อิมพิแดนซ์ของแอมพลิฟายเออร์และลำโพงไม่ผิดเพี้ยนหรือไม่

12

ฉันกำลังจะซื้อหูฟังและอินเตอร์เฟซเสียงที่มีแอมพลิฟายเออร์ในตัว รายละเอียดบอกว่าความต้านทานของแอมป์คือ "<30 โอห์ม"

หูฟังที่ฉันต้องการซื้อคือ Beyerdynamic DT 990 ซึ่งมีอิมพีแดนซ์ต่างกัน

ฉันมีคุณสมบัติทางด้านอิเล็กทรอนิคส์พอที่จะรู้ได้ว่ายิ่งความต้านทานของหูฟังสูงขึ้นเท่าไหร่การ "ขยาย" ที่มากขึ้น (สำหรับการขาดคำที่ดีกว่า) จำเป็นต้องใช้พลังเดียวกัน

อย่างไรก็ตามฉันกังวลว่าความต้านทานที่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทำให้เกิดการบิดเบือนเสียง ฉันไม่ได้พูดถึงความอิ่มตัวของสี แต่อาจมีการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในลักษณะการถ่ายโอนซึ่งเห็นได้ชัดว่าไม่ใช่สิ่งที่ฉันต้องการจัดการ

ความเข้าใจใด ๆ ในหัวข้อนี้ชื่นชมอย่างมาก

amplifier impedance-matching distortion

— László Stahorszki
แหล่งที่มา

3

ขึ้นอยู่กับว่าคุณต้องการคำตอบที่สมจริงหรือคำตอบระดับออดิโอไฟล์ ฉันลองทำเองและถ้าฉันชอบเสียงที่ฉันใช้

— PlasmaHH

1

โปรดจำลองสถานการณ์ด้วยปรสิตในชีวิตจริงและผู้พูดในชีวิตจริงผ่านความถี่เสียงและกวาดล้างอิมพิแดนซ์ต้นทาง คุณเห็นความแตกต่างไหม?

— winny

1

ฉันถามที่นี่เพราะฉันอยากรู้เกี่ยวกับวิทยาศาสตร์ของคำถาม ฉันไม่เคยสนใจคำตอบแบบ "ฉันได้ยิน sg ในระดับกลาง" ฉันสนใจวิทยาศาสตร์หลังนี้ คณิตศาสตร์และฟิสิกส์ล้วนๆ

— László Stahorszki

โปรดดูคำตอบของฉันสำหรับคำถามเดียวกันแม้ว่าจะเป็นเรื่องของพลังมากกว่าความต้านทาน electronics.stackexchange.com/questions/242736/…

— Sparky256

27

คุณสามารถลืมเกี่ยวกับการจับคู่ความต้านทานสำหรับเสียงที่บ้าน

การจับคู่ความต้านทานมีความจำเป็นเฉพาะเมื่อความยาวคลื่นของสัญญาณมาใกล้กับความยาวของสายเคเบิลที่ส่งสัญญาณนั้น สัญญาณไฟฟ้าเคลื่อนที่ด้วยความเร็วแสงเกือบผ่านสายเคเบิลสำหรับความถี่เสียงสูงสุด (ให้ความยาวคลื่นสั้นที่สุด) ความยาวคลื่นประมาณ 15 กม. ฉันคาดเดาว่าสายเคเบิลของคุณจะไม่นาน

การจับคู่ความต้านทานเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อป้องกันสัญญาณที่สะท้อนและบิดเบือนพวกเขา โดยปกติจะเกี่ยวข้องกับสัญญาณความถี่สูงเท่านั้นไม่ใช่เสียง (ยกเว้น: สายโทรศัพท์อะนาล็อก)

ในความคิดของฉัน "การจับคู่ความต้านทาน" สำหรับแอมพลิฟายเออร์เสียงเป็นที่เข้าใจกันดีกว่าว่า: "แอมพลิฟายเออร์นี้สามารถขับลำโพงนี้ได้หรือไม่"

ตัวอย่าง: แอมพลิฟายเออร์บางตัวเหมาะสำหรับลำโพง 4 และ 8 โอห์มเท่านั้น การใช้งานกับลำโพง 2 โอห์ม (หรือลำโพง 4 โอห์มสองตัวพร้อมกัน) สามารถให้ปัญหาได้

สำหรับหูฟังนี้แทบจะไม่มีปัญหาเลยยกเว้นความต้านทานของหูฟังนั้นต่ำมาก (น้อยกว่า 10 โอห์ม) หรือสูงมาก (600 โอห์ม) และแม้กระทั่งถ้ามี "ไม่ตรงกัน" ปริมาณสูงสุดอาจลดลง

ปกติที่บ้านขับรถขยายเสียงออกหูจากลำโพงผ่านตัวต้านทานชุดที่จะให้บิตของการป้องกันการบรรทุกเกินพิกัดหูฟังที่พวกเขาต้องการมากน้อยพลังกว่าลำโพง ด้วยเหตุนี้หูฟังเกือบทุกตัวจึงเป็นไดร์เวอร์จากแอมพลิฟายเออร์สำหรับเสียงในบ้าน

อุปกรณ์มือถือที่ใช้แบตเตอรี่ไม่สามารถให้พลังงานและแรงดันไฟฟ้าได้มากเกินไปดังนั้นการโหลดเกินจึงเป็นปัญหาน้อยลง เนื่องจากแรงดันเอาต์พุตของอุปกรณ์เหล่านี้มี จำกัด ฉันขอแนะนำให้ใช้หูฟังอิมพีแดนซ์ต่ำ 30 หรือ 50 โอห์มน่าจะเป็นทางเลือกที่ดี

ไม่ว่าในกรณีใดคุณไม่ต้องกังวลเกี่ยวกับการจับคู่อิมพีแดนซ์มันไม่ใช่ปัญหาสำหรับหูฟัง

sidenote:

สำหรับลำโพงความต้านทานเอาต์พุตของเครื่องขยายเสียงมีความเกี่ยวข้อง คำแนะนำปกติคือแอมป์ต้องการความต้านทานเอาต์พุตต่ำ ยิ่งต่ำยิ่งดีเท่าที่จะให้ "การควบคุม" ที่ดีกว่ากับลำโพง นี่ไม่ใช่การจับคู่ความต้านทานจริง ๆ แล้วมันเป็นสถานการณ์ที่ "ไม่ตรงกันที่ดีที่สุด" เนื่องจากความต้านทานเอาต์พุตของเครื่องขยายเสียง (<0.1 โอห์ม) และความต้านทานของลำโพง (> 4 โอห์ม) ไม่เหมือนกัน

— Bimpelrekkie
แหล่งที่มา

เกี่ยวกับ sidenote อัตราส่วนระหว่างความต้านทานเอาท์พุทแอมป์และความต้านทานของลำโพงที่เรียกว่าปัจจัยที่ทำให้หมาด ๆ en.wikipedia.org/wiki/Damping_factor

— Dampmaskin

3

OP ดูเหมือนจะบอกว่าความต้านทานเอาต์พุตของแอมพลิฟายเออร์คือ "<30 โอห์ม" ดังนั้นทำไมคุณคิดว่าเป็น "<0.1 โอห์ม" ไม่ได้ถ่ายโอนกำลังไฟสูงสุดจากวงจรที่เทียบเท่ากับ Thevenin มาที่นี่หรือไม่? การถ่ายโอนพลังงานสูงสุดคือเมื่อโหลดอิมพีแดนซ์เท่ากับอิมพีแดนซ์เอาต์พุตของแหล่งจ่าย

— Elliot Alderson

@ElliotAlderson นั่น "<30 โอห์ม" นั้นคลุมเครือสำหรับฉันดังนั้นฉันจึงไม่ได้พูดคุยกัน ฉันมั่นใจ 100% ว่าหูฟังที่ต้องการ "เส้นทาง <30 โอห์ม" จะทำงานได้ดีกับแอมพลิฟายเออร์ที่มีความต้านทานเอาต์พุต 100 โอห์มหากสามารถสร้างแรงดันเอาต์พุตได้เพียงพอเพื่อให้พลังงานสัญญาณในหูฟังเพียงพอ นั่นคือ <0.1 โอห์มเป็นตัวเลขทั่วไปที่ฉันดูดนิ้วโป้ง แอมป์เสียงส่วนใหญ่ มี Rout <0.1 ohms ให้พวกเขามีข้อเสนอแนะที่ไม่ท้าทายในการออกแบบสำหรับที่

— Bimpelrekkie

ตกลง แต่ฉันคิดว่าคุณควรรวมสมมติฐานเหล่านั้นไว้ในคำตอบของคุณ

— Elliot Alderson

@ElliotAlderson คุณพูดถูกเกี่ยวกับ Thevenin แต่การจับคู่แบบนั้นไม่สามารถใช้ได้กับ Audio amp + speaker เสียงแอมป์มีปราชัยต่ำเพื่อให้พวกเขาเข้าใกล้การทำงานของที่แหล่งจ่ายแรงดัน แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าในอุดมคติสามารถส่งกำลังทั้งหมดที่คุณต้องการ แอมป์เสียงไม่สามารถ แรงดันและกระแสสูงสุดถูกออกแบบมาเพื่อรองรับ 2 ถึง 8 โอห์ม หากคุณจะใช้ค่าของ Rout ตาม Thevenin ดังนั้นกระแสจะเป็นปัจจัย จำกัด แอมป์เสียงไม่สามารถส่งกระแสได้มากนัก

— Bimpelrekkie

7

คุณสามารถลืมเกี่ยวกับ "การจับคู่ความต้านทาน" สำหรับแอมพลิฟายเออร์คุณภาพที่สมเหตุสมผลใด ๆ ได้เนื่องจากความต้านทานไม่ได้จับคู่โดยเจตนา!

ความต้านทานเอาต์พุตของแอมป์เสียงคุณภาพดีควรต่ำมาก - โดยทั่วไปแล้วจะมีค่าประมาณ 0.01 หรือ 0.001 โอห์ม ความต้านทานของลำโพงหรือหูฟังส่วนใหญ่มีความถี่แตกต่างกันมาก แต่มักมีขนาดของคำสั่งสูงกว่าอิมพีแดนซ์เอาต์พุตของแอมป์เสมอ

ผลที่ตามมาคือถ้าลำโพงถูกออกแบบมาเพื่อตอบสนองต่อแรงดันสัญญาณ(ไม่ใช่กระแสไฟฟ้า) แรงดันไฟฟ้าที่ส่งมาจากแอมป์จะไม่ขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงอิมพีแดนซ์ของลำโพงแต่ละยี่ห้อและการตอบสนองของเสียงจะไม่ต้องการ peaks หรือ troughs ที่ความถี่เฉพาะในช่วงเสียง

การจับคู่ความต้านทานมีความสำคัญเฉพาะในกรณีที่คุณต้องการรับการถ่ายโอนพลังงานสูงสุดที่เป็นไปได้จากอุปกรณ์หนึ่งไปยังอีกอุปกรณ์หนึ่ง แต่นั่นไม่เกี่ยวข้องกับการออกแบบแอมป์เสียง (แต่ถ้าคุณพยายามส่งสัญญาณลงใต้สายเคเบิลใต้ทะเลสองสามพันไมล์มันน่าจะเกี่ยวข้องมาก!)

เหตุผลที่แอมป์ระบุถึงช่วงอิมพิแดนซ์เอาต์พุตที่ยอมรับได้สำหรับลำโพงหรือโทรศัพท์นั้นเป็นเพียงเพื่อให้แน่ใจว่าเมื่อคุณเปลี่ยนการควบคุมระดับเสียงของแอมป์เป็นสูงสุด (1) ถ้าอิมพีแดนซ์ของลำโพงสูงเกินไประดับเสียงจะต่ำลง เกินกว่าที่คุณคาดหวังและ (2) หากความต้านทานต่ำเกินไปคุณจะพยายามดึงกระแสจากแอมป์มากเกินไปซึ่งอาจทำให้เกิดการบิดเบือนและ (มีแนวโน้มมาก) จะทำให้ฟิวส์ที่แอมป์ไปยัง ป้องกันการโอเวอร์โหลด

บันทึกประวัติ: ข้อมูลด้านบนใช้กับการออกแบบแอมป์ที่ทันสมัย - ทั้งสถานะของแข็งและหลอด (วาล์ว) การออกแบบแอมป์หลอดแบบเก่า (1950 หรือ 60s) บางแบบนั้นไวต่อความต้านทานของเอาต์พุตลำโพงที่เชื่อมต่อกับพวกเขาและมีสวิตช์บนแผงด้านหลังเพื่อเลือกอิมพิแดนซ์ที่ใช้จริง (ปกติ 8 หรือ 16 โอห์มในสมัยนั้น) ลำโพงสมัยใหม่ขับเคลื่อนมักจะมีความต้านทานต่ำเช่น 4 หรือ 2 โอห์ม) การใช้งานแอมป์ "เหล้าองุ่น" ที่ไม่มีลำโพงเชื่อมต่ออาจทำให้แอมป์เสียหายได้ - แต่การออกแบบหลอดแอมป์สมัยใหม่นั้นไม่มีปัญหา

— alephzero
แหล่งที่มา

นี่เป็นคำตอบที่ดีมากฉันสามารถรับได้หลายคำตอบ : D

— László Stahorszki

5

การกำหนด "<30 โอห์ม" ในแอมพลิฟายเออร์ของคุณมีแนวโน้มที่จะไม่ใช่แอมป์เอาต์พุตของแอมป์ แต่ความต้านทานของโหลดที่ถูกออกแบบมาสำหรับ แอมพลิฟายเออร์เสียงที่ดีมีเอาต์พุตเอาท์พุตต่ำกว่าหนึ่งโอห์ม

การติดฉลากแบบนี้เป็นเรื่องปกติเพราะการจับคู่แบบอิมพีแดนซ์ไม่ใช่เรื่องของอุปกรณ์เครื่องเสียง อย่างไรก็ตามการขับลำโพงหรือหูฟังที่มีความต้านทานอยู่นอกพื้นที่ออกแบบของเครื่องขยายเสียงอาจส่งผลกระทบต่อเสียง

หูฟังขับรถที่มีอิมพีแดนซ์สูงกว่าอิมพีแดนซ์ที่ขับเคลื่อนด้วยแอมป์ที่ออกแบบมาน่าจะใช้ได้ ฉันเชื่อว่าข้อเสียเปรียบเพียงอย่างเดียวคือแอมพลิฟายเออร์ไม่สามารถส่งพลังงานเต็มกำลังได้เนื่องจากมันไม่สามารถสร้างแรงดันเอาท์พุทที่สูงพอและคุณจะต้องอยู่ในระดับเอาท์พุทที่ค่อนข้างต่ำ การใช้ปุ่มปรับระดับเสียงอาจเที่ยวยุ่งยิ่ง แต่ปริมาณพลังงานไม่ได้เป็นความกังวลอย่างแท้จริงเพราะหูฟังไม่ต้องการพลังงานมากนัก

— Niko Kiirala
แหล่งที่มา

1

“ การขับลำโพงหรือหูฟังที่มีอิมพีแดนซ์นอกพื้นที่ออกแบบของแอมป์อาจส่งผลกระทบต่อเสียง” - การขับลำโพงที่มีอิมพีแดนซ์ต่ำเกินไปอาจเป็นสิ่งสำคัญที่สุดที่จะทำลายแอมป์หรืออย่างน้อยก็ปิดลงด้วยการลัดวงจร

— leftaroundabout

2

ส่วนใหญ่เวลาตอบรับที่ยอมรับเป็นที่ยอมรับแอมป์หลอดยังได้รับการกล่าวถึงว่าถ้าแอมป์เป็นคลาส D ซึ่งเป็นที่พบมากขึ้นแอมป์ Class D ปกติจะมีตัวกรอง LC ระหว่างทรานซิสเตอร์เอาท์พุทและลำโพงบาง สิ่งที่ใช้พลังงานต่ำสุดนั้นขึ้นอยู่กับการเหนี่ยวนำของลำโพงและสายลำโพงที่สั้นมากตัวกรอง LC จะลดการแผ่รังสีจากสายลำโพงยาวตัวกรอง LC มักจะตั้งค่าไว้ที่ Q ที่โหลดต่ำโดยมีความถี่ตัดเหนือเสียง แต่ต่ำกว่า PWM ความถี่. ตัวเลขสวนสาธารณะอาจเป็น PWM 200KHz F ตัด 25 KHz และ Q .7. ตอนนี้ความต้านทานของลำโพงจะเปลี่ยนพารามิเตอร์ตัวกรองการเพิ่มความต้านทานจะเพิ่ม Q ด้วยการออกแบบตัวกรอง LC ดั้งเดิมที่สุดซึ่งอาจทำให้จุดสูงสุดสูงและน่ากลัว โคลนห่วงการตอบรับเชิงลบคุณอาจได้รับประสิทธิภาพที่ไม่ดีซึ่งอาจจัดการกับเครือข่ายแบบพาสซีฟธรรมดา

— หมกหมุ่น
แหล่งที่มา

1

แอมพลิฟายเออร์ทั่วไปที่ออกแบบมาเพื่อ (ป้อนอินพุตบางส่วนและตั้งค่าระดับเสียงเฉพาะบางส่วน) ป้อน 50 วัตต์เข้ากับลำโพงที่มีความต้านทาน 8 โอห์มโดยทั่วไปแล้วจะขับลำโพง 16 โอห์มที่มีเพียง 25 วัตต์ภายใต้เงื่อนไขเหล่านั้น ขับลำโพง 4 โอห์มที่มี 100 วัตต์ โดยทั่วไปแล้วอิมพีแดนซ์ 16 โอห์มจะไม่สร้างความเสียหายใด ๆ หรือแม้แต่เสียงที่ไม่ดี แต่แอมป์จะไม่สามารถป้อนพลังงานได้มากเท่ากับตอนขับโหลด 8 โอห์ม สถานการณ์ 4 โอห์มอาจไม่เกิดความเสียหายอะไรเลยถ้าแอมป์ได้รับการออกแบบให้ - ภายใต้เงื่อนไขที่แตกต่างกัน - ป้อน 100 วัตต์เป็น 8 ลำโพงโอห์ม แต่ถ้าโหลดความต้านทานต่ำจะทำให้แอมป์จะพยายามส่งออกพลังงานมากกว่าการออกแบบ สูงสุดบิดเบือนและ / หรือความเสียหายที่อาจเกิดขึ้น

— SuperCat
แหล่งที่มา

-1

ขั้นตอนเอาต์พุตสร้างกระแสโหลด 'ที่ความถี่ทั้งหมด' นั่นคือการจับคู่ความต้านทาน (ในโดเมนความถี่) วงจรเอาท์พุทแตกต่างกันมากขึ้นอยู่กับ 'วิธีการจับคู่' เป็นส่วนหนึ่งของความถี่ที่คาดการณ์ว่าจะ 'จับคู่' และความถี่ (และกระแส) ที่ใช้งานได้จริง

— ดิเอโก Cadogan
แหล่งที่มา

4

ยินดีต้อนรับสู่ EE.SE, Diego คำตอบของคุณเกี่ยวกับเรื่องนี้ โดยทั่วไปเครื่องขยายเสียงจะไม่มีการกรองเอาท์พุท แต่ขับลำโพงโดยตรงด้วยไดรฟ์ความต้านทานต่ำตามที่อธิบายไว้ในคำตอบอื่น ๆ "เตะตัวเก็บประจุ" (อะไรก็ตามที่พวกเขามี) หรือตัวเก็บประจุอื่น ๆ ไม่ได้ถูกขนานกับลำโพงของตัวเองแม้ว่าพวกเขาอาจเป็นส่วนหนึ่งของวงจรข้าม "กระแสหยาบ" ดูเหมือนแปลผิด แต่โปรไฟล์ผู้ใช้ของคุณไม่ได้บอกว่าภาษาพื้นเมืองของคุณคืออะไร คุณสามารถแก้ไขคำตอบเพื่อปรับปรุงได้

— ทรานซิสเตอร์

@ทรานซิสเตอร์. ภายในเครื่องขยายเสียงส่วนใหญ่มีตัวเหนี่ยวนำอากาศ 10 uH ควบคู่กับตัวต้านทาน 10 โอห์ม 10 วัตต์ที่เอาต์พุตแอมป์ ไม่ใช่สำหรับการจับคู่อิมพีแดนซ์ แต่เป็นการป้องกันลูปการตอบกลับภายในจากการโหลดแบบ capacitive ของสายลำโพงยาว

— Sparky256

1

หากคุณต้องการพูดสิ่งที่มีประโยชน์โปรดทำเช่นนั้น อย่างไรก็ตามคำตอบนี้ดูเหมือนจะไม่สมเหตุสมผลเลย กระบวนการณ จุดนี้ฉันไม่สามารถไปต่อในฟังก์ชั่นในโดเมนความถี่เพื่อรายละเอียด พูดมากพอคุณเห็นได้ชัดว่าไม่มีเงื่อนงำ ไม่เป็นไร แต่อย่าแกล้งทำคุณ มีวิศวกรที่มีประสบการณ์มากที่นี่และพวกเขามองผ่าน (รวมอยู่ด้วยตัวเอง)

— Bimpelrekkie

ขอบคุณสำหรับความคิดเห็นของคุณ ฉันไม่ได้มีประสบการณ์ในการปฏิสัมพันธ์ทางสังคมกับเครือข่ายนี้จนถึงจุดที่คาดหวังเครดิตสำหรับการอ่านที่แนะนำ ในกรณีนี้เกี่ยวกับความเที่ยงตรงของเสียง เช่นสาขาความเชี่ยวชาญเก๋า

— Diego Cadogan

@DiegoCadogan ขอขอบคุณที่ใช้ความพยายามแก้ไขคำตอบเริ่มต้นของคุณการเปลี่ยนแปลงได้ปรับปรุงให้ดีขึ้น

— Sz.