Насколько важно согласование импеданса в звуковых приложениях?

Сколько будет отражать сигналы в аудиоприложениях (скажем, между усилителем и динамиком или предусилителем и усилителем)? В основном в отношении верности, а не передачи мощности.

Каковы различные варианты согласования импеданса и их про /против? Это может быть на выходном терминале, входном терминале или изменении кабеля?

43 голоса | спросил Eruditass 16 22010vEurope/Moscow11bEurope/MoscowTue, 16 Nov 2010 22:42:58 +0300 2010, 22:42:58

3 ответа


51

Согласование импеданса не используется в современной аудиоэлектронике.

  • Выход микрофона может составлять около 600 Ом, а входы микрофонных предусилителей - 1 кО или более.
  • Линейный вывод будет примерно 100 Î ©, а линейный ввод больше похож на 10 кО ©.
  • Усилитель громкоговорителей будет меньше 0,5 Î ©, а громкоговорители больше похожи на 4 Î ©.
  • Выход гитары может составлять 100 кО ©, а вход гитарного усилителя - не менее 1 MÎ ©.

Во всех этих случаях импеданс нагрузки значительно больше, чем источник; они не совпадают. Эта конфигурация максимизирует точность .

Сопоставление импеданса было , используемое в телефонных системах, из которых возникли звуковые системы, и использовался (иногда?) в усилителях вакуумной трубки, но даже тогда это компромисс между максимальной мощностью и максимальной точностью .

Эффекты линии передачи не применяются. С длиной волны не менее 10 км (для 20 кГц ), Я думаю, что наибольший эффект, который вы когда-либо видели от отражения, - это некоторая гребенчатая фильтрация (HF roll-off) с линиями длиной несколько километров? Но это совершенно нереально.

Билл Уитлок :

  

Аудиокабели не являются линиями передачи. Маркетинговая реклама для экзотических кабелей часто вызывает   классической теории линий передачи и подразумевает, что нано-второй ответ как-то важен.   Настоящая физика напоминает нам, что аудиокабели не начинают проявлять эффекты линии передачи в   инженерного смысла, пока они не достигнут 4000 футов в физической длине.

Максимальная теорема мощности не применяется, поскольку:

Rane Corporation :

  

Сопротивление импеданса вышло с помощью вакуумных трубок, Edsels и припоя. Современные транзисторные и операционные усилители не требуют согласования импеданса. Если это сделано, согласование импеданса ухудшает качество звука .

     

Для чего совпадение импеданса не является необходимым (и, по сути, вредным) в профессиональных аудио-приложениях, см. Уильям Б. Сноу, «Импеданс - согласованный или оптимальный» [, написанный в 1957 году! ] , Укрепление звука: антология , под редакцией Дэвида Л. Клеппера (Audio Engineering Society , NY, 1978, pp. G-9 - G-13), а RaneNote Unity Gain и Impedance Matching: Strange Bedfellows .

Братья Шуре :

  

Для аудиосхем важно ли соответствовать импедансу?

     

Не больше. В начале 20-го века было важно соответствовать импедансу. Bell Laboratories установили, что для достижения максимальной передачи мощности в магистральных телефонных сетях необходимо согласовывать импедансы разных устройств. Согласование импеданса уменьшило количество необходимых усилителей вакуумной трубки, которые были дорогими, громоздкими и производили тепло.

     

В 1948 году Bell Laboratories изобрели транзистор - дешевый, маленький, эффективный усилитель. Транзистор использует максимальную передачу напряжения более эффективно, чем максимальная передача мощности. Для передачи максимального напряжения устройство назначения (называемое«load») должен иметь импеданс как минимум в десять раз больше, чем у отправляющего устройства (называемого «источником»). Это известно как МОСТ. Мостовое соединение является наиболее распространенной конфигурацией схемы при подключении аудиоустройств. Благодаря современным аудиосхемам совпадающие импедансы могут фактически ухудшить качество звука.

Это распространенное заблуждение. HyperPhysics, используемый для отображения 8-омного усилителя вывода , но с тех пор они улучшили страницу . Дизайн электроники показал Выход на 8 Ом в течение длительного времени , но они наконец исправили его после кучи жалоб в разделе комментариев:

  

Поэтому, если вы не являетесь телефонной компанией с длинными кабелями,   источник и импеданс нагрузки не должны совпадать ... до 600 Ом   или любой другой импеданс. --- Билл Уитлок, президент & главный инженер   из Jensen Transformers, Inc. и AES Life Fellow.

ответил endolith 16 22010vEurope/Moscow11bEurope/MoscowTue, 16 Nov 2010 23:44:34 +0300 2010, 23:44:34
11

Согласование импеданса на самом деле не является проблемой для звуковых частот, и в ваших примерах это не очень нравится. Однако вам необходимо обратить внимание на свои входные и выходные импедансы.

Как правило, сопротивление соответствует двум причинам:

  1. Сведение к минимуму отражений. Отражения становятся проблемой, когда длина линии передачи поступает в том же порядке, что и длина волны сигнала. Здесь есть различные правила. Некоторые говорят, что беспокоиться, когда длина провода составляет 1/4 длины волны, некоторые говорят, что 1/6, 1/10 и т. Д. Это зависит от сигнала и реактивности линии передачи. В этом случае это действительно не имеет значения, так как длина волны 20 кГц составляет ~ 49 000 футов. Другими словами, отражения - это не проблема для приложения, о котором вы просите.

  2. Максимальная передача мощности. Согласование выходного импеданса драйвера с входным импедансом нагрузки допускает максимальную передачу мощности. Поначалу это важно для управления динамиком, но есть более важные соображения (см. Ниже).

Пример усилителя:

Благодаря современной конструкции усилителя (активной ступени питания, без выходного трансформатора) ваша фактическая цель - это, пожалуй, самый высокий коэффициент увлажнения. Когда вы управляете динамиком, сам громкоговоритель фактически генерирует ток как управляемый, это должно иметь смысл, учитывая, что вы управляете устройствами для перемещения катушки внутри магнитного поля. В идеальном случае это не имеет значения, так как конус /катушка мгновенно реагируют на входящий сигнал. В действительности есть задержка и перерегулирование конуса из-за механической природы динамика. В результате динамик создает токи, которые посылаются обратно на усилитель.

Сделать это более простым и более применимым термином. Высокий коэффициент увлажнения позволяет усилителю лучше контролировать конус динамика. Это особенно важно вблизи резонансной точки динамика. Коэффициент увлажнения (сопротивление динамика) /(сопротивление выхода усилителя) и некоторая коррекция сопротивления провода. Таким образом, в этом случае ваша цель - наименьшее возможное выходное сопротивление в усилителе.

Уровень линии между устройствами (pre amp):

Снова согласование импеданса не является целью. Обычно вам нужен самый низкий выходной импеданс и самый высокий входной импеданс. Это минимизирует ток и, как следствие, падение напряжения. Это самая низкая конфигурация искажений и максимальная передача напряжения.

ответил Mark 16 22010vEurope/Moscow11bEurope/MoscowTue, 16 Nov 2010 23:23:21 +0300 2010, 23:23:21
3

Оригинальная статья о кабелях громкоговорителей была написана Bob Pease National Semiconductors в 1990 году, озаглавленной «Что все это связано со связью?» . Читайте и наслаждайтесь - тогда продолжайте свою жизнь, благополучно игнорируя продавцов змеиного масла!

ответил ʎəʞo uɐɪ 16 22010vEurope/Moscow11bEurope/MoscowTue, 16 Nov 2010 23:29:54 +0300 2010, 23:29:54

Похожие вопросы

Популярные теги

security × 330linux × 316macos × 2827 × 268performance × 244command-line × 241sql-server × 235joomla-3.x × 222java × 189c++ × 186windows × 180cisco × 168bash × 158c# × 142gmail × 139arduino-uno × 139javascript × 134ssh × 133seo × 132mysql × 132