīgu informāciju par pastiprinātāja kvalitāti var iegūt no amplitūdas raksturlīknes. Lai noņemtu amplitūdas raksturlielumus, ierīces tiek montētas saskaņā ar shēmu, kas parādīta attēlā. 6.9 , izņemot harmonikas mērītāju. No skaņas ģeneratora uz pastiprinātāja ieeju tiek piegādāts sinusoidālais spriegums ar frekvenci 1000 Hz, lai atšķirība starp signālu pastiprinātāja izejā un sinusoidālo kļūtu pamanāma. Iegūto ieejas sprieguma vērtību palielina aptuveni 1,5 reizes un ar elektronisko voltmetru mēra pastiprinātāja izejas spriegumu. Iegūtās pastiprinātāja ieejas un izejas sprieguma vērtības dos vienu no pastiprinātāja amplitūdas raksturlieluma punktiem (ekstrēmajiem). Pēc tam, samazinot ieejas spriegumu, tiek noņemta izejas sprieguma atkarība no ieejas. No pastiprinātāja amplitūdas raksturlieluma sprieguma pieaugumu var viegli noteikt K \u003d U out / U in. Pastiprinātāja ieejas un izejas spriegumi, lai noteiktu pastiprinājumu, ir jāizvēlas amplitūdas raksturlīknes lineārajā sadaļā. Šajā gadījumā pastiprinātāja pastiprinājums nebūs atkarīgs no ieejas sprieguma.

Pastiprinātāja trokšņa grīdas mērīšana

D Lai noteiktu pastiprinātāja iekšējā trokšņa līmeni, pastiprinātāja izejas spriegumu mēra, pievienojot pastiprinātāja ieejai rezistoru, kura pretestība ir vienāda ar pastiprinātāja ieejas pretestību. Paša pastiprinātāja trokšņu līmeni izsaka decibelos – formula (5.6). Lai samazinātu ārējo elektromagnētisko lauku radīto traucējumu ietekmi, pastiprinātāja ieejas ķēdes ir rūpīgi ekranētas.

Pastiprinātāja efektivitātes noteikšana

Pastiprinātāja efektivitāti nosaka, kad ieejai tiek pielikts sinusoidālais spriegums ar frekvenci 1000 Hz, kas atbilst nominālajai izejas jaudai. Noteikt nominālo izejas jaudu pēc formulas (6.2.)

Pastiprinātāja patērēto jaudu no avotiem (avota) nosaka pēc formulas P 0 =I× U , kur I ir no avota patērētā strāva, U ir spriegums pastiprinātāja spailēs, kas paredzētas strāvas avota pievienošanai (ampērmetra un voltmetra pieslēguma shēma ir izvēlēta, ņemot vērā minimālo kļūdu, nosakot pastiprinātāja patērēto jaudu , atkarībā no pieejamā ampērmetra un voltmetra).

Pastiprināto frekvenču diapazona noteikšana

Lai noteiktu pastiprināto frekvenču diapazonu un frekvences kropļojumu koeficientu, tiek izveidots frekvences (amplitūdas-frekvences) raksturlielums.

No pastiprinātāja amplitūdas-frekvences raksturlīknes definīcijas izriet, ka, lai to izveidotu, pastiprinātāja ieejai var pielikt jebkuru spriegumu, kas atbilst amplitūdas raksturlīknes lineārajai sadaļai. Tomēr pie pārāk zema ieejas sprieguma var rasties kļūdas trokšņa un maiņstrāvas trokšņa dēļ. Pie augsta ieejas sprieguma var parādīties pastiprinātāja elementu nelinearitāte. Tāpēc frekvences reakciju parasti ņem pie ieejas sprieguma, kas atbilst izejas jaudai, kas vienāda ar 0,1 no nominālās.

Ierīces amplitūdas-frekvences raksturlielumu ņemšanai tiek montētas saskaņā ar att. 6.9 , un harmonisko mērītāju un osciloskopu nevar savienot.

Pastiprināto frekvenču diapazonu nosaka pēc amplitūdas-frekvences raksturlīknes, ņemot vērā pieļaujamos frekvences kropļojumus. Pastiprinātāja frekvences reakcija ir sprieguma pieauguma atkarība no frekvences. No att. 5.5 var redzēt, kā noteikt pastiprinātāja pastiprināto frekvenču diapazonu (joslas platumu) ar pastiprinājuma samazināšanos pie robežfrekvencēm līdz 0,7 no maksimuma, kas atbilst frekvences kropļojuma koeficientam 3 dB.

(PAR INTERMODULACIJU KROPJUMU UN SKAŅU SAMAZINĀŠANU SKAĻRUŅOS)

Skaļruņu skaņas atšķirības, strādājot ar dažādiem UMZCH, galvenokārt tiek pamanītas, salīdzinot lampu un tranzistoru pastiprinātājus: to harmonisko kropļojumu spektrs bieži ir ievērojami atšķirīgs. Dažkārt ir ievērojamas atšķirības starp vienas grupas pastiprinātājiem. Piemēram, vienā no audio žurnāliem 12 un 50 W lampu UMZCH sniegtie vērtējumi sliecās par labu mazāk jaudīgam. Vai arī vērtējums bija neobjektīvs?

Mums šķiet, ka raksta autors pārliecinoši izskaidro vienu no mistiskajiem iemesliem, kādēļ skaļruņos rodas pārejoši un starpmodulācijas traucējumi, kas, strādājot ar dažādiem UMZCH, rada manāmu skaņas atšķirību. Tas piedāvā arī pieejamas metodes, lai ievērojami samazinātu skaļruņu kropļojumus, kas ir diezgan vienkārši īstenotas, izmantojot modernu elementu bāzi.

Šobrīd ir vispāratzīts, ka viena no prasībām jaudas pastiprinātājam ir nodrošināt, lai tā izejas spriegums paliktu nemainīgs, mainoties slodzes pretestībai. Citiem vārdiem sakot, UMZCH izejas pretestībai jābūt mazai salīdzinājumā ar slodzes pretestību, kas nepārsniedz 1 / 10,1 / 1000 no slodzes pretestības moduļa (pretestības) |Z n |. Šis viedoklis ir atspoguļots daudzos standartos un ieteikumos, kā arī literatūrā. Pat tāds parametrs kā slāpēšanas koeficients - K d (vai slāpēšanas koeficients) ir īpaši ieviests, kas ir vienāds ar nominālās slodzes pretestības attiecību pret pastiprinātāja R out PA izejas pretestību. Tātad, ar nominālo slodzes pretestību 4 omi un pastiprinātāja izejas pretestību 0,05 omi, K d būs 80. Pašreizējie standarti HiFi aprīkojumam nosaka, ka augstas kvalitātes pastiprinātāju slāpēšanas koeficientam jābūt vismaz 20 (un tas ir ieteicams ne mazāk kā 100). Lielākajai daļai tirgū esošo tranzistoru pastiprinātāju K d ir lielāks par 200.
Argumenti par labu mazam Rout PA (un attiecīgi augstam Kd) ir labi zināmi: tie ir pastiprinātāju un skaļruņu savstarpēja aizvietojamība, iegūstot efektīvu un paredzamu galvenā (zemfrekvences) skaļruņa rezonanses slāpēšanu, kā arī pastiprinātāju raksturlielumu mērīšanas un salīdzināšanas ērtība. Tomēr, neskatoties uz iepriekš minēto apsvērumu leģitimitāti un pamatotību, secinājums par šādas attiecības nepieciešamību, pēc autora domām, principiāli nepareizi!

Lieta tāda, ka šis secinājums izdarīts, neņemot vērā elektrodinamisko skaļruņu galviņu (GG) darba fiziku. Lielākā daļa pastiprinātāju dizaineru patiesi tic, ka viss, kas no viņiem tiek prasīts, ir nodrošināt nepieciešamo spriegumu pie noteiktas slodzes pretestības ar pēc iespējas mazākiem traucējumiem. Skaļruņu dizaineri no savas puses, šķiet, pieņem, ka viņu produkti tiks darbināti ar pastiprinātājiem ar nenozīmīgu izejas pretestību. Šķiet, ka viss ir vienkārši un skaidri - kādi jautājumi var būt?

Tomēr ir jautājumi, turklāt ļoti nopietni. Galvenais no tiem ir jautājums par apjomu intermodulācijas kropļojums ko ievieš GG, ja to darbina no pastiprinātāja ar nenozīmīgu iekšējo pretestību (sprieguma avots vai EMF avots).

"Kāds sakars ar pastiprinātāja izejas pretestību? Nemāni mani!" teiks lasītājs. - Un viņš kļūdās. Tā ir, un vistiešākā, neskatoties uz to, ka šīs atkarības fakts tiek minēts ārkārtīgi reti. Jebkurā gadījumā nav atrasti mūsdienīgi darbi, kas uzskatītu par šo ietekmi uz visi gala līdz galam elektroakustiskā ceļa parametri - no sprieguma pie pastiprinātāja ieejas līdz skaņas vibrācijām. Nez kāpēc, izskatot šo tēmu, mēs iepriekš aprobežojāmies ar GG uzvedības analīzi galvenās rezonanses tuvumā zemās frekvencēs, savukārt ne mazāk interesantas lietas notiek ievērojami augstākās frekvencēs - pāris oktāvas virs rezonanses frekvences.

Šis raksts ir paredzēts, lai aizpildītu šo trūkumu. Jāsaka, ka pieejamības paaugstināšanas nolūkā prezentācija ir ļoti vienkāršota un shematizēta, līdz ar to virkne “smalku” jautājumu palika neizskatīti. Tātad, lai saprastu, kā UMZCH izejas pretestība ietekmē starpmodulācijas kropļojumus skaļruņos, mums jāatceras, kāda ir skaņas starojuma fizika no GG konusa.

Zem galvenās rezonanses frekvences, kad GG balss spoles tinumam tiek pielikts sinusoidāla signāla spriegums, tā difuzora nobīdes amplitūdu nosaka balstiekārtas (vai slēgtā kastē saspiestā gaisa) elastīgā pretestība, un tā ir gandrīz neatkarīga. no signāla frekvences. GG darbību šajā režīmā raksturo lieli kropļojumi un ļoti zema noderīga akustiskā signāla izvade (ļoti zema efektivitāte).

Pamatrezonanses frekvencē difuzora masa kopā ar svārstīgo gaisa masu un balstiekārtas elastību veido svārstību sistēmu, kas ir līdzīga atsperes atsvaram. Starojuma efektivitāte šajā frekvenču diapazonā ir tuvu maksimumam šim HG.

Virs galvenās rezonanses frekvences difuzora inerces spēki kopā ar svārstīgo gaisa masu izrādās lielāki par balstiekārtas elastīgajiem spēkiem, tāpēc difuzora nobīde ir apgriezti proporcionāla frekvences kvadrātam. Taču konusa paātrinājums šajā gadījumā teorētiski nav atkarīgs no frekvences, kas nodrošina frekvences reakcijas vienmērīgumu skaņas spiediena izteiksmē. Tāpēc, lai nodrošinātu HG frekvences reakcijas vienmērīgumu frekvencēs virs galvenās rezonanses frekvences, difuzoram jāpieliek nemainīgas amplitūdas spēks no balss spoles puses, kā izriet no otrā Ņūtona likuma (F=m *a).

Spēks, kas iedarbojas uz konusu no balss spoles, ir proporcionāls tajā esošajai strāvai. Kad GG ir pievienots sprieguma avotam U, strāva I balss spolē katrā frekvencē tiek noteikta no Oma likuma I (f) \u003d U / Z g (f), kur Z g (f) ir frekvence- balss spoles atkarīgā kompleksā pretestība. To nosaka galvenokārt trīs lielumi: balss spoles aktīvā pretestība R g (mēra ar ommetru), induktivitāte L g. Strāvu ietekmē arī aizmugurējais EMF, kas rodas, balss spolei pārvietojoties magnētiskajā laukā un ir proporcionāls kustības ātrumam.

Frekvencēs, kas ir daudz augstākas par galveno rezonansi, back-emf vērtību var neņemt vērā, jo konusam ar balss spoli vienkārši nav laika paātrināties uz pusi no signāla frekvences perioda. Tāpēc Z g (f) atkarību virs galvenās rezonanses frekvences nosaka galvenokārt lielumi R g un L g

Tātad ne pretestība R g, ne induktivitāte L g neatšķiras pēc noteiktas konstantes. Balss spoles pretestība lielā mērā ir atkarīga no temperatūras (vara TCS ir aptuveni +0,35% / o C), un maza izmēra vidējas frekvences GG balss spoles temperatūra normālas darbības laikā mainās par 30 ... 50 o C un , turklāt ļoti ātri – desmitos milisekundēs un mazāk. Attiecīgi balss spoles pretestība un līdz ar to caur to esošā strāva un skaņas spiediens pie nemainīga pielietotā sprieguma mainās par 10 ... 15%, radot atbilstošās termiskā signāla kompresijas vērtības intermodulācijas kropļojumus).

Induktivitātes izmaiņas ir vēl sarežģītākas. Amplitūda un fāze strāvu caur balss spoli frekvencēs, kas ir ievērojami augstākas par rezonanses, lielā mērā nosaka induktivitātes vērtība. Un tas ļoti lielā mērā ir atkarīgs no balss spoles stāvokļa spraugā: ar normālu nobīdes amplitūdu frekvencēm, kas ir tikai nedaudz augstākas par pamata rezonanses frekvenci, dažādiem GG induktivitāte mainās par 15 ... 40%. Attiecīgi pie skaļrunim piegādātās nominālās jaudas intermodulācijas kropļojumi var sasniegt 10 ... 25%.

Iepriekš minēto ilustrē skaņas spiediena oscilogrammu fotogrāfija, kas uzņemta ar vienu no labākajiem iekšzemes vidējās frekvences GG - 5GDSH-5-4. Mērīšanas iestatīšanas blokshēma ir parādīta attēlā.

Kā divu toņu signāla avots tika izmantots pāris ģeneratoru un divi pastiprinātāji, starp kuru izejām tika savienots pārbaudāmais GG, kas uzstādīts uz akustiskā ekrāna ar platību aptuveni 1 m 2. Tiek izmantoti divi atsevišķi pastiprinātāji ar lielu jaudas rezervi (400 W), lai izvairītos no starpmodulācijas kropļojumu veidošanās divu toņu signāla pārejas laikā pa pastiprināšanas ceļu. Galvas radītais skaņas spiediens tika uztverts ar lentes elektrodinamisko mikrofonu, kura nelineārie kropļojumi ir mazāki par -66 dB pie skaņas spiediena līmeņa 130 dB. Šāda skaļruņa skaņas spiediens šajā eksperimentā bija aptuveni 96 dB, tāpēc mikrofona kropļojumus šādos apstākļos varēja neņemt vērā.

Kā redzams oscilogrammās augšējā osciloskopa ekrānā (augšējā - bez filtrēšanas, apakšējā - pēc HPF filtrēšanas), signāla modulācija ar frekvenci 4 kHz cita ietekmē ar frekvenci 300 Hz ( ar galvas jaudu 2,5 W) pārsniedz 20%. Tas atbilst aptuveni 15% intermodulācijas kropļojumam. Šķiet, ka nav jāatgādina, ka starpmodulācijas kropļojumu produktu uztveramības slieksnis ir daudz zemāks par vienu procentu, atsevišķos gadījumos sasniedzot procenta simtdaļas. Ir skaidrs, ka UMZCH kropļojumi, ja tikai tie ir “mīksti” un nepārsniedz dažas procentu simtdaļas, ir vienkārši neatšķirami uz skaļruņa kropļojumu fona, ko izraisa tā darbība no sprieguma. avots. Intermodulācijas deformācijas produkti iznīcina skaņas caurspīdīgumu un detalizāciju – izrādās, ka tā ir "putra", kurā atsevišķi instrumenti un balsis izskan tikai reizēm. Šāda veida skaņa lasītājiem droši vien ir labi zināma (labs deformācijas tests var būt bērnu kora fonogramma).

Zinātāji var iebilst, ka ir daudzi veidi, kā samazināt balss spoles pretestības mainīgumu: spraugas aizpildīšana ar magnētisko dzesēšanas šķidrumu, vara vāciņu uzstādīšana uz magnētiskās sistēmas serdeņiem un rūpīga serdes profila un spoles tinumu blīvuma izvēle un daudz kas cits. Tomēr visas šīs metodes, pirmkārt, neatrisina problēmu principā, un, otrkārt, noved pie HG ražošanas sarežģījumiem un sadārdzināšanās, kā rezultātā tās netiek pilnībā izmantotas pat studijas skaļruņos. Tāpēc lielākajai daļai vidējas un zemas frekvences GG nav ne vara vāciņu, ne magnētiskā šķidruma (šādos GG, strādājot ar pilnu jaudu, šķidrums bieži tiek izvadīts no spraugas).

Tāpēc GG barošana no augstas pretestības signāla avota (ierobežojumā - no strāvas avota) ir noderīgs un lietderīgs veids, kā samazināt to savstarpējās modulācijas kropļojumus, īpaši, veidojot daudzjoslu aktīvās akustiskās sistēmas. Šajā gadījumā galvenās rezonanses slāpēšana jāveic tīri akustiski, jo vidējās frekvences GG iekšējās akustiskās kvalitātes faktors, kā likums, ievērojami pārsniedz vienību, sasniedzot 4...8.

Interesanti, ka tieši šis GG “strāvas” barošanas režīms notiek lampā UMZCH ar pentodu vai tetrodu izeju ar seklu (mazāk nekā 10 dB) FOS, it īpaši, ja strāvai ir vietējais FOS. pretestības veidā katoda ķēdē.

Šāda pastiprinātāja izveides procesā tā izkropļojumi bez vispārēja OOS parasti ir 2,5% robežās un ir droši pamanāmi ar ausīm, kad tie tiek iekļauti vadības ceļa pārtraukumā (salīdzināšanas metode ar "taisno vadu"). Tomēr pēc pastiprinātāja pievienošanas skaļrunim tiek konstatēts, ka, palielinoties atgriezeniskās saites dziļumam, vispirms uzlabojas skaņa, un pēc tam tiek zaudētas detaļas un caurspīdīgums. Īpaši tas ir pamanāms daudzjoslu pastiprinātājā, kura izejas pakāpes bez filtriem virzās tieši uz attiecīgajām skaļruņu galviņām.

No pirmā acu uzmetiena paradoksālas parādības iemesls ir tas, ka, palielinoties OOS dziļumam spriegumam, pastiprinātāja izejas pretestība strauji samazinās. Iepriekš ir apskatītas negatīvās sekas, ko rada GG barošana no UMZCH ar zemu izejas pretestību. Triodes pastiprinātājā izejas pretestība, kā likums, ir daudz mazāka nekā pentodē vai tetrodā, un linearitāte pirms atgriezeniskās saites ieviešanas ir lielāka, tāpēc atgriezeniskās saites ieviešana par spriegumu uzlabo viena pastiprinātāja veiktspēju, bet vienlaikus pasliktina skaļruņa galvas veiktspēju. Tā rezultātā, ieviešot izejas sprieguma atgriezenisko saiti triodes pastiprinātājā, skaņa faktiski var pasliktināties, neskatoties uz paša pastiprinātāja īpašību uzlabošanos! Šis empīriski konstatētais fakts kalpo kā neizsīkstoša barība spekulācijām par kaitējumu, ko rada atgriezeniskās saites izmantošana audio jaudas pastiprinātājos, kā arī argumentiem par skaņas īpašo, caurulēm līdzīgo caurspīdīgumu un dabiskumu. Tomēr no iepriekšminētajiem faktiem skaidri izriet, ka būtība nav paša OOS klātbūtnē (vai neesamībā), bet gan pastiprinātāja izejas pretestībā. Tur tas "suns aprakts"!

Ir vērts pateikt dažus vārdus par negatīvās izejas pretestības UMZCH izmantošanu. Jā, pozitīva strāvas atgriezeniskā saite (POF) palīdz slāpēt GG pamata rezonanses frekvencē un samazināt balss spolē izkliedēto jaudu. Taču par slāpēšanas vienkāršību un efektivitāti ir jāmaksā, palielinot GG induktivitātes ietekmi uz tā raksturlielumiem, pat salīdzinot ar darbības režīmu no sprieguma avota. Tas ir tāpēc, ka laika konstante L g /R g tiek aizstāta ar lielāku, kas vienāda ar L g /. Attiecīgi samazinās frekvence, no kuras induktīvā pretestība sāk dominēt sistēmas "GG + UMZCH" pretestību summā. Tāpat palielinās termisko izmaiņu ietekme balss spoles aktīvajā pretestībā: balss spoles mainīgās pretestības un pastiprinātāja nemainīgās negatīvās izejas pretestības summa procentuāli mainās vairāk.

Protams, ja R ārā. PA absolūtā vērtībā nepārsniedz 1/3 ... 1/5 no balss spoles tinuma aktīvās pretestības, zaudējumi no POS ieviešanas ir nelieli. Tāpēc var izmantot vājas strāvas POS nelielai papildu slāpēšanai vai kvalitātes faktora precīzai noregulēšanai zemo frekvenču joslā. Turklāt pašreizējais POS un pašreizējais avota režīms UMZCH nav savietojami viens ar otru, kā rezultātā GG pašreizējā padeve zemo frekvenču joslā diemžēl ne vienmēr ir piemērojama.

Ar starpmodulācijas kropļojumu mēs to acīmredzot sapratām. Tagad atliek apsvērt otro jautājumu - to virstoņu lielumu un ilgumu, kas rodas GG difuzorā, reproducējot impulsa rakstura signālus. Šis jautājums ir daudz sarežģītāks un "plānāks".

Teorētiski ir divas iespējas, kā novērst šīs virstoņus. Pirmais ir pārbīdīt visas rezonanses frekvences ārpus darbības frekvenču diapazona tālu ultraskaņas reģionā (50...100 kHz). Šo metodi izmanto mazjaudas augstfrekvences GG un dažu mērīšanas mikrofonu izstrādē. Attiecībā uz GG šī ir "cietā" difuzora metode.

Tātad iespējama arī trešā iespēja - GG izmantošana ar salīdzinoši "cieto" difuzoru un tā akustiskās slāpēšanas ieviešana. Šajā gadījumā ir iespējams zināmā mērā apvienot abu pieeju priekšrocības. Šādi visbiežāk tiek būvēti studijas vadības skaļruņi (lielie monitori). Protams, ja slāpētā HG tiek darbināta no sprieguma avota, frekvences reakcija ir ievērojami izkropļota galvenās rezonanses kopējā kvalitātes faktora krasā krituma dēļ. Strāvas avots šajā gadījumā arī izrādās vēlams, jo tas palīdz izlīdzināt frekvences reakciju vienlaikus, izslēdzot termiskās kompresijas efektu.

Apkopojot iepriekš minēto, mēs varam izdarīt šādus praktiskus secinājumus:

1. Skaļruņa galvas darbības režīms no strāvas avota (atšķirībā no sprieguma avota) nodrošina ievērojamu starpmodulācijas kropļojumu samazinājumu, ko rada pati galviņa.

2. Skaļruņam ar zemu intermodulācijas kropļojumu vispiemērotākais dizaina variants ir aktīvs daudzjoslu, ar krustojuma filtru un atsevišķiem pastiprinātājiem katrai joslai. Tomēr šis secinājums ir patiess neatkarīgi no GG diētas.

4. Lai iegūtu pastiprinātāja augstu izejas pretestību un saglabātu nelielu tā deformāciju, OOS jāizmanto nevis sprieguma, bet strāvas izteiksmē.

Protams, autore saprot, ka piedāvātā kropļojumu samazināšanas metode nav panaceja. Turklāt, ja tiek izmantots gatavs daudzjoslu skaļrunis, tā atsevišķu GG strāvas padeve bez izmaiņām nav iespējama. Mēģinājums savienot vairākjoslu skaļruni kopumā ar pastiprinātāju ar palielinātu izejas pretestību izraisīs ne tik daudz kropļojumu samazināšanos, bet gan asus frekvences reakcijas traucējumus un attiecīgi tonālā līdzsvara traucējumus. . Neskatoties uz to intermodulācijas kropļojumu GG samazināšana gandrīz par lielumu, un ar šādu pieejamu metodi noteikti ir pelnījis uzmanību.

S.AGEEV, Maskava

Parasti pretestības saskaņošanas jautājumam netiek pievērsta pietiekama uzmanība. Šīs sadaļas mērķis ir ieskicēt impedances saskaņošanas principus un praksi.

Ievades pretestība Jebkurai elektriskai ierīcei, kuras darbībai nepieciešams signāls, ir ieejas pretestība. Tāpat kā jebkura cita pretestība (īpaši pretestība līdzstrāvas ķēdēs), ierīces ieejas pretestība ir strāvas mērs, kas plūst caur ievades ķēdi, kad ieejai tiek pielikts noteikts spriegums.

Piemēram, 12 voltu spuldzes, kas patērē 0,5 ampērus, ieejas pretestība ir 12/0,5 = 24 omi. Lampa ir vienkāršs pretestības piemērs, jo mēs zinām, ka tajā nav nekas cits kā kvēldiegs. No šī viedokļa ķēdes, piemēram, bipolārā tranzistora pastiprinātāja, ieejas pretestība var šķist kaut kas sarežģītāks. No pirmā acu uzmetiena kondensatoru, rezistoru un pusvadītāju p-n savienojumu klātbūtne ķēdē apgrūtina ieejas pretestības noteikšanu. Tomēr jebkuru ievades ķēdi, lai cik sarežģīta tā būtu, var attēlot kā vienkāršu pretestību, kā parādīts 2.18. attēlā. Ja VIN ir maiņstrāvas ieejas signāla spriegums un IIN ir maiņstrāva, kas plūst caur ievades ķēdi, tad ieejas pretestība ir ZIN = UIN/ IIN[Ω].

Lielākajai daļai ķēžu ieejas pretestībai ir pretestības (omi) raksturs plašā frekvenču diapazonā, kurā fāzes nobīde starp ieejas spriegumu un ieejas strāvu ir niecīga. Šajā gadījumā ievades ķēde izskatās kā parādīta attēlā. 2.19, Oma likums ir spēkā, un nav vajadzīgas komplekso skaitļu algebras un vektoru diagrammas, kas tiek piemērotas ķēdēm ar reaktīviem elementiem.

2.18.att. Diagramma ar ieejas spaiļu pāri, kas ilustrē ieejas pretestības ZIN jēdzienu

Tomēr ir svarīgi atzīmēt, ka ieejas pretestības omiskais raksturs ne vienmēr nozīmē, ka to var izmērīt līdzstrāvā; Ievades signāla ceļā var būt reaktīvi komponenti (piemēram, savienojuma kondensators), kas nav saistīti ar maiņstrāvas signālu vidējās frekvencēs, bet neļauj veikt mērījumus līdzstrāvas ieejas mērķī. Pamatojoties uz iepriekš minēto, turpmākajos apsvērumos pieņemsim, ka pretestība pēc būtības ir tikai omiska un Z = R.

Ieejas pretestības mērīšana. Ieejas spriegumu ir viegli izmērīt ar osciloskopu vai maiņstrāvas voltmetru. Tomēr maiņstrāvu nevar izmērīt tik vienkārši, it īpaši, ja ieejas pretestība ir augsta. Vispiemērotākais ievades pretestības mērīšanas veids ir parādīts 2.19. attēlā.

2.19.att. Ieejas pretestības mērīšana

Starp ģeneratoru un pētāmās ķēdes ieeju ir savienots rezistors ar zināmu pretestību R. Pēc tam, izmantojot osciloskopu vai maiņstrāvas voltmetru ar augstas pretestības ieeju, abās rezistora R pusēs mēra spriegumu U1 un U2. Ja IIN ir ieejas maiņstrāva, tad saskaņā ar Oma likumu spriegums, kas vienāds ar U1. - U2 = RIBX nokrīt pāri rezistoram. Tādējādi I BX = (U1 - U2)/R, R BX = U2 / R. Tāpēc Ja pētāmā ķēde ir pastiprinātājs, tad bieži vien visērtāk ir noteikt U1 un U2, mērot pie pastiprinātāja izejas: U1 mēra ar ģeneratoru, kas ir tieši savienots ar ieeju, un U2 mēra ar pieslēgtu rezistoru R. virknē ar rezistora R ieeju. Tā kā tikai attiecība U1 / U2, pastiprinājumam nav nozīmes. Tiek pieņemts, ka šo mērījumu laikā spriegums pie ģeneratora izejas paliek nemainīgs. Šeit ir ļoti vienkāršs piemērs: ja 10 kΩ rezistors virknē ar ieeju izraisa pastiprinātāja izejas sprieguma samazināšanos uz pusi, tad U1/U2 = 2 un RIN = 10 kΩ.

izejas pretestība. Piemērs, kas sniedz priekšstatu par izejas pretestību, ir šāds: automašīnas priekšējie lukturi nedaudz aptumšojas, kad starteris darbojas. Lielā startera vilktā strāva izraisa sprieguma kritumu akumulatora iekšienē, kā rezultātā samazinās spriegums tā spailēs un priekšējie lukturi kļūst mazāk spoži. Šis sprieguma kritums rodas pāri akumulatora izejas pretestībai, kas, iespējams, ir labāk pazīstama kā iekšējā vai avota pretestība.

Paplašināsim šo skatu, iekļaujot visas izejas ķēdes, ieskaitot līdzstrāvas un maiņstrāvas ķēdes, kurām vienmēr ir noteikta izejas pretestība, kas savienota ar sprieguma avotu. Par šāda vienkārša apraksta piemērojamību pat vissarežģītākajām shēmām pārliecina noteikums, kas saka, ka jebkuru ķēdi ar pretestībām un avotiem, kam ir divi izejas termināli, var aizstāt ar vienu pretestību un vienu virknē savienotu avotu. Šeit vārds "avots" ir jāsaprot kā ideāls komponents, kas ģenerē spriegumu un turpina uzturēt šo spriegumu nemainīgu pat tad, ja no tā tiek patērēta strāva. Izejas ķēdes apraksts ir parādīts attēlā. 2.20 kur ROUT ir izejas pretestība, un U ir tukšgaitas izejas spriegums, tas ir, spriegums pie atvērtas ķēdes izejas.

2.20.att. Izejas ķēdes ekvivalenta ķēde

Apspriežot jautājumu par ieejas un izejas pretestību, ir lietderīgi pievērst uzmanību jēdzienam, kas parādās pirmo reizi: ekvivalentā ķēde. Visas shēmas attēlā. 2.18, 2.19 un 2.20 ir līdzvērtīgas shēmas. Tie ne vienmēr atspoguļo attiecīgo ierīču faktiskās sastāvdaļas un savienojumus; šīs diagrammas ir ērts attēlojums, kas noder, lai saprastu, kā darbojas konkrēta ierīce.

Rīsi. 2.20 parāda, ka gadījumā, ja izejas spailēm ir pievienots citas ierīces rezistors vai ieejas spailes, daļa avota sprieguma U nokrīt uz avota iekšējo pretestību.

Izejas pretestības mērīšana. Vienkārša metode izejas pretestības mērīšanai izriet no shēmas 2.20. attēlā. Ja izejas spailes ir īssavienotas, tiek mainīta strāvas īssavienojuma strāva ISC un tiek ņemts vērā, ka tā sakrīt ar strāvu, kas plūst caur pretestību ROUT sprieguma U pielikšanas rezultātā, tad iegūstam: ROUT = U/IKC. Spriegums U, ko ķēdē piegādā avots, tiek mērīts izejas spailēs "dīkstāves" režīmā, tas ir, ar nenozīmīgu izejas strāvu. Tādējādi izejas pretestību var viegli iegūt kā atvērtās ķēdes sprieguma attiecību pret īssavienojuma strāvu.

Ņemot vērā šo principiālo metodi izejas pretestības noteikšanai, jāsaka, ka ceļā ir šķēršļi, kas vairumā gadījumu ir raksturīgi izejas īssavienojuma strāvas mērīšanai. Parasti īssavienojuma gadījumā tiek pārkāpti ķēdes darbības nosacījumi un nevar iegūt ticamus rezultātus; dažos gadījumos dažas sastāvdaļas var neizdoties, nespējot izturēt neparasti lielu slodzi. Vienkārša īssavienojuma metodes nepiemērojamības ilustrācija: mēģiniet izmērīt maiņstrāvas tīkla izejas pretestību! Neskatoties uz šiem trūkumiem no praktiskā viedokļa, šīs metodes izmantošana ir pamatota ķēdes izejas pretestības teorētiskajā atvasināšanā, un tā tiek izmantota tālāk šajā nodaļā.

Praktisks veids, kā izmērīt izejas pretestību, ir parādīts 2.21. attēlā. Šeit tukšgaitas izejas spriegumu mēra ar voltmetru vai osciloskopu ar augstas pretestības ieeju, un pēc tam izejas spailes šuntē ar zināmas pretestības R slodzi. Samazināto izejas spriegumu ar pievienoto slodzi tieši nosaka tas pats skaitītājs. ROUT vērtību var aprēķināt kā sprieguma krituma attiecību pret izejas strāvu.

2.21.att. Izejas pretestības mērīšana, izmantojot šunta rezistoru

Ja U ir atvērtas ķēdes izejas spriegums un U1 ir izejas spriegums pie slodzes R, tad sprieguma kritums ROUT, kad ir slodze, ir U-U1, izejas strāva, kad ir slodze, ir U1/R, tātad ROUT. = R(U - U1) / U1 Pretestības saskaņošana optimālai sprieguma pārnešanai. Lielākā daļa elektronisko shēmu uztver signālus par spriegumiem. Vairumā gadījumu, savienojot vienu ķēdes daļu ar otru, ir nepieciešams maksimāli pārsūtīt spriegumu ar minimāliem zudumiem. Šī ir prasība pēc maksimālā sprieguma pārnešanas, kas parasti tiek izpildīta, saskaņojot pretestības. Ņemot vērā šo kritēriju, mēs ņemam vērā pretestības saskaņošanas principu.

2.22. attēlā parādīti divi bloki, kas savienoti viens ar otru: optimālai sprieguma pārnešanai UIN jābūt pēc iespējas tuvākam U. Spriegums UIN ir: UIN = URIN / ROUT + RIN un UIN≈U, RIN >> ROUT

2.22.att. Divu ierīču pretestības saskaņošanas ilustrācija

Citiem vārdiem sakot, lai pēc iespējas labāk pārsūtītu spriegumu no vienas ķēdes uz otru, pirmās ķēdes izejas pretestībai jābūt daudz mazākai par otrās ķēdes ieejas pretestību; parasti vēlaties RIN > 10ROUT. Šī iemesla dēļ testēšanas ierīces, piemēram, ģeneratori, ir konstruētas ar zemu izejas pretestību (parasti< 100 Ом). С другой стороны, осциллограф, предназначенный для наблюдения напряжений в испытываемой схеме, делается с большим входным сопротивлением (типичное значение >1 MΩ).

2.23.att. Ķēdes izejas sprieguma atkarība no slodzes pretestības

Ja nav izpildīti nosacījumi optimālai pretestību saskaņošanai un signāls tiek ievadīts ķēdes ieejā ar ieejas pretestību, kas ir salīdzināma ar avota izejas pretestību, tad vispārīgākajā gadījumā vienkārši būs sprieguma zudumi. Šī situācija rodas, ja tiek izmantotas divas bipolārā tranzistora pastiprinātāja pakāpes, piemēram, attēlā. 11.5 ir savienoti viens pēc otra (kaskādes). Šādas bipolāra tranzistora pakāpes ieejas un izejas pretestība ir vienāda lieluma (parasti vairāki tūkstoši omi), kas nozīmē, ka savienojumā starp pakāpēm tiek zaudēti aptuveni 50% signāla sprieguma. No otras puses, FET pastiprinātājs (11.13. att.) ir daudz labāks pretestības saskaņošanas ziņā: tam ir ļoti liela ieejas pretestība un vidējā izejas pretestība; savienojot šādas kaskādes vienu pēc otras, signāla zudumi ir niecīgi.

Ir viens vai divi gadījumi, kad pretestības saskaņošanai jāpievērš īpaša uzmanība, jo pārāk maza slodzes pretestība ietekmē ne tikai sprieguma pieaugumu, bet arī frekvences reakciju. Tas notiek, ja avota izejas pretestība nav tikai pretestība, bet tā vietā ir pretestība, un tāpēc mainās frekvences reakcija. Vienkāršs piemērs ir kondensatora mikrofons, kurā izejas pretestība ir izteikta pikofarados, nevis omos, ar tipisku vērtību 50 pF. Labai zemfrekvences reproducēšanai ir nepieciešams, lai pastiprinātāja ieejas pretestība būtu liela, salīdzinot ar kapacitātes pretestību 50 pF frekvencēs līdz 20 Hz. Praksē tam ir nepieciešama aptuveni 200 MΩ ieejas pretestība, ko parasti nodrošina mikrofona korpusā uzstādītais FET pastiprinātājs.

Pretestības saskaņošana optimālai jaudas pārnešanai. Lai gan maksimālā sprieguma pārnešana parasti ir kritērijs pretestības saskaņošanai, ir gadījumi, kad vēlaties pārsūtīt maksimālo jaudu. Nesniedzot matemātiskos aprēķinus, informēsim, ka ķēdei 2.22 maksimālā jauda RIN tiek sasniegta, ja RIN = ROUT. Šis rezultāts ir pazīstams kā maksimālās jaudas teorēma: maksimālā jauda tiek pārnesta no avota uz slodzi, ja slodzes pretestība ir vienāda ar avota izejas pretestību. Šī teorēma ir spēkā ne tikai pretestības komponentiem, bet arī sarežģītiem komponentiem ZIN un ZOUT. Šajā gadījumā ir nepieciešams, lai papildus nosacījumam RIN = ROUT būtu izpildīts arī nosacījums XIN = -XOUT, tas ir, ja viena pretestība ir kapacitatīva, otrai pretestībai jābūt induktīvai.

Pretestības saskaņošana optimālai strāvas pārvadei. Dažreiz ir nepieciešama pretestības saskaņošana, lai nodrošinātu maksimālo strāvu ievades ķēdē. Atkārtoti atsaucoties uz att. 2.22, var redzēt, ka maksimālā ieejas strāva IВХ tiek sasniegta, ja ķēdē ir izvēlēta pēc iespējas mazāka pretestība. Tāpēc ar fiksētu ROUT ir jātiecas pēc mazākās iespējamās RIN vērtības. Šī diezgan neparasta situācija ir tieši pretēja parastajam gadījumam, kad nepieciešams pārvadīt spriegumu.