Làm thế nào quan trọng là kết hợp trở kháng trong các ứng dụng âm thanh?

Bao nhiêu tín hiệu phản xạ sẽ quan trọng trong các ứng dụng âm thanh (nói giữa amp và loa, hoặc pre-amp và amp)? Chủ yếu liên quan đến lòng trung thành và không chuyển giao quyền lực.

Các tùy chọn khác nhau để phù hợp với trở kháng và pro / nhược điểm của họ là gì? Điều này có thể là trên thiết bị đầu cuối đầu ra, thiết bị đầu cuối đầu vào, hoặc sửa đổi cáp?

Kết hợp trở kháng không được sử dụng trong điện tử âm thanh hiện đại.

• Một đầu ra mic có thể khoảng 600, trong khi đầu vào mic preamp là 1 kΩ trở lên.
• Một đầu ra dòng sẽ giống như 100, trong khi đầu vào dòng giống như 10 kΩ.
• Bộ khuếch đại loa sẽ nhỏ hơn 0,5, trong khi loa có nhiều hơn 4.
• Một đầu ra guitar có thể là 100 kΩ, trong khi đầu vào amp guitar ít nhất là 1 MΩ.

Trong tất cả các trường hợp này, trở kháng tải lớn hơn đáng kể so với nguồn; chúng không khớp Cấu hình này tối đa hóa độ trung thực .

Kết hợp trở kháng đã được sử dụng trong các hệ thống điện thoại mà hệ thống âm thanh phát triển và (đôi khi?) Được sử dụng trong các bộ khuếch đại ống chân không, nhưng ngay cả khi đó, nó là sự đánh đổi giữa công suất tối đa và độ trung thực tối đa .

Hiệu ứng đường truyền không được áp dụng. Với bước sóng ít nhất là 10 km (cho 20 kHz), tôi nghĩ hiệu ứng nhiều nhất bạn từng thấy từ sự phản chiếu là một số bộ lọc lược (cuộn HF) với các dòng dài vài km? Nhưng điều đó hoàn toàn không thực tế.

Bill Whitlock :

Cáp âm thanh KHÔNG phải là đường truyền. Sự cường điệu tiếp thị cho các loại cáp kỳ lạ thường gọi lý thuyết đường truyền cổ điển và ngụ ý rằng phản ứng nano giây là một cách quan trọng. Vật lý thực tế nhắc nhở chúng ta rằng cáp âm thanh không bắt đầu thể hiện các hiệu ứng đường truyền theo nghĩa kỹ thuật cho đến khi chúng đạt chiều dài vật lý khoảng 4.000 feet.

Định lý công suất tối đa không áp dụng, vì:

• tín hiệu cấp thấp được truyền bằng điện áp, không phải nguồn
• trở kháng đầu ra bộ khuếch đại mức cao có thể được làm nhỏ so với loa họ lái. Định lý công suất tối đa là để khớp tải với nguồn, không khớp nguồn với tải .

Tổng công ty Rane :

Kết hợp trở kháng đi ra ngoài với ống chân không, Edsels và kiểu tóc tổ ong. Các giai đoạn bóng bán dẫn và op-amp hiện đại không yêu cầu kết hợp trở kháng. Nếu được thực hiện, kết hợp trở kháng làm giảm hiệu suất âm thanh .

---

Để biết tại sao kết hợp trở kháng là không cần thiết (và trên thực tế, gây tổn thương) trong các ứng dụng âm thanh chuyên nghiệp, xem William B. Snow, "Trở kháng - Phù hợp hoặc Tối ưu" [ được viết vào năm 1957! ], Tăng cường âm thanh: Một hợp tuyển , được chỉnh sửa bởi David L. Klepper (Hiệp hội kỹ thuật âm thanh, NY, 1978, trang G-9 - G-13), và RaneNote Unity Gain và Impedance Match : Strange Bedfellows .

Anh em nhà Shure :

Đối với các mạch âm thanh, điều quan trọng là phải phù hợp với trở kháng?

Không còn nữa. Vào đầu thế kỷ 20, điều quan trọng là phải phù hợp với trở kháng. Phòng thí nghiệm Bell nhận thấy rằng để đạt được sự truyền tải điện tối đa trong các mạch điện thoại đường dài, phải kết hợp các trở kháng của các thiết bị khác nhau. Kết hợp trở kháng làm giảm số lượng bộ khuếch đại ống chân không cần thiết, đắt tiền, cồng kềnh và sản xuất nhiệt.

Năm 1948, Phòng thí nghiệm Bell đã phát minh ra bóng bán dẫn - một bộ khuếch đại giá rẻ, nhỏ, hiệu quả. Các bóng bán dẫn sử dụng truyền điện áp tối đa hiệu quả hơn so với truyền điện tối đa. Để truyền điện áp tối đa, thiết bị đích (được gọi là "tải") phải có trở kháng ít nhất gấp mười lần so với thiết bị gửi (được gọi là "nguồn"). Điều này được gọi là BRIDGING. Cầu nối là cấu hình mạch phổ biến nhất khi kết nối các thiết bị âm thanh. Với các mạch âm thanh hiện đại, trở kháng phù hợp thực sự có thể làm giảm hiệu suất âm thanh.

Đó là một quan niệm sai lầm phổ biến. HyperPhysics được sử dụng để hiển thị đầu ra bộ khuếch đại 8 ohm , nhưng họ đã cải thiện trang kể từ đó. Thiết kế Điện tử cho thấy đầu ra bộ khuếch đại 8 ohm trong một thời gian dài , nhưng cuối cùng họ đã sửa nó sau một loạt các khiếu nại trong phần bình luận:

Do đó, trừ khi bạn là công ty điện thoại có dây cáp dài hàng dặm, trở kháng nguồn và tải không cần phải khớp ... đến 600 ohms hoặc bất kỳ trở kháng nào khác. --- Bill Whitlock, chủ tịch & kỹ sư trưởng của Jensen Transformers, Inc. và AES Life Fellow.

Kết hợp trở kháng không thực sự là mối quan tâm đối với tần số âm thanh và trong các ví dụ của bạn, nó không thực sự được ưa thích. Tuy nhiên, bạn cần phải chú ý đến trở kháng đầu vào và đầu ra của bạn.

Bạn thường trở kháng phù hợp vì 2 lý do:

1. Giảm thiểu phản xạ - Sự phản xạ trở thành một vấn đề khi độ dài của đường truyền đi theo cùng thứ tự với bước sóng của tín hiệu. Có nhiều quy tắc khác nhau ở đây. Một số người nói lo lắng khi chiều dài của dây bằng 1/4 bước sóng, một số người nói 1/6, 1/10 v.v ... Nó phụ thuộc vào tín hiệu và độ phản ứng của đường truyền. Trong trường hợp này, điều đó thực sự không quan trọng bởi vì bước sóng điện của tín hiệu 20khz là ~ 49.000ft. Nói cách khác, phản xạ không phải là vấn đề đối với ứng dụng mà bạn hỏi về.

2. Truyền công suất tối đa - Việc kết hợp trở kháng đầu ra của trình điều khiển với trở kháng đầu vào của tải cho phép truyền công suất tối đa. Lúc đầu, điều này nghe có vẻ quan trọng đối với việc lái loa nhưng có những cân nhắc quan trọng hơn (xem bên dưới).

Ví dụ về amp

Với thiết kế amp hiện đại (tầng công suất hoạt động, không có biến áp đầu ra), mục tiêu thực tế của bạn là yếu tố làm ẩm cao nhất có thể, trong số những thứ khác. Khi bạn lái loa, chính loa thực sự tạo ra dòng điện khi được điều khiển, điều này sẽ có ý nghĩa khi xem xét việc bạn lái một thiết bị để di chuyển một cuộn dây bên trong từ trường. Trong trường hợp lý tưởng, điều này sẽ không thành vấn đề vì hình nón / cuộn dây sẽ phản ứng tức thì với tín hiệu đến. Trong thực tế có sự chậm trễ và quá mức của hình nón do tính chất cơ học của loa. Kết quả là loa tạo ra dòng điện được gửi trở lại tại bộ khuếch đại.

Để đặt điều này trong các điều khoản đơn giản hơn, áp dụng nhiều hơn. Hệ số làm ẩm cao cho phép bộ khuếch đại có khả năng kiểm soát tốt hơn đối với nón loa. Điều này đặc biệt quan trọng gần điểm cộng hưởng của loa. Hệ số làm ẩm là (điện trở loa) / (điện trở đầu ra amp) và một số hiệu chỉnh cho điện trở dây. Vì vậy, trong trường hợp này, mục tiêu của bạn là điện trở đầu ra nhỏ nhất có thể có trong bộ khuếch đại.

mức dòng giữa các thiết bị (pre amp):

Một lần nữa trở kháng phù hợp không phải là mục tiêu. Bạn thường muốn trở kháng đầu ra thấp nhất và trở kháng đầu vào cao nhất có thể. Điều này giảm thiểu tối đa hiện tại và giảm điện áp. Đây là cấu hình biến dạng thấp nhất và cho phép truyền điện áp tối đa.

Bài báo chuyên đề về dây loa được viết bởi Bob Pease của hãng bán dẫn quốc gia năm 1990, với tiêu đề "Tất cả những thứ này là gì, dù sao đi nữa?" . Đọc và tận hưởng - sau đó tiếp tục cuộc sống của bạn trong khi bỏ qua những người bán dầu rắn một cách an toàn!