2014-02-10T19:57

2014-02-10T19:57

Audiophile Yazılımı

PROLOG C: Kulaklık çıkış empedansı, aynı kulaklığın takıldığı yere göre farklı ses çıkarabilmesinin en yaygın nedenlerinden biridir. Bu önemli parametre üreticiler tarafından nadiren belirtilir, ancak aynı zamanda ses kalitesinde önemli farklılıklara neden olabilir ve kulaklık uyumluluğunu büyük ölçüde etkileyebilir.

ÖZET: Gerçekten bilmeniz gereken tek şey, çoğu kulaklığın, cihazın çıkış empedansı, kulaklık empedansının 1/8'inden az olduğunda en iyi şekilde çalıştığıdır. Yani örneğin 32 ohm Grados için çıkış empedansı maksimum 32/8 = 4 ohm olmalıdır. Etymotic HF5 16 ohm olduğundan maksimum çıkış empedansı 16/8 = 2 ohm olmalıdır. Kaynağın herhangi bir kulaklıkla çalışacağından emin olmak istiyorsanız, çıkış empedansının 2 ohm'dan az olduğundan emin olun.

ÇIKIŞ EMPEDANSI NEDEN BU KADAR ÖNEMLİ? En az üç nedenden dolayı:

• Çıkış empedansı ne kadar büyük olursa, düşük yük empedanslarında voltaj düşüşü o kadar büyük olur. Bu düşüş, düşük empedanslı kulaklıkların istenen ses düzeyine "sallanmasını" önleyecek kadar büyük olabilir. Bir örnek, 50 ohm'luk bir çıkış empedansına sahip Behringer UCA202'dir. 16 - 32 ohm kulaklık kullanırken çok kalite kaybeder.
• Kulaklık empedansı frekansa göre değişir. Çıkış empedansı sıfırdan çok daha büyükse, bu, kulaklıklara düşen voltajın da frekansla değişeceği anlamına gelir. Çıkış empedansı ne kadar büyük olursa, frekans yanıtı düzlüğü o kadar büyük olur. Farklı kulaklıklar, farklı kaynaklarla farklı şekilde (ve genellikle tahmin edilemez şekilde) etkileşime girer. Bazen bu farklılıklar önemli ve oldukça duyulabilir olabilir.
• Çıkış empedansı arttıkça, sönümleme faktörü azalır. Tasarım sırasında kulaklıklar için hesaplanan bas seviyesi, yetersiz sönümleme ile önemli ölçüde azaltılabilir. Düşük frekanslar daha fazla vızıldayacak ve net olmayacak (bulaşmış). Geçici tepki bozulur ve bas derinliği zarar görür (düşük frekanslarda daha fazla düşüş). "Sıcak tüp sesini" sevenler gibi bazı insanlar, bu kadar düşük baslardan bile hoşlanabilir. Ancak çoğu durumda bu, düşük empedanslı bir kaynak kullanmaktan daha az dürüst bir ses verir.

SEKİZDE BİR KURALI: Yukarıdaki etkilerin her birini en aza indirmek için yalnızca çıkış empedansının kulaklık empedansından en az 8 kat daha düşük olmasını sağlamak gerekir. Daha da basit: İşitilebilir bozulmayı önlemek için maksimum amplifikatör empedansını elde etmek için kulaklık empedansını 8'e bölün.

ÇIKIŞ EMPEDANSI İÇİN HERHANGİ BİR STANDART VAR MI? Bildiğim tek standart IEC 61938 (1996). Çıkış empedansı gereksinimini 120 ohm'a ayarlar. Bu gereksinimlerin eski olmasının ve genellikle iyi bir fikir olmamasının birkaç nedeni vardır. 120 ohm'luk standart değerle ilgili Stereophile makalesi tam anlamıyla şunları söylüyor:

"Bunu yazan kişi açıkça bir rüya dünyasında yaşıyor"

kabul etmeliyim. Belki de 120 ohm'luk bir değer, iPod'un ortaya çıkmasından önce ve taşınabilir cihazlar genel olarak geniş bir popülerlik kazanmadan önce hala kabul edilebilirdi (ve sonra pek mümkün değildi, ama artık değil). Bugün, çoğu kulaklık tamamen farklı şekilde tasarlanmıştır.

PSÖDO STANDARTLARI:Çoğu profesyonel kurulumun kulaklık çıkışları 20 ila 50 ohm empedanstır. IEC standardı gibi 120 ohm'a uyan bir şey bilmiyorum. Tüketici sınıfı ekipman için çıkış empedansı tipik olarak 0 ila 20 ohm aralığındadır. Bazı tüp ve diğer ezoterik tasarımlar dışında, çoğu üst düzey odyofil ekipmanın empedansları 2 ohm'un altındadır.

iPOD ETKİ: 1996'da 120 ohm standardı yayınlandığından beri, düşük kaliteli kaset çalarlardan taşınabilir CD çalarlara kadar, sonunda iPod çılgınlığına geçtik.Apple, yüksek kaliteli taşınabilir hale getirmeye yardımcı oldu ve şimdi en az yarısı bir milyar dijital oynatıcı, telefonlar hariç Hemen hemen tüm taşınabilir müzik/medya oynatıcılar, tek şarj edilebilir lityum iyon pillerle çalışır. Bu piller, kulaklık çıkışında (bazen daha az) tipik olarak yaklaşık 1 volt (RMS) üreten 3 voltun biraz üzerinde üretir. 120 ohm çıkış empedansı koyarsanız ve normal portatif kulaklıklar kullanırsanız (16 - 32 ohm aralığında), çalma sesi büyük olasılıkla yeterli olmayacaktır. 120 -ohm direnç.Gücün sadece küçük bir kısmı kulaklıklara iletilecektir.Bu, kulaklığın çok önemli olduğu taşınabilir cihazlar için ciddi bir sorundur. pil ömrünü uzatın. Tüm gücü kulaklıklara sağlamak daha verimli olacaktır.

KULAKLIK TASARIMI: Peki üreticiler kulaklıklarını hangi çıkış empedansı için tasarlıyor? 2009 yılı itibariyle 220 milyondan fazla iPod satıldı.iPod'lar ve benzeri taşınabilir oynatıcılar, kulaklık pazarında 800 kiloluk goriller gibidir.Dolayısıyla, çoğu tasarımcının kulaklıkları uyumlu olacak şekilde tasarlamaya başlaması şaşırtıcı değildir. Bu, 10 ohm'dan daha düşük bir çıkış empedansı ile çalışmak üzere tasarlandıkları anlamına gelir.Ve neredeyse tüm üst düzey tam boyutlu kulaklıklar, 1/8 kuralına uyan veya sıfıra yakın bir empedansa sahip kaynaklar için tasarlanmıştır. .Eski 120 ohm standardına göre tasarlanmış ev kullanımı için tasarlanmış bir audiophile kulaklık hiç görmedim.

EN İYİ KAYNAKLAR İÇİN EN İYİ KULAKLIKLAR: En yüksek kaliteli kulaklık amfilerine ve DAC'lere hızlı bir göz atarsanız, neredeyse hepsinin çok düşük çıkış empedansına sahip olduğunu göreceksiniz.Örnekler Grace Designs, Benchmark Media, HeadAmp, HeadRoom, Violectric, vb. Elbette çoğu üst düzey kulaklık, aynı sınıf ekipmanla eşleştirildiğinde en iyi performansı gösterir. Denon, AKG, Etymotic, Ultimate Ears, Westone, HiFiMAN'dan çeşitli modeller dahil olmak üzere, en iyi alınan kulaklıklardan bazıları doğal olarak düşük empedanslıdır. Bildiğim kadarıyla hepsi düşük (ideal olarak sıfır) bir empedans kaynağı ile kullanılmak üzere tasarlandı ve bir Sennheiser temsilcisi bana odyofil ve taşınabilir kulaklıklarını sıfır empedans kaynakları için tasarladıklarını söyledi.

AFC SORUSU:Çıkış empedansı, kulaklık empedansının 1/8'inden büyükse, düz bir frekans yanıtı olacaktır. Bazı kulaklıklar, özellikle armatür (dengeli armatür) veya çok sürücülü kulaklıklar için bu farklılıklar çok büyük olabilir. 43 ohm'luk çıkış empedansının Ultimate Ears SuperFi 5'in frekans yanıtını nasıl etkilediği aşağıda açıklanmıştır - elle tutulur bir 12 dB düzlük:

ÇIKIŞ EMPEDANSI 10 ohm: Bazıları yukarıdaki örneğe bakıp böylesine önemli bir farkın sadece 43 ohm'da ortaya çıktığını düşünebilir. Ancak birçok kaynak yaklaşık 10 ohm'luk bir empedansa sahiptir. İşte 10 ohm kaynağa sahip aynı kulaklıklar - hala duyulabilir 6 dB düzensizliği. Böyle bir eğri, stereo görüntülemeyi etkileyebilecek keskin 10 kHz'lik bir düşüş nedeniyle zayıf bas, belirgin orta aralık vurgusu, boğuk tizler ve belirsiz faz tepkisi ile sonuçlanır.

TAM BOYUT SENNHEISER:İşte aynı 10-ohm kaynağa sahip tam boyutlu, daha yüksek empedanslı Sennheiser HD590'lar. Şimdi 20 Hz'nin üzerindeki dalgalanma 1 dB'nin sadece biraz üzerinde. 1 dB o kadar fazla olmasa da, düzensizlik, herhangi bir vurgunun son derece istenmeyen olduğu "uğultu" dipler alanındadır:

SÖNDÜRME NASIL ÇALIŞIR: ister kulaklık ister hoparlör olsun, herhangi bir hoparlör kafası müzik çalarken ileri geri hareket eder. Böylece hareketli bir kütleyi temsil eden ses titreşimleri yaratırlar. Fizik yasaları, hareketli bir nesnenin hareket halinde kalma eğiliminde olduğunu belirtir (yani eylemsizliğe sahiptir). Sönümleme, istenmeyen hareketlerin önlenmesine de yardımcı olur. Çok fazla ayrıntıya girmeden, sönümlü bir hoparlör durması gerektiği halde hareket etmeye devam eder. Hoparlör aşırı sönümlüyse (nadiren), uygulanan sinyale göre hareket etme yeteneği sınırlıdır - hoparlörün akçaağaç şurubu içinde çalışmaya çalıştığını hayal edin. Bir hoparlörü söndürmenin iki yolu vardır - mekanik ve elektrik.

ZIPLANAN ARABALAR: Mekanik sönümleme, bir arabadaki amortisörlere benzer. Direnç eklerler, bu yüzden arabayı sallarsanız uzun süre aşağı yukarı sallanmayacaktır. Ancak yastıklama, aynı zamanda, süspansiyonun yol yüzeyine tam olarak göre konumunu değiştirmesine izin vermediği için sertlik de ekler. Bu nedenle, burada bir uzlaşma bulunmalıdır: yumuşak amortisörler sürüşü daha yumuşak hale getirir, ancak sallanmaya yol açarken, sert olanlar sürüşü daha az konforlu hale getirir, ancak sallanmayı önler. Mekanik sönümleme her zaman bir uzlaşmadır.

ELEKTRİK MÜKEMMEL:İstenmeyen difüzör hareketini kontrol etmenin daha iyi bir yolu var. elektriksel sönümleme. Bobin ve mıknatıs dinamik olarak etkileşime girer amplifikatör ile difüzörün hareketini kontrol etmek için. Bu tür sönümlemenin daha az yan etkisi vardır ve tasarımcıların daha az bozulma ve daha iyi ses ile kulaklıklar oluşturmasına olanak tanır. Yolun hatlarına daha doğru bir şekilde ayarlanabilen bir araba süspansiyonu gibi, optimum şekilde sönümlü kulaklıklar da ses sinyalini daha doğru bir şekilde üretebilir. Ama, ve bu kritik an, elektriksel sönümleme yalnızca amplifikatörün çıkış empedansı kulaklık empedansından çok daha az olduğunda etkilidir . 50 ohm çıkış empedansına sahip bir amplifikatöre 16 ohm kulaklık takarsanız, elektriksel sönümleme kaybolur. Bu, konuşmacının durması gerektiğinde durmayacağı anlamına gelir. Aşınmış amortisörleri olan bir araba gibi. Elbette 1/8 kuralına uyulursa elektriksel sönümleme yeterli olacaktır.

AKUSTİK SÜSPANSİYON: 70'lerde, transistör yükselteçleri popüler hale geldikçe durum değişti. Hemen hemen tüm transistör yükselteçleri 1/8 kuralına uyar. Aslında, çoğu 1/50 kuralına uygundur - çıkış empedansı 0,16 ohm'dan azdır, bu da 50'lik bir sönümleme faktörü verir. Bu şekilde, hoparlör üreticileri düşük çıkış empedansından yararlanan daha iyi hoparlörler tasarlayabildiler. . Her şeyden önce, Acoustic Research, Large Advents ve diğerlerinden ilk kapalı akustik olarak askıya alınmış hoparlörler geliştirildi.Bunlar, tüp amplifikatörler için tasarlanmış benzer boyuttaki öncekilerden daha derin ve daha doğru bir basa sahipti. Bu, hi-fi'de büyük bir atılımdı, yeni amplifikatörler sayesinde artık büyük ölçüde elektriksel sönümlemeye güvenebilirsiniz. Ve ne yazık ki bugün bu kadar çok kaynak zamanın 40 veya daha fazla gerisinde.

CİHAZIMIN ÇIKIŞ EMPEDANSI NEDİR? Bazı geliştiriciler, çıkış empedansını mümkün olduğu kadar düşük tutmayı amaçladıklarını açıkça belirtirken (Benchmark gibi), diğerleri ürünlerinin gerçek değerini belirtir (Behringer UCA202 için 50 ohm gibi). Çoğu, ne yazık ki, bu anlamı bir sır olarak bırakıyor. Bazı donanım incelemeleri (bu blogdakiler gibi), cihazın belirli kulaklıklarla nasıl ses çıkaracağını büyük ölçüde etkilediği için çıkış empedansının ölçülmesini içerir.

NEDEN BU KADAR ÇOK KAYNAKTA YÜKSEK ÇIKIŞ EMPEDANSI VAR? En yaygın nedenler şunlardır:

• Kulaklık koruması- Düşük çıkış empedansına sahip daha yüksek güç kaynakları, genellikle düşük empedanslı kulaklıklara çok fazla güç sağlayabilir. Bu kulaklıkları hasardan korumak için bazı tasarımcılar çıkış empedansını arttırır. Dolayısıyla bu, amplifikatörü yüke uyarlayan bir ödünleşimdir, ancak çoğu kulaklık için performans düşüşü pahasına.. En iyi çözüm, iki kazanç seviyesi seçme yeteneğidir. Düşük seviye, düşük empedanslı kulaklıklar için daha düşük bir çıkış voltajı ayarlamanıza izin verir. Ayrıca, akım sınırlama ek olarak kullanılabilir, bu nedenle, kazanç seviyesi çok yüksek ayarlanmış olsa bile kaynak, düşük empedanslı kulaklıklar için akımı otomatik olarak sınırlar.
• Farklı olmak- Bazı geliştiriciler, cihazlarının sesini iyileştirdiğini iddia ederek çıkış empedansını kasıtlı olarak artırır. Bu bazen bir ürünün rakip ürünlerden farklı görünmesini sağlamanın bir yolu olarak kullanılır. Ancak bu durumda, aldığınız her "tek ses" tamamen kullandığınız kulaklığa bağlıdır. Bazı kulaklıklar için bu bir gelişme olarak algılanırken, diğerleri için oldukça önemli bir bozulmadır. Sesin önemli ölçüde bozuk olması muhtemeldir.
• ucuz- Daha yüksek çıkış empedansı, düşük maliyetli kaynaklar için en basit çözümdür. Bu, istikrarı sağlamanın ucuz bir yoludur, en basit kısa devre korumasıdır; ayrıca 16 veya 32 ohm'luk kulaklıkların bile doğrudan sürmeyeceği daha düşük kaliteli op amfilerin kullanılmasına izin verir. Çıkışa seri olarak bir miktar direnç bağlayarak, tüm bu problemler bir kuruş pahasına çözülür. Ancak bu ucuz çözüm için birçok kulaklık modelinde ses kalitesinde önemli bir bozulma ödemeniz gerekiyor.

KURALLARIN İSTİSNALARI: Yüksek çıkış empedansı kullanımı için tasarlanmış birkaç kulaklık vardır. Şahsen, bunun bir efsane mi yoksa gerçek mi olduğunu merak ediyorum, çünkü belirli bir örnek bilmiyorum. Ancak bu mümkün. Bu durumda, bu kulaklıkların düşük empedanslı bir kaynakla kullanılması, aşırı sönümlü bas dinamiklerine ve sonuç olarak tasarımcının amaçladığından farklı bir frekans tepkisine yol açabilir. Bu, belirli kulaklıklar belirli bir kaynakla birleştirildiğinde bazı "sinerji" durumlarını açıklayabilir. Ancak bu etki tamamen öznel olarak algılanır - biri için sesin ifadesi ve detayı, biri için - aşırı katılık olarak. Yeterli performans elde etmenin tek yolu, düşük dirençli bir kaynak kullanmak ve 1/8 kuralına uymaktır.

PAHALI BİR ŞEKİLDE NASIL KONTROL EDİLİR: Kaynağın çıkış empedansı nedeniyle ses kalitesinin bozulup bozulmadığını merak ediyorsanız, FiiO E5 amplifikatörü 19 dolara satın almanızı önerebilirim. Sıfıra yakın bir empedans çıkışına sahiptir ve çoğu empedanslı kulaklık için yeterli olacaktır.

TOPLAM: Kulaklığınızın belirli bir yüksek çıkış empedansı ile daha iyi ses verdiğinden kesinlikle emin değilseniz, her zaman empedansı kulaklığınızın empedansının 1/8'inden büyük olmayan kaynakları kullanmak en iyisidir. Veya daha da basit: 2 ohm'dan fazla olmayan bir empedans ile.

TEKNİK BÖLÜM

EMPEDANS VE DİRENÇ: Bazı durumlarda iki terim birbirinin yerine kullanılabilir, ancak teknik olarak önemli farklılıkları vardır. Elektrik direnci harf ile gösterilir R ve tüm frekanslar için aynı değere sahiptir. Elektrik empedansı daha karmaşık bir niceliktir ve değeri genellikle frekansla değişir. Kayın ile işaretlenmiştir Z. Bu makale çerçevesinde her iki niceliğin ölçü birimi Ohm'dur.

GERİLİM VE AKIM: Empedansın ne olduğunu ve bu makalenin neyle ilgili olduğunu anlamak için en azından genel bir voltaj ve akım fikrine sahip olmak önemlidir. Gerilim su basıncına benzer, akım ise su akışına benzer (örneğin dakikada litre). Hortumun ucuna herhangi bir şey takmadan bahçe hortumunuzdan su akıtırsanız, çok fazla su akışı (akım) elde edersiniz ve hızlıca bir kova doldurabilirsiniz ancak hortumun ucuna yakın basınç pratik olarak sıfır olacaktır. . Hortum üzerinde küçük bir nozul kullanırsanız, basınç (gerginlik) çok daha fazla olacak ve su akışı azalacaktır (aynı kovayı doldurmak daha fazla zaman alacaktır). Bu iki değer ters orantılıdır. Voltaj, akım ve direnç (ve bu makalenin amaçları doğrultusunda empedans) arasındaki ilişki, Ohm Yasası ile tanımlanır. R, Z ile değiştirilebilir.

1/8 KURALI NEREDEN GELDİ?: Bir kişi tarafından algılanan ses seviyesindeki minimum işitilebilir fark yaklaşık 1 dB'dir. Çıkış empedansındaki -1 dB'lik bir düşüş, 10^(-1/20) = 0.89 faktörüne karşılık gelir. Gerilim bölücü formülünü kullanarak, çıkış empedansı yük empedansının 1/8'i olduğunda, oranın tam olarak 0.89 olduğunu, yani gerilim düşüşünün -1 dB olduğunu elde ederiz. Kulaklık empedansı, ses bandı içinde 10 kat veya daha fazla değişiklik gösterebilir. SuperFi 5 için empedans 21 ohm'dur, ancak aslında 10 ila 90 ohm arasında değişmektedir. Böylece 1/8 kuralı bize maksimum 2,6 ohm çıkış empedansı verir. Kaynak gerilimini 1 V'a eşit alırsak:

• 21 ohm empedansta kulaklık voltajı (nominal) = 21 / (21+2.6) = 0,89 V
• 10 ohm empedansta kulaklık voltajı (minimum) = 10 / (10+2.6) = 0,79 V
• 90 ohm empedansta kulaklık voltajı (maksimum) = 90 / (90+2.6) = 0,97 V
• Frekans yanıtı düzlüğü = 20*log (0.97/0.89) = 0.75 dB (1 dB'den az)

ÇIKIŞ EMPEDANS ÖLÇÜMÜ: Yukarıdaki devre şemasından da görebileceğiniz gibi, çıkış empedansı bir gerilim bölücü oluşturur. Yük bağlı değilken ve bilinen bir yükte çıkış voltajını ölçerek çıkış empedansını hesaplayabilirsiniz. Bu, çevrimiçi bir hesap makinesiyle kolayca yapılabilir. Yüksüz voltaj "Giriş Voltajı", R2 bilinen yük direncidir (bu durumda kulaklık kullanmayın), "Çıkış Voltajı" yük bağlandığındaki voltajdır. Hesapla'ya basın ve istenen çıkış empedansı R1'i alın. Bunu 60 hertz sinüs dalgasıyla (örneğin, Audacity'de oluşturabilirsiniz), dijital bir multimetre ve 15 - 33 ohm dirençle de yapabilirsiniz. Çoğu DMM, yalnızca 60 Hz civarında iyi bir doğruluğa sahiptir. 60 Hz'lik bir sinüs dalgası oynatın ve ses seviyesini çıkış voltajı yaklaşık 0,5 V olacak şekilde ayarlayın. Ardından bir direnç bağlayın ve yeni voltaj değerini not edin. Örneğin, yüksüz 0,5V ve 33 ohm yükte 0,38V alırsanız, çıkış empedansı yaklaşık 10 ohm olur. Buradaki formül şu şekildedir: Zist = (Rн * (Vхх - Vн)) / Vн. Vxx - yüksüz voltaj (boşta).

Hiçbir kulaklık, ses frekansı aralığında değişmeyen tamamen dirençli bir empedansa sahip değildir. Kulaklıkların büyük çoğunluğu reaktanslıdır ve karmaşık bir empedansa sahiptir. Kulaklık empedansının kapasitif ve endüktif bileşenleri nedeniyle değeri frekansla değişir. Örneğin, Super Fi 5 için empedansın (sarı) ve fazın (beyaz) frekansa bağımlılığı buradadır. ~200 Hz'nin altında, empedans sadece 21 ohm'dur. 200 Hz'nin üzerinde 1200 Hz'de ~90 ohm'a yükselir ve ardından 10 kHz'de 10 ohm'a düşer:

TAM BOYUT KULAKLIKLAR: Belki birisi Super Fi 5 gibi kulak içi kulaklıklarla ilgilenmiyor, bu yüzden popüler Sennheiser HD590 modelinin empedansı ve fazı burada. Empedans hala değişir: 95 ila 200 ohm - neredeyse iki kez:

ÖNEMLİ OLMAK: Makalenin başındaki grafiklerden biri, 43 ohm empedanslı bir kaynağa bağlı SuperFi 5 için yaklaşık 12 dB frekans tepkisi dalgalanması gösterdi. 21 ohm nominal değeri referans alıp kaynağın çıkış voltajını 1 V olarak alırsak kulaklıklardaki voltaj seviyesi şu şekilde olacaktır:

• Referans seviyesi: 21 / (43 + 21) = 0,33 V - 0 dB'ye karşılık gelir
• Minimum 9 ohm empedansta: 9 / (9 + 43) = 0,17 V = -5.6 dB
• 90 ohm maksimum empedans: 90 / (90 + 43) = 0,68 V = +6,2 dB
• Aralık = 6,2 + 5,6 = 11,8 dB

SÖNDÜRME SEVİYELERİ: Hoparlör sönümlemesi, daha önce açıklandığı gibi, ya tamamen mekanik (Qms) ya da elektriksel (Qes) ve mekanik sönümlemenin bir kombinasyonu olabilir. Toplam sönüm Qts ile gösterilir. Bu parametrelerin düşük frekanslarda nasıl etkileştiği Thiel-Small modellemesi ile açıklanmaktadır. Sönümleme seviyeleri üç kategoriye ayrılabilir:

• Kritik Sönümleme (Qts = 0.7) - Herhangi bir frekans tepkisi sapması veya aşırı çınlama (kontrolsüz koni hareketleri) olmadan en derin bası sağladığı için birçok kişi tarafından ideal durum olarak kabul edilir. Böyle bir konuşmacının bası genellikle "esnek", "net" ve "şeffaf" olarak algılanır. Çoğu insan Qts 0.7'nin ideal geçici yanıt sağladığını düşünür.
• Aşırı sönümleme (Qts
• Zayıf Sönümleme (Qts > 0.7) - Bas aralığının en üstünde bir tepe noktası ile bir miktar bas güçlendirmesine izin verir. Hoparlör tam olarak kontrol edilmiyor, bu da aşırı "zil sesi" ile sonuçlanıyor (yani, elektrik sinyali azaltıldıktan sonra koni yeterince hızlı hareket etmeyi bırakmıyor). Zayıf sönümleme, frekans tepkisi sapmalarına yol açar, daha az derin bas, zayıf geçici tepki ve bas üst sınırı bölgesinde frekans tepkisinde artış. Zayıf sönümleme, bas kalitesi pahasına bası artırmanın ucuz bir yoludur. Bu teknik, "sahte bas" oluşturmak için ucuz kulaklıklarda aktif olarak kullanılmaktadır. Düşük sönümlü hoparlörlerin sesi genellikle "gür" veya "özensiz" bas olarak tanımlanır. Kulaklığınız elektrik sönümlemesi için tasarlanmışsa ve bunları kulaklık empedansının 1/8'inden daha büyük bir empedansa sahip bir kaynakla kullanırsanız, tam da o kadar az sönümlü bas elde edersiniz. .

SÖNDÜRME TÜRLERİ: Hoparlörleri azaltmanın / rezonansı kontrol etmenin üç yolu vardır:

• Elektriksel sönümleme- Biz zaten biliyoruz Qes, hibrit elektrikli araçlardaki rejeneratif frenlemeye benzer. Frene bastığınızda elektrik motoru arabayı yavaşlatır, jeneratöre dönüşür ve enerjiyi akülere geri aktarır. Hoparlör aynı şeyi yapabilir. Ancak amplifikatörün çıkış empedansı artırılırsa, frenleme etkisi önemli ölçüde azalır - dolayısıyla 1/8 kuralı.
• mekanik sönümleme- Qms olarak bilinir, araba amortisörlerine oldukça benzer. Bir hoparlörün mekanik sönümlemesini artırdıkça, onu çalıştıran müzik sinyalini sınırlar ve daha fazla doğrusal olmama ile sonuçlanır. Bu, bozulmayı artırır ve ses kalitesini düşürür.
• Gövde nedeniyle sönümleme- Muhafaza sönümleme sağlayabilir, ancak bunun kapatılması gerekir - ya uygun şekilde ayarlanmış bir bas refleksi veya kontrollü kırpma ile. Pek çok üst düzey kulaklık elbette açıktır, bu da hoparlörlerde olduğu gibi kasa sönümleme kullanma olasılığını ortadan kaldırır.

BASIN SEVİYESİ: Rahat oturan kulak kapaklarına sahip tam boy kulaklık başlıkları gibi makul ölçüde sıkı oturan kulaklıklar için tasarımcılar, pinnadan bir miktar ek yastıklamaya izin vermeyi düşünebilir. Ancak başın şekli, kulaklar, saç modeli, kulaklığın uyumu, gözlüğün varlığı ve diğer faktörler bu etkiyi neredeyse tahmin edilemez kılıyor. Kulak üstü kulaklıklar için bu özellik hiçbir şekilde mevcut değildir. Aşağıda Sennheiser HD650'nin empedansını gösteren iki grafik görüyorsunuz. Lütfen dikkat: açık bastaki rezonans tepe noktası 530 ohm'dur, ancak yapay bir kafa kullanıldığında değer 500 ohm'a düşer. Bunun nedeni, kulak kepçesi ve kulak kepçelerinin oluşturduğu kapalı boşluk nedeniyle oluşan sönümlemedir.

ÇÖZÜM: Verimli kulaklık amfi performansı elde etmenin tek yolunun 1/8 kuralına uymak olduğu artık anlaşılmıştır umarım. Bazı insanlar daha yüksek çıkış empedansının sesini tercih ederken, bu büyük ölçüde kullanılan kulaklık modeline, çıkış empedansının değerine ve kişisel tercihe bağlıdır. İdeal olarak, geliştiricilerin çıkış empedansı 2 ohm'dan az olan kaynaklar üretmesi gereken yeni bir standart oluşturulmalıdır.

Sponsor Bilgileri

KUPI.TUT.BY: uygun dizüstü bilgisayar kataloğu, dizüstü bilgisayar fiyatları. Burada düşük bir fiyata bir dizüstü bilgisayar alabilir ve satın alabilirsiniz. Ödeme kolaylığı, teslimat, kalite güvencesi.

İngilizce orijinal makale: Kulaklık ve Amp Empedansı

Kaynağın (amplifikatör) çıkış empedansının değeri neden bu kadar önemlidir, kulaklıklarla nasıl etkileşime girer ve neyi etkiler.

Telif Hakkı Taras Kovrijenko 2009–2019

Sanırım birçok insan, çalışan bir arabada uzun huzmeyi, sobayı, ısıtmalı arka camı açarsanız, jeneratör tarafından üretilen voltajın azalacağını biliyor, bu durumda bile voltajın düştüğünü söylüyorlar. Bu elektronik için nasıl geçerlidir? Elektronikte, her şey aynı senaryoya göre gerçekleşir, sinyal üretecine düşük dirençli bir yük bağlarsanız, terminallerindeki voltaj düşer, bunun nedeni her iki durumda da jeneratörün iç direncidir. genellikle jeneratöre seri bağlı bir direnç olarak gösterilir. Jeneratör Eşdeğer Devresi aşağıdaki resimde gösterilmiştir.

Neden eşdeğer? Aslında, fiziksel olarak, resimde gösterilen direnç, en azından araba jeneratöründe değil, jeneratör veya amplifikatörün yanı sıra diğer devrelerde meydana gelen süreçleri hesaba katmak için uygundur. onları bu şekilde tarif edin.
Uygulamaya geçelim, sinyal üretecinin çıkış empedansını ölçeceğiz.
Öncelikle osiloskopu aşağıdaki resimde gösterildiği gibi sinyal üretecinin çıkışlarına bağlayın ve voltajın ne olacağını görün.

Osilogram, voltajın genlik değerinin 1 V olduğunu gösterir.
Şimdi sinyal üretecinin çıkışlarına bir potansiyometre bağlayalım ve jeneratörün uçlarındaki voltaj daha önce ölçülenin yarısına, yani 0,5 V'a eşit olana kadar çevirelim.

51 Ohm'luk bir dirençle, potansiyometredeki voltaj düşüşü, açık devre voltajının yarısına eşit oldu.
Yukarıdaki resme bakarsanız, jeneratörün iç direncinin ve tarafımızdan bağlanan potansiyometrenin bir voltaj bölücü oluşturduğunu ve kollarından birindeki voltaj düşüşünün jeneratörün voltajının yarısına eşit olduğunu görebilirsiniz. voltajın tam olarak yarısı ikinci kolda kalır. İç direnç üzerindeki voltaj ve tarafımızdan bağlanan potansiyometre üzerindeki voltaj düşüşleri eşit olduğundan, bu, jeneratörün iç direncinin potansiyometrenin direncine, yani 51 Ohm'a eşit olduğu anlamına gelir.
Ancak rölantide yani yüksüz durumda jeneratörün voltajının ölçülmesinin mümkün olmadığı zamanlar vardır, bu durumda farklı dirençlerle iki ölçüm yapılır ve aşağıda gösterilen formül kullanılarak jeneratör direnci hesaplanır.

Formül aşağıdaki gibi türetilir, ilk önce tıpkı geleneksel bir bölücü gibi R1 ve R2 üzerindeki voltaj hesaplanır. Elde edilen her iki formülde de jeneratör gerilimi mevcut olacak, her formülden ifade edip diğer kısımlarını eşitliyoruz. Ardından, sadece Rg'yi ifade etmeniz yeterlidir ve bu, hesaplamayı tamamlar.
Artık jeneratörün çıkış empedansını nasıl ölçeceğimizi biliyoruz.

6.3. Bipolar transistörde periyodik olmayan düşük frekanslı bir amplifikatörün kurulumu ve incelenmesi

Bipo amfilerdePolar transistörlerde üç transistör bağlantı şeması kullanılır: ortak bir taban ile, ortak bir yayıcı ile, ortak bir kollektör ile. Ortak emitörlü en yaygın kullanılan anahtarlama devresi.

Hassas bir düşük frekanslı amplifikatörün giriş devrelerinin mutlaka korumalı bir kablo ile gerçekleştirildiğini hatırlayın.

Amplifikatörün çalışmasını şeklin şemasına göre incelemek 6.6 Amplifikatörü şekilde gösterileni kullanarak monte edebilirsiniz. 6.8 montaj panosu.

Amplifikatörü monte ederken, elektrolitik kapasitörlerin bağlantısının polaritesini gözlemlemek zorunludur. Bağlantı şeması, yalnızca bir elektrolitik kapasitörün bağlanmasının polaritesini gösterir. Diğer iki kapasitörün bağlanmasının polaritesi, amplifikatörün devre şeması ile belirlenir. Jeneratörün çıkışı sinüzoid olduğundanDoğrudan voltaj bileşeni yoksa, n-p-n tipi transistörler kullanıldığında kapasitörlerin polaritesi Şekil 6.6'da ve p-n-p tipi bir transistör için - Şekil 6.7'de gösterildiği gibi olmalıdır.

Elektrolitik kapasitörler endüktif dirence sahip olduğundan, yüksek kaliteli düşük frekanslı yükselteçlerde elektrolitik kapasitörlere paralel olarak küçük seramik kapasitörler yerleştirilir.

Ölçüm hassasiyeti ve nominal çıkış

düşük frekanslı amplifikatör gücü

Amplifikatörün çıkışındaki harmonik katsayısının gerekli değerini önceden ayarlayın. Amplifikatör ses kontrolü maksimum ses konumuna ayarlanır ve ton kontrolleri orta konuma ayarlanır. Tüm ölçüm cihazlarını ağa bağlayın cihazlar ve amplifikatöre besleme voltajı. 1000 Hz frekanslı sinüzoidal bir voltaj, ses üretecinden R1, R2 dirençleri boyunca amplifikatörün girişine bir voltaj bölücü aracılığıyla sağlanır. Amplifikatörün girişindeki sinüzoidal voltajı kademeli olarak artırın ve aynı zamanda amplifikatörün çıkışındaki sinyalin harmonik içeriğini ölçün. Harmonik katsayı önceden belirlenmiş bir değere ulaşır ulaşmaz, U N.OUT amplifikatörünün çıkışındaki voltaj ölçülür ve U N.IN amplifikatörünün girişindeki voltaj belirlenir. Hassas elektronik voltmetre yoksa, elektronik voltmetre ile voltaj ölçülerek amplifikatörün girişindeki voltaj belirlenir 1 sen 1 voltaj bölücünün girişinde (dirençler R 1 ve R 2 - şek. 6.9 ).

(6.1)

Amplifikatörün düşük hassasiyeti ile, test uçları amplifikatörün giriş devresine bağlandığında ortaya çıkan enterferans voltajlarının ölçüm sonuçları üzerinde önemli bir etkisi olmayacağından, bir voltaj bölücüden vazgeçilebilir.

Giriş voltajı U n.in, amplifikatörün çıkışında belirli bir harmonik katsayıda amplifikatörün hassasiyetini karakterize eder. R n yükündeki nominal çıkış gücü aşağıdaki formülle belirlenir:

(6.2)

%5-8'lik harmonik bozulma, bir osiloskop kullanılarak yaklaşık olarak belirlenebilir. Bu harmonik distorsiyon ile osiloskop ekranında sinüzoidin distorsiyonu fark edilir. Çift ışınlı bir osiloskop kullanırsanız ve amplifikatörün çıkışındaki sinyali girişteki sinyalle karşılaştırırsanız sinüzoid bozulmasını tespit etmek daha kolaydır.

Böylece, yaklaşık olarak bir harmonik katsayı ölçer olmadan, amplifikatör çıkışındaki sinyalin harmonik katsayısı% 5-8 olan bir düşük frekanslı amplifikatörün duyarlılığını ölçmek ve nominal çıkış gücünü belirlemek mümkündür. Amplifikatörün maksimum çıkış gücü, %10'luk bir harmonik bozulmada belirlenir.

Bir amplifikatörün giriş empedansının ölçülmesi

Düşük frekanslı bir amplifikatörün giriş empedansı genellikle 1000 Hz'de ölçülür. R amplifikatörünün giriş empedansı kullanılan voltmetrenin iç direncinden çok daha azdır, daha sonra amplifikatörün giriş direncini belirlemek için, direnci yaklaşık olarak amplifikatörün giriş direncine eşit olan girişi ile seri olarak bir direnç bağlanır. Şekilde gösterildiği gibi iki elektronik voltmetre bağlanmıştır. 6.10 , burada R, amplifikatörün giriş empedansıdır. Amplifikatörün giriş direncinin belirlenmesi, aşağıdaki sorunu çözmeye indirgenir: bilinen voltajlar U 1 ve U 2 voltmetreler V 1 ve V 2 ile gösterilir, direnç R'nin direnci; R'nin belirlenmesi gerekir. Voltmetre V2'nin iç direnci, amplifikatörün giriş direncinden çok daha büyük olduğundan, o zaman:

(6.3)

Amplifikatörün giriş direncinin voltmetrenin iç direnciyle orantılı olduğu ortaya çıkarsa, R'yi bu şekilde belirlemek imkansızdır.

Bu durumda, amplifikatörün giriş empedansını belirlemek için, cihazlar şekildeki şemaya göre monte edilir. 6.9 , ancak yalnızca harmonik katsayı ölçer olmadan. Amplifikatörün girişine, nominal giriş voltajını aşmayacak şekilde 1000 Hz frekanslı sinüzoidal bir voltaj uygulanır. Amplifikatör voltajının giriş U in1 ve U out1 çıkışı ölçülür ve voltaj kazancı K = U çıkış1 / U in1 belirlenir. Ardından, direnç R, amplifikatörün girişi ile seri olarak bağlanır ve ses üretecinin çıkışındaki voltajı değiştirmeden, amplifikatör Uout2'nin çıkışındaki voltaj ölçülür. Amplifikatörün çıkışındaki voltaj, direnç R seri olarak bağlandığından beri azaldıamplifikatörün girişi ile, jeneratörün çıkışından gelen voltajın bir kısmı direnç R'ye ve kısmen - giriş direnci R'ye düşer. Seri bağlantı yasalarına dayanarak şunları yazabiliriz:

sen in1 = UR + UR(6.4) içinde

(6.5)

U Rin ve Uin1'i amplifikatörün çıkışındaki voltaj cinsinden ifade ediyoruz.

(6.6) (6.7)

(6.6) ve (6.7)'yi (6.5) ile değiştirirsek:

(6.8)

(6.8)'den amplifikatörün giriş empedansı için bir ifade elde ederiz:

(6.9)

Rin belirlemenin doğruluğunu artırmak için, direnç R'nin direncinin olması gerekir. R amplifikatörünün giriş empedansı ile aynı sırada.

Amplifikatör Çıkış Empedansı Ölçümü

Amplifikatörün çıkış empedansı, tam bir devre için Ohm yasasından belirlenir.

(6.10)

burada R n yük direncidir, R ext kaynağın iç (çıkış) direncidir. Kaynak terminallerindeki voltajın U = I olduğu göz önüne alındığında× (6.10) dan R n alırız

sen=e- ben× R dahili (6.11)

R n'yi kapatın, o zaman akım I çok küçük olacak, bu nedenle U kaynak terminallerindeki voltaj elektromotor kuvvetine eşit olacaktır. e. R n'yi bağlayalım. Daha sonra kaynağın içindeki voltaj düşer (e- U Rн), kaynağın iç direnci yük direncine atıfta bulunduğundan, U Rн yükü üzerindeki voltaj düşüşünü ifade edecektir.

(6.12) (6.13)

Amplifikatörün dahili (çıkış) direncinin daha doğru bir şekilde belirlenmesi için, dahili dirençle aynı sırada R n direncini almak gerekir.

Amplifikatörün çıkış empedansı genellikle 1000 Hz frekansında ölçülür. Ses üretecinden amplifikatörün girişine 1000 Hz sinüzoidal voltaj uygulanır,Böylece yük kesildiğinde sinyalin harmonik katsayısı amplifikatörün çıkışında bunun için belirtilen değeri aşmadıdeğer yükseltici

Çıkış direnci Rotasını belirlemek için amplifikatörün çıkış voltajını iki kez ölçün. Yük bağlantısı kesildiğinde, çıkış voltajı EMF'ye ve bağlı yük ile - U Rн'ye eşit olacaktır.

Amplifikatörün çıkış empedansı formülle belirlenir.

(6.14)

Bir genlik karakteristiği oluşturma

Amplitüd karakteristiğinden amplifikatörün kalitesi hakkında önemli bilgiler elde edilebilir. Genlik özelliklerini kaldırmak için, cihazlar Şekil 2'deki şemaya göre monte edilir. 6.9 , harmonik ölçer hariç. Ses üretecinden amplifikatörün girişine 1000 Hz frekansında sinüzoidal bir voltaj verilir, böylece amplifikatörün çıkışındaki sinyal ile sinüzoidal arasındaki fark fark edilir hale gelir. Elde edilen giriş voltajı değeri yaklaşık 1,5 kat artırılarak amplifikatörün çıkış voltajı elektronik voltmetre ile ölçülür. Amplifikatörün giriş ve çıkış voltajının elde edilen değerleri, amplifikatörün genlik karakteristiğinin noktalarından (aşırı) birini verecektir. Daha sonra giriş gerilimi düşürülerek çıkış geriliminin girişe olan bağımlılığı ortadan kaldırılır. Amplitüdün genlik özelliğinden, voltaj kazancı kolayca belirlenir K \u003d U çıkış / U in. Kazancı belirlemek için amplifikatörün giriş ve çıkış voltajları, genlik karakteristiğinin lineer bölümünde seçilmelidir. Bu durumda, amplifikatörün kazancı giriş voltajına bağlı olmayacaktır.

Amplifikatör gürültü zemin ölçümü

D Amplifikatörün gürültü seviyesini belirlemek için, amplifikatörün girişine, direnci amplifikatörün giriş direncine eşit olan bir direnç bağlanarak amplifikatörün çıkış voltajı ölçülür. Amplifikatörün kendi gürültü seviyesi desibel cinsinden ifade edilir - formül (5.6). Harici elektromanyetik alanlardan kaynaklanan girişimin etkisini azaltmak için amplifikatörün giriş devreleri dikkatli bir şekilde ekranlanmıştır.

Amplifikatörün verimliliğinin belirlenmesi

Amplifikatörün verimliliği, girişe nominal çıkış gücüne karşılık gelen 1000 Hz frekanslı sinüzoidal bir voltaj uygulandığında belirlenir. Nominal çıkış gücünü formül (6.2)'ye göre belirleyin.

Amplifikatörün kaynaklardan (kaynak) tükettiği güç, P 0 =I formülü ile belirlenir.× sen , burada I kaynaktan tüketilen akımdır, U, güç kaynağını bağlamak için amaçlanan amplifikatör terminallerindeki voltajdır (ampermetre ve voltmetrenin bağlantı şeması, amplifikatör tarafından tüketilen gücün belirlenmesinde minimum hata dikkate alınarak seçilir , mevcut ampermetre ve voltmetreye bağlı olarak).

Yükseltilmiş frekans aralığının belirlenmesi

Yükseltilmiş frekansların aralığını ve frekans bozulma faktörünü belirlemek için bir frekans (genlik-frekans) özelliği oluşturulur.

Amplitüdün genlik-frekans karakteristiğinin tanımından, onu oluşturmak için, amplitüd karakteristiğinin lineer bölümüne karşılık gelen amplifikatörün girişine herhangi bir voltajın uygulanabileceğini takip eder. Ancak çok düşük giriş voltajlarında gürültü ve AC uğultu nedeniyle hatalar meydana gelebilir. Yüksek giriş voltajlarında, amplifikatör elemanlarının doğrusal olmamaları görünebilir. Bu nedenle, frekans yanıtı genellikle nominal değerin 0,1'ine eşit bir çıkış gücüne karşılık gelen bir giriş voltajında ​​alınır.

Genlik-frekans özelliklerini almak için cihazlar, Şek. 6.9 ve harmonik ölçer ve osiloskop bağlanamaz.

Güçlendirilmiş frekansların aralığı, izin verilen frekans bozulması dikkate alınarak genlik-frekans özelliğinden belirlenir. Bir amplifikatörün frekans yanıtı, voltaj kazancının frekansa bağımlılığıdır. Şek. 5.5 3 dB'lik bir frekans bozulma faktörüne karşılık gelen kesme frekanslarındaki kazançta maksimumdan 0,7'ye bir düşüşle amplifikatör (bant genişliği) tarafından yükseltilen frekans aralığının nasıl belirleneceği görülebilir.

(HOPARLÖRLERDEKİ İNTERMODÜLASYON BOZUKLUKLARININ VE SESLERİN AZALTILMASI HAKKINDA)

Farklı UMZCH'lerle çalışırken hoparlörlerin sesindeki fark, öncelikle tüp ve transistör amplifikatörlerinin karşılaştırılmasıyla fark edilir: harmonik bozulmalarının spektrumu genellikle önemli ölçüde farklıdır. Bazen aynı grubun amplifikatörleri arasında gözle görülür farklılıklar olabilir. Örneğin, sesli dergilerden birinde, 12 ve 50 W tüplü UMZCH'ler tarafından verilen derecelendirmeler, daha az güçlü olanın lehine olma eğilimindeydi. Yoksa değerlendirme taraflı mıydı?

Bize öyle geliyor ki, makalenin yazarı, çeşitli UMZCH ile çalışırken seste gözle görülür bir fark yaratan hoparlörlerde geçici ve intermodülasyon bozulmalarının ortaya çıkmasının mistik nedenlerinden birini ikna edici bir şekilde açıklıyor. Ayrıca, modern eleman tabanı kullanılarak oldukça basit bir şekilde uygulanan hoparlörlerin bozulmasını önemli ölçüde azaltmak için uygun maliyetli yöntemler sunar.

Bir güç amplifikatörü için gereksinimlerden birinin, yük direnci değiştiğinde çıkış voltajının değişmeden kalmasını sağlamak olduğu artık genel olarak kabul edilmektedir. Başka bir deyişle, UMZCH'nin çıkış direnci, yüke kıyasla küçük olmalıdır, yükün direnç modülünün (empedans) 1 / 10.1 / 1000'inden fazla olmamalıdır |Z n |. Bu görüş, literatürde olduğu kadar çok sayıda standart ve tavsiyede de yansıtılmaktadır. Sönümleme katsayısı - K d (veya sönümleme faktörü) gibi bir parametre bile, nominal yük direncinin amplifikatör R out PA'nın çıkış empedansına oranına eşit olarak özel olarak tanıtılır. Bu nedenle, 4 ohm nominal yük empedansı ve 0,05 ohm amplifikatör çıkış empedansı ile Kd 80 olacaktır. HiFi ekipmanı için mevcut standartlar, yüksek kaliteli amplifikatörler için sönümleme faktörünün en az 20 olmasını gerektirir (ve tavsiye edilir). 100'den az değil). Piyasadaki çoğu transistör amplifikatörü için K d 200'den büyüktür.
Küçük bir Rout PA (ve buna uygun olarak yüksek bir Kd) lehine argümanlar iyi bilinmektedir: amplifikatörlerin ve hoparlörlerin değiştirilebilirliğini sağlamak, ana (düşük frekanslı) hoparlör rezonansının etkili ve öngörülebilir sönümlenmesini sağlamak ve ayrıca amplifikatörlerin özelliklerini ölçmeyi ve karşılaştırmayı kolaylaştırır. Ancak, yukarıdaki değerlendirmelerin meşruiyetine ve geçerliliğine rağmen, yazara göre böyle bir orana ihtiyaç duyulduğuna dair sonuç, temelde yanlış!

Mesele şu ki, bu sonuç, elektrodinamik hoparlör kafalarının (GG) çalışmasının fiziği dikkate alınmadan yapılmıştır. Amplifikatör tasarımcılarının büyük çoğunluğu, kendilerinden gerekli olan tek şeyin, gerekli voltajı mümkün olduğunca az bozulma ile belirli bir yük direncinde iletmek olduğuna içtenlikle inanmaktadır. Hoparlör tasarımcıları, ürünlerinin, ihmal edilebilir çıkış empedansına sahip amplifikatörler tarafından çalıştırılacağını varsayıyor gibi görünüyor. Görünüşe göre her şey basit ve açık - hangi sorular olabilir?

Bununla birlikte, sorular var ve çok ciddi olanlar var. Aralarında en başta gelen soru büyüklük sorunudur. intermodülasyon bozulması ihmal edilebilir dahili dirence sahip bir amplifikatörden çalıştırıldığında GG tarafından tanıtılır (voltaj kaynağı veya EMF kaynağı).

Amplifikatörün çıkış empedansının bununla ne ilgisi var? Beni aptal yerine koyma!" okuyucu diyecek. - Ve yanılıyor. Bu bağımlılığın gerçeğinin son derece nadiren belirtilmesine rağmen, en doğrudan olanıdır. Her halükarda, bu etkiyi dikkate alacak hiçbir modern eser bulunamadı. tüm uçtan uca elektro-akustik yolun parametreleri - amplifikatör girişindeki voltajdan ses titreşimlerine kadar. Nedense, bu konuyu ele alırken, daha önce düşük frekanslarda ana rezonansa yakın GG'nin davranışını analiz etmekle sınırlıyken, belirgin şekilde daha yüksek frekanslarda - rezonans frekansının birkaç oktav üzerinde daha az ilginç şeyler olmaz.

Bu makale bu boşluğu doldurmayı amaçlamaktadır. Erişilebilirliği artırmak için sunumun çok basitleştirildiğini ve şematize edildiğini, bu nedenle bir takım "ince" konuların dikkate alınmadığını söylemeliyim. Dolayısıyla, UMZCH'nin çıkış empedansının hoparlörlerdeki intermodülasyon distorsiyonunu nasıl etkilediğini anlamak için, bir GG difüzöründen gelen ses radyasyonunun fiziğinin ne olduğunu hatırlamalıyız.

Ana rezonans frekansının altında, GG ses bobininin sargısına sinüzoidal bir sinyal voltajı uygulandığında, difüzörünün yer değiştirme genliği, süspansiyonun (veya kapalı bir kutuda sıkıştırılmış havanın) elastik direnci ile belirlenir ve neredeyse bağımsızdır. sinyal frekansının GG'nin bu modda çalışması, büyük bozulmalar ve çok düşük kullanışlı bir akustik sinyal çıkışı (çok düşük verimlilik) ile karakterize edilir.

Temel rezonans frekansında, difüzörün kütlesi, salınan hava kütlesi ve süspansiyonun esnekliği ile birlikte, bir yay üzerindeki ağırlığa benzer bir salınım sistemi oluşturur. Bu frekans aralığında radyasyon verimliliği, bu HG için maksimuma yakındır.

Ana rezonans frekansının üzerinde, salınan hava kütlesi ile birlikte difüzörün atalet kuvvetleri, süspansiyonun elastik kuvvetlerinden daha büyük olduğu ortaya çıkar, bu nedenle difüzörün yer değiştirmesi, frekansın karesiyle ters orantılı olarak ortaya çıkar. Bununla birlikte, bu durumda koninin ivmesi teorik olarak frekansa bağlı değildir, bu da frekans tepkisinin ses basıncı açısından tek biçimli olmasını sağlar. Bu nedenle, ana rezonans frekansının üzerindeki frekanslarda HG'nin frekans yanıtının tekdüzeliğini sağlamak için, Newton'un ikinci yasasından (F) aşağıdaki gibi ses bobininin yanından difüzöre sabit genlikli bir kuvvet uygulanmalıdır. =m*a).

Ses bobininden koniye etkiyen kuvvet, içindeki akımla orantılıdır. GG bir U voltaj kaynağına bağlandığında, her frekanstaki ses bobinindeki akım I, Ohm yasasından I (f) \u003d U / Z g (f) belirlenir, burada Z g (f) frekanstır- ses bobininin bağımlı karmaşık direnci. Esas olarak üç nicelik tarafından belirlenir: ses bobininin aktif direnci Rg (bir ohmmetre ile ölçülür), endüktans Lg Akım ayrıca ses bobini manyetik bir alanda hareket ettiğinde oluşan arka EMF'den etkilenir ve hareket hızı ile orantılıdır.

Ana rezonanstan çok daha yüksek frekanslarda, ses bobinli koninin sinyal frekansının yarısında hızlanmak için zamanı olmadığından, arka EMF değeri ihmal edilebilir. Bu nedenle, ana rezonans frekansının üzerindeki Z g (f) bağımlılığı esas olarak R g ve L g miktarları tarafından belirlenir.

Bu nedenle, ne Rg direnci ne de Lg endüktansı belirli bir sabitlik açısından farklılık göstermez. Ses bobini direnci büyük ölçüde sıcaklığa bağlıdır (bakırın TCS'si yaklaşık +0.35% / o C'dir) ve normal çalışma sırasında küçük boyutlu orta frekanslı GG'lerin ses bobininin sıcaklığı 30 ... 50 o C değişir ve çok hızlı - onlarca milisaniye ve daha kısa sürede. Buna göre, ses bobininin direnci ve dolayısıyla içinden geçen akım ve uygulanan sabit bir voltajdaki ses basıncı %10 ... 15 oranında değişir ve karşılık gelen termal sinyal sıkıştırma değerinin intermodülasyon bozulmasını yaratır).

Endüktans değişiklikleri daha da karmaşıktır. Genlik ve evre rezonanttan belirgin şekilde daha yüksek frekanslarda ses bobininden geçen akım, büyük ölçüde endüktansın değeri ile belirlenir. Ve bu büyük ölçüde boşluktaki ses bobininin konumuna bağlıdır: temel rezonans frekansından sadece biraz daha yüksek olan frekanslar için normal bir yer değiştirme genliği ile, farklı GG'ler için endüktans %15 ... 40 oranında değişir. Buna göre, hoparlöre sağlanan nominal güçte, intermodülasyon bozulması %10 ... %25'e ulaşabilir.

Yukarıdaki, en iyi yerli orta frekans GG - 5GDSH-5-4'ten birinde çekilen ses basıncı osilogramlarının bir fotoğrafı ile gösterilmiştir. Ölçüm düzeninin blok şeması şekilde gösterilmiştir.

İki tonlu bir sinyal kaynağı olarak, test edilen GG'nin bağlandığı çıkışlar arasında yaklaşık 1 m 2 alana sahip bir akustik ekrana monte edilen bir çift jeneratör ve iki amplifikatör kullanıldı. Amplifikasyon yolundan iki tonlu bir sinyalin geçişi sırasında intermodülasyon bozulmasının oluşmasını önlemek için büyük bir güç marjına (400 W) sahip iki ayrı amplifikatör kullanılır. Kafa tarafından geliştirilen ses basıncı, 130 dB'lik bir ses basıncı seviyesinde doğrusal olmayan distorsiyonu -66 dB'den az olan bir şerit elektrodinamik mikrofon tarafından algılandı. Bu deneyde böyle bir hoparlörün ses basıncı yaklaşık 96 dB idi, böylece bu koşullar altında mikrofonun bozulması ihmal edilebilirdi.

Üst osiloskopun ekranındaki osilogramlarda görülebileceği gibi (üst - filtrelemesiz, alt - HPF filtrelemesinden sonra), 300 Hz frekanslı bir başkasının etkisi altında 4 kHz frekanslı bir sinyalin modülasyonu ( 2,5 W kafa gücü ile) %20'yi aşıyor. Bu, yaklaşık %15'lik bir intermodülasyon distorsiyonuna karşılık gelir. İntermodülasyon distorsiyon ürünlerinin algılanabilirlik eşiğinin yüzde birin çok altında olduğunu ve bazı durumlarda yüzde yüzde bire ulaştığını hatırlatmaya gerek yok gibi görünüyor. UMZCH'nin bozulmalarının, yalnızca "yumuşak" bir yapıya sahip olmaları ve yüzde birkaç yüzdeyi geçmemeleri durumunda, çalışmasının bir voltajdan kaynaklanan hoparlördeki bozulmaların arka planında basitçe ayırt edilemez olduğu açıktır. kaynak. İntermodülasyon distorsiyon ürünleri, sesin şeffaflığını ve detayını yok eder - bu, bireysel enstrümanların ve seslerin yalnızca ara sıra duyulduğu bir "lapa" olduğu ortaya çıkar. Bu ses türü muhtemelen okuyucular tarafından iyi bilinmektedir (bozulma için iyi bir test, bir çocuk korosunun fonogramı olabilir).

Uzmanlar, ses bobininin empedansının değişkenliğini azaltmanın birçok yolu olduğuna itiraz edebilir: bu, boşluğu bir soğutma manyetik sıvısı ile doldurmak ve manyetik sistemin çekirdeklerine bakır kapaklar takmak ve çekirdek profilinin dikkatli bir şekilde seçilmesidir. ve bobin sarma yoğunluğu ve çok daha fazlası. Ancak, tüm bu yöntemler, ilk olarak, sorunu prensipte çözmez ve ikinci olarak, HG'nin üretim maliyetinde karmaşıklığa ve artışa yol açar, bunun sonucunda stüdyo hoparlörlerinde bile tam olarak kullanılmazlar. Bu nedenle çoğu orta frekanslı ve düşük frekanslı GG'lerde ne bakır kapaklar ne de manyetik sıvı bulunur (bu tür GG'lerde tam güçte çalışırken sıvı genellikle boşluktan dışarı atılır).

Bu nedenle, GG'ye yüksek empedanslı bir sinyal kaynağından (sınırda - bir akım kaynağından) güç vermek, özellikle çok bantlı aktif akustik sistemler oluştururken intermodülasyon bozulmasını azaltmak için kullanışlı ve uygun bir yoldur. Bu durumda, ana rezonansın sönümlenmesi tamamen akustik olarak gerçekleştirilmelidir, çünkü orta frekanslı GG'lerin içsel akustik kalite faktörü, kural olarak, birliği önemli ölçüde aşarak 4...8'e ulaşır.

Özellikle akım için yerel bir FOS varsa, sığ (10 dB'den az) bir FOS ile bir pentod veya tetrode çıkışı olan lamba UMZCH'lerinde gerçekleşen GG'nin bu “akım” güç kaynağı modunun tam olarak olması ilginçtir. katot devresinde direnç şeklinde.

Böyle bir amplifikatör kurma sürecinde, genel bir OOS olmadan bozulmaları genellikle% 2,5 içinde olur ve kontrol yolunun kesilmesine dahil edildiğinde kulak tarafından güvenle fark edilir ("düz tel" ile karşılaştırma yöntemi). Ancak, bir amplifikatörü bir hoparlöre bağladıktan sonra, geri besleme derinliği arttıkça sesin önce iyileştiği ve ardından ayrıntı ve şeffaflık kaybı olduğu bulundu. Bu, özellikle çıkış aşamaları herhangi bir filtre olmaksızın doğrudan ilgili hoparlör kafalarına giden çok bantlı bir amplifikatörde fark edilir.

Bunun nedeni, ilk bakışta paradoksal bir fenomen olan voltajdaki OOS derinliğindeki bir artışla, amplifikatörün çıkış empedansının keskin bir şekilde azalmasıdır. GG'ye UMZCH'den düşük çıkış empedansı ile güç verilmesinin olumsuz sonuçları yukarıda tartışılmıştır. Bir triyot amplifikatörde, çıkış empedansı, kural olarak, bir pentot veya tetrode'den çok daha azdır ve geri beslemenin verilmesinden önceki doğrusallık daha yüksektir, bu nedenle voltaj üzerinde geri beslemenin eklenmesi, tek bir amplifikatörün performansını artırır, ancak aynı zamanda hoparlör kafasının performansını da kötüleştirir. Sonuç olarak, bir triyot amplifikatöre bir çıkış voltajı geri beslemesi eklemenin bir sonucu olarak, amplifikatörün kendi özelliklerindeki iyileşmeye rağmen ses aslında daha da kötüleşebilir! Ampirik olarak kanıtlanmış bu gerçek, ses güç amplifikatörlerinde geri besleme kullanımından kaynaklanan zarar konusundaki spekülasyonların yanı sıra sesin özel, tüp benzeri şeffaflığı ve doğallığı hakkındaki tartışmalar için tükenmez bir besin görevi görür. Bununla birlikte, yukarıdaki gerçeklerden, meselenin OOS'un varlığında (veya yokluğunda) değil, amplifikatörün sonuçta ortaya çıkan çıkış empedansında olduğu açıkça anlaşılmaktadır. "Köpek gömülü" orası!

Negatif çıkış direnci UMZCH'nin kullanımı hakkında birkaç söz söylemeye değer. Evet, pozitif akım geri beslemesi (POF), GG'nin temel rezonans frekansında sönümlenmesine ve ses bobininde harcanan gücün azaltılmasına yardımcı olur. Bununla birlikte, bir voltaj kaynağından çalışma modu ile karşılaştırıldığında bile, GG endüktansının özellikleri üzerindeki etkisini artırarak sönümlemenin basitliği ve verimliliği için ödeme yapılması gerekir. Bunun nedeni, Lg/Rg zaman sabitinin Lg/'ye eşit daha büyük bir sabitle değiştirilmesidir. Buna göre, "GG + UMZCH" sisteminin empedanslarının toplamında endüktif reaktansın hakim olmaya başladığı frekans azalır. Benzer şekilde, ses bobininin aktif direncindeki termal değişikliklerin etkisi artar: ses bobininin değişen direncinin ve amplifikatörün değişmeyen negatif çıkış direncinin toplamı, yüzde olarak daha fazla değişir.

Tabii ki, eğer R çıkarsa. Mutlak değerdeki PA, ses bobini sargısının aktif direncinin 1/3 ... 1/5'ini geçmez, POS'un tanıtılmasından kaynaklanan kayıp küçüktür. Bu nedenle, küçük bir ek sönümleme için veya düşük frekans bandındaki kalite faktörünün ince ayarı için zayıf bir akım POS'u kullanılabilir. Ek olarak, UMZCH'deki mevcut POS ve mevcut kaynak modu birbiriyle uyumlu değildir, bunun sonucunda GG'nin düşük frekans bandındaki mevcut beslemesi maalesef her zaman geçerli değildir.

İntermodülasyon bozulmasıyla, görünüşe göre bunu anladık. Şimdi ikinci soruyu düşünmeye devam ediyor - dürtü doğasının sinyallerini çoğaltırken GG'nin difüzöründe ortaya çıkan tonlamaların büyüklüğü ve süresi. Bu soru çok daha karmaşık ve "ince".

Bu imaları ortadan kaldırmak için teorik olarak iki olasılık vardır. Birincisi, tüm rezonans frekanslarını çalışma frekansı aralığının ötesinde, uzak ultrason (50...100 kHz) bölgesine kaydırmaktır. Bu yöntem, düşük güçlü yüksek frekanslı GG ve bazı ölçüm mikrofonlarının geliştirilmesinde kullanılır. GG ile ilgili olarak, bu "sert" bir difüzör yöntemidir.

Bu nedenle, üçüncü bir seçenek de mümkündür - nispeten "sert" bir difüzörlü bir GG'nin kullanılması ve akustik sönümlenmesinin tanıtılması. Bu durumda, her iki yaklaşımın avantajlarını bir ölçüde birleştirmek mümkündür. Stüdyo kontrol hoparlörleri (büyük monitörler) çoğunlukla bu şekilde üretilir. Doğal olarak, sönümlü HG'ye bir voltaj kaynağından güç verildiğinde, ana rezonansın toplam kalite faktöründeki keskin bir düşüş nedeniyle frekans yanıtı önemli ölçüde bozulur. Bu durumda mevcut kaynak da tercih edilir, çünkü termal sıkıştırma etkisinin hariç tutulmasıyla aynı anda frekans tepkisini eşitlemeye yardımcı olur.

Yukarıdakileri özetleyerek, aşağıdaki pratik sonuçları çıkarabiliriz:

1. Bir akım kaynağından (bir voltaj kaynağının aksine) gelen hoparlör kafası çalışma modu, kafanın kendisi tarafından sağlanan intermodülasyon bozulmasında önemli bir azalma sağlar.

2. Düşük intermodülasyon distorsiyonuna sahip bir hoparlör için en uygun tasarım seçeneği, çapraz filtreli ve her bant için ayrı amplifikatörlü aktif bir çoklu banttır. Bununla birlikte, bu sonuç, GG diyetinden bağımsız olarak doğrudur.

4. Amplifikatörün yüksek çıkış empedansı elde etmek ve distorsiyonunun küçük bir miktarını korumak için OOS, voltaj açısından değil, akım açısından kullanılmalıdır.

Elbette yazar, önerilen bozulmayı azaltma yönteminin her derde deva olmadığını anlıyor. Ek olarak, hazır bir çok bantlı hoparlör kullanılması durumunda, bireysel GG'lerinin değiştirilmeden mevcut beslemesi mümkün değildir. Çok bantlı bir hoparlörü bir bütün olarak çıkış empedansı arttırılmış bir amplifikatöre bağlama girişimi, bozulmada bir azalmaya değil, frekans yanıtında keskin bir bozulmaya ve buna bağlı olarak ton dengesinin bozulmasına yol açacaktır. . Her şeye rağmen intermodülasyon distorsiyonunun azaltılması GG neredeyse bir büyüklük sırası ve böyle erişilebilir bir yöntemle, açıkça dikkate değer bir ilgiyi hak ediyor.

S.AGEEV, Moskova

Genellikle direnç eşleştirme konusuna yeterince dikkat edilmez. Bu bölümün amacı, empedans eşleşmesinin ilkelerini ve uygulamasını özetlemektir.

Giriş empedansı Çalışması için bir sinyal gerektiren herhangi bir elektrikli cihazın bir giriş empedansı vardır. Tıpkı diğer dirençler gibi (özellikle DC direnci), bir cihazın giriş direnci, girişe belirli bir voltaj uygulandığında giriş devresinden geçen akımın bir ölçüsüdür.

Örneğin, 0,5 amper tüketen 12 voltluk bir ampulün giriş empedansı 12/0,5 = 24 ohm'dur. Bir lamba, bir filamandan başka bir şey içermediğini bildiğimiz için basit bir direnç örneğidir. Bu bakış açısından, bipolar transistör yükseltici gibi bir devrenin giriş empedansı daha karmaşık bir şey gibi görünebilir. İlk bakışta devrede kapasitörler, dirençler ve yarı iletken p-n bağlantılarının bulunması giriş direncinin belirlenmesini zorlaştırmaktadır. Bununla birlikte, herhangi bir giriş devresi, ne kadar karmaşık olursa olsun, Şekil 2.18'de gösterildiği gibi basit bir empedans olarak gösterilebilir. VIN, AC giriş sinyalinin voltajıysa ve IIN, giriş devresinden geçen AC akımıysa, giriş empedansı ZIN = UIN/ IIN[Ω] olur.

Çoğu devre için giriş empedansı, giriş voltajı ile giriş akımı arasındaki faz kaymasının ihmal edilebilir olduğu geniş bir frekans aralığında dirençli (ohmik) bir karaktere sahiptir. Bu durumda, giriş devresi Şekil 1'de gösterilene benzer. 2.19, Ohm yasası geçerlidir ve reaktif elemanlı devrelere uygulanan karmaşık sayı cebire ve vektör diyagramlarına gerek yoktur.

Şekil2.18. Giriş empedansı ZIN kavramını gösteren bir çift giriş terminali içeren bir diyagram

Bununla birlikte, giriş empedansının omik doğasının mutlaka DC'de ölçülebileceği anlamına gelmediğine dikkat etmek önemlidir; Giriş sinyali yolunda (bir kuplaj kapasitörü gibi) orta frekanslarda AC sinyaliyle ilgili olmayan, ancak DC giriş hedefinde ölçüm yapılmasına izin vermeyen reaktif bileşenler olabilir. Yukarıdakilere dayanarak, daha fazla değerlendirmede empedansın tamamen omik olduğunu ve Z=R olduğunu varsayacağız.

Giriş direnci ölçümü. Giriş voltajının bir osiloskop veya AC voltmetre ile ölçülmesi kolaydır. Bununla birlikte, özellikle giriş empedansı yüksek olduğunda, AC akımı o kadar kolay ölçülemez. Giriş direncini ölçmenin en uygun yolu Şekil 2.19'da gösterilmiştir.

Şekil2.19. Giriş direnci ölçümü

Jeneratör ile incelenen devrenin girişi arasına bilinen bir R direncine sahip bir direnç bağlanır. Daha sonra, bir osiloskop veya yüksek dirençli girişli bir AC voltmetre kullanılarak, R direncinin her iki tarafında U1 ve U2 voltajları ölçülür. IIN bir AC giriş akımıysa, Ohm yasasına göre voltaj şuna eşittir: U1 - U2 = RIBX direnç boyunca düşer. Dolayısıyla I BX = (U1 - U2)/R, R BX = U2 / R. Bu nedenle İncelenen devre bir amplifikatör ise, genellikle amplifikatörün çıkışında ölçümler yaparak U1 ve U2'yi belirlemek en uygunudur: U1, jeneratör doğrudan girişe bağlandığında ve U2, direnç olduğunda ölçülür. R, direnç R'nin girişi ile seri olarak bağlanır. Sadece U1 / U2 oranı olduğundan, kazanç hiçbir rol oynamaz. Bu ölçümler sırasında jeneratörün çıkışındaki voltajın değişmediği varsayılmaktadır. İşte çok basit bir örnek: Giriş ile seri bağlı 10 kΩ'luk bir direnç, amplifikatör çıkış voltajının yarı yarıya azalmasına neden oluyorsa, U1/U2 = 2 ve RIN = 10 kΩ olur.

çıkış empedansı. Çıkış direnci hakkında fikir veren bir örnek şudur: marş motoru çalışırken bir arabanın farları hafifçe kararır. Marş motorunun çektiği yüksek akım, akü içinde voltaj düşmesine neden olarak terminallerindeki voltajın azalmasına ve farların daha az parlak olmasına neden olur. Bu voltaj düşüşü, pilin çıkış empedansı boyunca meydana gelir, belki de daha çok iç direnç veya kaynak direnci olarak bilinir.

Bu görüşü, her zaman bir voltaj kaynağına bağlı belirli bir çıkış empedansına sahip olan DC ve AC devreleri de dahil olmak üzere tüm çıkış devrelerini içerecek şekilde genişletelim. Bu kadar basit bir açıklamanın en karmaşık devrelere bile uygulanabilirliği, dirençli ve iki çıkış terminali olan kaynaklara sahip herhangi bir devrenin bir direnç ve seri bağlı bir kaynak ile değiştirilebileceğini söyleyen kural tarafından ikna edilir. Burada "kaynak" kelimesi, voltaj üreten ve akım tüketildiğinde bile bu voltajı değişmeden korumaya devam eden ideal bir bileşen olarak anlaşılmalıdır. Çıkış devresinin açıklaması şekil 2'de gösterilmiştir. 2.20 GÜZERGAH çıkış empedansıdır ve U yüksüz çıkış voltajıdır, yani açık devre çıkışındaki voltajdır.

Şekil 2.20. Çıkış Devresi Eşdeğer Devresi

Giriş ve çıkış direnci konusunu tartışırken, ilk kez ortaya çıkan konsepte dikkat etmek uygundur: eşdeğer devre. Şekildeki tüm şemalar. 2.18, 2.19 ve 2.20 eşdeğer devrelerdir. Söz konusu cihazlardaki gerçek bileşenleri ve bağlantıları mutlaka yansıtmazlar; bu diyagramlar, belirli bir cihazın nasıl davrandığını anlamak için kullanışlı olan uygun bir temsildir.

Pirinç. 2.20, çıkış terminallerine başka bir cihazın bir direncinin veya giriş terminallerinin bağlanması durumunda, kaynak voltajının U bir kısmının kaynağın iç direncine düştüğünü gösterir.

Çıkış direnci ölçümü. Şekil 2.20'deki devreden çıkış direncini ölçmek için basit bir yöntem izlenir. Çıkış terminallerine kısa devre yapılırsa, mevcut kısa devre akımı ISC değiştirilir ve U geriliminin uygulanması sonucunda ROUT direncinden geçen akımla çakıştığı dikkate alınır, o zaman şunu elde ederiz: ROUT = U / ISC. Devreye kaynak tarafından sağlanan U gerilimi, "boşta" modunda, yani ihmal edilebilir bir çıkış akımıyla çıkış terminallerinde ölçülür. Böylece çıkış empedansı, açık devre geriliminin kısa devre akımına oranı olarak kolaylıkla elde edilebilir.

Çıkış direncini belirlemek için bu temel yöntemi göz önünde bulundurarak, çoğu durumda çıkış kısa devre akımını ölçmenin doğasında bulunan engellerin olduğu söylenmelidir. Genellikle kısa devre olması durumunda devrenin çalışma koşulları bozulur ve güvenilir sonuçlar alınamaz; bazı durumlarda, bazı bileşenler anormal derecede büyük bir yüke dayanamayarak arızalanabilir. Kısa devre yönteminin uygulanamazlığının basit bir örneği: AC ana şebekenin çıkış empedansını ölçmeyi deneyin! Pratik açıdan bu eksikliklere rağmen, bu yöntemin kullanımı, devrenin çıkış empedansının teorik olarak türetilmesinde gerekçelendirilir ve bu bölümde daha sonra kullanılır.

Çıkış direncini ölçmenin pratik bir yolu Şekil 2.21'de gösterilmektedir. Burada, açık devre çıkış voltajı, yüksek dirençli bir girişe sahip bir voltmetre veya osiloskop ile ölçülür ve ardından çıkış terminalleri, bilinen bir direnç R yükü ile şöntlenir. Yük bağlıyken azaltılmış çıkış voltajı, doğrudan aynı metre. ROUT değeri, voltajın düştüğü miktarın çıkış akımına oranı olarak hesaplanabilir.

Şekil 2.21. Bir Şönt Direnci Kullanarak Çıkış Direncini Ölçme

U açık devre çıkış voltajıysa ve U1, R yükündeki çıkış voltajıysa, yük mevcutken ROUT boyunca voltaj düşüşü U-U1'dir, yük mevcutken çıkış akımı U1/R'dir, dolayısıyla ROUT = R(U - U1) / U1 Optimum voltaj aktarımı için direnç uyumu. Çoğu elektronik devre, sinyalleri voltaj olarak kabul eder. Çoğu durumda, devrenin bir parçası diğerine bağlandığında, voltajı minimum kayıpla maksimum ölçüde aktarmak gerekir. Bu, dirençleri eşleştirirken genellikle karşılanan maksimum voltaj aktarımı için gerekliliktir. Bu kriteri göz önünde bulundurarak direnç eşleştirme ilkesini ele alıyoruz.

Şekil 2.22 birbirine bağlı iki bloğu göstermektedir: optimum voltaj transferi için UIN, mümkün olduğunca U'ya yakın olmalıdır. UIN voltajı: UIN = URIN / ROUT + RIN ve UIN≈U, RIN >> ROUT

Şekil 2.22. İki cihaz arasındaki empedans eşleşmesini gösteren örnek resim

Başka bir deyişle, bir devreden diğerine mümkün olan en iyi gerilim aktarımı için, birinci devrenin çıkış empedansı, ikinci devrenin giriş empedansından çok daha az olmalıdır; genellikle RIN > 10ROUT'u istersiniz. Bu nedenle jeneratörler gibi test cihazları düşük çıkış empedansı ile (tipik olarak< 100 Ом). С другой стороны, осциллограф, предназначенный для наблюдения напряжений в испытываемой схеме, делается с большим входным сопротивлением (типичное значение >1 MΩ).

Şekil 2.23. Devrenin çıkış voltajının yük direncine bağımlılığı

Optimum direnç eşleşmesi için koşullar karşılanmazsa ve sinyal, kaynağın çıkış direnciyle karşılaştırılabilir bir giriş direnciyle devrenin girişine beslenirse, en genel durumda, voltaj kayıpları basitçe meydana gelir. Bu durum, Şekil 2'de gösterilen gibi iki bipolar transistör amplifikatör aşaması olduğunda ortaya çıkar. 11.5 birbiri ardına bağlanır (basamaklı). Böyle bir iki kutuplu transistör aşamasının hem giriş hem de çıkış direnci aynı büyüklük sırasına sahiptir (genellikle birkaç bin ohm), bu da aşamalar arasındaki bağlantıda sinyal voltajının yaklaşık %50'sinin kaybolduğu anlamına gelir. Öte yandan, FET amplifikatörü (Şekil 11.13) empedans uyumu açısından çok daha iyidir: çok büyük bir giriş empedansına ve ortalama bir çıkış empedansına sahiptir; bu tür kaskadları birbiri ardına bağlarken, sinyal kayıpları ihmal edilebilir.

Çok az yük empedansı yalnızca voltaj kazancını değil, aynı zamanda frekans yanıtını da etkilediğinden, empedans eşleşmesinin özel dikkat gerektirdiği bir veya iki durum vardır. Bu, kaynağın çıkış empedansı tamamen dirençli olmadığında, bunun yerine reaktans olduğunda ve böylece frekans yanıtı değiştiğinde olur. Basit bir örnek, çıkış empedansının ohm yerine picofarad cinsinden ifade edildiği ve tipik bir değerin 50 pF civarında olduğu bir yoğunlaştırıcı mikrofondur. İyi düşük frekans üretimi, amplifikatörün giriş empedansının, 20 Hz'ye kadar olan frekanslarda 50 pF'lik kapasitans reaktansına kıyasla büyük olmasını gerektirir. Pratikte bu, genellikle mikrofon gövdesine monte edilmiş bir FET amplifikatörü tarafından sağlanan yaklaşık 200 MΩ'luk bir giriş empedansı gerektirir.

Optimum güç aktarımı için direnç uyumu. Maksimum voltaj aktarımı genellikle empedans uyumu için kriter olsa da, maksimum gücü aktarmak istediğiniz zamanlar vardır. Matematiksel hesaplamalar vermeden, devre 2.22 için RIN'deki maksimum güce RIN = ROUT olduğunda ulaşıldığını size bildireceğiz. Bu sonuç maksimum güç teoremi olarak bilinir: Yük empedansı kaynağın çıkış empedansına eşit olduğunda, kaynaktan yüke maksimum güç aktarılır. Bu teorem sadece dirençli bileşenler için değil, aynı zamanda karmaşık bileşenler ZIN ve ZOUT için de geçerlidir. Bu durumda, RIN = ROUT koşuluna ek olarak, XIN = -XOUT koşulunun da sağlanması, yani bir empedans kapasitif ise diğer empedansın endüktif olması gerekir.

Optimum akım transferi için direnç eşleştirme. Bazen giriş devresinde maksimum akım sağlamak için direnç eşleştirmesi gerekir. Şekil 2'ye tekrar atıfta bulunuluyor. 2.22'de, devredeki empedans mümkün olduğu kadar küçük seçildiğinde maksimum giriş akımı IХ'ye ulaşıldığı görülebilir. Bu nedenle, sabit bir ROUT ile, mümkün olan en küçük RIN değeri için çaba gösterilmelidir. Bu oldukça olağandışı durum, voltaj iletmek gerektiğinde olağan durumun tam tersidir.